[发明专利]一种双噻吩并吡啶锌配合物发光材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种配合物及其制备方法，具体涉及一种具有黄色发光性能的双噻吩并吡啶锌配合物发光材料及其制备方法，属于金属配合物的固体发光材料技术领域。

(二)背景技术

有机发光材料按化合物分子结构的不同可分为有机小分子化合物材料和高分子聚合物材料。有机小分子化合物材料由于其化学修饰性强、选择范围广、易于提纯、荧光量子效率高以及可以产生各种颜色的光等特点而受到更加广泛的关注。金属配合物介于有机物与无机物之间，它同时具有无机物稳定性好的特点和有机物高荧光量子效率的优点，是有机发光材料中最有应用前景的一类发光材料。

为了获得更好的有机发光功能材料，在分子中接入支链和在分子体系中引入π共轭体系是对化合物改良的一个有效的设计。双噻吩分子是一个大共轭面、刚性平面结构的富电子单元，具有独特的10π电子结构和理化性质，可以很好地降低其前线分子轨道能，提供分子间的轨道耦合，从而提高电子传输性能。2007年Takimiya等人对并五苯类化合物进行了研究，发现有支链的稠环芳香化合物能很好的改善分子的化学性质以及溶解性(Chem.Lett.,2007,36:578.)。2007年Murphy等人对寡聚噻吩分子进行研究，发现其中增加共轭噻吩分子时，化合物表现出较高的荧光效率和热稳定性，其在光电器件的使用中显现出重要意义(J.Phys.Chem.B,2002,106:7163.)。华南理工大学杨伟课题组报道了并噻吩类化合物在电池材料方面的优良性能(何瑞锋,华南理工大学,博士,2014.)；东北师范大学的苏忠民课题组研究了并噻吩杂环修饰的有机半导体光电性质理论研究(杨双阳,东北师范大学,博士,2013.)。

稠合芳香化合物由于其刚性平面结构和拓展的π-共轭体系，表现出良好的性质：如较高的电荷迁移率，较强的荧光。通过掺入杂原子对化合物进行结构微调是改变分子光电性质有效的一种方法，尤其是含N稠合杂环化合物，其不仅具有优良的光电性质，还是配位化学中应用最多的配体之一。目前现有的含N芳香稠合杂环配体主要集中在以下几种：喹啉、8-羟基喹啉、萘啶、联吡啶、三联吡啶、邻菲罗啉等骨架结构(Chem.Soc.Rev.,2009.38(6):1690-1700.)。以邻菲罗啉为例，它作为一种平面刚性结构的双齿配体，含有两个可同时螯合配位的氮原子，又是很好的电子受体，与金属离子配位时可形成反馈键，对于过渡金属及重金属离子具有很好的配位能力。李丽敏等人在1999年研究了邻菲罗啉-锌络合物的极谱行为及应用(理化检验,2006(6)；430-431+434.)，尹汉东等人研究了邻菲罗啉衍生物与锌的合成及晶体结构(分析测试学报,2006,05:83-85.)。虽然该类分子已在发光材料中得到研究，但该化合物的共轭程度较低，从而限制了其进一步的应用。

有机发光材料以其固有的多样性为材料选择提供了宽广的范围，通过对有机分子结构的设计、组装和剪裁，能够获得不同的需要。利用金属配合物的金属离子和配体的可调性来设计和合成有机发光材料具有很大的用途。到目前为止，利用有机材料制备的器件已经小规模的批量进入市场中，但是由于成品率不高、器件寿命不长、生产工艺不够简化等诸多问题使得产品在市场上的份额不高、销售较贵。锌具有价态稳定，易于开采，价格低廉易得的特点。因此，研究和开发新型性能优良的类似邻菲罗啉结构的芳香稠合杂环Zn(II)配合物发光材料具有非常重要的理论意义和实际应用价值。为了解决上述现有技术中的这些问题而完成了本发明，并提供了一种可以较低成本制备该有机配合物的方法。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的具有光电性能的类邻菲罗啉结构的双噻吩并吡啶锌配合物，该配合物由价格低廉的锌和具有较高π共轭结构的稠合芳香杂环化合物组成，该类配合物结构新颖，光电性能较好，可发射肉眼可见的黄色荧光，具有较大的应用价值。

本发明的另一目的在于提供一种双噻吩并吡啶锌配合物的制备方法，其制备过程简单，原料廉价、易得，原子经济，收率高，易于分离提纯，而且对环境污染小，适合工业化生产。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种双噻吩并吡啶锌配合物发光材料，其结构式通式为：

一种双噻吩并吡啶锌配合物发光材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

以3,4-二氨基噻吩并[2,3-b]噻吩-2,5-二腈为原料，在氯化锌的参与下，与酮或醛发生Friedlander反应，一锅法合成一系列的双噻吩并吡啶锌配合物，反应通式为：

其中：