本发明涉及有机光电材料
技术领域：
，尤其涉及一种铱金属配合物及其制备方法以及有机电致发光器件。
背景技术：
：1987年，邓青云博士报道了基于有机发光材料的电致发光二极管技术，主要采用真空蒸镀的方式，制备具有传输层和发光层的双层器件，量子效率提高至1％，在低于10v的工作电压下可达到1000cd/m2的亮度，引起了世界科学爱好者的广泛关注，推动有机电致发光技术向实用化阶段迈进的步伐。电致发光器件具有全固态结构，有机电致发光材料是构成该器件的核心和基础。新材料的开发是推动电致发光技术不断进步的源动力。对原有材料制备和器件优化也是现在有机电致发光产业的研究热点。磷光发光现象自从发现以来，一直受到大家的追崇，因为磷光材料的发光效率明显高于荧光发光效率，从理论上能达到100％的发光效率，所以很多科研机构都在加大磷光材料的研发力度，试图通过磷光材料来加快产业化发展。但是由于磷光材料存在合成成本高，合成工艺要求高，在合成过程中容易污染环境，提纯要求高，寿命短，效率低等不足。因此，现有技术还有待改进和发展。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铱金属配合物及其制备方法以及有机电致发光器件，制备的有机电致发光器件的驱动电压、发光效率以及寿命得到显著提高。为解决以上技术问题，本发明提供了一种铱金属配合物，具有式ⅰ所示结构：其中，m为0、1或2；n为1、2或3；且m和n相加的和为3；x选自o或s；r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、巯基、取代或非取代的c1-c8烷基、取代或非取代的c1-c8烷氧基、取代或非取代的c2-c6烯烃基、取代或非取代的c2-c6炔烃基、取代或非取代的c6-c18芳基或取代或非取代的c4-c12芳族杂环基；r1、r2、r4和r5的数目独立的为0、1、2、3或4个，r3的数目为0、1或2个；或者r1、r2、r3、r4、r5各自独立的与所在芳香环相互形成取代或非取代的c3～c30脂肪族环、取代或非取代的c6～c60芳环或取代或非取代的c2～c60芳杂环；或者r1与r2之间或r3、r4、r5之间相互形成取代或非取代的c3～c30脂肪族环、取代或非取代的c6～c60芳环或取代或非取代的c2～c60芳杂环。在本发明的一些具体实施例中，m为0，n为3。在本发明的另外一些具体实施例中，m为1，n为2。在本发明的另外一些具体实施例中，m为2，n为1。即上述式ⅰ所示结构具体如下：在本发明的一些具体实施例中，x为o。本发明中，x也可以不同，比如x表示o和s。即可以将x表示为x1和x2，x1和x2独立的选自o或s。本发明中，r1、r2、r3、r4、r5分别为所在芳香环的取代基，其可以指一个取代基，也可以指多个取代基。当为多个取代基时，各个取代基可以相同，也可以不同。即上述式ⅰ所示结构等同于以下式ⅰ-1所示结构：r1为取代基r1-1、r1-2、r1-3、r1-4的总称。r2、r3、r4、r5以此类推。r1、r2、r4和r5的数目独立的为0、1、2、3或4个，r3的数目为0、1或2个。当r1的数目为0时，意指所在苯环没有取代基，即r1-1、r1-2、r1-3、r1-4均为h。当r1的数目为1时，意指所在苯环有一个取代基，即r1-1、r1-2、r1-3、r1-4中的任意一个非h，其余为h。当r1的数目为2时，意指所在苯环有两个取代基，即r1-1、r1-2、r1-3、r1-4中的任意两个非h，其余为h。当r1的数目为3时，意指所在苯环有三个取代基，即r1-1、r1-2、r1-3、r1-4中的任意三个非h，其余为h。当r1的数目为4时，意指所在苯环有四个取代基，即r1-1、r1-2、r1-3、r1-4全部非h。r2、r3、r4、r5以此类推。本发明优选的，r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、巯基、取代或非取代的c1-c8烷基、取代或非取代的c1-c8烷氧基、取代或非取代的c2-c6烯烃基、取代或非取代的c2-c6炔烃基、取代或非取代的c6-c18芳基或取代或非取代的c4-c12芳族杂环基。更优选的，所述r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、巯基、取代或非取代的c1-c6烷基、取代或非取代的c1-c5烷氧基、取代或非取代的c2-c5烯烃基、取代或非取代的c2-c5炔烃基、取代或非取代的c6-c12芳基或取代或非取代的c4-c12芳族杂环基。