本发明涉及有机光电领域的一类芘衍生物双极性光电材料。
背景技术:
1、芘的分子结构是四个苯环相互共用碳碳双键构成的大共轭体系,分子平面性好,固态下分子间容易π-π堆积;环上不同位点表现出独特的反应活性,由此可增加芘衍生物的多样性。根据反应活性大小,分为1-,3-,6-,8-位、4-,5-,9-,10-位(即k区)与2-,7-位。1-,3-,6-,8-位电子密度大,对电子最高占据分子轨道贡献大,容易发生亲电芳香取代反应,2-,7-位是电子云分布的节点,电子云密度低,不易发生亲电取代反应,其特点是2-,7-位取代基与芘环轨道电子相互作用弱,材料保留芘的光电性能。
2、
3、芘材料具有丰富的光物理与光化学性能,不同位点取代物,其光电性能也不同。1-位取代会影响s0到s1、s0到s2的激发,而2-,7-位取代对s0到s2的激发影响小(experimentaland theoretical studies of the photophysical properties of 2- and 2,7-functionalized pyrene derivatives, a. g. crawford, a. d. dwyer, z. q. liu, a.stetten, a. beeby, l-o palsson, d. j. tozer and t. b. marder, j. am. chem. soc. 2011, 133, 13349-13362.)。将n,n-二甲氨基引入到芘环4-,5-位,材料具有aie特征,而对应的1-位取代材料没有aie特征(the k-region in pyrenes as a key positionto activate aggregation-induced emission: effects of introducting highlytwisted n,n-dimethylamines, s. sasaki, s. suzuki, k. igawa, k. morokuma andg-i konishi, j. org. chem. 2017, 82, 6865-6873.)。利用芘环结构上多位点修饰的优点及芘衍生物独特的光电性能,可广泛用于荧光探针、有机场效应晶体管与有机发光二极管。
技术实现思路
1、第一方面,本发明提供的一类芘衍生物双极性光电材料,具有给受体分子结构,大的共轭分子骨架为电子受体,1-,3-位带有烷基的噻吩与7-位叔丁基为电子给体。
2、第二方面,上述一类芘衍生物,分子结构通式(i)与(ii):
3、
4、其中,r:8-12烷基直链;x = h, cl, no2。
5、进一步,材料(i)结构中r:8-12烷基直链,x = h, cl, no2,
6、。
7、进一步,材料(ii)结构中r:8-12烷基直链,x = h, cl, no2,
8、。
9、第三方面,本发明提供上述芘衍生物(i)(ii)的化学合成方法。
10、进一步,合成步骤:噻吩在丁基锂作用下与相应的烷基溴代物反应得到烷基2-位取代的噻吩1;中间体1在丁基锂作用下与频哪醇硼酸酯反应得到中间体2。烷基3-位取代的噻吩3是以3-溴噻吩为原料、在催化剂作用下与相应的烷基溴化物反应得到,该噻吩在丁基锂作用下与三丁基氯化锡反应得到中间体4。中间体5是芘原料与叔丁基氯反应得到,再经溴化得到中间体6;中间体6与高碘酸钠、三氯化铑试剂反应得到四醌芘7;在乙酸作用下中间体7与相应的邻苯二胺反应,得到对应的中间体8;在催化剂作用下,中间体8与中间体2进行c-c偶联得到材料(i),中间体8与中间体4进行c-c偶联得到材料(ii)。
11、进一步,合成路线如下:
12、
13、r:8-12烷基直链;x = h, cl, no2。
14、第四方面,本发明提供一类芘衍生物(i)(ii),较大共轭体系具有吸电子能力,苯环上取代基x为cl、no2,进一步提高吸电子能力;电子给体分别位于芘环上的1-,3-位噻吩单元与7-位叔丁基,烷基直链有助于聚集体中分子的有序排列。
15、本发明技术方案,具有如下优点:
16、(1)本发明提供的一类芘衍生物光电材料为双极性结构,具有电子与空穴传输功能;
17、(2)本发明提供的一类芘衍生物光电材料,烷基直链有助于聚集体中分子的有序排列。
1.本发明提供一类芘衍生物双极性光电材料,其特征在于,具有给受体分子结构,大的共轭分子骨架为电子受体,1-,3-位带有烷基的噻吩与7-位叔丁基为电子给体。
2.根据权利要求1所述的一类芘衍生物,其特征在于,分子结构通式(i)与(ii):
3.根据权利要求2,提供芘衍生物(i)(ii)的化学合成方法,其特征在于,合成步骤为:噻吩在丁基锂作用下与相应的烷基溴代物反应得到烷基2-位取代的噻吩1;中间体1在丁基锂作用下与频哪醇硼酸酯反应得到中间体2;烷基3-位取代的噻吩3是以3-溴噻吩为原料、在催化剂作用下与相应的烷基溴化物反应得到,该噻吩在丁基锂作用下与三丁基氯化锡反应得到中间体4;中间体5是芘原料与叔丁基氯反应得到,再经溴化得到中间体6;中间体6与高碘酸钠、三氯化铑试剂反应得到四醌芘7;在乙酸作用下中间体7与相应的邻苯二胺反应,得到相应的中间体8;在催化剂作用下,中间体8与中间体2进行c-c偶联得到材料(i),中间体8与中间体4进行c-c偶联得到材料(ii);