专利名称：一种1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物合成方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于光电材料技术领域。具体涉及一种1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物合成方法及应用。所述化合物具有发光及电子传输性能，可以作为有机发光蓝光材料或电子传输材料，用于发光器件、有机发光二极管等。
背景技术：
有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode，0LED)是以有机电致发光材料技术为基础的新一代平面显示技术，因而被业界公认为最理想和最具发展前景的下一代显示技术(Mei-Yi Lai. Angew. Chem. 2008，120，591-595)。这种全新的显示技术几乎具有显示器件制造行业所要求的所有优异特征。到目前为止，人们已经发现了一些具有优良电致发光性能的绿光和红光材料，但是性能优良的蓝光材料一直非常缺乏。这是因为蓝色发光材料具有很宽的带隙，妨碍了阴极电子的注入。通常在制备蓝光器件时需要把蓝光材料掺杂到一些主体材料中来改善电子注入和传输的缺点，但这样会使器件的制备复杂化。而且目前国内外OLED研制中所存在的稳定性、耐用性等问题还没有从根本上得到解决。蓝光材料的发展已经成为制约实现OLED全色显示的瓶颈。因此，探索合成新型的具有优良性能和稳定性的蓝光材料一直是国内外OLED领域的研究热点和难点之一。有机小分子OLED中的薄膜材料的结晶化使发光性能下降被认为是器件老化的主要原因。鉴于此，在薄膜制备工艺中通常需要采用适当的措施来降低或者阻止有机层材料的结晶化。其中之一是增加分子空间位阻，减少分子聚集。为了破坏分子的平面共轭结构， 常在分子中引入长链基团，使平面发生扭曲，破坏其结晶性，而提高其溶解性(Hermann A. M Ullen K Chem Lett[J],2006,35(9) :978)。苯并咪唑类化合物是一类重要的杂环化合物，是合成抗菌药、抗癌药物、治疗高血压药物的重要中间体(Gary Μ. Coppola. Synthetic Communications, 200838 :3500-3507)。 苯并咪唑类化合物也具有良好的荧光量子效率和电学性质(Ziyi Ge, Teruaki Hayakawa, Shinji Ando. Adv. Funct. Mater. 2008，18，584-590)，其中咪唑环上有吸电子的亚酰胺基团，这基团作为电子受体便于还原，使其成为合适的电子载体，已广泛应用于多功能发光材料等领域(Mei-Yi Lai，Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，581-585)，有机发光材料，非线性光学材料等领域(Zhonghua Luo，Hongjun Zhu. Dyes and Pigments 88(2011)274-279) Chih-Hsin等人以苯并咪唑为母体通过在N上引入苯环，并在2位引入生色团和助色团进行修饰，合成出了一系列多功能荧光材料(Chih-Hsin Chen. Adv. Funct. Mater. 2009，19，沈61-2670)，但是此类化合物具有较大的π -电子共轭体系，它的溶解性能较差。Masayoshi Nomura等人以均苯三甲酰氯为中心结构合成了 1，3，5_三(1_(4_对苯氧基苯基)苯并咪唑-2-基)苯，该化合物应用于有机发光材料电子传输层(Masayoshi Nomura. Synthetic Metals 151 2005 261-268)，该化合物依然没有能很好解决溶解性差的问题，并且合成步骤冗长。本课题组罗中华等人以对氰基苯硼酸为原料，合成了一系列三联苯桥联双苯并咪唑化合物，该化合物溶解性有了显著的提高，并且有着很好的荧光性能 (罗中华.CN 101759648 A)，不过合成该化合物反应条件苛刻，并且需要钯盐作为催化剂， 增加了生产的成本。 在已报道合成苯并咪唑类化合物的方法中，引入荧光基团有两种方法一种是通过Buctwald-Hartwig交叉偶联反应引入，此类反应需要特殊催化剂或者氧化剂(如三苯基磷二氯化钯，醋酸钴等)，反应成本高；另一种是通过Suzuki偶联反应进行结构修饰，这类反应需要无水无氧的条件低温下合成苯硼酸为原料，并且需要催化剂，反应条件苛刻，收率较低。