【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于室温磷光材料，尤其是涉及一种含氮原子的多环芳烃类化合物及其制备和应用。
技术介绍
1、氮原子掺杂的多环芳烃类化合物因其独特的电子结构和光电性能被研究者们广泛关注。这类化合物在分子电子学，场效应晶体管、太阳能电池、有机发光二极管、生物成像等方面具有重要的应用。
2、磷光材料被广泛地应用在信息安全、传感器、有机发光二极管(oleds)、生物成像等方面，其须具备长波长发射，高亮度，长寿命及良好的光热稳定性等优点。传统的磷光材料主要集中在无机和有机金属配合物领域，但这些材料具有加工性差、资源有限和高毒性等固有缺陷，而有机磷光材料具有低成本、良好的电导率、可观的功能性和环保性等优势。但是，仅有极少数纯有机分子表现出室温磷光性能，并且大多数有机小分子在室温下不具有磷光特性。
3、如cn115851267a公开了一种双发射室温磷光材料及其制备方法与应用，所述双发射室温磷光材料由硼酸和羧基苯硼酸的混合物经加热脱水制得。该申请利用羧基苯硼酸本身具有微弱磷光的特性作为客体材料，硼酸加热能够脱水形成氧化硼刚性环境的特性作为主体材料，通过加热使得羧基苯硼酸上硼酸和羧基官能团与硼酸之间发生脱水，形成硼氧键制得室温磷光材料。该申请还提供一种双发射室温磷光材料的制备方法，制得的室温磷光材料能够在两种不同波长的紫外光源激发下发射两种颜色的荧光和磷光。但是该申请分子量大，加工性能差，不宜大规模产量化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供了一种含氮原子的多环芳烃类化合物，具有如式6所示结构：
4、
5、式中，r为氢、烷基、苯基或取代苯基，x为硫，硒或碲原子。
6、进一步的，所述多环芳烃类化合物具体选自以下结构的化合物：
7、
8、本专利技术又提供了一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，采用以下合成路线：
9、
10、式中，r为氢、烷基、或芳基；
11、包括以下步骤：
12、s1，合成中间体2：将中间体1溶于有机溶剂，加入酸酐或羧酸酯进行反应，反应完全后，淬灭、萃取、洗涤、干燥、减压浓缩，经色谱柱分离得到中间体3；
13、s2，合成中间体3：将中间体2与多聚磷酸混合进行反应，反应后碱化，经色谱柱分离得到中间体4；
14、s3，合成中间体4：将中间体3与碘化钾混合后，加入醋酸和亚硝酸叔丁酯后反应，反应后碱化，经色谱柱分离得到中间体4；
15、s4，合成中间体5：将中间体4与二氯甲烷混合后，加入三氟甲磺酸和间氯过氧苯甲酸进行反应，接着乙醚洗涤后，经色谱柱分离得到中间体5；
16、s5，合成化合物6：向中间体5的二甲基亚砜溶液中加入硫粉、硒粉或碲粉，再加入对应的碱进行反应，反应完全后，析出产物，经色谱柱分离得到化合物6。
17、进一步的，步骤s1中，中间体1与酸酐或羧酸酯的摩尔比为1:(1-10)，加入酸酐或羧酸酯时温度为0-25℃，加入酸酐或羧酸酯后在温度为0-60℃下反应1-24h。
18、进一步的，步骤s2中，步骤s2中，中间体2与多聚磷酸的质量比为1：(100-150)，反应时间为1-6h，反应温度为135-160℃。
19、进一步的，步骤s3中，中间体3与碘化钾的摩尔比为1：(3-5)，中间体3与醋酸的摩尔比为1：(100-150)，中间体3与亚硝酸叔丁酯的摩尔比为1：(3-5)，加入醋酸和亚硝酸叔丁酯时温度为15-25℃，加入后在氮气保护下并在25-65℃反应12-24小时。
20、进一步的，步骤s4中，加入三氟甲磺酸和间氯过氧苯甲酸时温度为0-25℃，中间体4与三氟甲磺酸的摩尔比为1:(3-6)，中间体4与间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1：(1.5-3)，加入三氟甲磺酸和间氯过氧苯甲酸后在15-25℃中反应12-24h。
21、进一步的，步骤s5中，中间体5与硫粉、硒粉或碲粉的摩尔比为1：(3-10)，中间体5与碱的摩尔比为1：(3-20)，反应温度为100-150℃，反应时间为5-24h。
22、进一步的，步骤s5中，所述碱为碳酸铯、碳酸钾、吡啶、三乙胺、2,2'-联吡啶、叔丁醇钾或1,10-菲啰啉中的一种或多种。
