含氮化合物、电子元件及电子装置的制作方法

本公开涉及有机材料技术领域，具体而言，涉及一种含氮化合物、电子元件及电子装置。

背景技术：

近年来，随着半导体技术的发展，电子元件受到广泛应用，例如：有机电致发光器件(oled，organicelectroluminescentdevice)作为新一代显示装置逐渐进入人们的视野。与传统的显示装置相比，有机电致发光器件在电压特性、发光亮度、发光效率、色质、响应速度以及观赏视角等方面极具优势，并且成本低，因此拥有广阔的市场前景。

为了提高有机电致发光器件的亮度、效率和寿命，通常在器件中使用叠层结构，其结构主要包括：阳极、阴极以及设于阴极和阳极之间的有机层。当向阴极和阳极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子与阳极侧的空穴同时向发光层移动，且其在发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，从激发态变为基态的过程对外发光。

目前，有机电致发光器件在高温下驱动时会出现工作电压上升、发光效率降低和寿命缩短等问题，导致有机电致发光器件的性能下降。

现有技术文献也对此进行了研究，例如：专利文献cn109081783a供一种具有对称性的三芳胺类芳胺衍生物，可以在有机电致发光器件中制备空穴传输层的材料。然而，依然有必要继续研发新型的材料，以进一步提高电子元器件的性能。

技术实现要素：

本公开的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种含氮化合物、电子元件及电子装置，可降低工作电压、提高发光效率，延长器件寿命。

根据本公开的一个方面，提供一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构通式如式i所示：

其中，r¹与r²相同或不同，且分别独立地选自：取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为3-20的环烷基、取代或未取代的碳原子数为2-20的杂环烷基、取代或未取代的碳原子数为7-40的芳烷基、取代或未取代的碳原子数为2-40的杂芳烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基、取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

x1与x2相同或不同，且分别独立地选自：cr³r⁴、nr⁵、o或s；

各r³和r⁴分别独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

或者，所述r³和r⁴相互连接，且r³、r⁴和与它们共同连接的碳原子形成一个环体系，所述环体系选自：取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

各r⁵独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

所述r¹、r²、r³、r⁴及r⁵的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为1-30的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基和碳原子数为1-40的烷氨基构成的组。

根据本公开的一个方面，提供一种电子元件，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；

所述功能层包含上述任意一项所述的含氮化合物。

根据本公开的一个方面，提供一种电子装置，包括上述任意一项所述的电子元件。

本公开的含氮化合物、电子元件及电子装置，将二苯并五元环和氮杂蒽类化合物结合并以此为母体，由于氮杂蒽分子具备较强的给电子能力和较大的共轭体系，可以提升整个共轭体系的电子密度，将其作为母体可以增强材料的电子耐受度，同时可提高器件效率及寿命。富含电子的氮杂蒽环和具备刚性的二苯并五元环组合，降低了芳胺结构的空间位阻，使得分子间的扭曲角度降低，可使共轭体系具备更大的平面结构，进而降低化合物的能带宽度，可有效的提高材料的空穴迁移率，从而促进空穴传输，以使空穴和电子的数量达到平衡，使得电子和空穴有效结合，进一步提高器件效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式有机电致发光器件的结构示意图。

图2为本公开实施方式太阳能电池的结构示意图。

图3为本公开实施方式电子装置的示意图。

图中：1、阳极；2、空穴注入层；3、功能层；31、空穴传输层；32、电子阻挡层；33、电致发光层；34、空穴阻挡层；35、电子传输层；4、电子注入层；5、阴极；100基底；200、阳极；300、功能层；301、空穴传输层；302、光敏活性层；303、电子传输层；400、阴极；500、电子装置。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

用语“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。在本公开中所采用的描述方式“各......独立地为”与“......分别独立地为”和“......独立地选自”可以互换，均应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。

“烷基”是饱和的直链或支链一价烃基基团，烷基所构成的基团可以任选地被一个或多个取代基所取代。本申请中的烷基可含有1-20个碳原子，在一些实施方案中，烷基基团可含有1-10个碳原子，在另一些实施方案中，烷基基团含有1-6个碳原子；在又一些实施方案中，烷基基团含有1-4个碳原子。举例而言，其碳原子数量可以是1个、3个、4个、6个、8个或10个，当然，碳原子数还可以是其他数量，在此不再一一列举。烷基基团可以任选地被一个或多个取代基所取代。举例而言，烷基基团的可以包括：甲基(me、-ch3)，乙基(et、-ch2ch3)，正丙基(n-pr、-ch2ch2ch3)，异丙基(i-pr、-ch(ch3)2)，正丁基(n-bu、-ch2ch2ch2ch3)，异丁基(i-bu、-ch2ch(ch3)2)，仲丁基(s-bu、-ch(ch3)ch2ch3)，叔丁基(t-bu、-c(ch3)3)等。但此处仅为示例性给出，并不用于限定本公开。

