一种有机化合物及其合成方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机化合物，尤其涉及一种可用于宽能带、高玻璃化转变温度 (Tg)的有机发光二极管发光层主体材料的有机化合物、其合成方法，以及包括所述有机发 光二极管发光层主体材料的器件。
【背景技术】
[0002] 有机发光二极管（Organic Light-emitting Diode, 0LED)因具有全固态、自发光 性、高亮度、高分辨率、超广视角（170度以上）、响应速度快、低驱动电压（3-10V)、功耗低、 工作温度范围宽、可使用柔性基板、体积小、厚度薄、以及重量轻等优点，近年来在平面显示 器领域，逐步受到关注，如照明系统、通讯系统、车载显示、便携式电子设备、高清晰度显示 甚至是军事领域均有广泛应用。0LED-般由两侧电极以及夹在电极之间的具有半导体性质 的有机薄膜（发光层）组成，其中至少一侧电极为透明电极。在外界电压驱动下，阴极注入 的电子和阳极注入的空穴在发光层相互作用，形成受激的激子，激子从激发态回到基态时 辐射跃迁产生能力差，最终以光子的形式释放。
[0003] 但是有机电致发光材料一般为单线态荧光染料或三线态磷光染料，但是该材料具 有较强的浓度猝灭效应，会降低发光层的发光效率。因此，目前有机发光二极管器件中的 发光层，几乎都使用主-客发光体系统结构，即将荧光染料或磷光染料等客发光体材料掺 杂于具有良好的载流子传输能力的主体材料中，这可以大大降低激子浓度过大所引起的淬 灭，尤其是磷光发光材料的三线态-三线态湮灭效应。
[0004] 如：Forrest和Thompson等人以4, 4' -N, Ν' -二咔唑基_3, 5_取代苯为主体材 料、蓝光铱配合物为掺杂材料得到的有机电致发光器件，最大功率可达8. 9ml/W。中国专 利申请CN102031104A公开了四苯基硅及咔唑的蒽衍生物的双极性磷光主体材料，并掺杂 Ir(ppy)3。中国专利申请CN101368096A公开了一种掺杂于主发光体中的铱络合物，以及将 其与主发光材料掺杂后获得的发光层。以及日本专利申请JP2002-305083A也公开了主发 光材料、客发光材料等有机层中通常使用的化合物的结构。
[0005] -般情况下，主体材料的能隙应当大于客发光体材料的能隙，否则容易发生能量 从客发光体回转到主体材料而降低器件的效率，除此之外，对主体材料--尤其是小分子 主体材料，在结晶性能以及玻璃化温度上也有较高的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种有机化合物，所要解决的是0LED中小分子主体材料易结晶和 Tg较低的问题。
[0007] 本申请第一个方面是提供一种有机化合物，其具有结构式（I)或（II)所示分子结 构：
[0008]
[0009] 其中，Ar为含杂原子的C4-C7的环状基团中的任意一种。
[0010] 其中，Ar优选为苯环、吡啶中的任意一种，更优选为苯环。
[0011] 其中，所述有机化合物，具有结构式（1-1)或（I1-1)所示分子结构：
[0012]
[0013] 本发明上述内容中，&、私基团的数量可以分别独立的为1个或多个，并且可以是 在萘环的任意位置取代。
[0014] 其中，R!、R2可以相同或不同。
[0015] 其中，1?基团可以分别独立地选自H、C1_C5的烷基中的任意一种。
[0016] 本发明上述内容中，R可以是选自如下基团中的任意一种：
[0017]
[0018] 其中，Ar!、Ar2、Ar3、Ar4 口」以不日丨〇」现个丨口」。
[0019] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分别独立地选自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一种。
[0020] 在本发明的一种优选实施例中，所述有机化合物为螺旋状联萘衍生物。
[0021] 本发明上述内容中，所述C1-C5的烷基可以是优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、叔 丁基、正丁基、正戊基中的任意一种或几种。
[0022] 本发明上述内容中，所述C6-C20的芳香基可以是优选为苯基、联苯基、萘基、蒽基 中的任意一种或几种。
[0023] 在本发明一种优选实施例中，R基团选自如下基团中的任意一种：
[0024]
[0025] 其中，上述有机化合物为螺旋状联萘衍生物。
[0026] 本发明第二个方面是提供一种上述有机化合物的合成方法，包括：
[0027] 结构式（III)所示的R或S构型1，Γ -联-2-萘酚与结构式（IV)所示化合物于 45_70°C反应，得到中间体（V);其中，Xi和X2分别独立地选自卤素原子；
[0028] 中间体（V)中的卤素原子&被R基团取代得到结构式（I)或（II)所示有机化合 物。
[0029]
[0030] 其中，&、私基团的数量可以分别独立的为1个或多个，并且可以是在萘环的任意 位置取代。
