一种光交联剂及其制备方法与流程

本发明属于有机化合物的制备，尤其涉及一种光交联剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前的量子点图案化方法包括转移印刷、喷墨印刷和光刻。转移印刷通常涵盖小面积图案，且标准仪器尚未开发。喷墨打印在这方面是一种有效的方法，但由于喷射液滴的特征尺寸(最大直径为25-30μm)的原因，导致分辨率有限(小于500ppi)。另一方面，光刻技术已经是一种相对成熟的制造工艺，可以在所需基板的大面积上创建微米到亚微米尺度的图案。

2、传统的光刻采用光刻胶进行图案化，直接光刻是一种光暴露直接诱导qd层溶解度变化的方法，被认为是缓解上述问题的有效解决方案。目前，已经提出了一些直接图案化的方案，比如，使用光敏性的配体，配体在uv照射下分解，引起量子点溶解度变化；含有叠氮化物的配体或者光交联添加剂可以与相邻量子点的脂肪族配体形成稳定的化学键；使用二苯甲酮类配体也可以与量子点上的烃基配体形成共价键而交联。然而，使用光分解型配体，通常会产生具有腐蚀性的副产物，比如酸，会导致qd层量子点发光效率下降；叠氮化物类交联分子的合成相对复杂，而且不可避免使用剧毒且易爆的叠氮化钠，限制了大规模使用的可能；此外，多数情况下交联分子需要通过配体交换，连接到量子点上才能使用，操作相对复杂。再有，现有的光交联剂的大都无法溶于烷烃溶剂，限制了光交联剂的使用场合。

3、鉴于此，有必要设计一种对量子点无损的光交联剂，以便通过光刻对量子点进行无损直接图案化，适应多使用场合。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种光交联剂及其制备方法，以便通过光刻对量子点进行无损直接图案化，适应多使用场合。

2、根据本技术的第一方面，提供一种光交联剂，其化学结构式如下所示：

3、

4、式中，r1、r2为(ch2)mch3，其中，n独立地选自大于等于1的自然数，2≤m≤15。

5、作为上述的光交联剂的一种优选方案，2≤n≤20。

6、作为上述的光交联剂的一种优选方案，所述n为10。

7、优选地，本发明的光交联剂的化学结构式具体为：

8、结构式中含长烷烃链，使得该光交联剂可以溶于乙烷、庚烷、辛烷等烷烃溶剂。

9、根据本技术的第二方面，提供一种上述的光交联剂的制备方法，包括步骤：

10、s1、取苯胺、卤代烃、有机溶剂、缚酸剂、相转移催化剂混合反应，反应结束后洗涤，取有机相干燥、纯化，得到化合物1；卤代烃如氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃等，本发明优选卤代十六烷；有机溶剂如甲苯、氯化甲烷、甲醇等；缚酸剂如氢氧化钠、醋酸钠、碳酸钾、三乙胺等；相转移催化剂如苄基三乙基氯化铵(teba)、四丁基溴化铵(tbab)、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等；

11、s2、取化合物1、酰卤、路易斯酸及极性卤代烃溶剂混合反应，反应结束后，取有机相干燥、纯化，得到中间产物；路易斯酸可采用氯化铝、氯化锌、氯化铁或三氟化硼等，极性卤代烃溶剂可采用二氯甲烷，三氯甲烷，二氯乙烷等；

12、s3、取中间产物、二巯基烷烃、碱剂及偶极溶剂混合反应，反应结束后洗涤，取有机相干燥、纯化，得到所述光交联剂。碱剂如碳酸钾、氢氧化钾、碳酸钠或氢氧化钠等；偶极溶剂如n，n-二甲基甲酰胺丙酮、n，n-二甲基丙烯酰胺、n，n-二甲基甲酰胺、n-[(3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺等；