“芳基”是多个碳原子形成的单环结构，也可以是碳原子形成的双环或多环体系，其中，可至少包含一个芳香族的环体系，其中每一个环体系可包含3-7个原子组成的环。术语“芳基”可以和术语“芳香环”交换使用。本申请的“芳基”可含有6-30个碳原子，在一些实施例中，芳基中的碳原子数可以是6-20个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6-18个，在另一些实施例中芳基中的碳原子数可以是6-14个。举例而言，其碳原子数量可以是6个、12个、18个、20个、24个或30个，当然，碳原子数还可以是其他数量，在此不再一一列举。芳基可以是单环芳基或多环芳基，换言之，芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者多个稠环芳基。即，通过碳碳键共轭连接的两个或者多个芳香基团也可以视为本申请的芳基。举例而言，芳基基团可以包括：苯基、萘基、蒽基、芴基、菲基、茚基、联苯基、三联苯基、芘基、苝基、基、荧蒽等。但此处仅为示例性给出，并不用于限定本公开。

需要说明的是，芳基基团可以独立任选地被一个或多个取代基所取代。在本申请中，取代的芳基，指的是芳基中的一个或者多个氢原子被其基团所取代，例如，至少一个氢原子被氘原子、f、cl、i、cn、羟基、硝基、氨基、支链烷基、直链烷基、环烷基、芳或者杂芳基取代。可以理解的是，取代的碳原子数为6-30的芳基，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数为6-30个。取代的杂芳基的碳原子数可以是6-30个、6-20个、6-18个或5-14个，但不限于此。

在本申请中，成环碳原子数为6-20的芳基指的是芳基中位于芳香环上的碳原子数是6-20个，芳基上的取代基中的碳原子数不计算在内。芳基中的成环碳原子数可以是6-20个、6-18个、6-14个或6-10个，但不限于此。

“芳基”可有一个或多个连接点与分子的其余部分相连。当“芳基”上有两个单键与分子中其他部分相连接时，其为“亚芳基”。

“杂芳基”是指至少包含一个芳香族的环体系，其可以是多个原子形成的单环、双环或多环体系，且至少一个芳香族体系包含一个或多个选自b、o、s、n、si、p的杂原子，其中每一个环体系可包含5-7个原子组成的环。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳环”或“杂芳族化合物”交换使用。本申请中的“杂芳基”可含有1-30个碳原子，在一些实施例中，杂芳基中的碳原子数可以是1-20个，在另一些实施例中杂芳基中的碳原子数可以是4-20个，在另一些实施例中杂芳基中的碳原子数可以是5-12个。举例而言，其碳原子数量可以是1个、4个、5个、6个、12个、18个、20个、24个或30个，当然，碳原子还可以是其他数量，在此不再一一列举。杂芳基基团可任选地被一个或多个取代基所取代。举例而言，单环杂芳基可以包括：呋喃基、咪唑基、异噁唑基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、噻唑基、噻吩基、吡唑基、异噻唑基、吡嗪基、三嗪基；双环杂芳基可以包括：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、萘啶基等；三环杂芳基：二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、菲咯啉基、吖啶基等。当然，杂芳基还可以包括其他基团，在此不做特殊限定。

在本申请中，取代的杂芳基，指的是杂芳基中的一个或者多个氢原子被其它基团所取代，例如，至少一个氢原子被氘原子、f、cl、i、cn、氨基、支链烷基、直链烷基、环烷基、烷氧基、烷胺基、芳基、杂芳基或者其他基团取代。可以理解的是，取代的碳原子数为1-30的杂芳基，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数为1-30个。取代的杂芳基的碳原子数可以是1-30个、1-20个、4-20个或5-12个，但不限于此。

