一种橙光发光材料及其制备方法和发光方法与流程

文档序号:15396273发布日期:2018-09-08 02:15阅读:601来源:国知局

本发明涉及有机发光材料技术领域,具体涉及一种橙光发光材料及其制备方法和发光方法。



背景技术:

在全球能源短缺问题日益突出的背景下,白色有机电致发光器件(whiteorganiclight-emittingdevices,woleds)因其材料来源广、性能高、可实现大面积柔性显示和照明等诸多优点,而受到广泛关注。woleds的性能与荧光灯、无机发光二极管相媲美,但其制造成本更低,从应用的角度来看,woleds十分具有吸引力,且为平板光源,与目前使用的大多数光源不同。

近年来有许多在有机发光器件(oled)中使用高亮度发射的pt(ⅱ)配合物作为荧光材料。金属铂类n^n二齿配位化合物具有优秀的光物理性质,引起了材料科学家广泛的研究,铂类配合物分子内能够同时收获电子的单线态和三重态激子,从而产生了理论上100%的电致发光转换效率。单一有机化合物的光致发光衰减通常在纳秒范围内,pt(ⅱ)的高自旋轨道耦合可以减少此类衰减,这是决定荧光量子产率的因素之一,其程度取决于金属轨道对低能量三重激发态的作用。中性铂炔基由于易于合成和衍生化,同时又具有丰富的光学特性,已经成为构筑复杂、结构多样的荧光体系的重要元素。带有炔基顺铂的基元,在构筑金属大环以及气致变色材料方面也有着广泛的应用。金属铂与有机配体作用形成的金属配合物有可能为woleds的发展提供一种新的发展方向。虽然目前的发光材料的种类很多,但是具有发射橙光的发光材料很少,而具有发射橙光的发光材料在构建woleds中具有重要的作用。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种铂配合物发光材料及其制备方法和发光方法,该发光材料能发射橙光,可作为发光材料应用在光电材料领域。

为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种橙光发光材料,其结构式为:

本发明提供的橙光发光材料是浅黄色的粉末,该材料的化学名为:n-[(2-吡啶基)苯并咪唑]亚甲基-联(2-吡啶基)苯并咪唑铂(二苯乙炔)配合物,分子式为c41h28n6pt,分子量为799,属于三斜(triclinic)晶系,空间群为p-1,晶胞参数为α=85.807(3)°,β=89.710(4)°,γ=64.940(3)°。

本发明的技术方案还提供了一种橙光发光材料的制备方法,包括如下步骤:

s1.将2-(2-吡啶)苯并咪唑、koh、四丁基溴化铵和水混均成粘稠状的混合物,向所述混合物中加入二氯甲烷制成混合液,将所述混合液在常温下反应30~40h后,蒸出混合液中的溶剂,剩下的溶质经分离后,得到1h;

s2.分别用二氯甲烷将所述1h和二甲亚砜氯化铂配制成1h混合液和pt盐溶液,将所述1h混合液滴入所述pt盐溶液,加完后在室温下反应3~5h,所得反应产物经浓缩、过滤、洗涤和烘干后,得2h;

s3.用二氯甲烷将所述2h配制成混浊液,向所述混浊液中加入三乙胺、苯乙炔和碘化亚铜,再将混浊液在55~70℃回流反应6~9h,所得反应产物经过滤、浓缩、洗涤和烘干后,得成品。

本发明的技术方案还提供了一种橙光发光材料的发光方法,将所述发光材料置于400~410nm的波长下激发,以使得发光材料发橙光。

与现有技术相比,本发明的有益效果包括:本发明提供的化合物是一种橙光发光材料,该化合物具有明确的空间结构和准确的分子式,其分子中含有炔基、共轭大π键以及具有丰富光学活性的pt(ii)离子等,有利于电子跃迁和能量传递,从而使本发明的化合物具有良好的光电活性;本发明提供的制备方法,选择二氯甲烷作为溶剂,并在各步反应中选择合适的温度,有利于提高反应的选择性,并促进反应向正向移动,提高反应收率;且本发明提供的制备方法操作简单、条件温和;本发明提供的橙光发光材料能应用于白色有机电致发光器件中,也可以作为光电材料应用于显示器领域。

