[发明专利]一种咔唑取代的吩嗪类化合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种吩嗪类化合物，特别是一种带有咔唑基团的吩嗪类化合物，以及该吩嗪类化合物的制备方法和用途。

背景技术

有机电致发光器件作为一种新型的显示技术，具有自发光、宽视角、低能耗、效率高、薄、色彩丰富、响应速度快、适用温度范围广、低驱动电压等独特优点。自从1987年美国柯达公司的Tang等利用真空蒸镀超薄膜技术，以8-羟基喹啉铝(Alq₃)作为发光层，三苯胺衍生物作为空穴传输层，与金属电极制成具有双层薄膜夹心式结构的低电压驱动有机电致发光器件（Tang C. W., Vanslyke S. A. Organic electroluminescent diodes. Appl. Phys. Lett. 1987, 51: 913-916）以来，人们对有机电致发光器件已经进行了很多研究。

有机电致发光器件的发光原理是当施加电场时，正负电荷分别由阳极和阴极注入到空穴传输层和电子传输层，然后在发光层中复合并使发光物质发光。因此，要提高器件的效率，需要提高电荷注入空穴传输层和电子传输层的效率。这些年，人们已经研究了各种空穴传输材料和电子传输材料，有机电致发光材料和器件已经广泛地应用在手机以及小屏幕的显示面板上。但是，有机电致发光材料的稳定性和器件的寿命仍然是制约其应用的重要因素，且空穴传输材料仍然是影响器件的一个重要因素。

NPB(N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺)作为一种空穴传输材料，从发明到现在，一直被大量的研究应用，但是其稳定性和导电能力仍需提高。

吩嗪类化合物具有良好的空穴传输性能，苏建华等报道了新的吩嗪类化合物的合成方法，如CN 102491950中下述结构的化合物，极大地推动了酚嗪的产业化进程。本发明就是在其合成工艺的基础上，在吩嗪上引入一个咔唑基团，同原文献相比，化合物的稳定性得到提高且空穴传输性能增强。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一系列具有较好热稳定性的咔唑取代的吩嗪类化合物及其制备方法。

本发明的目的还在于将所述吩嗪类化合物作为有机电致发光空穴传输或注入材料，应用在有机电致发光器件上。由本发明所述材料制备的有机电致发光器件具有电致发光效率良好和色纯度优异以及寿命长的优点。

本发明所述的咔唑取代的吩嗪类化合物为具有式(I)所述结构通式的化合物：

 

其中，Ar1、Ar2各自独立地表示为C₁～C₄取代或未取代的苯，萘，吡啶，噻吩或喹啉。

本发明结构通式(I)所述的吩嗪类化合物由结构通式(II)所述的卤代吩嗪与结构通式(III)所述的咔唑类衍生物为原料制备得到：

 

其中X表示为Cl、Br或I；

其中，Ar1、Ar2各自独立地表示为C₁～C₄取代或未取代的苯，萘，吡啶，噻吩或喹啉。

本发明结构通式(I)所述吩嗪类化合物的具体制备方法是：

以结构通式(II)所述的卤代吩嗪与结构通式(III)所述的咔唑类衍生物为原料，在钯催化和碱存在下，于80～120℃进行Buchwald-Hartwig反应8～10小时，得到结构通式(I)所述的吩嗪类化合物。

其中，所述结构通式(II)所述的卤代吩嗪、结构通式(III)所述的咔唑类衍生物、钯催化剂和碱的物质的量比为1︰1︰0.01︰1.5。

所述的碱选自碱金属碳酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属氢氧化物或叔丁醇碱金属盐。

所述的钯催化剂选自醋酸钯、二氯化钯、四(三苯基磷)钯、[1,1′-?双(二苯基膦)?二茂铁]?二氯化钯(II)中的一种。

本发明结构通式(I)所述吩嗪类化合物还可以通过下述方法制备：

以结构通式(II)所述的卤代吩嗪与结构通式(III)所述的咔唑类衍生物为原料，在铜催化和碱存在下，于120～200℃进行Ullmman反应8～10小时，得到结构通式(I)所述的吩嗪类化合物。

其中，所述结构通式(II)所述的卤代吩嗪、结构通式(III)所述的咔唑类衍生物、铜催化剂和碱的物质的量比为1︰1︰0.01︰1.5。

所述的碱选自碱金属碳酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属氢氧化物或叔丁醇碱金属盐。

所述的铜催化剂选自卤化亚铜、卤化铜、硫酸铜、乙酸铜、铜粉或氧化铜中的一种。