在本申请中，成环碳原子数为1-20的杂芳基指的是杂芳基中位于杂芳环上的碳原子数是1-20个，杂芳基上的取代基中的碳原子数不计算在内。

“杂芳基”可由一个或多个连接点与分子其余部分相连，当“杂芳基”上有两个单键与分子中其他部分相连接时，其为“亚杂芳基”。

举例而言，该基团为咔唑基取代的苯基，属于取代的成环碳原子为6的芳基，也属于取代的18个碳原子的芳基；该基团为苯基取代的咔唑基，属于取代的成环碳原子为12的杂芳基，也属于取代的18个碳原子的杂芳基。

本公开实施方式提供了一种含氮化合物，该含氮化合物的结构通式如式i所示：

其中，r¹与r²相同或不同，且分别独立地选自：取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为3-20的环烷基、取代或未取代的碳原子数为2-20的杂环烷基、取代或未取代的碳原子数为7-40的芳烷基、取代或未取代的碳原子数为2-40的杂芳烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基、取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

x1与x2相同或不同，且分别独立地选自：cr³r⁴、nr⁵、o或s；

各r³和r⁴分别独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

或者，所述r³和r⁴相互连接，且r³、r⁴和与它们共同连接的碳原子形成一个环体系，所述环体系选自：取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

各r⁵独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；

所述r¹、r²、r³、r⁴及r⁵的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为1-30的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基和碳原子数为1-40的烷氨基构成的组。

本公开的含氮化合物、电子元件及电子装置，将二苯并五元环和氮杂蒽类化合物结合并以此为母体，由于氮杂蒽分子具备较强的给电子能力和较大的共轭体系，可以提升整个共轭体系的电子密度，将其作为母体可以增强材料的电子耐受度，同时可提高器件效率及寿命。富含电子的氮杂蒽环和具备刚性的二苯并五元环组合，降低了芳胺结构的空间位阻，使得分子间的扭曲角度降低，可使共轭体系具备更大的平面结构，进而降低化合物的能带宽度，有效的提高材料的空穴迁移率，从而促进空穴传输，以使空穴和电子的数量达到平衡，使得电子和空穴有效结合，进一步提高器件效率。

下面对本公开实施方式含氮化合物的各部分进行详细说明：

本公开的含氮化合物的结构通式如式i所示：

其中，r¹与r²相同或不同，且分别独立地选自：取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为3-20的环烷基、取代或未取代的碳原子数为2-20的杂环烷基、取代或未取代的碳原子数为7-40的芳烷基、取代或未取代的碳原子数为2-40的杂芳烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基、取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组。

其中，“杂”是指在一个官能团中至少包括一个选自由b、p、n、o、s、si或ge组成的组中的杂原子，且其余为碳。“取代”是指r¹和r²中至少一个氢原子可被取代基取代。

在一些实施方式中，r¹和r²分别独立地选自：取代或未取代的碳原子数为6-20的芳基、取代或未取代的碳原子数为4-20的杂芳基。例如，取代或未取代的芳基的碳原子数可以是6个、10个、12个、13个、14个、16个、18个或20个，当然，还可以是其他数量，在此不再一一列举。例如，取代或未取代的杂芳基的碳原子数可以是4个、5个、10个、12个、13个、14个、16个、18个或20个，当然，还可以是其他数量，在此不再一一列举。

r¹和r²上的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为1-30的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基和碳原子数为1-40的烷氨基构成的组。

在一些更具体的实施方式中，r¹和r²分别独立地选自取代或未取代的成环碳原子数为6-18的芳基和取代或未取代的成环碳原子数为5-12的杂芳基构成的组；且r¹和r²的取代基分别独立地选自：氘、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为6-14的芳基和碳原子数为5-12的杂芳基。

例如，芳基的成环碳原子数可以是6个、10个、12个、13个、14个、16个或18个，当然，还可以是其他数量，在此不再一一列举。杂芳基的成环碳原子数可以是5个、8个、10个或12个。

举例而言，r¹和r²可以相同，也可以不同，且r¹和r²分别独立地选自如下基团所形成的组：

其中，*表示上述基团用于与式i中基团结合。

x1与x2可以相同，也可以不同，且可分别独立地选自：cr³r⁴、nr⁵、o和s；其中，r³及r⁴为与碳原子连接的取代基，r⁵为与氮原子连接的取代基，且各r³及r⁴分别独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组；或者，所述r³和r⁴相互连接，且r³、r⁴和与它们共同连接的碳原子形成一个环体系，所述环体系选自：取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组。r⁵独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-20的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基和取代或未取代的碳原子数为1-30的杂芳基构成的组。

