一種二咪唑并吡嗪衍生物及其應(yīng)用的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種二咪唑并吡嗪衍生物及其應(yīng)用，具體涉及一種二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物，以及這一類化合物在電子傳輸材料、有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)的起源可以追溯到二十世紀(jì)六十年代，Pope等人以蒽單晶外加直流電壓而使其發(fā)光，但因驅(qū)動(dòng)電壓高(100V)且發(fā)光亮度和效率都比較低，沒(méi)有引起太多的重視。隨著技術(shù)不斷改進(jìn).在1987年Kodak公司的C.W.Tang等人以8-羥基喹啉鋁(AIq3)為發(fā)光材料，采用真空蒸鍍的方法制成了雙層夾心結(jié)構(gòu)OLED器件，啟亮電壓僅有幾伏特，亮度最高可達(dá)1000cd/m2，標(biāo)志OLED朝向?qū)嵱没~出了重要的一步，成為有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。電子傳輸層是有機(jī)電致發(fā)光器件中必不可少的組成部分，通常來(lái)說(shuō)，電子傳輸材料都具有大的共軛結(jié)構(gòu)的平面芳香族化合物，它們大多具有較好的電子接受能力，同時(shí)在一定的正向偏壓下又可以有效的傳遞電子(有機(jī)電致發(fā)光材料與器件導(dǎo)論，黃春輝、李富有、黃維，143)。目前可用的電子傳輸材料主要有8-羥基喹啉鋁類化合物，惡二唑類化合物，咪唑類化合物，惡唑類化合物，三唑類化合物，含氮六元雜環(huán)類，全氟化類電子傳輸材料，有機(jī)硅類電子傳輸材料等。要設(shè)計(jì)一個(gè)能使有機(jī)電致發(fā)光器件效率顯著提升的電子傳輸材料，需具備以下性質(zhì)：具有可逆的電化學(xué)還原和較高的還原電位；需要有合適的HOMO和LUMO使電子有最小的注入能隙，以降低起始和操作電壓；需要有較高的電子移動(dòng)率；具有好的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和熱穩(wěn)定性；具有非結(jié)晶性的薄膜。(有機(jī)電致發(fā)光與元件，陳金鑫、黃孝文著，52頁(yè))。BPen(4，7-二苯基-1，10-鄰菲羅啉)和BCP(2，9-二甲基-4，7-二苯基1，-10-鄰菲羅啉)LUMO能階在3.2ev左右，HOMO能階在6.5-6.7ev，常被用作OLED空穴阻擋層，由于其具有剛硬的平面結(jié)構(gòu)而具有較高的電子遷移率，不足之處在于該類化合物Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)較低，組件工作時(shí)容易發(fā)生衰變影響組件的溫度性。(OLED夢(mèng)幻顯示器-材料與器件，陳金鑫、黃孝文著，53頁(yè))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明人設(shè)計(jì)了類1，10-鄰菲羅啉衍生物一二咪唑并吡嗪衍生物，并通過(guò)在吡嗪上引入不同的取代基，制備得到一系列二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物并將其應(yīng)用于OLED器件制備中，相較于1，10-鄰菲羅啉，取代吡嗪更易于電子傳遞，且具有更好的穩(wěn)定性及成膜性，制備得到的器件驅(qū)動(dòng)電壓更低，效率更高。二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪衍生物分子內(nèi)含有多個(gè)苯并咪唑基團(tuán)，整個(gè)分子為一個(gè)大的共軛平面結(jié)構(gòu)，該共軛平面很好的提高了電子流動(dòng)性，而咪唑基團(tuán)具有低的還原電位有利于接受電子，從而有利于電子傳輸，可以提高此類化合物的電荷遷移能力，使其具有良好的電子傳輸性能，吡嗪結(jié)構(gòu)的引入進(jìn)一步的增加了體系的缺電子能力，增加了化合物對(duì)電子的接受能力。此外，分子結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性可以增加分子堆疊的規(guī)整性，可以提高化合物載流子遷移率。同時(shí)，二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪5，6位取代基的引入，很好的調(diào)整了化合物的剛性，使產(chǎn)品更易成膜，提高了器件的穩(wěn)定性。因此本化合物具有較高的電子傳輸性能，成膜性好，在室溫下具有較好的穩(wěn)定性，所應(yīng)用的器件也具有較高的穩(wěn)定性。