本发明采用先引入荧光基团，后环合成咪唑的方法，在三苯胺，咔唑等官能团上引入氰基再与邻苯二胺类化合物缩合成咪唑，反应条件温和，成本低，提纯容易，收率较高。同时在N上引入长链取代基以增加溶解性，同时对发射波长产生影响；引入吸电子基团或片断， 以控制发射波长，并且提高电子空穴的传输或平衡注入能力；引入大体积基团或形成非共平面的扭曲结构以减少链间聚集，减少荧光猝灭，以提高量子效率；同时可以提高物质和器件的稳定性，延长使用寿命等。实验结果表明，合成的1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物在常见溶剂(乙醇，乙酸乙酯等)中有着较好的溶解性，荧光发射波长在391-436nm之间，荧光性能与已报道类似化合物相当，是一类潜在的有机发光材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一类1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物有机发光材料，合成方法，以及作为有机电致发光二极管中作为蓝光发光层或电子传输层应用。本发明合成了一系列1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物，通过对苯并咪唑环引入卤素基团、烷基、氨基、烷氧基、硝基等供电子或吸电子基团，并对2位苯基上引入苯硫醚基、苯氧基、吡啶、二苯胺、咔唑、芴等进行结构修饰，改变其化学特性、溶解性，改善电子传输能力和发光性能。本发明中，用1倍物质的量的邻苯二胺类化合物与1-1. 5倍量的芳香氰类化合物， 磷酸和多聚磷酸为催化剂，在140-230°C下缩合反应6-36小时制得一系列2-取代苯基苯并咪唑类化合物。再用1倍量的2-取代苯基苯并咪唑类化合物和1. 0-1. 5倍量的卤代烷烃或者卤代烯烃，1. 0-6. 0倍氢化钠的作用下，在10-80°C反应4-M小时得到系列1-烃基-2-取
代苯基苯并咪唑化合物。具体合成路线如下
权利要求
1. 一种1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物，其结构通式如下其中，队为碳原子数1-6的烷基、卤素基团；R2为碳原子数1-8的烷基或者烯基，R3
2.一种如权利要求1所述的一种1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物的合成方法， 其特征在于在一定的温度下，1倍量的2-取代苯基苯并咪唑类化合物和一定量的卤代烷烃或者卤代烯烃在氢化钠的作用下，反应一定时间得到1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物。
3.—种如权利要求2的合成方法，其特征在于2-取代苯基苯并咪唑类化合物和卤代烷烃或者卤代烯烃反应的物质的量的比在1 1.0与1 1.5之间，氢化钠与2-取代苯基苯并咪唑类化合物物质的量的比例为1.0 1与6.0 1之间，反应温度为10-80°C，反应时间为4- 小时，卤素为氯，溴，碘。
4.一种如权利要求2所述的2-取代苯基苯并咪唑类化合物的合成方法，其特征在于 用1倍物质的量的邻苯二胺类化合物与1-1. 5倍量的芳香氰化合物，磷酸和多聚磷酸为催化剂，在140-230°C下缩合反应6-36小时制得2-取代苯基苯并咪唑类化合物。
5.一种如权利要求1所述的1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物的应用，可用于有机发光二极管的发光层或电子传输层。
全文摘要
本发明提供一种1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物有机发光材料、制备方法及应用。本发明中，首先邻苯二胺类化合物和芳香氰类化合物在磷酸和多聚磷酸催化作用下缩合反应得到一系列2-取代苯基苯并咪唑类化合物；再用1倍量的2-取代苯基苯并咪唑类化合物和1.0-1.5倍量的卤代烷烃或者卤代烯烃在1.0-6.0倍氢化钠作用下，在10-80℃反应4-24小时得到一系列1-烃基-2-取代苯基苯并咪唑类化合物。该类化合物可作为有机发光二极管的发光层或电子传输层。
文档编号C07D401/10GK102174022SQ20111006369
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者吴涛, 姜鹏, 施红, 施路, 朱红军, 王凯, 王昆彦, 章勤, 陈琛 申请人:南京工业大学