其中，r³、r⁴及r⁵上的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-20的环烷基、碳原子数为6-30的芳基、碳原子数为1-30的杂芳基、碳原子数为1-10的烷氧基和碳原子数为1-40的烷氨基构成的组。

在一些实施方式中，x1与x2可以相同，也可以不同，且可分别独立的选自：cr³r⁴、nr⁵、o和s；其中，各所述r³和r⁴分别独立地选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-10的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-14的芳基和取代和未取代的碳原子数为1-12的杂芳基构成的组；或者，所述r³和r⁴相互连接，且r³、r⁴和与它们共同连接的碳原子形成一个环体系，所述环体系选自：取代或未取代的碳原子数为6-20的芳基和取代或未取代的碳原子数为4-20的杂芳基构成的组；各所述r⁵选自：氢、取代或未取代的碳原子数为1-10的烷基、取代或未取代的碳原子数为6-20的芳基和取代或未取代的碳原子数为4-20的杂芳基构成的组。

在一些更具体的实施方式中，x1选自：o、s、cr³r⁴或nr⁵，其中，所述r³及r⁴各自独立地选自：氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基和苯基构成的组；或者，所述r³和r⁴相互连接，且r³、r⁴和与它们共同连接的碳原子形成一个环体系，所述环体系为芴基；所述r⁵为苯基。

在一些更具体的实施方式中，x2选自：o、s、cr³r⁴，其中所述r³及r⁴各自独立地选自：氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基和苯基构成的组。

在一些更具体的实施方式中，r¹、r²、r³、r⁴及r⁵的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为6-14的芳基和碳原子数为5-12的杂芳基。在一些更具体的实施例中，r¹、r²、r³、r⁴及r⁵的取代基相同或不同，且分别独立地选自：氘、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基。

需要说明的是，r¹、r²、r³、r⁴或r⁵中的1、2、3、4或5仅作为标记使用，不用来限定数量。

举例而言，式i所示的含氮化合物可选自如下化合物所组成的组：

需要说明的是，以上含氮化合物仅为示例性的含氮化合物，还可以包含其他含氮化合物，在此不再一一列举。

下面，通过实施例对本公开的含氮化合物的合成过程进行详细说明。但是，下述实施例仅是本公开的例示，而并非限定本公开。

化合物合成实施例

在一实施方式中，可通过以下合成方案制备本公开的化合物，其中：x1和x2可具有本公开的说明书中所述的定义，r¹和r²可分别独立地为取代或未取代的碳原子数为6-30的芳基或碳原子数为6-30的杂芳基。

在上述合成方案中，原料芳基卤代物a与原料芳基卤代物b经ullmann偶联反应得到固体中间体化合物c，原料芳胺d与原料芳基卤代物e经buchwald–hartwig偶联反应得到中间体化合物f，中间体c与中间体f经buchwald–hartwig偶联反应得到如式g所示结构的化合物。

为了便于理解，下面以具体化合物的制备过程为例，示例性的示出本公开部分化合物的合成过程。

化合物1的合成：

将3氯-10h吩噁嗪(20.0g，91.89mmol)，2-溴-9,9-二甲基芴(25.10g，91.89mmol)，碳酸钾(31.7g，229.73mmol)，碘化亚铜(0.88g，4.59mmol)，邻菲啰啉(1.66g，9.19mmol)及18-冠醚-6(1.21g，4.59mmol)加入n,n-二甲基甲酰胺(160ml)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌13小时；将反应液降至室温后，乙酸乙酯萃取，水洗有机相至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体i-a(27g，收率为72％)。

将溴苯(4g，25.48mmol)，苯胺(2.42g，25.98mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.23g，0.25mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.24g，0.51mmol)以及叔丁醇钠(3.67g，28.22mmol)加入甲苯(35ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用二氯甲烷/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体ⅱ-a(2.75g，收率为63.8％)。

将中间体ⅰ-a(5g，12.2mmol)，中间体ⅱ-a(2.11g，12.44mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.11g，0.12mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.10g，0.24mmol)以及叔丁醇钠(1.76g，18.30mmol)加入甲苯(40ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h，而后冷却至室温，反应液使用水洗后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到白色固体化合物1(4.94g，收率为74％)。质谱：lc-ms(esi,pos.ion)m/z＝543.2[m+h]⁺。