23、本专利技术再提供了一种含氮原子的多环芳烃类化合物的应用，用于磷光材料。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、1、本申请制备得到的含氮原子的多环芳烃类化合物具有高光热稳定性、长寿命、发光亮度高，具备作为传统室温磷光材料的替代品应该具备的特性。在传感器、信息安全、生物成像等方面具有巨大的潜在应用价值。
26、2、本申请制备得到含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法为简单逐步构建杂环的方法。从三氨基三亚苯原料出发，先在三亚苯的骨架上构建含氮的吡啶杂环，再引入硫族杂环，从而实现在多环芳烃骨架上同时引多种杂原子，制备出一系列具有长寿命和高光亮度的含氮原子的多环芳烃类化合物有机功能分子。是一种简洁、高效的方法策略。
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1.一种含氮原子的多环芳烃类化合物，其特征在于，具有如式6所示结构：
2.根据权利要求1所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物，其特征在于，所述多环芳烃类化合物具体选自以下结构的化合物：
3.如权利要求1或2所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S1中，中间体1与酸酐或羧酸酯的摩尔比为1:(1-10)，加入酸酐或羧酸酯时温度为0-25℃，加入酸酐或羧酸酯后在温度为0-60℃下反应1-24h。
5.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S2中，中间体2与多聚磷酸的质量比为1：(10-50)，反应时间为1-6h，反应温度为135-160℃。
6.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S3中，中间体3与碘化钾的摩尔比为1：(3-5)，中间体3与醋酸的摩尔比为1：(100-150)，中间体3与亚硝酸叔丁酯的摩尔比为1：(3-5)，加入
7.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S4中，加入三氟甲磺酸和间氯过氧苯甲酸时温度为0-25℃，中间体4与三氟甲磺酸的摩尔比为1:(3-6)，中间体4与间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1：(1.5-3)，加入三氟甲磺酸和间氯过氧苯甲酸后在15-25℃中反应12-24h。
8.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S5中，中间体5与硫粉、硒粉或碲粉的摩尔比为1：(3-10)，中间体5与碱的摩尔比为1：(3-20)，反应温度为100-150℃，反应时间为5-24h。
9.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述碱为碳酸铯、碳酸钾、吡啶、三乙胺、2,2'-联吡啶、叔丁醇钾或1,10-菲啰啉中的一种或多种。
10.如权利要求1或2所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的应用，其特征在于，用于磷光材料。
...【技术特征摘要】
1.一种含氮原子的多环芳烃类化合物，其特征在于，具有如式6所示结构：
2.根据权利要求1所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物，其特征在于，所述多环芳烃类化合物具体选自以下结构的化合物：
3.如权利要求1或2所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤s1中，中间体1与酸酐或羧酸酯的摩尔比为1:(1-10)，加入酸酐或羧酸酯时温度为0-25℃，加入酸酐或羧酸酯后在温度为0-60℃下反应1-24h。
5.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤s2中，中间体2与多聚磷酸的质量比为1：(10-50)，反应时间为1-6h，反应温度为135-160℃。
6.根据权利要求3所述的一种含氮原子的多环芳烃类化合物的制备方法，其特征在于，步骤s3中，中间体3与碘化钾的摩尔比为1：(3-5)，中间体3与醋酸的摩尔比为1：(100-150)，中间体3与亚硝酸叔丁酯的摩尔比为1：(3...
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