封端的三芳基胺和咔唑类材料、处理方法及其应用技术

本发明专利技术属光电材料科技领域，具体为一类基于封端处理的三芳基胺和咔唑类材料、处理新方法以及作为空穴传输材料的应用。对比未处理前的材料，封端的三芳基胺和咔唑类具有高的热稳定性和玻璃化温度。对比其他制备该类材料的方法，该处理方法的优点包括：（１）处理方法方便易得，工艺简单的，常温常压反应；（２）反应条件温和，不需要过渡金属催化剂；（３）产率高，可以直接处理聚合物材料；（４）可以大量生产。利用本发明专利技术方法处理封端的含三芳基胺和咔唑的空穴传输材料将成为低成本的有商业化潜力的光电材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电材料
具体涉及封端的三芳基胺和咔唑类材料及其简单封端处理方法，并涉及该类材料在有机电致发光、有机场效应管、有机太阳能电池、非线性光学、生物传感和激光等领域的应用。
技术介绍
自1987年美国柯达公司Tang研究小组[Tang，C.W.；Van Slyke，S.A.Appl. Phys.Lett.1987，51，913.]和1990年英国剑桥大学[Burroughes，J.H.；Bradley，D.D.C.；Brown，A.B.；Marks，R.N.；Mackay，K.；Friend，R.H.；Bum，P.L.；Holmes，A.B.Nature 1990，347，539.]分别发表了以有机和聚合物荧光材料制成薄膜型有机电致发光器件(Organic Light-emittingDiodes)和聚合物发光二极管(Polymeric Light-emitting Diodes)以来，有机平板显示成为继液晶显示之后的又一代市场化的显示产品。与此同时其他有机电子和光电子产业，包括有机场效应管、有机太阳能电池、非线性光学、生物传感和激光等领域以及非线性光学材料也正走向市场化。有机和塑料电子产品的优点在于材料制备成本低、工艺简单、具有通用高分子的柔韧性和可塑性。因此，开发具有实用性的市场潜力新型有机光电信息材料吸引了许多国内外大学不同学科的科学家以及研究机构和公司的关注和投入。到目前为止，开发新型高度稳定的载流子传输材料和发光材料成为提高有机电子、电光以及光电器件效率和寿命关键因素。到目前为止，含9-芳基-芴基的有机光电材料表现出良好的光学和电学性质的同时也具有高的热稳定性和高的玻璃化温度，因此成为一类有希望的实用有机光电子材料。因此，已经形成了大量的文章和专利[Tsukada，Hidetaka；Totani，Yoshiyuki；Shimamura，Takehiko；Tanabe，Yoshimitsu.Jpn.Kokai Tokkyo Koho(2005)，53pp.专利号JP2005120030]。然而，将该类结构和其衍生物结构作为具有高的玻璃化温度的单元对材料进行封端处理来提高有机光电材料的热稳定性的专利仍没有报道。因此，本专利技术通过简单的封端处理方法开发了一系列封端的三芳基胺和咔唑类材料，同时引入了具有增加溶解度、阻隔发色团聚集或增加稳定性的结构链来扩大该类材料在有机电子、光电子、或光电材料使用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过封端处理方法制备高稳定的无定形空穴传输材料及其衍生物材料。另外，指出了该类材料在有机电致发光、有机场效应管和激光等有机电子领域的应用。本专利技术提出的一类经封端处理的三芳基胺和咔唑类材料，为含有如下结构片断I的材料 式中的符号和标号具有下述含义-*为三芳基胺和咔唑类母体材料与封端结构之间连接的位置；R1、R2、R3、R4、R5、Rc6、R7、R8出现时相同或者不同，并为氢；卤素；或者为具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链，其中一个或者多个不相邻的碳原子可被-NR19-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR19-、-NR19-CO-NR19-、-O-CO-S-、-NR19-CO-O-、-CS-O-、-CS-NR19-、-O-CS-O-、-NR19-CS-NR20-、-O-CS-S-、-NR19-CS-O-、-CS-S-、或SiR19R20-置换，或者其中一个或者多个氢原子被氟或氰基取代；或者为具有2至40个碳原子的烯基链、炔基链或芳基链，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；R19、R20出现时相同或者不同，并为氢，或者为具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链，或者为具有受阻胺结构链以及烷氧基链；Ar1、Ar2出现时相同或者不同，并为具有2至40个碳原子的芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；其中芳基结构具体为如下结构中的一种 