化合物2的合成：

将3氯-10h吩噁嗪(10g，45.95mmol)，3-溴二苯并呋喃(11.4g，45.95mmol)，碳酸钾(15.87g，114.86mmol)，碘化亚铜(0.44g，2.30mmol)，邻菲啰啉(0.83g，4.60mmol)及18-冠醚-6(0.61g，2.30mmol)加入n,n-二甲基甲酰胺(80ml)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌21小时；将反应液降至室温后，乙酸乙酯萃取，水洗有机相至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体i-b(13.1g，收率为74％)。

将4-溴联苯(4g，17.16mmol)，4-氨基联苯(2.96g，17.50mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.16g，0.17mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.16g，0.34mmol)以及叔丁醇钠(2.47g，25.74mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(v/v)＝1:5为流动相对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到固体中间体ⅱ-b(3.1g，收率为56.3％)。

将中间体ⅰ-b(3.5g，9.12mmol)，中间体ⅱ-b(2.99g，9.30mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.08g，0.09mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.18mmol)以及叔丁醇钠(1.31g，13.68mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物2(4.31g，收率为71％)。质谱lc-ms(esi,pos.ion)：m/z＝669.2[m+h]⁺。

化合物3的合成：

将3溴-10h吩噁嗪(5g，22.97mmol)，3-溴二苯并噻吩(6.05g，22.97mmol)，碳酸钾(7.94g，57.43mmol)，碘化亚铜(0.22g，1.15mmol)，邻菲啰啉(0.41g，2.30mmol)及18-冠醚-6(0.30g，1.15mmol)加入n,n-二甲基甲酰胺(40ml)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌8小时；将反应液降至室温后，乙酸乙酯萃取，水有机相至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体i-c(7.6g，收率为82％)。

将2-氨基9,9-二甲基芴(4g，17.31mmol)，3-溴联苯(3.70g，17.65mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.16g，0.17mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.17g，0.35mmol)以及叔丁醇钠(2.49g，25.96mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌4h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(v/v)＝1:5为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到固体中间体ⅱ-c(5.7g，收率为90％)。

将中间体ⅰ-c(3.5g，8.75mmol)，中间体ⅱ-c(3.23g，8.93mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.08g，0.09mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.18mmol)以及叔丁醇钠(1.26g，13.13mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物3(4.9g，收率为77％)。质谱lc-ms(esi,pos.ion)：m/z＝725.3[m+h]⁺。

化合物4的合成：

将3氯-10h吩噁嗪(3g，13.78mmol)，3-溴二苯并噻吩(5.48g，13.78mmol)，碳酸钾(4.76g，34.46mmol)，碘化亚铜(0.13g，0.69mmol)，邻菲啰啉(0.25g，1.38mmol)及18-冠醚-6(0.18g，0.69mmol)加入n,n-二甲基甲酰胺(30ml)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌15小时；将反应液降至室温后，乙酸乙酯萃取，水洗有机相至中性，向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体i-d(5.6g，收率为76％)。

将3-溴二苯并呋喃(4g，16.19mmol)，4-氨基联苯(2.79g，16.51mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.15g，0.16mmol)，2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯(0.15g，0.32mmol)以及叔丁醇钠(2.33g，24.28mmol)加入甲苯(40ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；将反应液降至室温后水洗反应液至中性，后向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；以二氯甲烷/正庚烷(v/v)＝1:5为流动相对固体粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到固体中间体ⅱ-d(3.1g，收率为57％)。

将中间体ⅰ-d(3.5g，6.55mmol)，中间体ⅱ-d(2.24g，6.68mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.06g，0.07mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.05g，0.13mmol)以及叔丁醇钠(0.94g，9.83mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌1h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后,向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物4(3.2g，收率为58％)。质谱lc-ms(esi,pos.ion)：m/z＝833.3[m+h]⁺。

化合物5的合成：

将3氯-10h吩噁嗪(3g，13.78mmol)，2-溴-9,9螺二芴(5.45g，13.78mmol)，碳酸钾(4.76g，34.46mmol)，碘化亚铜(0.13，0.69mmol)，邻菲啰啉(0.25g，1.38mmol)及18-冠醚-6(0.18g，0.69mmol)加入n,n-二甲基甲酰胺(30ml)中，氮气保护下加热体系至150℃，搅拌19小时；将反应液降至室温后，乙酸乙酯萃取，水洗有机相至中性，向有机相中加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液减压除去溶剂；使用正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体中间体i-e(4.69g，收率为64％)。