进一步优选的，所述r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、巯基、取代或非取代的c1-c4烷基、取代或非取代的c1-c4烷氧基、取代或非取代的c2-c4烯烃基、取代或非取代的c2-c4炔烃基、取代或非取代的c6-c8芳基或取代或非取代的c4-c8芳族杂环基。再优选的，所述r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、巯基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、氘代甲基、氘代乙基、氘代丙基、氘代异丙基、氘代丁基、氘代异丁基、氘代叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基或吡啶基。本发明中，所述卤素指氟、氯、溴和碘。本发明中，所述烷基指直链烷基、支链烷基、环烷基、至少1个取代基取代的直链烷基、至少1个取代基取代的支链烷基或至少1个取代基取代的环烷基。其中，所述取代基独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、羰基、巯基中的一种或几种。所述芳基为未取代的芳基或至少1个取代基取代的芳基；其中，所述取代基独立的选自氘、硝基、氨基、羟基、卤素、氰基、羰基、巯基中的一种或几种。所述芳族杂环基为未取代的杂芳基或至少1个取代基取代的杂芳基；其中，杂芳基中的杂原子为氮、硫或氧；所述取代基独立的选自卤素、氘、氨基、氰基、硝基、羟基、巯基中的一种或几种。在本发明的另外一些方案中，r1、r2、r3、r4、r5各自独立的与所在芳香环相互形成取代或非取代的c3～c30脂肪族环、取代或非取代的c6～c60芳环或取代或非取代的c2～c60芳杂环。在本发明的另外一些方案中，r1与r2之间或r3、r4、r5之间相互形成取代或非取代的c3～c30脂肪族环、取代或非取代的c6～c60芳环或取代或非取代的c2～c60芳杂环。所述取代的基团中，取代基包括但不限于氘、卤素、氰基、取代或非取代的c1-c12烷基、取代或非取代的c6-c18芳基、取代或非取代的c4-c12芳族杂环基。本发明中，所述芳环包括单环芳香族环基和多环芳香族环基。其中，所述多环芳香族环基可以是稠环或螺环。所述环中的至少一个是芳香族环基，其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环基或杂芳基等。本发明中，所述“取代或非取代的”意指被选自以下的一个、两个或更多个取代基取代：氘；卤素基团；腈基；羟基；羰基；酯基；甲硅烷基；硼基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的烷基胺基；经取代或未经取代的杂芳基胺基；经取代或未经取代的芳基胺基；经取代或未经取代的芳基和经取代或未经取代的杂环基。或者被以上所述的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，“两个或更多个取代基相连接的取代基”可以包括联苯基。换言之，联苯基可以为芳基，或者可以解释为两个苯基相连接的取代基。在本发明的一些具体实施例中，所述铱金属配合物具有以下任一结构：本发明提供了上述铱金属配合物的制备方法，包括以下步骤：s1-1)将式a-01所示化合物与ircl3·h2o反应，制得中间体b-01；s1-2)将中间体b-01与三氟甲烷磺酸银反应，制得中间体c-01；s1-3)将中间体c-01与中间体d-01反应，制得式ⅰ-a所示的铱金属配合物；上述反应方程式如下：或者包括以下步骤：s2-1)将d-01所示化合物与与ircl3·h2o反应，制得中间体b-02；s2-2)将中间体b-02与三氟甲烷磺酸银反应，制得中间体c-02；s2-3)将中间体c-02与中间体a-01反应，制得式ⅰ-b所示的铱金属配合物；上述反应方程式如下：或者包括以下步骤：s3-1)将d-01所示化合物与与ircl3·h2o反应，制得中间体b-02；s3-2)将中间体b-02与三氟甲烷磺酸银反应，制得中间体c-02；s3-3)将中间体c-02与中间体d-01反应，制得式ⅰ-c所示的铱金属配合物；上述反应方程式如下：其中，x、r1、r2、r3、r4、r5的范围同上，在此不再赘述。