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Title:
ANTHRACENE COMPOUND, PREPARATION METHOD THEREFOR, APPLICATION THEREOF, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/085727
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are an anthracene compound, a preparation method therefor, an application thereof, and an organic electroluminescent device containing same. The anthracene compound is represented by the following general formula of molecular structure (I) wherein R radical is selected from aryl having 6-19 carbon atoms, condensed ring aryl, heterocyclic aryl or substituted heterocyclic aryl. The anthracene compound has good thermostability, and is a high-efficient, long-life material.

Inventors:
LI YANSONG (CN)
MA XIAOYU (CN)
WANG HUI (CN)
LI NA (CN)
Application Number:
PCT/CN2014/078780
Publication Date:
June 18, 2015
Filing Date:
May 29, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BOE TECHNOLOGY GROUP CO LTD (CN)
JILIN OLED MATERIAL TECH CO LTD (CN)
International Classes:
C09K11/06; H01L51/50; C07C15/20
Foreign References:
KR20110085178A2011-07-27
CN102675031A2012-09-19
CN101374789A2009-02-25
CN101426760A2009-05-06
CN103242174A2013-08-14
CN103787822A2014-05-14
Attorney, Agent or Firm:
DRAGON INTELLECTUAL PROPERTY LAW FIRM (CN)
北京银龙知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
一 由如下分子结构通式表示

其中, R基团选自由 6~19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 或取代的杂环芳基。

2、 根据权利要求 1所述的蒽类化合物, 其特征在于, 所述 R基团选 自 Eil 6~50个原子构成的苯基、 联苯基、 萘基、 喹 1 基、 菲基、 吡啶基、 非那烯基、 9,9-二甲基芴基、 三联苯基、 蒽基、 芳香氨基、 ^唑基、 苯 并噻唑基、 噻吩基、 芳香氨基、 杂环芳基、 取代的杂环芳基或苯胺。

3、 根据权利要求 1 所述的蒽类化合物, 其特征在于, 所述蒽类化 合物选自如下任一种:

4、 根据权利要求 i〜3任一项所述的蒽类化合物在有机电致发光器 件中的应用, 其特征在于, 所述的蔥类化合物在所述有机电致发光器件 中用作荧光主体材料、 空穴注入材料或者空穴传输材料。 5、 根据权利要求 4 的应用, 其特征在于, 所述的蒽类化合物在所 述有机电致发光器件中 ffi作荧光绿色主体材料。

6、 一种有机电致发光器件, 包括第一电极、 第二电极和置于所述 两电极之间的一个或多个有机化合物层, 其特征在于, 至少一个有机化 合物层包含如权利要求】〜'3中任一项所述蒽类化合 要求 1所述的蒽类化合物的制备方法, 包括如下步骤: 步骤 S i : 对反应容器进行脱气 , 向 反应容器 中 加入 R基硼酸、 碳酸钾和甲苯; 步骤 S2: 然后加入催化剂, 升高反应温度至 70Ό并回流, 充分反应; 步骤 S3 : 经萃取、 洗涤、 千燥、 柱层析纯化得到所述蔥类化合物, 其中, R基团选自由 6〜19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 的杂环芳基。

8、 根据权利要求 7所述的制备方法, 其特征在于, 所述歩骤 S 1中

备而成 , 其特征在于, 所述步骤 S1 中的 是以 2溴- 6-苯蒽、 9,10-蒽醌为原料, 经过醇化 脱水、 溴化等多步反应得到的

容器进行脱气, 向反应容器中加入 2-溴- 6-苯蒽、 四氢 呋喃; 步骤 N2: 对反应体系降温, 加入 n-BuLi;

步骤 N3 : 加入所述 9,10-蒽醌;

步骤 N4: 升高反应温度至室温, 充分反应后加 ΝΗ4α终止;

步骤 Ν5 : 经 萃 取 、 洗涤 、 干燥 、 柱层 析纯 化 得 到

步骤 Ν7: 加入溴水溴化后得到步骤 S1中的

10. 根据权利要求 7所述的制备方法, 其特征在于, 所述 R基硼酸选自 苯硼酸、 4-联苯基硼酸、 2-萘基硼酸、 8-喹啦基硼酸、 9菲基硼酸、 4咄啶 基硼酸、 非那烯基硼酸、 4 (44ί比啶基)-苯基硼酸、 9, 9-二甲基芴基硼酸、 3, 5—二苯基苯基硼酸或 9-蒽硼酸或 2-苯并噻唑基硼酸。