将中间体ⅰ-e(3.5g，8.75mmol)，n-苯基-4-联苯胺(2.19g，8.93mmol)，三(二亚苄基丙酮)二钯(0.08g，0.09mmol)，2-二环己基磷-2’,6’-二甲氧基联苯(0.07g，0.17mmol)以及叔丁醇钠(1.26g，13.13mmol)加入甲苯(30ml)中，氮气保护下加热至108℃，搅拌2h；而后冷却至室温，反应液使用水洗后加入硫酸镁干燥，过滤后将滤液通过短硅胶柱，减压除去溶剂；使用甲苯/正庚烷体系对粗品进行重结晶提纯，得到固体化合物5(3.95g，收率为61％)。质谱lc-ms(esi,pos.ion)：m/z＝741.3[m+h]⁺。

本发明中的化合物均可以按照一般合成方案所描述的过程进行制备。

化合物6及化合物7的合成：

采用制备例中化合物1相同的合成步骤，使用下表中的原料1代替溴苯，用下表中的原料2代替苯胺，合成化合物6及化合物7。

化合物8的合成：

采用制备例中化合物1相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，用下表中的原料1代替溴苯，原料2代替苯胺，合成了化合物8。

化合物9及化合物10的合成：

采用制备例中化合物2相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，用下表中的原料1代替4-溴联苯，原料2代替4-氨基联苯，合成了化合物9及化合物10。

化合物11的合成：

采用制备例中化合物3相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，用下表中的原料1代替2-溴-9,9二甲基芴，原料2代替3-氨基联苯，合成了化合物11。

化合物12的合成：

采用制备例中化合物4相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，原料1代替4-氨基联苯，用下表中的原料2代替3-溴二苯并呋喃，合成了化合物12。

化合物13的合成：

采用制备例中化合物5相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，溴苯代替4-溴联苯，合成了化合物13。

化合物14的合成：

采用制备例中化合物1相同的合成步骤，使用2-溴-9苯基咔唑代替2-溴9,9-二甲基芴，合成了化合物14。

化合物15的合成：

采用制备例中化合物1相同的合成步骤，使用2-溴-9苯基咔唑代替2-溴9,9-二甲基芴，合成了化合物15。

化合物16的合成：

采用制备例中化合物2相同的合成步骤，使用2-萘氨代替4-氨基联苯，3-溴二苯并呋喃代替4-溴联苯，合成了化合物16。

化合物17的合成：

采用制备例中化合物3相同的合成步骤，使用3-溴联苯代替2-溴9,9-二甲基芴，合成了化合物17。

化合物18的合成：

采用制备例中化合物3相同的合成步骤，使用3氯-10h吩噻嗪代替3氯-10h吩噁嗪，2-溴9,9-二甲基芴代替溴苯，合成了化合物18。

化合物19的合成：

采用制备例中化合物2相同的合成步骤，使用2-氯-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶代替3氯-10h吩噁嗪，合成了化合物19。

化合物20的合成：

采用制备例中化合物1相同的合成步骤，使用2-氯-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶代替3氯-10h吩噁嗪，合成了化合物20。

(二)器件和装置实施例

本公开还提供一种电子元件，如图1所示，该光电转换器件可以包括相对设置的阳极1和阴极5，以及设于阳极1和阴极5之间的功能层3，该功能层3可以包含上述任一实施方式的含氮化合物。

阳极1可以是金属、合金或金属氧化物等，例如，其可以是镍、铂、钒、铬、铜、锌、金或它们的合金，也可以是氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ito)和氧化铟锌(izo)；阳极1材料还可以是其他，例如，还可以是组合物，如：zno:al、sno2:sb、导电聚合物(聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](pedt)、聚吡咯和聚苯胺)，当然，阳极1材料不仅限于此，还可以是其他材料，在此不再一一列举。优选地，阳极1材料可以是氧化铟锡(ito，indiumtinoxide)。

阴极5可以是金属或合金材料，例如，其可以是镁、钙、钠、钾、钛、铝、银、或它们的合金，也可以是多层材料，如：lif/al、liq/al、lio2/al、lif/ca、lif/al和baf2/ca，当然，阴极5的材料不仅限于此，还可以是其他材料，在此不再一一列举。优选地，阴极5材料可以是铝。