附图说明

图1为目标产物c41h28n6pt晶体的结构图;

图2为实施例1中制得的发光材料在激发波长400nm下的发射光谱图;

图3为实施例1中制得的发光材料的ch2cl2溶液在激发波长410nm下的吸收和发射光谱图,左边为吸收光谱图,右边为发射光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1:

本发明的实施例1提供了一种目标产物3h(n-[(2-吡啶基)苯并咪唑]亚甲基-联(2-吡啶基)苯并咪唑铂(二苯乙炔)配合物)的制备方法:

(1)1h的合成:称取2-(2-吡啶)苯并咪唑2580mg(13.2mmol)研磨成粉末后加入烧瓶,再向烧瓶中加入koh840mg(15mmol)和四丁基溴化铵110mg(0.3mmol),向烧瓶中加入2~3滴超纯水,并将烧瓶中的混合物搅拌成灰白色的粘稠状物质,然后向烧瓶中加入50mlch2cl2,搅拌混合均匀后,在常温下反应36h后,混合液的颜色变成淡黄色,停止反应,加热混合液将溶剂蒸出(加热温度并没有特别的限制,只要能将溶剂蒸出即可),剩下的溶质用体积比为1:1的石油醚和乙酸乙酯洗脱后,再经柱层析分离后,得到白色固体1h;

(2)2h的合成:称取步骤(1)中制得的1h80.4mg(0.2mmol),向1h中加入15mlch2cl2,不断搅拌直至1h完全溶解,得1h混合液;再称取针状黄色晶体二甲亚砜氯化铂pt(dmso)2cl285mg(0.2mmol),并向pt(dmso)2cl2中加入65mlch2cl2,不断搅拌直至pt(dmso)2cl2完全溶解,得pt盐溶液;将1h混合液滴加到pt盐溶液中,边加边搅拌,滴加完后在常温下反应5h,再将反应产物中的溶剂旋蒸至5ml后过滤,滤渣用乙酸乙酯洗涤沉淀至重量基本不变后,将滤渣烘干,得到亮黄色固体2h;

(3)目标产物3h的合成:称取步骤(2)中制得的2h134mg(0.2mmol),并向2h中加入50mlch2cl2,搅拌形成混浊液,再向混浊液中滴加1ml三乙胺和苯乙炔102mg(1mmol),在加入碘化亚铜20mg(0.1mmol),加完后搅拌混合均匀后,在60℃搅拌回流反应8h后,将反应产物中的滤渣过滤掉,将滤液中的溶剂旋蒸掉,然后用超纯水和乙醚分别洗涤溶质至重量基本不变后,将溶质烘干,得到浅黄色固体粉末,即目标产物3h。

采用本方法得到的浅黄色固体粉末86mg,产率53.8%。

对本实施例中制得的中间体1h、2h和目标产物3h进行鉴定,得到如下结果:

中间体1h:收率:61.4%,熔点m.p.:223-225℃;电喷雾质谱esi-ms:[m+h]+m/z=403.47(计算值:403.33);[m+na]+m/z=425.22(计算值:425.33),[2m+h]+m/z=804.96(计算值:805.66),[2m+na]+m/z=827.05(计算值:827.66);红外光谱ir(νmax,kbr,cm-1):3440,3055,1585,1568,1445,1408,1389,1334,1279,1159,1006,815,749,735,698。核磁共振氢谱1hnmr(300mhzcdcl3-d):δ=8.57-8.55(m,2h),8.47(d,2h,j=8.0hz),8.29(s,2h),7.94-7.88(m,2h),7.76(d,2h,j=8.1hz),7.40-7.35(m,2h),7.23-7.18(m,2h),7.12-7.01(m,4h);核磁共振碳谱13cnmr(75mhzcdcl3-d):δ=150.4,149.9,148.5,142.5,137.2,135.8,125.0,124.2,124.1,123.1,120.2,111.1,56.2。