本發(fā)明提供一種二咪唑并吡嗪衍生物，結(jié)構(gòu)通式如下：其中，Ar為芳香基團(tuán)，R為氫、烷基或芳香基團(tuán)中的一種。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述Ar為苯環(huán)、萘環(huán)、呋喃環(huán)、噻吩環(huán)、吡啶環(huán)、咔唑或含有取代基的上述芳香基團(tuán)中的一種。進(jìn)一步，所述R為氫、甲基、氰基、苯基、2-吡啶基、3-吡啶基中的一種。進(jìn)一步，所述Ar的結(jié)構(gòu)式為下式中的一種：當(dāng)Ar為上述取代基時(shí)，化合物較容易制備得到，成本較低，化合物分子具有較好的載流子遷移率，顯示出較好的電子傳輸性能，制備得到的化合物具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，增加了器件的穩(wěn)定性。本發(fā)明還提供一種二咪唑并吡嗪衍生物的應(yīng)用，在制備有機(jī)電致發(fā)光器件中，至少有一個(gè)功能層，含有上述的二咪唑并吡嗪衍生物。本發(fā)明還提供一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括構(gòu)成一對(duì)電極的陽(yáng)極層和陰極層，以及在電極中設(shè)置的一個(gè)發(fā)光層和電子傳輸層，并根據(jù)任選原則在電極中還設(shè)置有空穴注入層、空穴傳輸層和/或電子注入層，其中各層按陽(yáng)極層、空穴注入層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極層的順序排列，相鄰層之間以鍍的方式連接，形成疊層結(jié)構(gòu)，所述電子傳輸層的材料選自上述二咪唑并吡嗪衍生物。如前所述，本發(fā)明提供的化合物具有較高的電子傳輸性能，成膜性好，在室溫下具有較好的穩(wěn)定性，因此可以降低驅(qū)動(dòng)電壓，易成膜的特征使得制造成本更低，在室溫下較好的穩(wěn)定性使得器件工作更加穩(wěn)定，實(shí)用壽命較長(zhǎng)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明提供的一種較簡(jiǎn)的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。1、玻璃基板，2、陽(yáng)極層，3、空穴傳輸層，4、發(fā)光層，5、電子傳輸層，6、陰極層。具體實(shí)施方式為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合本發(fā)明技術(shù)方案所涉及到的具體化合物，通過(guò)實(shí)施例闡述本發(fā)明的。需要注意的是，實(shí)施例用于解釋但并不限定本發(fā)明。為便于引用，上述各化合物的結(jié)構(gòu)式下用數(shù)字下標(biāo)，并與制備實(shí)施例中化合物分別對(duì)應(yīng)，例如，結(jié)構(gòu)式1-1對(duì)應(yīng)制備實(shí)施例一中的化合物1-1，結(jié)構(gòu)式1-2對(duì)應(yīng)制備實(shí)施例二中的化合物1-2，其余的以此類推。本發(fā)明中的所用到的α-溴代芳香酮、取代二氨基吡嗪、苯硼酸、2-吡啶硼酸、3-吡啶硼酸等化合物在國(guó)內(nèi)化工市場(chǎng)可以買到。實(shí)施例目標(biāo)化合物的制備，采用α-溴代芳香酮與取代二氨基吡嗪在碳酸氫鈉的催化下，在乙醇或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中關(guān)環(huán)制備得到。化合物1-35到1-85采用相應(yīng)芳香硼酸與5，6-二溴-2，9-二取代基二咪唑[1，2-a：2′，1′-c]并吡嗪采用偶聯(lián)制備得到。制備實(shí)施例制備實(shí)施例一化合物1-1的制備依次向1000mL三口瓶中加入11g(0.1mol)2，3-二氨基吡嗪，44g(0.22mol)α-溴代苯乙酮，84g碳酸氫鈉，600g無(wú)水乙醇，回流反應(yīng)10h，反應(yīng)液抽濾后，為淡黃色澄清，旋干，采用正己烷和乙酸乙酯(體積比正己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)柱層析，得到25.6g米黃色固體，收率82.5％。稱取10g粗品化合物1-1，于真空升華儀中，升華參數(shù)為升華真空度為2×10-5Pa，升華三區(qū)溫度為250℃，升華二區(qū)溫度為150℃，升華一區(qū)溫度為60℃，所設(shè)溫度均為梯度升溫，每15min升高1...