功能层3可用于电子及空穴的传输，并可为电子和空穴提供复合或分离的场所，其可以包括本公开任一实施方式中的含氮化合物。在一实施方式中，本公开的电子元件可以是有机电致发光器件，含氮化合物可用于形成有机电致发光器件的功能层3中的一层或多层，以提高电子元件的发光效率、延长器件使用寿命。举例而言，功能层3可以包括空穴传输层31，该空穴传输层31可以包含本公开任一实施方式的含氮化合物。该含氮化合物可用于提高空穴的传输速率，以使功能层中的空穴与电子的数量相匹配，进而提高空穴和电子的复合几率，从而提高器件的发光效率。

在一实施方式中，功能层3还可以包括发光层33及电子传输层34，其中：发光层33可设于空穴传输层31远离阳极1的一侧；电子传输层34可设于发光层33与所述阴极5之间。电子元件可以包括叠层设置的阳极1、空穴传输层31、发光层33、电子传输层34及阴极5。

光电转化器件的有机发光层33可以由单一发光材料组成，也可以包括主体材料和客体材料。可选地，有机发光层33由主体材料和客体材料组成，注入有机发光层33的空穴和注入有机发光层33的电子可以在有机发光层33复合而形成激子，激子将能量传递给主体材料，主体材料将能量传递给客体材料，进而使得客体材料能够发光。

有机发光层33的主体材料可以为金属螯合化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本公开对此不做特殊的限制。在本公开的一种实施方式中，有机发光层340的主体材料可以为cbp。在本公开的另一种实施方式中，有机发光层33的主体材料可以为α,β-adn。

有机发光层33的客体材料可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料，本公开对此不做特殊的限制。在本公开的一种实施方式中，有机发光层33的客体材料可以为ir(piq)2(acac)。在本公开的另一种实施方式中，有机发光层33的客体材料可以为bd-1。

光电转化器件的电子传输层34可以为单层结构，也可以为多层结构，其可以包括一种或者多种电子传输材料，电子传输材料可以选自苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料，本公开对此不做特殊的限定。举例而言，在本公开的一种实施方式中，电子传输层350可以由dbimibphen和liq组成。

同时，本公开实施方式的电子元件还可以包括电子阻挡层32、空穴注入层2和电子注入层4，其中：电子阻挡层32可设于发光层33远离阴极5的一侧，空穴注入层2可设于阳极1与空穴传输层31之间；电子注入层4可设于阴极5和电子传输层34之间。举例而言，该电子元件可以是有机电致发光器件。

在其他实施方式中，如图2所示，该电子元件还可以是太阳能电池，举例而言，其可以是有机太阳能电池。其主要包括阴极400、阳极200和功能层300，功能层300可设于阴极400和阳极200之间，且该功能层300可以包括本公开任一实施方式中的含氮化合物，可用于提高激子的传输速率。在一实施方式中，功能层300可以包括电子传输层303、空穴传输层301及光敏活性层302，可在一基底100上形成阳极200，该阳极200可以是附着于基底100上的薄膜，可在阳极200远离基底100的表面形成空穴传输层301，可在空穴传输层301远离阳极200的表面形成光敏活性层302，可在光敏活性层302远离空穴传输层301的表面形成电子传输层303，且该电子传输层303可包括本公开任一实施方式的含氮化合物，还可在电子传输层303远离光敏活性层302的表面形成阴极400。在阳光照射该太阳能电池时，光敏活性层302中的电子获得能量发生跃迁产生激子，在电子传输层303及空穴传输层301的协助下，电子向阴极400移动，空穴向阳极200移动，从而可在太阳能电池的阴极400和阳极200之间产生电势差，进而实现发电功能。在此过程中，本公开的化合物可用于增强电子传输层303中电子的传输速率，避免电子和空穴发生再复合，进而可增加电子向阴极400传输的数量，从而提高太阳能电池的开路电压，提高光电转化效率。

本公开还提供一种电子装置500，如图3所示，该电子装置500可以包括上述任一实施方式的电子元件，其有益效果及具体细节可参考上述电子元件，在此不在赘述。举例而言，该电子装置500可以是显示器、阵列基板、光伏组件等，当然，还可以是其他装置，在此不再一一列举，例如，其可以是手机、相机或电脑的屏幕，当然还可以是其他设备或装置，在此不做特殊限定。