式中的符号和标号具有下述含义-*为螺环内的Ar1、Ar2以及螺中心碳之间连接的可能位置；D1、D2、D3出现时相同或者不同，并为CR19R20、NR19、-O-、-S-、-Se-、-S(O)2-、或-SiR19R20-；E1、E2、E3、E4、E5、E6出现时相同或者不同，并为CR19、N、SiR19；EG1、EG2、Ar3出现时相同或者不同，并为可形成单化学键的基团，包括氢、卤素、氰基、以及共轭基团；其中共轭基团结构单元，具有2至40个碳原子的烯基、炔基、芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；具体为如下结构中的一种 式中的符号和标号具有下述含义-*为结构单元之间EG1、EG2与Ar1、Ar2连接的位置区域或者为Ar3与螺原子的连接位置；大于一个的-*代表可以任意选择其中的一个-*作为其之间的连接；D1、D2、D3出现时相同或者不同，并为CR19R20、NR19、-O-、-S-、-Se-、-S(O)2-、或-SiR19R20-；E1、E2、E3、E4、E5、E6出现时相同或者不同，并为CR19、N、SiR19；AC1、AC2、AC3、AC4出现时相同或者不同，并为苯基、茚基、萘基、薁基、芴基、菲基、蒽基、芘基、萘嵌苯基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、咪唑基、噻唑、吡啶基、吡嗪基、吲哚基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、邻二氮杂菲基；或为其结构的烷基、氟取代、氧化衍生物。Ar4出现时相同或者不同，并为苯基、噻吩基、3，4-乙基二氧噻吩。n出现时相同或者不同，并独立为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；在制备含封端结构片段I的材料过程中，三芳基胺和咔唑类材料主要含有如下结构片断 其中，三芳基胺和咔唑类材料可以是小分子材料，例如下列结构 在含封端结构片段I的材料中，上述的小分子材料经过封端处理后，可以是如下结构 三芳基胺和咔唑类材料可以是制备空穴传输材料的中间体原料，如乙烯基咔唑和N-卤烷基咔唑经过封端处理可以是如下结构 在制备含封端结构片段I的材料过程中，所需要的封端剂化合物具有如下结构中的一种 化合物II式中的符号和标号具有下述含义 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Ar1、Ar2、Ar3、EG1、EG2、n出现时同上所述；T为羟基或是卤素；在含结构片断I化合物材料和封端剂中，当Ar1、Ar2出现时相同或者不同，并优选如下结构中的一种 在含结构片断I化合物材料和封端剂中，当EG1、EG2出现时相同或者不同，并优选如下结构中的一种 在含结构片断I化合物材料和封端剂中，当含结构片断I化合物材料含有一个或多个结构片断I时，且n为1，R1、R2、R3、R4；R5、R6、R7、R8为氢时，Ar4为苯基结构时，含结构片断I化合物材料可以含如下结构中的任意一种 在含结构片断I化合物材料和封端剂中，当n为1，R1、R2、R3、R4；R5、R6、R7、R8、EG1、EG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类封端处理的三芳基胺和咔唑类化合物材料，其特征在于含有如下结构片断Ⅰ的材料：＊＊＊Ⅰ式中的符号和标号具有下述含义：－＊为三芳基胺和咔唑类母体材料与封端结构之间连接的位置；Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３ ］、Ｒ↓［４］；Ｒ↓［５］、Ｒ↓［６］、Ｒ↓［７］、Ｒ↓［８］出现时相同或者不同，并为氢；卤素；或者为具有１至２２个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链，其中一个或者多个不相邻的碳原子可被－ＮＲ↓［１９］－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＯ－ＮＲ↓［１９］－、－ＮＲ↓［１９］－ＣＯ－ＮＲ↓［１９］－、－Ｏ－ＣＯ－Ｓ－、－ＮＲ↓［１９］－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＳ－Ｏ－、－ＣＳ－ＮＲ↓［１９］－、－Ｏ－ＣＳ－Ｏ－、－ＮＲ↓［１９］－ＣＳ－ＮＲ↓［２０］－、－Ｏ－ＣＳ－Ｓ－、－ＮＲ↓［１９］－ＣＳ－Ｏ－、－ＣＳ－Ｓ－、－ＳｉＲ↓［１９］Ｒ↓［２０］－置换，或者其中一个或者多个氢原子被氟或氰基取代；或者为具有２至４０个碳原子的烯基链、炔基链、芳基链，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Ｓｉ、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｓ（Ｏ）↓［２］所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；Ｒ↓［１９］、Ｒ↓［２０］出现时相同或者不同，并为氢或具有１至２２个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链以及烷氧基链；Ａｒ↓［ １］、Ａｒ↓［２］出现时相同或者不同，并为具有２至４０个碳原子的芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Ｓｉ、Ｓｅ、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｓ（Ｏ）↓［２］所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；其中芳基结构具体为如下结构中的一种：＊＊＊ 式中的符号和标号具有下述含义：－＊为螺环内的Ａｒ↓［１］、Ａｒ↓［２］以及螺中心碳之间连接的可能位置；Ｄ↓［１］、Ｄ↓［２］、Ｄ↓［３］出现时相同或者不同，并为ＣＲ↓［１９］Ｒ↓［２０］、ＮＲ↓［１９］、－Ｏ－、－Ｓ －、－Ｓｅ－、－Ｓ（Ｏ）↓［２］－、或－ＳｉＲ↓［１９］Ｒ↓［２０］－；Ｅ↓［１］、Ｅ↓［２］、Ｅ↓［３］、Ｅ↓［４］、Ｅ↓［５］、Ｅ↓［６］出现时相同或者不同，并为ＣＲ↓［１９］、Ｎ、ＳｉＲ↓［１９］；Ａｒ↓［３］、ＥＧ↓ ［１］、ＥＧ↓［２］出现时相同或者不同，并为可形成单化学键的基团，包括氢、卤素、氰基、以及共轭基团；其中共轭基团结构单元，具有...

【技术特征摘要】
1.一类封端处理的三芳基胺和咔唑类化合物材料，其特征在于含有如下结构片断I的材料 式中的符号和标号具有下述含义-*为三芳基胺和咔唑类母体材料与封端结构之间连接的位置；R1、R2、R3、R4；R5、R6、R7、R8出现时相同或者不同，并为氢；卤素；或者为具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链，其中一个或者多个不相邻的碳原子可被-NR19-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR19-、-NR19-CO-NR19-、-O-CO-S-、-NR19-CO-O-、-CS-O-、-CS-NR19-、-O-CS-O-、-NR19-CS-NR20-、-O-CS-S-、-NR19-CS-O-、-CS-S-、-SiR19R20-置换，或者其中一个或者多个氢原子被氟或氰基取代；或者为具有2至40个碳原子的烯基链、炔基链、芳基链，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；R19、R20出现时相同或者不同，并为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链以及烷氧基链；Ar1、Ar2出现时相同或者不同，并为具有2至40个碳原子的芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；其中芳基结构具体为如下结构中的一种 式中的符号和标号具有下述含义-*为螺环内的Ar1、Ar2以及螺中心碳之间连接的可能位置；D1、D2、D3出现时相同或者不同，并为CR19R20、NR19、-O-、-S-、-Se-、-S(O)2-、或-Si R19R20-；E1、E2、E3、E4、E5、E6出现时相同或者不同，并为CR19、N、SiR19；Ar3、EG1、EG2出现时相同或者不同，并为可形成单化学键的基团，包括氢、卤素、氰基、以及共轭基团；其中共轭基团结构单元，具有2至40个碳原子的烯基、炔基、芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；具体为如下结构中的一种 式中的符号和标号具有下述含义-*为结构单元之间EG1、EG2与Ar1、Ar2连接的位置区域或者为Ar3与螺原子的连接位置；大于一个的-*代表可以任意选择其中的一个-*作为其之间的连接；D1、D2、D3出现时相同或者不同，并为CR19R20、NR19、-O-、-S-、-Se-、-S(O)2-、或-Si