一种异喹啉并喹啉类化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种异喹啉并喹啉类化合物及其制备方法和应用，属于有机发光器件。

背景技术：

1、有机电致发光器件（oled：organic light emission diodes）是一类具有类三明治结构的器件，包括正负电极膜层及夹在电极膜层之间的有机功能材料层。由于oled器件具有亮度高、响应快、视角宽、工艺简单、可柔性化等优点，在新型显示技术领域和新型照明技术领域备受关注。目前，该技术已被广泛应用于新型照明灯具、智能手机及平板电脑等产品的显示面板，还将向电视等大尺寸显示产品应用领域扩展，这是一种发展快、技术要求高的新型显示技术。

2、随着oled在照明和显示两大领域的不断推进，人们对于其核心材料的研究也更加关注，因为一个效率好、寿命长的oled器件通常是器件结构以及各种有机材料优化搭配的结果。为了制备驱动电压更低、发光效率更好、器件使用寿命更长的oled发光器件，实现oled器件性能的不断提升，不仅需要对oled器件结构和制作工艺进行创新，更需要对oled器件中的光电功能材料不断研究和创新，以制备出具有更高性能的功能材料。基于此，oled材料界一直致力于开发新的有机电致发光材料以实现器件低启动电压、高发光效率和更优的使用寿命。

3、在oled材料的选择上，单线态发光的荧光材料寿命好，价格低廉，但是效率低；三线态发光的磷光材料效率高，但是价格昂贵，而且蓝光材料的寿命问题一直没有解决。日本九州大学的adachi提出了一类新的有机发光材料，即热活化延迟荧光(tadf)材料。该类材料的单线态-三线态能隙（δes t）非常小（<0 .3ev），三线态激子可以通过反向系间窜越（risc）转变成单线态激子发光，因此器件的内量子效率可以达到100％。构成oled器件的oled光电功能材料膜层至少包括两层以上结构，产业上应用的oled器件结构，则包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层等多种膜层，也就是说应用于oled器件的光电功能材料至少包含空穴注入材料，空穴传输材料，发光材料，电子注入材料等，其材料类型和搭配形式具有丰富性和多样性的特点。另外，对于不同结构的oled器件搭配而言，所使用的光电功能材料具有较强的选择性，相同的材料在不同结构器件中的性能表现，也可能完全迥异。

4、因此，针对当前oled器件的产业应用要求，以及oled器件的不同功能膜层和器件的光电特性需求，必须选择具有高性能的oled功能材料或材料组合，才能实现器件的高效率、长寿命和低电压的综合特性。

5、就当前oled显示照明产业的实际需求而言，目前oled材料的发展还远远不够，落后于面板制造企业的要求，作为材料企业开发更高性能的有机功能材料的开发显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种异喹啉并喹啉类化合物及其制备方法和应用，所述异喹啉并喹啉类化合物在有机电致发光器件中应用，能够有效降低启动电压，提高发光效率和亮度。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种异喹啉并喹啉类化合物，所述异喹啉并喹啉类化合物的结构式为：

3、

4、ar为苯基、联苯基、萘基、菲基、蒽基、荧蒽基、苯并蒽基、三联苯基、芘基、9,9-二甲基芴基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、n-苯基咔唑基、9,9-二苯基芴基、喹啉基、3,5-二苯基三嗪基、苯并9,9-二甲基芴基、氘代苯基、碳数为6～30的芳香族烃基或碳数为5～30的杂芳基。

5、进一步的，所述的ar选自如下结构中的任意一种：

6、。

7、进一步的，所述的异喹啉并喹啉类化合物选自如下化合物中的任意一种：

8、

9、

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22、

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24、

25、

26、本发明还公开了所述异喹啉并喹啉类化合物的制备方法，原料a、中间体b、中间体c、中间体d的结构式为：

27、   

28、所述制备方法包括如下步骤：

29、s1、中间体b的制备

30、氮气保护下，在反应器中加入原料a、2-溴-4-氯-3-吡啶甲醛、碳酸钾、四（三苯基膦）钯、水和甲苯，加热，并控温反应，反应结束后，经后处理得到中间体b；

31、s2、中间体c的制备

32、氮气保护下，在反应器中加入中间体b、(甲氧甲基)三苯基氯化膦和四氢呋喃，降温，然后相反应器中滴加叔丁醇钾的四氢呋喃溶液，滴加毕控温反应，反应结束后，经后处理得到中间体c；