Description:
其应 ffi。

的分子发光,

利用单线态激子的荧光; 另一组, 由利用三线态激子的 光物质组

。 就这一点而言, 有机材料层可包含由不同 ;的多层结 构以提高所形成的有机电致发光器件的效率和 稳定性。 例如, 有机材料层可 包含空穴注入层、 空穴传输层、 发光层、 电子传输层、 电子注入层等。

发光材料可发出蓝色、 绿色、 红色和黄色等几种光。 为提高发光层的发 光效率, 可在发光层中加入其他具有更高量子产量的发 光材料。 已知激发子 具有将其能量转移给重新组合部位 ^近的材料中具有更小带隙的材料的倾 向。 因此, 掺杂剂选自比主材料具有更高的量子产量和更 小的带隙 (更大的 波长) 的材料; 否则, 激发子的能量将转移至具有更低量子产量的主 材料, 并因此产生弱的发射或者不发射。 为了有效发挥有机电致发光器件的优秀特征, 可以采用稳定有效率的材 料作为有机电致发光器件内的有机材料层, 即空穴注入层、 空穴传输层、 发 光层, 电子传输层、 电子注入层等。 但是至今没有理想的、 稳定高效率的有 机发光 料用于有机材料层, 新材料的研究势在必行。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足, 本发明在蒽上引入高效率及热稳定性好的芳 香族, 提高了材料的发光效率及稳定性。 本发明的目的在于提供一种蒽类化 合物、 制备方法及其应用, 旨在提供一种新的、 高效的有机电致发光材料。 本发明的技术方案如下; 一种蒽类化合物, 由如下分子通式表示:

其中, R基团选自由 6~19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 或取代杂环芳基。 具体地, R基团选自由 6〜50个原子构成的苯基、 联苯基、 萘基、 喹 啉基、 菲基、 吡啶基、 非那烯基、 9,9-二甲基芴基、 三联苯基、 蒽基、 芳香氨基、 咔唑基、 苯并噻唑基、 噻吩基、 芳香氨基、 杂环芳基、 取代 的杂环芳基或苯胺。 具悻的, 所述的蒽类化合物由如下任一结构式表示:

步骤 S2: 然后加入催化剂, 升高反应温度至 701:并回流, 充分反应; 步骤 S3 : 经萃取、 洗涤、 干燥、 柱层析纯化得到所述蒽类化合物, 其中, R基团选自由 6~19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 或取代的杂环芳基。 具侔地, 所述步骤 S1中的 由 9,10-蒽醌制备

具体的,歩骤 S1中的 是以 2-溴 6-苯蒽、 9,10- 蒽醌为原料, 经过醇化、 脱水、 溴化 :少 骤 N1: 对反应容器进行脱气, 向反应容器中加入 2-溴- 6-苯蒽、 四氢 步骤 Ν2: 对反应体系降温, 加入 n- BuLi;

步骤 N3: 加入所述 9,10-蒽醌;

步骤 N 4: 升高反应温度至室温, 充分反应后加 NH 4 C1终止;

步 骤 N5 : 经 萃 取 、 洗涤 、 千燥 步骤 N6: 加入碘化钾、 磷酸二氢铺、 冰醋酸进行脱水反应得到

(〜人人人 Jr、 、 人 j .人'、 少 3骤 N7: 加入溴水溴化后得到步骤 SI中的 具体的, R 基硼酸选自苯硼酸、 4-联苯基硼酸、 2-萘基硼酸、 8-喹啉塞 硼酸、 9菲基硼酸、 4 1比啶基硼酸、 非那烯基硼酸、 4-(4-吡啶基)苯基硼酸. 9, 9二甲基芴基硼酸、 3, 5-二苯基苯基硼酸或 9-蒽硼酸或 2-苯并噻唑基硼 酸。