[0031] 其中，Ri、R2可以相同或不同。
[0032] 其中，&、R2基团可以分别独立地选自H、C1-C5的烷基中的任意一种。
[0033] 其中，Xi和X2可以相同或不同。
[0034] 其中，Xi和X2分别独立地优选为C1或Br。
[0035] 其中，Ar为C4-C7的环状基团，含杂原子的C4-C7的环状基团中的任意一种。
[0036] 其中，Ar优选为苯环、吡啶中的任意一种，更优选为苯环。
[0037] 其中，结构式（IV)所示化合物优选为结构式（VI)所示的3, 5-二（卤代甲基）_卤 代苯：
[0038]
[0039]
[0040] 其中，R可以是选自如下基团中的任意一种：
[0041]
[0042] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar4 B」以相问或小问。
[0043] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分别独立地选自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一种。
[0044] 其中，本发明上述内容中，所述C1-C5的烷基可以是优选为甲基、乙基、丙基、异丙 基、叔丁基、正丁基、正戊基中的任意一种或几种。
[0045] 其中，本发明上述内容中，所述C6-C20的芳香基可以是优选为苯基、联苯基、萘 基、蒽基中的任意一种或几种。
[0046] 在本发明一种优选实施例中，R基团选自如下基团中的任意一种：
[0047]
[0048] 本发明所述的合成方法中，结构式（III)所示的1，Γ-联-2-萘酚与结构式（IV) 所示化合物之间的反应，优选为在催化剂存在下进行。
[0049] 其中，所述催化剂可以是选自K2C03、Na2C03、Na0H、K0H、Mg/I 2中的任意一种或几种， 更优选为K2C03。
[0050] 本发明所述的合成方法中，结构式（III)所示的1，Γ-联-2-萘酚与结构式（IV) 所示化合物之间的反应，反应温度优选为50-60°C，更优选为在丙酮溶剂中回流条件下进 行。
[0051] 本发明所述的合成方法中，中间体（V)中的乂^皮!?基团取代的反应，优选为中间 体（V)与R-H通过布赫瓦尔德偶联反应（Buckwald Coupling)进行。
[0052] 本发明所述的合成方法中，中间体（V)中的Xi被R基团取代的反应，反应温度优 选为80-160°C，更优选为90-150°C，更优选为在选自二氧六环、甲苯、丁醚的任意一种或几 种溶剂中回流反应。
[0053] 所述布赫瓦尔德偶联反应中，优选为在碱存在下进行，所述碱可以是选自叔丁醇 钠、Cs2C03、K 2C03、Κ3Ρ04中的任意一种或几种。
[0054] 本发明第三个方面是提供一种有机发光器件，包括至少一个有机发光二极管，所 述有机发光二极管包括阳极、阴极以及位于所述阳极和阴极之间的发光层，所述发光层至 少包括一种具有结构式（I)或（II)所示分子结构的有机化合物：
[0055]
[0056] 其中，Ar为C4-C7的环状基团，含杂原子的C4-C7的环状基团中的任意一种。
[0057] 其中，Ar优选为苯环、吡啶中的任意一种，更优选为苯环。
[0058] 其中，所述有机化合物为螺旋状联萘衍生物，具有优选结构式（1-1)或（II-1)所 不分子结构：
[0059]
[0060] 本发明上述内容中，&、私基团的数量可以分别独立的为1个或多个，并且可以是 在萘环的任意位置取代。
[0061] 其中，Ri、R2可以相同或不同。
[0062] 其中，&、R2基团可以分别独立地选自H、C1-C5的烷基中的任意一种。
[0063] 本发明上述内容中，R可以是选自如下基团中的任意一种：
[0064]
[0065] 其中，可以相同或小同。
[0066] 其中，Ari、Ar2、Ar3、Ar 4可以分别独立地选自C6-C20的芳香基、C1-C5烷基取代的 C6-C20的芳香基中的任意一种。
[0067] 本发明上述内容中，所述C1-C5的烷基可以是优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、叔 丁基、正丁基、正戊基中的任意一种或几种。
[0068] 本发明上述内容中，所述C6-C20的芳香基可以是优选为苯基、联苯基、萘基、蒽基 中的任意一种或几种。
[0069] 在本发明一种优选实施例中，R基团选自如下基团中的任意一种：
[00701
[0071] 其中，所述发光层中还包括掺杂的突光染料或磷光染料。
[0072] 本发明所述的有机发光器件，可以是冷光源，显示器，或者包括所述显示器的手 机、电脑、ATM机、P0S机、游戏机、复印机、数码相机、DVD、仪表中的任意一种或几种。
[0073] 本发明提供了一种有机化合物，该有机化合物为螺旋状联萘衍生物，两个萘环之 间存在一定的二面角而不是完全共轭。这类结构的分子由于苯环和苯环之间的不完全共轭 带来了 2个