本发明提供的上述铱金属配合物可用于制备有机电致发光器件。本发明提供了一种有机电致发光器件，包括上述铱金属配合物或上述制备方法制备的铱金属配合物。所述有机电致发光器件为本领域技术人员熟知的有机电致发光器件即可，本发明优选包括第一电极、第二电极和设置于所述第一电极与第二电极之间的有机电致发光材料层；所述有机电致发光材料层包含上述的铱金属配合物。所述铱金属配合物可以是单一形态，或与其他物质混合，包含于上述有机电致发光材料层中。本发明中，所述有机电致发光材料层是指有机电致发光器件第一电极和第二电极之间的全部层。所述有机电致发光材料层中的至少一层为发光层。按照本发明，所述有机电致发光材料层优选包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层中的至少一层。与现有技术相比，本发明提供了一种铱金属配合物，具有式ⅰ所示结构。本发明利用金属铱与特定的杂环配体相结合，通过调节化合物的波长，得到的有机金属化合物应用在有机电致发光器件后，可使器件的发光效率以及亮度显著提高。同时，本发明提供的铱金属配合物的制备方法，具有合成步骤简易，条件要求不苛刻，目标产物收率高等特点。具体实施方式为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的铱金属配合物及其制备方法以及有机电致发光器件进行详细描述。实施例1制备编号为l001的化合物步骤1、在氮气保护体系下，称取a-001(64.5mmol，10.00g)，irc13·3h2o(24.8mmo1，8.75g)放入反应体系中，加入300ml乙二醇乙醚和100ml纯净水的混合溶液，氮气保护下回流24小时，然后冷却到室温，有沉淀析出，将沉淀抽滤，用水、无水乙醇、石油醚依次冲洗烘干，得到黄色粉末的桥联配体b-001(7.05g，产率为53％)。步骤2、称取中间体b-001(4.67mmol，5.00g)，加入三氟甲烷磺酸银(14mmol，3.58g)，再向体系中加入二氯甲烷100ml，加入甲醇40ml，氮气保护下，回流24小时，冷却到室温，柱层析(短柱)滤液浓缩至固体析出，得到黄绿色粉末的铱配合物中间体c-001(6.11g，产率92％)。步骤3、称取中间体c-001(8.4mmol，5.98g)，加入配体d-001(25.5mmol，6.66g)，再向体系中加无水乙醇120ml，氮气保护下，回流24小时，抽滤，醇洗，烘干，用二氯甲烷做溶剂，用硅胶柱层析，滤液浓缩至固体析出，得到最终黄色的化合物l001(2.10g，产率33％)。hplc纯度：大于99％。质谱:计算值为760.87；测试值为761.56。元素分析:计算值为：c:61.56％；h:3.44％；n:5.52％；o:4.21％；ir:25.26％；测试值为：c:61.55％；h:3.44％；n:5.53％；o:4.22％；ir:25.25％。实施例2制备编号为l091的化合物步骤1、在氮气保护体系下，称取a-091(64.5mmol，16.85g)，irc13·3h2o(24.8mmo1，8.75g)放入反应体系中，加入300ml乙二醇乙醚和100ml纯净水的混合溶液，氮气保护下回流24小时，然后冷却到室温，有沉淀析出，将沉淀抽滤，用水、无水乙醇、石油醚依次冲洗烘干，得到黄色粉末的桥联配体b-091(9.65g，产率为52％)。步骤2、称取中间体b-091(4.67mmol，6.99g)，加入三氟甲烷磺酸银(14.00mmol，3.58g)，再向体系中加入二氯甲烷100ml，加入甲醇40ml，氮气保护下，回流24小时，冷却到室温，柱层析(短柱)滤液浓缩至固体析出，得到黄绿色粉末的铱配合物中间体c-091(7.95g，产率92％)。步骤3、称取中间体c-091(8.4mmol，7.77g)，加入配体d-091(25.5mmol，3.95g)，再向体系中加无水乙醇120ml，氮气保护下，回流24小时，抽滤，醇洗，烘干，用二氯甲烷做溶剂，用硅胶柱层析，滤液浓缩至固体析出，得到最终黄色的化合物l091(2.40g，产率33％)。hplc纯度:大于99％。质谱：理论值为867.17；测试值为867.32。元素分析：计算值为：c:62.34％；h:3.26％；n:4.85％；o:7.38％；ir:22.17％；测试值为：c:62.35％；h:3.27％；n:4.84％；o:7.38％；ir:22.16％。