本发明所述蒽类化合物可在有机电致发光器件 中用作荧光主体材 具体地, 所述的蒽类化合物在有机电致发光器件中用作 荧光绿色主

致发

电极之间的一个或多个有机化合物层, 至少一个所述有机化合物层包含 所述蒽类化合物。

本发明提供的蒽类化合物具有高的发光效率。 高的发光效率表明该化 合物可作为发光材料或发光主体材料, 尤其是可以作为荧光主体材料。 该蒽类化合物还具有高的玻璃化温度并— §不易结晶的优点, 用于有机电 致发光器件中表现出高效率、高亮度、长寿命 以及更好的电荷传输能力。 该蒽类化合物 于制造有机电致发光器件可以延长有机电致发 光器件的 寿命, 降低有机电致发光器件的制造成本。 了一种: :类化合物、玲 i 及其应) ¾, 为使本发明的目的、 技术方案及效果更加清楚、 明确, 以下对本发明进一歩详细说明。 应当理解, 描述的具体实施例仅仅用以解释本发明, 并不) ¾于限定本发明。

:发明提供了 - 种蒽类化合物由如下分子通式表示:

其中, R基团选自由 6~19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 或取代的杂环芳基。

具体地, R基团选自 6~50个原子构成的苯基、 联苯基、 萘基、 喹 啉基、 菲基、 吡啶基、 非那烯基、 9, 9-二甲基芴基、 三联苯基、 蒽基、 芳香氨基、 咔唑基、 苯并噻唑基、 嚷吩基、 芳香氨基、 杂环芳基、 取代 的杂环芳基或苯胺。

更具体地, 该蒽类化合物由表 1中结构式 1 2中的一种表示。

本发明提供的蒽类化合物的制备方法, 包括如下步骤: 步骤 S1 : 对反应容器进行脱气 , 向 反应 步骤 S2 : 然后加入催化剂, 升高反应温度至 70Ό并回流, 充分反应; 步骤 S3 : 经萃取、 洗涤、 干燥、 柱层析纯化得到所述蒽类化合物, 其中, R基团选自由 6~19个碳原子构成的芳香基、 稠环芳基、 杂环芳基 或取代的杂环芳基。

具体的,步骤 S】中的 2-溴 6苯蒽、 9,】0- 蒽醌为原料, 经过醇化、 脱水、 溴化等多步反应得到的, 其包括如下歩 骤: 步骤 N1 : 对反应容器进行脱气, 向反应容器中加入 2溴- 6-苯蒽、 四氢 呋嚙;

步骤 N2; 对反应体系降温, 加入 11- BuLi;

步骤 N3 : 加入所述 9,10-蒽醌;

步骤 N4; 升高反应温度至室温, 充分反应后加 NH 4 C1终止;

步骤 N5 : 经 萃 取 、 洗涤 、 干燥 、 柱 层 析 纯化 得 到 步骤 N6 : 加入碘化钾

步骤 N7: 力[ 溴水溴化后得到步骤 SI中的 具体的, R基硼酸选自苯硼酸、 4-联苯基硼酸、 2-萘基硼酸、 8-喹琳基 硼酸、 9-菲基硼酸、 44!比啶基硼酸、 非那烯基硼酸、 4- (4-吡啶基)苯基硼酸、 9, 9二甲基芴基硼酸、 3 , 5-二苯基苯基硼酸或 9-蒽硼酸或 2苯并噻唑基硼 酸。

为了更详尽的说明本发明中的制备方法, 以下以表 1中标号为 1

%、 1 1的蒽

为例进行描述。 其具钵的反应方程式如下式所示:

勿 [i- η的合成方法:

在氮气保护下, 向反应容器中加入 2-溴- 6苯蒽 (83.31g, 0,25mol) 、 THF (;四氢呋喃)250mL, 常温搅拌 10分钟。

2、 原料完全溶解后降温至- 72 Ό, 慢慢滴加 11- BuLi i 00mL。

3、低温反应 3h后,加入 9, 10-蒽醌(2L02g, 0.1mol)的 THF溶液 150mL。

4、 然后慢慢升温至常温, 搅摔 24b。 加入蒸馏水 500mL, NH 4 C1过饱和 溶液 500mL和二氯甲垸 500mL搅摔 2h。

5、 萃取有机层, 减压千燥。 此固体加 1L丙酮搅拌 lh后, 过滤, 减压浓 缩有机溶剂, 得出淡褐色固体 [1- 3]化合物 48,89g, 产率 68%。

6、 将 [1-3]化合物、 碘化钾 (l l ,62g, 0.07mol), 、 辚酸二氢钠 (16.80 g, 0.14mol), 冰醋酸 200 mL 加入到反应容器中, 回流搅拌反应 20b。 反应结 束后冷却至室温, 加入 500mL 蒸馏水搅拌后减压抽滤。 固体加入 500mL NaHC0 3 过饱和溶液中, 搅拌 30miii后减压抽滤, 用过饱和的 500mL NaCl 和 iL蒸馏水洗涤, 减压抽滤。得到深黄色固体, 室温下真空干燥后得出 [1-2] 化合物 40.63g, 产率 85%。

