一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法与流程

本发明属于有机电致发光材料技术领域，具体涉及一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法。

背景技术：

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes，OLEDs)，与传统发光光源最大的区别在于它属于主动发光，OLEDs采用在导电玻璃基板上均匀的附着非常薄的有机材料涂层，当加上一定的驱动电压时两极之间有电流通过，此时有机材料就会受到激发并发生电子跃迁而发光；随着对有机电致发光二极管的深入研究，其潜在的应用价值已经被开发出来，部分成果已经实现产业化，其最主要的用途在于平板显示及白光照明。

重金属配合物是一类最常见的磷光材料，也是有机电致发光研究最多、最全面的材料之一，重金属配合物由于金属离子强的自旋轨道耦合作用，使得其单重激发态和三重激发态的能级相互混合，从而使三重激发态不再受到自旋禁阻的束缚而能通过福射跃迁方式回到基态，实现磷光发射(Chen Z,Bian Z and Huang C,Functional Ir"Complexes and Their Applications[J].Adv.Mater.,2010,22:1534-1539.)。也就是说，重金属配合物的发光能同时利用单重激发态和三重激发态的能量，使理论内量子效率能达到100％。自1998年Forrest教授等人发现三重态磷光能在室温下被利用以来，重金属配合物的合成和光电性质研究引起了人们极大的兴趣和广泛的研究；目前已知的可用于OLEDs制备的有机金属配合物荧光材料主要有8-羟基喹啉类、10-羟基苯并喹啉类、羟苯基苯并噻唑类、2-(2-羟基苯基)吡啶类、Schiff碱类和经基黄酮类配合物等，2-羟芳基杂环类配体能与金属锌结合形成相应的金属配合物，主要有Zn(B0X)₂、Zn(BTZ)₂、Zn(NBTZ)₂和Zn(Oc-BTAZ)₂，这四个配合物荧光很强，可以用作有机电致发光器件的发光层，并且真空蒸镀过程中能形成很好的无结品薄膜。近年来，刘云圻等人(Xu X,Liao Y,Yu G.el al.Charge Carrier Transporting,Phololumincsccnt.and Electroluminescent Properties of Zinc(II)-2-(2-hydroxyphenyl)benzothiazolate Complex[J].Chem.Mater.2007.19:1740-1748.)用真空蒸镀缓慢升华法获得了2-(2-羟苯基)苯并噻哇锌配合物的单晶，通过对单晶结构的解析，证明该配合物是一个以二聚体形式存在的结构。同时，他们对该配合物在有机电致发光中的电子传输性能和发光性能做了细致的分析，证实该配合物具有优良的电子传输性，并且其性质可以与目前使用最广泛的电子传输材料Alq₃相媲美。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制备方法简单、易于量化生产的新型有机电致发光材料及其制备方法，以简单易得的1-萘酚-2-甲酸、二水合乙酸锌和2-巯基苯胺为原料，分步合成制备出2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法，其合成过程如下：

步骤1：2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌是由1-萘酚-2-甲酸与2-巯基苯胺在PPA下反应得到2-萘酚苯并噻唑；步骤2：2-萘酚苯并噻唑与二水合乙酸锌在甲醇中得到最终产物2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌，反应方程式如下：

所述最终产物分子式为C₃₄H₂₀N₂O₂S₂Zn。

上述一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法，所述的步骤1中2-萘酚苯并噻唑的合成方法包括以下步骤：

步骤1.1，向通有氩气保护的三口烧瓶通中氩气30min后依次加入摩尔比为1∶1.03∶4.08的1-萘酚-2-甲酸、2-巯基苯胺和PPA(多聚磷酸)，加 热升温至120℃后开启搅拌继续升温至160～170℃之间保温反应9h后每2h取样一次，直到原料2-巯基苯胺LC<1.0％且产物2-萘酚苯并噻唑LC>80％时停止反应；

步骤1.2，将步骤1.1的反应液降至120℃后缓慢倒入冰水混合物中搅拌2h，静置3h，过滤，抽干；滤饼用水洗至中性，在-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，10h条件下真空烘料得到149g粗产品1；

步骤1.3，向步骤1.2得到的粗产品1中加入甲苯回流煮洗2h降温后过滤，抽干，滤液减压浓缩至剩余部分时室温放置8～10h过滤，抽干，滤饼烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，8h)得到粗产品2；

步骤1.4，向步骤1.3得到的粗产品2中加入二氯甲烷溶解后过保温柱，过柱液减压浓缩至剩余部分时室温放置8～10h过滤，抽干，滤饼在-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，6h条件下烘料得到粗产品3；

步骤1.5，称取81.5g步骤1.4得到的粗产品3加入二氯甲烷回流煮洗1h，搅拌下室温放置3h后过滤，抽干，滤饼真空烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，8h)得到最终产品，取样送检，直至产物LC>99.9％，即可得到高纯度的2-萘酚苯并噻唑。

上述一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法，所述2-萘酚苯并噻唑与二水合乙酸锌合成2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的具体步骤为：

