一种蓝光发光材料及其制备方法与流程

本发明涉及有机发光材料，具体涉及一种含有咔唑和罗丹明B功能团的蓝光发光材料及其制备方法。

背景技术：
近几十年来，有机电致发光器件(OLEDs)在显示领域得到了迅速的发展。红、蓝、绿作为三元色，在有机电致发光器件的材料研究中得到了广泛关注。近年来，用于红光和绿光显示器件的材料得到了快速的开发，且已基本达到饱和。由于大的能带隙，蓝光材料的发展较慢，尤其是高性能的蓝光材料。因此，开发性能优良的蓝光电致发光材料一直是显示领域研究的热点。罗丹明(B)及其衍生物是一类重要的荧光发光材料，属于异吲哚啉类光学材料。由于苯环间氧桥的存在以及内酰胺螺环结构,分子具有刚性共平面结构,使其结构稳定性增强、光稳定性好、荧光量子产率高，是一类非常好的光学材料。咔唑由于其具有良好的空穴传输性和高三重态能量，是主体材料中最常见的高量子效率给电子基团。目前，罗丹明B及其衍生物主要用于荧光探针的研发中。而作为有机电致发光器件(OLEDs)中的发光材料被大大忽视。因此，在以罗丹明B为发光基团的基础上引入传输效率高的咔唑功能基，得到新型蓝光发光材料是本发明的宗旨。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种蓝光发光材料及其制备方法，该材料能够发射蓝光，可作为发光材料应用在光电功能材料显示领域，所得材料具有好的热稳定性和光电性质，所采用的制备方法操作简单、反应条件温和。本发明提供的一种蓝光发光材料，其结构式为：本发明提供的一种蓝光发光材料的制备方法，包括如下步骤：1)将罗丹明B羧酸在三氯氧磷作用下制备得到罗丹明B酰氯，具体按照文献(DyesandPigments,2015,115:120-126)制备。反应式：2)将溶有三乙胺和9-乙基-3氨基咔唑的1,2-二氯乙烷溶液缓慢滴入溶有罗丹明B酰氯的1,2-二氯乙烷溶液中，加热回流反应8～10h，得到含有咔唑和罗丹明B功能团的发光材料3',6'-双(二乙胺基)-2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)螺[异吲哚啉-1,9'-氧杂蒽]-3-酮。反应式：本发明提供的含有咔唑和罗丹明B功能团的发光材料，具有如下光电性质：1)在三氯甲烷中的最大紫外吸收和荧光发射波长分别为320nm和463nm；2)玻璃化温度(Tg)为149℃,热分解温度(Td，5％)为240℃；3)以饱和甘汞电极为参比电极，测试了材料的氧化还原(CV)曲线，所得起始氧化电位为+0.75V，通过经验公式[HOMO＝-(0.75+4.5+0.24)eV计算得到材料的最高占有轨道(HOMO)的能级为-5.49eV，通过公式[LUMO＝HOMO+Eg]计算得到材料的最低空轨道(LUMO)的能级为-0.98eV，其中能带隙(Eg＝1240/λab(275nm))，饱和甘汞电极电势为+4.5V，标准氢电极电势为+0.24V。本发明发光材料可以在制备有机光电显示器件中应用。与现有技术相比本发明的优点和效果：本发明得到的含有咔唑和罗丹明B功能团发光材料是一种蓝光材料，该材料具有好的热稳定性和电化学性质，是紧缺的蓝光发光材料。该发光材料能够作为光电功能材料在显示器领域应用。所采用的制备方法反应操作简单、条件温和。说明书附图图1本发明发光材料在三氯甲烷中的紫外吸收和荧光发射光谱图。图2本发明发光材料的热重分析TG曲线图。图3本发明发光材料电化学性质CV曲线图。具体实施方式实施例11)在装有磁力搅拌的25mL的三口圆底烧瓶中，加入0.48g(1.0mmol)罗丹明B，5.0mL1,2-二氯乙烷。室温搅拌溶解后，通过恒压滴液漏斗缓慢将1.0mL的三氯氧磷(POCl3)滴入上述溶液中。滴加完毕，加热回流过夜。减压旋除溶剂后得到黑紫色的固体，直接进行下一步反应。2)将溶有0.21g(1.0mmol)9-乙基-3-氨基咔唑，1.0mL三乙胺的5.0mL1,2-二氯乙烷溶液，通过恒压滴液漏斗缓慢加入溶有上述所得固体的1,2-二氯乙烷(5.0mL)中，滴加完毕，加热回流反应8h。待反应结束，减压旋除溶剂，用100mL二氯甲烷溶解所得固体并转移至分液漏斗中，加入等体积的饱和食盐水洗涤三次，经无水硫酸镁干燥后，减压除去二氯甲烷的粗产品。粗产品经硅胶柱色谱分离(展开剂：甲醇/二氯甲烷＝1/100,v/v)得到白色的固体(3',6'-双(二乙胺基)-2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)螺[异吲哚啉-1,9'-氧杂蒽]-3-酮)，产率54.6％。1HNMR(CDCl3,400MHz)δ8.06-8.03(m,1H),7.67(d,J＝12.0Hz,1H),7.56-7.49(m,2H),7.38(s,1H),7.33(s,1H),7.27-7.23(m,1H),7.18(d,J＝4.0Hz,1H),7.12-7.04(m,2H),6.77(d,J＝4.0Hz,1H),6.74(s,1H),6.71(s,1H),6.41(d,J＝4.0Hz,1H),6.38(d,J＝4.0Hz,1H),6.17(d,J＝4.0Hz,2H),4.22(m,2H),3.31(m,8H),1.37(t,J＝8.0,8.0Hz,3H),1.19(m,12H)；13CNMR(CDCl3,100MHz)δ167.63,153.42,152.60,148.44,140.09,138.86,132.58,132.11,129.14,128.20,127.34,126.05,125.40,124.18,123.43,123.03,122.80,120.34,120.25,118.49,108.33,98.17,67.78,44.61,37.51,29.71,13.83,12.51；HRMS-ESIforC42H42N4O2(m/z)635.1[M+1]。实施例2准确称取19.05mg3',6'-双(二乙胺基)-2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)螺[异吲哚啉-1,9'-氧杂蒽]-3-酮溶剂在100.0mL三氯甲烷中，制得3.0×10-5mol/L溶液。准确移取2.0mL上述溶液加入荧光杯中，然后在日立HITACHIF-4600荧光仪上测定，激发狭缝和发射狭缝宽度都为5nm，激发波长为320nm。紫外吸收光谱的测定在日立HITACHIUH5300紫外吸收仪上测定。测试在室温和外界大气压下进行。测试图谱归一化结果见图1。从图1可知，最大紫外吸收波长为320nm，最大荧光发射波长为364nm。实施例3在氮气保护下，采用DSC-Q10仪器进行该材料的差示扫描量热(DSC)得到玻璃化温度为149℃，通过PerkineElmerPyris1TGA进行热重分析(TGA)(5％重量损失时的温度)得到分解温度为240℃，升温速率都为5℃/分钟。测量结果如图2。实施例4准确称取19.05mg3',6'-双(二乙胺基)-2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)螺[异吲哚啉-1,9'-氧杂蒽]-3-酮溶剂在100.0mL三氯甲烷中，制得3.0×10-5mol/L溶液。准确移取4.0mL溶液加入10.0mL烧杯中，在三电极系统AUTOLAB(modelPGSTAT30)中测该化合物的循环伏安曲线，参比电极为饱和甘汞电极，支持电解质为0.10mol/L的四丁基高氯酸盐，室温下扫描数度为50mV/s。测量结果如图3。