13、所述光交联剂的化学结构式具体为：

14、

15、作为上述的光交联剂的制备方法的一种优选方案，所述步骤s1中，所述苯胺与所述卤代烃的摩尔比为1∶2；

16、优选地，所述步骤s2中，所述化合物1与所述酰卤的摩尔比为1∶(1.1-1.3)；

17、优选地，所述酰卤选自对氟苯甲酰氯、4-氯苯甲酰氯、3-氟苯甲酰氯、3-氯苯甲酰氯中的至少一种；

18、所述步骤s3中，所述中间产物与所述二巯基烷烃的摩尔比为2∶1。

19、作为上述的光交联剂的制备方法的一种优选方案，所述步骤s1中，反应的温度为80-120℃；所述步骤s2中的反应温度为40-80℃；所述步骤s3中的反应温度为80-120℃。

20、作为上述的光交联剂的制备方法的一种优选方案，所述二巯基烷烃为1，10-二巯基癸烷或1，8-二巯基辛烷。

21、作为上述的光交联剂的制备方法的一种优选方案，所述步骤s1、s2、s3通过柱色谱法纯化。

22、根据本技术的第三方面，提供另一种光交联剂的制备方法，包括步骤：

23、s11、将氟代二苯甲酮与仲胺溶于偶极溶剂中，加热反应，将反应产物在结晶溶液中重结晶，得到纯净的化合物1；

24、s22、将化合物1与二巯基烷烃及碱剂溶于偶极溶剂中，加热反应，并将反应产物进行沉淀，得到所述光交联剂；

25、优选地，所述氟代二苯甲酮与所述仲胺的摩尔比为1∶1；

26、优选地，所述步骤s22中，所述化合物1、二巯基烷烃、碱剂的摩尔比为2∶1∶4。

27、作为上述的可溶于烷烃溶剂的光交联剂的制备方法的一种优选方案，所述氟代二苯甲酮为2，4’-二氟二苯甲酮或4，4’-二氟二苯甲酮；

28、优选地，所述仲胺为具有式1所示结构的化合物，

29、其中，r4、r5各自为烷基或者芳基，r3、r4可不相同；具体地，仲胺选自二甲胺，二乙胺，二丙胺，二丁胺，n-乙基甲基胺，n-甲基正丙胺中的一种；

30、优选地，所述结晶溶液为乙酸乙酯与乙醇的混合溶液；

31、优选地，所述二巯基烷烃为1，10-二巯基癸烷或1，8-二巯基辛烷；

32、优选地，所述碱剂为碳酸钾、氢氧化钾、碳酸钠或氢氧化钠中的一种。

33、上述制得的光交联剂的化学结构式具体为：

34、即，该化学结构式中(ch2)mch3中的m为2。

35、具有上述化学结构式的光交联剂可溶于氯仿，二氯甲烷，乙酸乙酯等溶剂中。

36、由上述两种制备方法以及制备得到的光交联剂的化学结构式可以看出，当(ch2)mch3中的m＜3时，用第二个的方法合成，m＞3后用第一个的合成方法。发明人发现，在m大于7后，制备的光交联剂才能溶于烷烃。

37、与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：

38、1、本发明制备的光交联剂，含有两个s和n取代的二苯甲酮基团，在uv照射下可直接与量子点的烃基配体发生交联，而不需要与量子点通过配体交换连接；

39、2、光交联剂的主体是具有365nmuv吸收的二苯甲酮单元，与光刻工艺常用的uv波长相适配，降低了后期光刻的技术成本；

40、3、一般qled器件大多使用溶于庚烷或者辛烷的量子点进行制备，本发明在二苯甲酮上修饰长的烷烃链，可以使光交联剂溶于烃类溶剂中，烷烃溶剂为非极性溶剂，毒性极低，可以在友好的环境下使用本发明的光交联剂，可直接在qled制备时混合使用进行光刻，无需担心溶剂不兼容问题；

41、4、光交联剂的分子结构与合成路径简单，制备原料廉价易得，有利于大规模使用。