步骤2.1，向三口烧瓶内依次加入摩尔比1∶0.96的为2-萘酚苯并噻唑和二水合乙酸锌，再加入甲醇加热搅拌升温至50～60℃反应3h后关闭加热；

步骤2.2，将步骤2.1反应液降温至40℃热过滤，抽干，滤饼用水升温至80℃搅拌煮洗1h，降温至70℃后热过滤，抽干，产品用甲醇升温至50～60℃时弱回流煮洗1h，煮洗完毕降温至40℃热过滤，滤饼用正己烷淋洗，抽干滤饼烘料得到黄色产品即2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌。

本发明的有益效果：本发明合成原料简单、价格低廉，合成过程操作简单、易于实现工业化生产、生产周期短，制备的2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌产品是一种黄色固体，易溶于四氢呋喃、二氯乙烷等有机溶剂；该产品具有较高的热稳定性，因而可用于制备OLED材料等有机电致发光器 件，且在其它光电子器件中也有广泛的应用前景。

附图说明

下面通过附图并结合实施例具体描述本发明，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制。

图1是本发明实施例2-萘酚苯并噻唑反应液液相色谱(LC)图；

图2是本发明实施例2-萘酚苯并噻唑固体液相色谱(LC)图；

图3是本发明实施例2-萘酚苯并噻唑甲苯煮洗液相色谱(LC)图；

图4是本发明实施例2-萘酚苯并噻唑过柱析液相色谱(LC)图；

图5是本发明实施例2-萘酚苯并噻唑二氯甲烷煮洗液相色谱(LC)图；

图6是本发明实施例2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的TGA图；

图7是本发明实施例2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的DSC图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本发明保护范围。

本发明一种2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌的合成方法具体合成过程如下：

1)操作：向通有氩气保护装有机械搅拌，冷凝管，温度计的2000ml三口瓶通氩气(30ml/min)30min后依次加入95g 2-巯基苯胺，65.1g 1-萘酚-2-甲酸，696gPPA，开启加热升温至120℃后开启搅拌继续升温至160～170℃之间保温反应9h后每2h取样一次，直到原料2-巯基苯胺LC<1.0％且产物2-萘酚苯并噻唑LC>80％时停止反应(此反应约9h，原料2-巯基苯胺＝0.8296％，主含量2-萘酚苯并噻唑LC＝86.0820％，见附图1)，反应方程式如下：

2)后处理：步骤1)中反应液降至120℃时趁热将反应液缓慢倒入搅 拌的4L冰水混合物中，倒完后搅拌2h，静置3h，过滤，抽干，滤饼用500ml/次的水洗至中性(PH约为7)，滤饼抽干，真空烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，10h)得到149g灰绿色固体(2-萘酚苯并噻唑LC＝89.2094％，见附图2)。固体中加入935ml甲苯回流(100～108℃)煮洗2h后降温至90℃热过滤，抽干，滤液减压浓缩(-0.08MPa～-0.09MPa，65℃)至剩余约400ml时停止浓缩，浓干液室温(6～13℃)放置8～10h过滤，抽干，滤饼烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，8h)得到99g产品(主含量2-萘酚苯并噻唑LC＝98.1055％，见附图3)(甲苯煮洗除去固体中的水分及纯化)；产品中加入2178ml二氯甲烷于36℃溶解，开始过保温柱，过柱液减压浓缩(-0.06MPa，35-40℃)至剩余约400ml时停止浓缩，浓干液室温(6～13℃)放置8～10h过滤，抽干，滤饼烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，6h)得到86.5g产品(主含量2-萘酚苯并噻唑LC＝99.6145％，见附图4)；称取其中81.5g产品加入407.5ml二氯甲烷回流(35～40℃)煮洗1h，搅拌下室温(6～13℃)放置3h后过滤，抽干，滤饼真空烘料(-0.08MPa～-0.09MPa，75℃，8h)得到61.5g产品。取样送检，直至产物2-萘酚苯并噻唑LC>99.9％(原料2-巯基苯胺未检出，主含量2-萘酚苯并噻唑LC＝99.9786％，见附图5)；

3)操作：向2000ml三口瓶内依次加入20g步骤2)制得的2-萘酚苯并噻唑，7.6g二水合乙酸锌，800ml甲醇，开启搅拌及加热升温至50～60℃反应3h后关闭加热；反应方程式如下：

4)后处理：步骤3)反应液降温至40℃热过滤，抽干，滤饼加水升温至80℃搅拌煮洗1h(洗去乙酸锌，共煮洗3次)，降温至70℃后热过滤，抽干，产品用甲醇升温至弱回流(50～60℃)煮洗1h后降温至40℃热过滤，滤饼用200ml正己烷淋洗，抽干，滤饼烘料(常压，100℃，10h)得到20.7g 黄色产品即为2-(1-羟基-萘基)-苯并噻唑锌，产物分子是为C₃₄H₂₀N₂O₂S₂Zn，分子量为633.09，对应产物热稳定性检测见附图6，7[DCS为337.10℃(Onset)，TGA为382.21℃(5％loss)]。

以上所述为本发明的优选应用范例，并非对本发明的限制，凡是根据本发明技术要点做出的简单修改、结构更改变化均属于本发明的保护范围之内。