下面，以有机电致发光器件为例，通过实施例对本公开的有机电致发光器件进行详细说明。但是，下述实施例仅是本公开的例示，而并非限定本公开。

(三)有机电致发光器件的制作及评估实施例

实施例1：

将含有ag合金光反射层和有机电致发光元件的阳极ito(厚度为15nm)的基板切割成40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(厚)的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极5、阳极1以及绝缘层图案的实验基板，利用紫外臭氧以及o2:n2等离子进行表面处理，以增加阳极1(实验基板)的功函数，并可采用有机溶剂清洗ito基板表面，以清除ito基板表面的浮渣及油污，有机溶剂可以是乙醇，也可以是丙酮，还可以是异丙醇，当然，还可以是其他有机溶剂，在此不再一一列举。需要说明的是，ito基板还可以根据实际需要切割成其他尺寸，在此不对本公开中ito基板的尺寸做特殊限定。

在实验基板(阳极1)上真空蒸镀化合物hat-cn(结构式可见下文)以形成厚度为的空穴注入层2(hil)；接着在空穴注入层2上方真空蒸镀化合物1，以形成厚度为的空穴传输层31(htl)。

在空穴传输层31(htl)上蒸镀化合物tcta(结构式可见下文)作为电子阻挡层32(ebl)，厚度为

在电子阻挡层32(ebl)上蒸镀以化合物4,4'-n,n'-dicarbazole-biphenyl(简称为“cbp”)(结构式可见下文)作为主体，同时掺杂重量比为3％的ir(piq)2(acac)(结构式可见下文)，形成了厚度为的发光层33(eml)。

在发光层33(eml)上蒸镀比例为1：1的重量比掺杂tpbi(结构式可见下文)和liq(结构式可见下文)作为电子传输层34(etl)，厚度为

在电子传输层34(etl)上蒸镀比例10:1的重量比掺杂银(ag)和镁(mg)作为阴极5(cathode)，且阴极5的厚度可为

在阴极5(cathode)上蒸镀化合物cp-1(结构式可见下文)，作为有机覆盖层(cpl)，该有机覆盖层的厚度可为

可将蒸镀完成的器件在氮气手套箱(水、氧的含量需严格控制)中用紫外线硬化树脂封装，以免器件被外界的水分或其他物质腐蚀。

实施例2～20

除了在形成空穴传输层31(htl)时各自使用表1中所示的化合物以外，利用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。

比较例1-比较例3

在比较例1-比较例3中，除了使用了化合物a、化合物b及化合物c作为空穴传输层31替代化合物1之外，用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。化合物a、化合物b及化合物c的结构如下所示：

即：比较例1采用化合物a制造有机电致发光器件，比较例2采用化合物b制造有机电致发光器件，比较例3采用化合物c制造有机电致发光器件，器件性能见表1。

其中，ivl(电流、电压、亮度)数据对比的是在10ma/cm²下的测试结果，t95寿命是15ma/cm²电流密度下的测试结果。

表1实施例1～20与比较例1～3的器件性能

根据上述表1的结果可知，采用本发明化合物作为空穴传输层31(htl)的实施例1～实施例20与使用化合物a、化合物b及化合物c的比较例1、比较例2及比较例3相比，发光效率和器件寿命均有很高提升。其中，实施例1-实施例20中的有机电致发光器件的发光效率可达21.1cd/a～24cd/a，相较比较例1发光效率16.8cd/a提升25.6％～42.8％；相较于比较例2发光效率17.5cd/a提升了20.6％～37.1％；相较比较例3发光效率17.3cd/a提升了22％～38.7％。同时，本发明实施例1～20中的有机电致发光器件的t95寿命也有显著提升，根据实施例评估结果，t95寿命提升在20％以上。例如，实施例2的有机电致发光器件t95寿命，相较比较例2寿命延长29％。

因此，本公开的含氮化合物，可将二苯并五元环和氮杂蒽类化合物结合并以此为母体，由于氮杂蒽分子具备较强的给电子能力和较大的共轭体系，可以提升整个共轭体系的电子密度，将其作为母核可以增强材料的电子耐受度，有助于提高器件效率及寿命。富含电子的氮杂蒽环和二苯并五元环组合，可使共轭体系具备更大的平面结构，从而可有效的提高材料的空穴迁移率，从而促进空穴传输，以使空穴和电子的数量达到平衡，使得电子和空穴有效结合。将本公开的含氮化合物应用在有机电致发光器件的空穴传输层31(htl)中，可提高空穴传输层31空穴的迁移率，从而促进空穴传输，有助于有机电致发光器件的效率提升、寿命延长。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。