中间体2h:收率:93.6%,熔点>300℃;电喷雾质谱esi-ms:[m+ch3cn+h]+m/z=710.42,711.45,(计算值:667.44,668.06);红外光谱ir(νmax,kbr,cm-1):3426,2921,2850,1631,1601,1478,1433,1398,1350,1157,1052,1018,740,604.元素分析(c25h14cl2n6pt)计算值(%):c,44.92;h,2.71;n,14.57.测量值(%):c,36.24;h,2.44;n,10.86.核磁共振氢谱1hnmr(300mhzcdcl3-d),δ=9.72(d,1h,j=6.0hz),8.92(d,1h,j=8.0hz),8.79(d,1h,j=7.7hz),8.48-8.44(t,1h,j=7.1hz),8.30(d,1h,j=8.1hz),7.94-7.80(m,7h),7.50-7.44(m,3h),7.30-7.27(m,1h),7.20-7.15(m,1h),6.72(d,1h,j=8.1hz)。

目标产物3h:yield:53.8%,m.p.>300℃;esi-ms:[m+h]+m/z=799.51,800.52,801.54,(计算值:798.20,799.20,801.20);红外光谱ir(νmax,kbr,cm-1):3438,2963,2925,2852,2112,1630,1594,1394,1350,1251,1098,1020,800,754.元素分析(c41h28n6pt)计算值(%):c,61.57;h,3.53;n,10.51.测量值(%):c,61.50;h,3.51;n,10.39.核磁共振氢谱1hnmr(300mhzcdcl3-d),δ=9.02(d,1h,j=5.0hz),8.67(d,1h,j=8.3hz),8.48(d,1h,j=7.6hz),8.07(s,3h),7.84-7.72(m,3h),7.53-7.48(m,5h),7.37-7.26(m,6h),7.02-6.86(m,5h),6.79(d,1h,j=7.6hz)。

为了更准确的分析目标产物,将浅黄色固体粉末用体积比为1:1的乙腈和二氯甲烷重结晶后得到橙红色的晶体,将得到的橙红色单晶经x射线衍射可得如图1所示的结构图。

实施例2:

本发明的实施例2提供了一种目标产物3h(n-[(2-吡啶基)苯并咪唑]亚甲基-联(2-吡啶基)苯并咪唑铂(二苯乙炔)配合物)的制备方法:

(1)1h的合成:称取2-(2-吡啶)苯并咪唑2340mg(12mmol)研磨成粉末后加入烧瓶,再向烧瓶中加入koh728mg(13mmol)和四丁基溴化铵37mg(0.1mmol),向烧瓶中加入2~3滴超纯水,并将烧瓶的1h80.4中的混合物搅拌成灰白色的粘稠状物质,然后向烧瓶中加入30mlch2cl2,搅拌混合均匀后,在常温下反应30h后,混合液的颜色变成淡黄色,停止反应,加热混合液将溶剂蒸出,剩下的溶质用体积比为1:1的石油醚和乙酸乙酯洗脱后,再经柱层析分离后,得到白色固体1h;

(2)2h的合成:称取步骤(1)中制得mg(0.2mmol),向1h中加入10mlch2cl2,不断搅拌直至1h完全溶解,得1h混合液;再称取针状黄色晶体二甲亚砜氯化铂pt(dmso)2cl243mg(0.1mmol),并向pt(dmso)2cl2中加入50mlch2cl2,不断搅拌直至pt(dmso)2cl2完全溶解,得pt盐溶液;将1h混合液滴加到pt盐溶液中,边加边搅拌,滴加完后在常温下反应3h,再将反应产物中的溶剂旋蒸至5ml后过滤,滤渣用乙酸乙酯洗涤沉淀至重量基本不变后,将滤渣烘干,得到亮黄色固体2h;