实施例3制备编号为l126的化合物步骤1、在氮气保护体系下，称取a-126(64.5mmol，16.84g)，irc13·3h2o(24.8mmo1，8.75g)放入反应体系中，加入300ml乙二醇乙醚和100ml纯净水的混合溶液，氮气保护下回流24小时，然后冷却到室温，有沉淀析出，将沉淀抽滤，用水、无水乙醇、石油醚依次冲洗烘干，得到黄色粉末的桥联配体b-126(10.20g，产率为55％)。步骤2、称取中间体b-126(4.67mmol，6.99g)，加入三氟甲烷磺酸银(14mmol，3.58g)，再向体系中加入二氯甲烷100ml，加入甲醇40ml，氮气保护下，回流24小时，冷却到室温，柱层析(短柱)滤液浓缩至固体析出，得到黄绿色粉末的铱配合物中间体c-126(8.12g，产率94％)。步骤3、称取中间体c-126(8.4mmol，7.77g)，加入配体d-126(25.5mmol，6.66g)，再向体系中加无水乙醇120ml，氮气保护下，回流24小时，抽滤，醇洗，烘干，用二氯甲烷做溶剂，用硅胶柱层析，滤液浓缩至固体析出，得到最终黄色的化合物l126(2.86g，产率35％)。hplc纯度:大于99％。质谱:理论值为973.03；测试值为974.12。元素分析：计算值为：c:62.95％；h:3.11％；n:4.32％；o:9.87％；ir:19.75％；测试值为：c:62.94％；h:3.12％；n:4.33％；o:9.87％；ir:19.76％。实施例4采用以上相同方法，制备表1所示化合物：表1实施例4制备化合物的质谱和分子式汇总化合物分子式质谱理论值质谱测试值l003c41h30irn3o2788.93789.51l005c41h27d3irn3o2791.95792.63l011c43h34irn3o2816.98816.77l035c43h34irn3o2816.98817.25l058c44h30d6irn3o2837.04838.13l066c44h30d6irn3o2837.04838.24l078c54h37d3irn3o2958.17958.75l092c47h32irn3o4895.01895.22l107c49h36irn3o4923.06924.15l122c52h36d6irn3o4971.18972.36实施例5oled制备采用实施例1制备的化合物l001作为有机磷发光材料制备有机电致发光器件，其更具体的：将涂层厚度为的ito玻璃基板放在蒸馏水中清洗2次，超声波洗涤30分钟，用蒸馏水反复清洗2次，超声波洗涤10分钟，蒸馏水清洗结束后，甲醇、丙酮、异丙醇等溶剂按顺序超声波洗涤以后干燥，转移到等离子体清洗机里，将上述基板洗涤5分钟，送到蒸镀机里。首先ito(阳极)上面蒸镀n1-(2-萘基)-n4，n4-二(4-(2-萘基(苯基)氨基)苯基)-n1-苯基苯-1，4-二胺("2-tnata")60nm，紧接着蒸镀npb60nm、主体物质4，4'-n，n'-联苯二咔唑("cbp")和掺杂物质化合物l001以90:10重量比混合蒸镀30nm、蒸镀空穴阻挡层("balq")10nm厚度、蒸镀电子传输层"alq3"40nm厚度、蒸镀电子注入层lif0.2nm、蒸镀阴极al为150nm形式制备得到有机电致发光器件。对得到的器件的性能发光特性测试，测量采用keithley2400型源测量单元，cs-2000分光辐射亮度计，以评价驱动电压，发光效率，寿命。参照上述方法，将化合物l001分别替换为l003、l005、l011、l035、l058、l066、l078、l091、l092、l107、l122、l126，制备得到相应化合物的有机电致发光器件。检测结果见表2所示。比较例1按照实施例5相同的方法制备有机电致发光器件，发光层绿光掺杂化合物结构如下：对制备的有机电致发光器件进行与实施例5相同的检测，结果见表2。表2实施例5以及比较例1制备的有机电致发光器件检测结果由表2可以看出，使用本发明提供的有机磷发光材料作为发光层掺杂材料所制备的有机电致发光器件与使用比较化合物ir(ppy)3作为发光层掺杂材料所制备的有机电致发光器件相比，驱动电压，发光效率以及寿命得到显著提高。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页12