33、s3、中间体d的制备

34、氮气保护下，在反应器中加入中间体c、甲磺酸和二氯乙烷，加热，保温反应，反应结束后，经后处理得到中间体d；

35、s4、异喹啉并喹啉类化合物的制备

36、氮气保护下，中间体d和芳基硼酸为主要原料，以甲苯为溶剂，碳酸钾水溶液提供碱性环境，在催化剂的作用下，加热反应，得到最终产物异喹啉并喹啉类化合物；

37、步骤s4中，所述的催化剂为醋酸钯和三叔丁基膦组合、三（二亚苄基丙酮）双钯和2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯的组合或四（三苯基膦）钯。

38、进一步的，步骤s4中，所述芳基硼酸为苯硼酸、4-联苯硼酸、4-溴三联苯硼酸、2-萘硼酸、1-萘硼酸、2-二苯并呋喃硼酸、1-芘硼酸中的任意一种。

39、本发明还公开了所述异喹啉并喹啉类化合物的制备方法，原料a、中间体b、中间体c、中间体d、中间体e的结构式为：

40、    

41、所述制备方法包括如下步骤：

42、s1、中间体b的制备

43、氮气保护下，在反应器中加入原料a、2-溴-4-氯-3-吡啶甲醛、碳酸钾、四（三苯基膦）钯、水和甲苯，加热，并控温反应，反应结束后，经后处理得到中间体b；

44、s2、中间体c的制备

45、氮气保护下，在反应器中加入中间体b、(甲氧甲基)三苯基氯化膦和四氢呋喃，降温，然后相反应器中滴加叔丁醇钾的四氢呋喃溶液，滴加毕控温反应，反应结束后，经后处理得到中间体c；

46、s3、中间体d的制备

47、氮气保护下，在反应器中加入中间体c、甲磺酸和二氯乙烷，加热，保温反应，反应结束后，经后处理得到中间体d；

48、s4、中间体e的制备

49、氮气保护下，在反应器中加入中间体d、联硼酸频哪醇酯、催化剂和二氧六环，搅拌升温，保温反应，反应结束后，经后处理得到中间体e；

50、s5、异喹啉并喹啉类化合物的制备

51、氮气保护下，以中间体e和卤代芳烃为主要原料，以甲苯为溶剂，碳酸钾水溶液提供碱性环境，在催化剂的作用下，加热反应，得到最终产物异喹啉并喹啉类化合物；

52、步骤s4和步骤s5中，所述的催化剂为醋酸钯和三叔丁基膦组合、三（二亚苄基丙酮）双钯（pd2(dba)3）和2-二环己基磷-2’,4’,6’-三异丙基联苯（x-phos）的组合或四（三苯基膦）钯。

53、进一步的，步骤s5中，所述的卤代芳烃为氯苯、碘苯、溴苯、1-溴萘、2-碘萘、3-溴二苯并呋喃、9-溴菲、2-溴-9,9-二甲基芴、3-溴-n-苯基咔唑、4-氯联苯中的 任意一种。

54、本发明还公开了所述异喹啉并喹啉类化合物的应用，所述的异喹啉并喹啉类化合物应用于有机电致发光器件。

55、进一步的，所述的有机电致发光器件包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。

56、进一步的，所述的异喹啉并喹啉类化合物作为有机电致发光器件的发光层主体材料。

57、本发明的有益效果是：

58、本发明所述的异喹啉并喹啉类化合物不易结晶，具有良好的成膜性、热稳定性和较高的玻璃化温度，而且获得了较低的三线态能级，其热分解温度不低于370℃，甚至达到了421℃。

59、本发明所述的异喹啉并喹啉类化合物具有双偶极性，其homo能级和lumo能级分别定位于不同的供电子基团和吸电子基团上，能够与相邻的空穴传输层、电子传输层相匹配，电荷和空穴传输的平衡性好，扩大了发光层中空穴和电子复合作为电子的区域，降低了激子浓度，防止器件的三线态-三线态湮灭，提高了器件效率。

60、本发明所述的异喹啉并喹啉类化合物适用于oled器件的发光层主体材料，使器件的驱动电压降低至4.5v以下，电流效率提高至34～39cd/a。