目标产物3h的合成:称取步骤(2)中制得的2h134mg(0.2mmol),并向2h中加入30mlch2cl2,搅拌形成混浊液,再向混浊液中滴加0.5ml三乙胺和苯乙炔62mg(0.6mmol),在加入碘化亚铜16mg(0.08mmol),加完后搅拌混合均匀后,在55℃搅拌回流反应9h后,将反应产物中的滤渣过滤掉,将滤液中的溶剂旋蒸掉,然后用超纯水和乙醚分别洗涤溶质至重量基本不变后,将溶质烘干,得到浅黄色固体粉末,即目标产物3h。

采用本方法得到的浅黄色固体粉末84mg,产率52.6%。

实施例3:

本发明的实施例3提供了一种目标产物3h(n-[(2-吡啶基)苯并咪唑]亚甲基-联(2-吡啶基)苯并咪唑铂(二苯乙炔)配合物)的制备方法:

(1)1h的合成:称取2-(2-吡啶)苯并咪唑2925mg(15mmol)研磨成粉末后加入烧瓶,再向烧瓶中加入koh1008mg(18mmol)和四丁基溴化铵175mg(0.5mmol),向烧瓶中加入2~3滴超纯水,并将烧瓶中的混合物搅拌成灰白色的粘稠状物质,然后向烧瓶中加入70mlch2cl2,搅拌混合均匀后,在常温下反应40h后,混合液的颜色变成淡黄色,停止反应,加热混合液将溶剂蒸出,剩下的溶质用体积比为1:1的石油醚和乙酸乙酯洗脱后,再经柱层析分离后,得到白色固体1h;

(2)2h的合成:称取步骤(1)中制得的1h80.4mg(0.2mmol),向1h中加入30mlch2cl2,不断搅拌直至1h完全溶解,得1h混合液;再称取针状黄色晶体二甲亚砜氯化铂pt(dmso)2cl2127mg(0.3mmol),并向pt(dmso)2cl2中加入80mlch2cl2,不断搅拌直至pt(dmso)2cl2完全溶解,得pt盐溶液;将1h混合液滴加到pt盐溶液中,边加边搅拌,滴加完后在常温下反应4h,再将反应产物中的溶剂旋蒸至5ml后过滤,滤渣用乙酸乙酯洗涤沉淀至重量基本不变后,将滤渣烘干,得到亮黄色固体2h;

目标产物3h的合成:称取步骤(2)中制得的2h134mg(0.2mmol),并向2h中加入80mlch2cl2,搅拌形成混浊液,再向混浊液中滴加1.5ml三乙胺和苯乙炔123mg(1.2mmol),在加入碘化亚铜29mg(0.15mmol),加完后搅拌混合均匀后,在70℃搅拌回流反应6h后,将反应产物中的滤渣过滤掉,将滤液中的溶剂旋蒸掉,然后用超纯水和乙醚分别洗涤溶质至重量基本不变后,将溶质烘干,得到浅黄色固体粉末,即目标产物3h。

采用本方法得到的浅黄色固体粉末80mg,产率50.1%。

对实施例1中制得的n-[(2-吡啶基)苯并咪唑]亚甲基-联(2-吡啶基)苯并咪唑铂(二苯乙炔)配合物的纯晶相样品的发光性能进行测试。

对实施例1中制得的纯晶相样品的固态荧光光谱进行测试,激发波长为400nm,该材料的固态荧光发射光谱图见图2。由图2可以看出,最大发射波长为598nm,且该材料在610nm处有较强的发射谱带,表明该材料的固态能发射出效果较好的强橙光。

将实施例1中制得的纯晶相样品溶于ch2cl2中,搅拌混合均匀后,对该材料的二氯甲烷溶液的荧光光谱进行测试,激发波长为410nm,该材料的二氯甲烷溶液的吸收光谱图和发射光谱图见图3。由图3可以看出,最大紫外吸收波长为292nm,332nm和410nm,最大发射波长为610nm(位于橙光波长的中心),表明该材料ch2cl2溶液能发射出效果很好的强橙光。

以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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