R19R20-；E1、E2、E3、E4、E5、E6出现时相同或者不同，并为CR19、N、SiR19；AC1、AC2、AC3、AC4出现时相同或者不同，并为苯基、茚基、萘基、薁基、芴基、菲基、蒽基、芘基、萘嵌苯基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、咪唑基、噻唑、吡啶基、吡嗪基、吲哚基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、邻二氮杂菲基；或为其结构的烷基、氟取代、氧化衍生物。Ar4出现时相同或者不同，并为苯基、噻吩基、3，4-乙基二氧噻吩；n出现时相同或者不同，并独立为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10。2.根据权利要求1所述的化合物材料，其特征在于封端剂化合物具有如下结构中的一种 化合物II式中的符号和标号具有下述含义R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Ar1、Ar2、Ar3、EG1、EG2、n出现时同上所述；T为羟基或是卤素。3.根据权利要求2所述的化合物材料，其特征在于所述含有结构片断I的材料和所述封端剂中，当Ar1、Ar2出现时相同或者不同，并选自如下结构中的一种4.根据权利要求2所述的化合物材料，其特征在于所述含结构片断I化合物材料和所述的封端剂中，EG1、EG2出现时相同或者不同，并选如下结构中的一种5.根据权利要求1所述的化合物材料，其特征在于当含结构片断I化合物材料含有一个或多个结构片断I，且n为1，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢，Ar4为苯基结构时，含结构片断I化合物材料含有如下结构中的任意一种6.根据权利要求1所述的化合物材料，其特征在于当n为1，R1、R2、R2、R4；R5、R6、R7、R8、EG1、EG2为氢时，Ar4为苯基结构时，含结构片断I咔唑类化合物材料为如下结构中的任意一种 式中的符号和标号具有下述含义Ar1、Ar2、Ar3出现时同上所述；R9、R10、R11出现时相同或者不同，并为具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链，其中一个或者多个不相邻的碳原子可被-NR19-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR19-、-NR19-CO-NR19-、-O-CO-S-、-NR19-CO-O-、-CS-O-、-CS-NR19-、-O-CS-O-、-NR19-CS-NR20-、-O-CS-S-、-NR19-CS-O-、-CS-S-、-SiR19R20-置换，或者其中一个或者多个氢原子被氟或氰基取代；R12出现时相同或者不同，并为氢；卤素；或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链，其中一个或者多个不相邻的碳原子可被-NR19-、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-O-、-CO-NR19-、-NR19-CO-NR19-、-O-CO-S-、-NR19-CO-O-、-CS-O-、-CS-NR19-、-O-CS-O-、-NR19-CS-NR20-、-O-CS-S-、-NR19-CS-O-、-CS-S-、-SiR19R20-置换，或者其中一个或者多个氢原子被氟或氰基取代；或具有2至40个碳原子的烯基链、炔基链、芳基链，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；R19、R20出现时相同或者不同，并为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链或者具有受阻胺结构链以及烷氧基链；Ar5出现时相同或者不同，并为具有2至40个碳原子的芳基，其中一个或多个碳原子可以被杂原子Si、Se、O、S、N、S(O)2所取代，一个或多个碳原子上的氢可被氟或氰基取代；其中芳基结构具体为如下结构中的一种 式中的符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维，解令海，侯晓雅，范曲立，华育然，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]