一种二咪唑并吡嗪衍生物及其应用的制造方法与工艺

本发明涉及一种二咪唑并吡嗪衍生物及其应用，具体涉及一种二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物，以及这一类化合物在电子传输材料、有机电致发光器件中的应用。

背景技术：
有机电致发光器件(OLED)的起源可以追溯到二十世纪六十年代，Pope等人以蒽单晶外加直流电压而使其发光，但因驱动电压高(100V)且发光亮度和效率都比较低，没有引起太多的重视。随着技术不断改进.在1987年Kodak公司的C.W.Tang等人以8-羟基喹啉铝(AIq3)为发光材料，采用真空蒸镀的方法制成了双层夹心结构OLED器件，启亮电压仅有几伏特，亮度最高可达1000cd/m2，标志OLED朝向实用化迈出了重要的一步，成为有机电致发光领域的一个重要里程碑。电子传输层是有机电致发光器件中必不可少的组成部分，通常来说，电子传输材料都具有大的共轭结构的平面芳香族化合物，它们大多具有较好的电子接受能力，同时在一定的正向偏压下又可以有效的传递电子(有机电致发光材料与器件导论，黄春辉、李富有、黄维，143)。目前可用的电子传输材料主要有8-羟基喹啉铝类化合物，恶二唑类化合物，咪唑类化合物，恶唑类化合物，三唑类化合物，含氮六元杂环类，全氟化类电子传输材料，有机硅类电子传输材料等。要设计一个能使有机电致发光器件效率显著提升的电子传输材料，需具备以下性质：具有可逆的电化学还原和较高的还原电位；需要有合适的HOMO和LUMO使电子有最小的注入能隙，以降低起始和操作电压；需要有较高的电子移动率；具有好的玻璃转化温度和热稳定性；具有非结晶性的薄膜。(有机电致发光与元件，陈金鑫、黄孝文著，52页)。BPen(4，7-二苯基-1，10-邻菲罗啉)和BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基1，-10-邻菲罗啉)LUMO能阶在3.2ev左右，HOMO能阶在6.5-6.7ev，常被用作OLED空穴阻挡层，由于其具有刚硬的平面结构而具有较高的电子迁移率，不足之处在于该类化合物Tg(玻璃化转变温度)较低，组件工作时容易发生衰变影响组件的温度性。(OLED梦幻显示器-材料与器件，陈金鑫、黄孝文著，53页)。

技术实现要素：
本发明人设计了类1，10-邻菲罗啉衍生物一二咪唑并吡嗪衍生物，并通过在吡嗪上引入不同的取代基，制备得到一系列二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物并将其应用于OLED器件制备中，相较于1，10-邻菲罗啉，取代吡嗪更易于电子传递，且具有更好的稳定性及成膜性，制备得到的器件驱动电压更低，效率更高。二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物分子内含有多个苯并咪唑基团，整个分子为一个大的共轭平面结构，该共轭平面很好的提高了电子流动性，而咪唑基团具有低的还原电位有利于接受电子，从而有利于电子传输，可以提高此类化合物的电荷迁移能力，使其具有良好的电子传输性能，吡嗪结构的引入进一步的增加了体系的缺电子能力，增加了化合物对电子的接受能力。此外，分子结构的对称性可以增加分子堆叠的规整性，可以提高化合物载流子迁移率。同时，二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪5，6位取代基的引入，很好的调整了化合物的刚性，使产品更易成膜，提高了器件的稳定性。因此本化合物具有较高的电子传输性能，成膜性好，在室温下具有较好的稳定性，所应用的器件也具有较高的稳定性。本发明提供一种二咪唑并吡嗪衍生物，结构通式如下：其中，Ar为芳香基团，R为氢、烷基或芳香基团中的一种。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述Ar为苯环、萘环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、咔唑或含有取代基的上述芳香基团中的一种。进一步，所述R为氢、甲基、氰基、苯基、2-吡啶基、3-吡啶基中的一种。进一步，所述Ar的结构式为下式中的一种：当Ar为上述取代基时，化合物较容易制备得到，成本较低，化合物分子具有较好的载流子迁移率，显示出较好的电子传输性能，制备得到的化合物具有较高的玻璃化转变温度，增加了器件的稳定性。本发明还提供一种二咪唑并吡嗪衍生物的应用，在制备有机电致发光器件中，至少有一个功能层，含有上述的二咪唑并吡嗪衍生物。本发明还提供一种有机电致发光器件，包括构成一对电极的阳极层和阴极层，以及在电极中设置的一个发光层和电子传输层，并根据任选原则在电极中还设置有空穴注入层、空穴传输层和/或电子注入层，其中各层按阳极层、空穴注入层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层的顺序排列，相邻层之间以镀的方式连接，形成叠层结构，所述电子传输层的材料选自上述二咪唑并吡嗪衍生物。如前所述，本发明提供的化合物具有较高的电子传输性能，成膜性好，在室温下具有较好的稳定性，因此可以降低驱动电压，易成膜的特征使得制造成本更低，在室温下较好的稳定性使得器件工作更加稳定，实用寿命较长。附图说明图1为本发明提供的一种较简的有机电致发光器件的结构示意图。1、玻璃基板，2、阳极层，3、空穴传输层，4、发光层，5、电子传输层，6、阴极层。具体实施方式为了更清楚的说明本发明的内容，下面结合本发明技术方案所涉及到的具体化合物，通过实施例阐述本发明的。需要注意的是，实施例用于解释但并不限定本发明。为便于引用，上述各化合物的结构式下用数字下标，并与制备实施例中化合物分别对应，例如，结构式1-1对应制备实施例一中的化合物1-1，结构式1-2对应制备实施例二中的化合物1-2，其余的以此类推。本发明中的所用到的α-溴代芳香酮、取代二氨基吡嗪、苯硼酸、2-吡啶硼酸、3-吡啶硼酸等化合物在国内化工市场可以买到。实施例目标化合物的制备，采用α-溴代芳香酮与取代二氨基吡嗪在碳酸氢钠的催化下，在乙醇或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中关环制备得到。化合物1-35到1-85采用相应芳香硼酸与5，6-二溴-2，9-二取代基二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪采用偶联制备得到。制备实施例制备实施例一化合物1-1的制备依次向1000mL三口瓶中加入11g(0.1mol)2，3-二氨基吡嗪，44g(0.22mol)α-溴代苯乙酮，84g碳酸氢钠，600g无水乙醇，回流反应10h，反应液抽滤后，为淡黄色澄清，旋干，采用正己烷和乙酸乙酯(体积比正己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)柱层析，得到25.6g米黄色固体，收率82.5％。称取10g粗品化合物1-1，于真空升华仪中，升华参数为升华真空度为2×10-5Pa，升华三区温度为250℃，升华二区温度为150℃，升华一区温度为60℃，所设温度均为梯度升温，每15min升高1...