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含有联苯中心的PPV类发光齐聚物制造技术

技术编号:3239233 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种含有联苯中心的PPV类发光齐聚物,其特征是:它包括如下制作步骤:步骤1、中心单体的结构与合成,引入具有两个或多个联苯的多官能团结构中心物质类似于A,B,C,D,E,F;所述的化合物为具有一定扭曲度的共轭环,例如,对于化合物A:M↓[1]=M↓[2]=Br,扭曲角度为71.8°:***其中,M↓[1]、M↓[2]、M↓[3]、M↓[4]可以为相同或不同基团:-PPh↓[3]Br、-PO(OC↓[2]H↓[5])↓[2]Br或-CN步骤2、侧链单体的选择和合成 ,侧链单体选择H:***所述侧链单体H是一类含有单醛官能团的物质,其中R↓[1]、R↓[2]、R↓[3]、R↓[4]、R↓[5]可为相同或不同基团,可以是氢原子、氟原子、苯环、烷氧基(C1-C10)、烷基(C1-C10):   ***步骤3、齐聚物的合成,将单体A,B,C,D,E,F分别与侧链单体H反应,得到由于两个或多个联苯中心的苯撑乙烯齐聚物(1)、(2)、(3)、(4)体系:***以下式代表每个端基苯环上取代情况:其中,前者表示 苯撑乙烯齐聚物体系(1)、(3)、(4)的取代情况;后者表示苯撑乙烯齐聚物体系(2)的取代情况;***其中式中的苯环还可为:萘环、吡啶等其它芳香环R↓[1]、R↓[2]、R↓[3]、R↓[4]、R↓[5]、R↓[6] (相同或不同基团)可以是:氢原子、氟原子、苯环、烷氧基(C1-C10)、烷基(C1-C10直链或枝链)、芳香环、二苯胺;R(相同基团)可以是:氢原子、氰基(-CN);X、Y(可以为相同或不同原子):O、S、N、CZ代 表:C、O、S、Si、P。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种PPV类聚合物,特别是一种含有联苯中心的PPV类发光齐聚物
技术介绍
π-共轭有机聚合物,由于其在电子传导、非线性光学、电子和光电子学方面的广泛应用前景,引起了广大科学家的极大兴趣。特别是作为发光物质在有机发光二极管方面的应用,得到了十分深入的研究。作为有机发光二极管的基础材料它们具有以下优势相对较为简单的制备方法;发光颜色的可调节性。而作为相应聚合物的模型化合物的齐聚物,不但可以为我们提供相应聚合物体系的微观结构信息,而且其本身往往也可作为活性物质用于多种科学研究。受益于齐聚物结构的确定性,使得其共轭长度为单一分布,并且可根据实际需要改变齐聚物链段的长度,以调节其共轭长度和发光颜色。三聚苯撑乙烯(TPV)和它的衍生物作为PPV类聚合物的模型化合物,得到了人们的广泛研究,更为重要的是三聚苯撑乙烯(TPV)本身就是一种蓝色激发物质,使得苯撑乙烯类齐聚物显得尤为重要。然而三聚苯撑乙烯(TPV)的许多优良性质(例如荧光效率高于90%)只能在溶液状态下获得,而在固体薄膜状态下则不能得到。人们通过研究发现这种固体薄膜的淬灭现象是由于分子间的聚集形式,特别是分子间的肩并肩的排列方式。说明分子间的堆积形式是这类物质物理性质的决定因素。为了解决这类物质在固体状态下的发射效率问题,人们在TPV基础上作了大量的调整和改进,例如在TPV中引入各种取代基团、把四个TPV连接到一个碳原子上(C(tBuSSB)4)以及多个TPV分子的环状共价组合(calyxarene core)。它们中的一些物质(例如C(tBuSSB)4)也被用于制作器件,但其器件并没有获得与固体薄膜相近的发光效率。因此,三聚苯撑乙烯(TPV)的许多优良性质的继续开发,特别是在固体薄膜状态下的高蓝荧光发射效率,是行业的重要课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含有联苯中心的PPV类发光齐聚物,以其合成出一系列具有优良的蓝光发射性能的、固体状态的新型双(多)三聚苯撑乙烯及其衍生物;并用其制成高效的蓝色发光二极管。本专利技术的目的是按如下技术方案实现的。