一种有机并吡咯化合物及其制备方法与应用

本发明涉及有机发光材料领域，具体涉及一种新型有机并吡咯化合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、有机发光二极管(oled)凭借能耗低、效率高、响应速度快、可视角度广等优点被广泛应用于显示与照明领域，例如用作手机、平板、电视机等电子设备的显示屏。目前商业化oled器件中的发光材料多采用磷光过渡金属配合物，但是由于使用了贵金属元素，该类材料的制备成本较高，并且磷光过渡金属配合物难以实现高效率、色纯度高的蓝色发光，在一定程度上限制了廉价高效oled发光器件的发展。热活化延迟荧光(tadf)材料作为第三代oled发光材料，和磷光材料一样能够有效利用三线态激子并实现高效电致发光，同时该类材料合成简单、制备成本低；除此之外，tadf化合物也被广泛应用在有机光伏电池、有机发光场效应晶体管、有机激光器、有机传感等领域。

2、并吡咯结构核心作为强电子给体在光电材料领域具有广泛应用和发展，该类材料通常表现出荧光发射特征，但荧光材料在有机光电子器件中不能有效利用电生三线态激子从而造成相关器件(如oled器件)效率较低。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的在于提供一种成本低、发光效率高的新型有机并吡咯化合物；本发明的第二目的是提供该有机并吡咯化合物的制备方法，该方法操作简单、原料成本低、合成效率高；本发明的第三目的在于提供该有机并吡咯化合物的应用。

2、技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种如下通式(i)表示的有机并吡咯化合物：

3、

4、其中，ar1和ar2是未被取代或被一个或多个e1取代的至少包含一个n的杂芳香环烃基，所述e1选自h、f、cl、br、i、d、cn、no2、cf3、oe2、si(e2)3、n(e2)2、b(e2)2、直链烷烃基、环烷烃基或芳香碳氢基以及含5～10个环原子的被取代或者未被取代的芳香环基或杂芳香基团中的一种，所述e2是h、d、含1～10个碳原子脂肪族烷烃基、芳香碳氢基以及含5～10个环原子的被取代或者未被取代的芳香环基或杂芳香基团中的一种；ar3为未被取代或被一个或多个e3取代的苯环，所述e3选自h、f、cl、br、i、d、含1至18个碳的烷基链(直链或支链)。

5、优选的，所述ar1和ar2选自如下通式c1～c5中任一个：

6、

7、其中，r1和r2代表苯环被一个或多个h、f、cl、br、i、d、cn、no2、cf3、b(or2)2、si(r2)3、直链烷烃基、烷烃醚基、含1～10个碳原子的烷烃硫醚基或支链烷烃基或环烷烃基、含3～10个碳原子的烷烃醚基或烷烃硫醚基团、含6～10个碳原子的芳基取代；虚线表示以单键形式进行连接。

8、其中，所述有机并吡咯化合物结构式如下：

9、

10、本发明还包括所述有机并吡咯化合物的制备方法，包括如下步骤：

11、

12、溴代并吡咯化合物与一个或多个二级芳香胺在铜单质或铜化合物催化下通过偶联反应生成有机并吡咯化合物(i)，通过柱层析的方法提纯得到纯品。

13、本发明还包括所述有机并吡咯化合物在有机电子器件中的用途，所述有机电子器件为有机发光二极管、有机光伏电池、有机发光电池、有机场效应管、有机发光场效应晶体管、有机激光器或有机传感器。

14、其中，所述有机并吡咯化合物的添加量为10％。

15、本发明还包括一种有机电子器件，其包含所述的有机并吡咯化合物。

16、其中，所述有机并吡咯化合物的添加量为10％。

17、本发明从热活化延迟荧光材料分子设计策略出发，通过在并吡咯骨架的1号和2号碳原子上引入强给电子芳香胺基团基团，构建了从芳香胺到氰基的空间电荷转移通道并实现高效热活化延迟荧光发射。

18、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：(1)通过在并吡咯骨架上引入芳香胺基团，限制了芳香环的转动，大大提高了化合物的发光效率；(2)本发明采用廉价铜单质或铜化合物作为催化剂，化合物合成成本低，制备方法简单，在电致发光器件等领域具有良好的商业化应用前景。

技术特征：

1.一种如下通式(i)表示的有机并吡咯化合物：

2.根据权利要求1所述的有机并吡咯化合物，其特征在于，所述ar1和ar2选自如下通式c1～c5中任一个，

3.根据权利要求1所述的有机并吡咯化合物，其特征在于，所述有机并吡咯化合物结构式如下：

4.一种制备权利要求1～4任一项所述的有机并吡咯化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：溴代并吡咯化合物与一个或多个二级芳香胺在铜单质或铜化合物催化下通过偶联反应生成有机并吡咯化合物(i)，其合成路线如下：

5.权利要求1～3任一项所述的有机并吡咯化合物在有机电子器件中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述有机电子器件为有机发光二极管、有机光伏电池、有机发光电池、有机场效应晶体管、有机发光场效应晶体管、有机激光器或有机传感器。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述有机并吡咯化合物的添加量为10％。

8.一种有机电子器件，其特征在于，其包含权利要求1～3任一项所述的有机并吡咯化合物。

9.根据权利要求8所述的有机电子器件，其特征在于，所述有机并吡咯化合物添加量为10％。

技术总结
本发明公开了一种有机并吡咯化合物及其制备方法与应用，该并吡咯化合物具有如通式(I)所示的结构，并吡咯骨架的1号和2号碳原子上通过C‑N偶联反应引入芳香胺基团。本发明通过在并吡咯骨架上引入芳香胺基团，限制了芳香环的转动，大大提高了化合物的发光效率；本发明采用廉价铜单质或铜化合物作为催化剂，化合物合成成本低，制备方法简单，在电致发光器件等领域具有良好的商业化应用前景。

技术研发人员：苏杰,李飞阳,施超,李秋霞,袁爱华
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15