本专利技术为含有联苯中心的PPV类发光齐聚物, 其特征是它包括如下制作步骤步骤1、中心单体的结构与合成,引入具有两个或多个联苯的多官能团结构中心物质类似于A,B,C,D,E,F;这类化合物为具有一定扭曲度的共轭环,例如,对于AM1=M2=Br,实测扭曲角度为71.8°(见图1) 其中,M1、M2、M3、M4可以为相同或不同基团-PPh3Br、-PO(OC2H5)2Br或-CN步骤2、侧链单体的选择和合成,侧链单体选择H 所述侧链单体H是一类含有单醛官能团的物质,其中R1、R2、R3、R4、R5(相同或不同基团)可以是氢原子、氟原子、苯环、烷氧基(C1-C10)、烷基(C1-C10) 步骤3、齐聚物的合成,将单体A,B,C,D,E,F分别与侧链单体H反应,得到由于两个或多个联苯中心的苯撑乙烯齐聚物体系(1)、(2)、(3)、(4) 以下式代表每个端基苯环上取代情况其中,前者表示苯撑乙烯齐聚物体系(1)、(3)、(4)的取代情况;后者表示苯撑乙烯齐聚物体系(2)的取代情况; 其中式中的苯环还可为萘环、吡啶等其它芳香环R1、R2、R3、R4、R5、R6(相同或不同基团)可以是氢原子、氟原子、苯环、烷氧基(C1-C10)、烷基(C1-C10直链或枝链)、芳香环、二苯胺;R(相同基团)可以是氢原子、氰基(-CN); X、Y、Z(可以为相同或不同原子)代表C、O、S、Si、P、NO、S、N、C。其在固体及有机电致发光器件中具有优良的发射效率。所述的合成齐聚物(1)、(2)、(3)、(4)体系是通过魏悌希(Wittig reaction)路线或魏悌希-霍勒(Wittig-Horner reaction)路线或脑文格(Knoevenagel condensation)路线方法合成的。现以合成齐聚物(1)体系,以四苯乙烯基联苯TSB以及其衍生物CN-TSB为例,说明其合成方法。齐聚物(1)体系可以通过以上任一种方法合成,示例如下1)魏悌希(Wittig reaction)路线1953年德国化学家Witting发现了一个著名的反应(1),将双磷盐与二醛缩合,用卤代烷与三苯基磷反应得到了磷叶立得,可轻易地把碳氧双键转化为碳碳双键,因此这类反应被广泛用于增加碳碳双键的化合物的合成,自然也成为合成苯撑乙烯(PPV)齐聚物的首选路线,具体反应是如下 1)魏悌希-霍勒(Wittig-Horner reaction)路线魏悌希-霍勒反应只是在魏悌希反应的基础上用三乙氧基磷代替三苯基磷,进一步改善了这个反应。 2)脑文格(Knoevenagel condensation)路线脑文格反应(2)是基于在碱性环境中氰基可以和醛基作用形成碳碳双键,从而可以广泛用于合成氰类PPV。 3制作器件,以齐聚物(1)、(2)、(3)、(4)体系为发光层,利用真空蒸镀或高速匀胶机旋涂的方法成膜,可制备高效的蓝色或其它颜色发光器件。按本专利技术获得的聚合物及器件优点(1)能调控物质分子之间的相互作用,从而抑制了分子之间的缔合,提高了发光器件的量子效率。(2)可以通过改变端基结构,可调控有效共轭长度,从而调控材料的发光性质和器件效率。(3)还可以通过R1、R2、R3、R4、R5、R6的变化来调节齐聚物的溶解性,可形成固态物,易于控制器件发光层的厚度。(4)可以获得宽禁带的、色纯度高的发光器件。综上所述,本专利技术齐聚物为具有优良的蓝光发射性能的、固体状态的新型双(多)三聚苯撑乙烯及其衍生物;适用于制备有机发光二极管、光泵及电泵激光、场效应晶体管等半导体器件。附图说明图1为利用Rigaku R-AXIS RAPID型单晶衍射仪测得中心单元2,5,2′,5′-四溴甲基联苯的X光结构图,测得两苯环的扭曲角为71.8°。图2为齐聚物TSB及TBVB的合成路线图。图3为齐聚物TFB的合成路线图。图4为三联苯中心齐聚物的合成路线图。图5为利用本专利技术齐聚物制备的电致发光器件的结构图。具体实施方案下面通过实施例进一步阐明本专利技术中单体及齐聚物的制备、性质;以及用这些齐聚物为发光层制作的发光器件。实施例1 以联苯为中心的齐聚物体系的合成,合成路线如图2。步骤1、中心单体的结构与合成制备2,5,2′,5′-四甲基联苯将三苯基磷(4.012g,14.4mmol)、2,2′-联吡啶(0.316g,2mmol)、二氯化镍(0.26g,2mmol)和锌粉(0.0052g,80mmol)加入到100mL的园底烧瓶中,氮气保护下再加入20mL无水N,N′-二甲基甲酰胺,50℃油浴中反应直到形成黑棕色的催化剂后,接着加入5.5mL(40mmol)的2-溴-1,4-二甲基苯,并将反应温度升高到80℃、氮气保护下再反应8小时,反应结束后过滤除去残留的锌粉等固体物质,减压旋干滤液后用柱层析分离提纯即可得到2,5,2′,5′-四甲基联苯,减压旋干得到白色固体,产率70%。制备2,5,2′,5′-四溴甲基联苯把2,5,2′,5′-四甲基联苯((2.103g,10mmol))、NBS(7.832g,44mmol)和催化剂量的过氧化苯甲酰加入100mL的园底烧瓶之中,再加入40mL本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:马於光何凤张海全杨兵郑岩林栋唐诗
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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