7、 氮气保护下向 2L烧瓶中加入化合物 [1 - 2](40„63g, 0.06mol) , 加 入 1L四氯化碳作溶剂, 加溴室温反应半小时。 用 TLC (薄膜色谱) 方法确 认反应结束后, 减压过滤, ^ 500mL丙酮搅拌。 减压过滤后得到淡绿色固体 目的化合物 [1- l] 49,72g, 产率 83%。

具体的, 结构式 1的化合物的合成方法:

11、、 在在氮氮气气保保护护下下,, 向向 22LL 反反应应釜釜中中加加入入化化合合物物 [[11-- ll]]((4499..7722gg ,, 00..0055mmooll))、、 苯苯硼硼酸酸((2277..4433gg ,, 00..222255mmooll)) ,, KK 22 CC00 33 ((3344..5555gg ,, 00,,2255mmooll))、、 甲甲 苯苯 550000mmLL搅搅拌拌。。

22、、 温温度度升升高高到到 7700°°CC时时,, 加加入入催催化化剂剂 PPdd((PPPPhh 33 )) 44 ((ll .. ii 66gg,, OO..OOOOllmmooll)) ,, 加加入入蒸蒸馏馏水水 7755mmLL搅搅摔摔 ll llhh。。 充充分分反反应应后后,, 加加 iiOOOOmmLL水水结结東東反反应应。。

33、、 减减压压过过滤滤得得到到目目标标化化合合 物物粗粗产产品品,, 蒸蒸馏馏水水洗洗涤涤三三次次,, 然然后后用用 丙丙酮酮,, 甲甲苯苯,, TTHHFF重重结结晶晶得得到到固固体体再再升升 华华精精制制处处理理,, 苯苯重重结结晶晶,, 得得到到 淡淡黄黄色色固固体体目目标标化化合合物物 [[ll]]3366..5533gg,, 产产率率 7744%%。。

1、 在氮气保护下, 向 2L 反应釜中加入化合物 [1- l](49.72g,

O.OSmol) , 0,225mol), K 2 C0 3 (34.55g,

00..2255mmooll)) ,, 甲甲苯苯 550000mmLL搅搅拌拌。。

22、、 温温度度升升高高到到 7700ΌΌ时时,, 加加入入催催化化剂剂 PPdd((PPPPllii 33 )) 44 ((ii..ll66gg,, OO..OOOOllmmooll)),, 加加入入蒸蒸馏馏水水 7755mmLL搅搅拌拌 iillhh。。 充充分分反反应应后后,, 加加 llOOOOmmLL水水结结束束反反应应。。

33、、 减减压压过过滤滤得得到到目目标标化化合合 物物粗粗产产品品,, ))¾¾蒸蒸馏馏水水洗洗涤涤三三次次,, 然然后后用用 丙丙酮酮,, 甲甲苯苯,, TTHHFF重重结结晶晶得得到到固固体体再再升升 华华精精制制处处理理,, ¥¥苯苯重重结结晶晶,, 得得到到 淡淡黄黄色色固固体体目目标标化化合合物物 [[88]]5500..5522gg,, 产产率率 7788%%。。

[11]

1、 在氮气保护下, 向 2L 反应釜中加入化合物 [1 l](49.72g, O.OSmol), 9蒽硼酸(49,96g, 0,225mol), K 2 C0 3 (34.55g, 0.25mo1), 甲 苯 500mL搅拌。

2、 温度升高到 70°C时, 加入催化剂 Pd(PPh 3 ) 4 (l.i6g, O.OOlmol), 加入蒸馏水 75mL搅摔 llh。 充分反应后, 加 iOOmL水结東反应。

3、 减压过滤得到目标化合物粗产品, 蒸馏水洗涤三次, 然后用 丙酮, 甲苯, THF重结晶得到固体再升华精制处理, 苯重结晶, 得到 淡黄色固体目标化合物 [ll]52.71g, 产率 76%。

其中表 1中结构式 1〜12表示的蒽类化合物的制备过程基本相同, 在此不再一一赘述, 仅将其具体结果列于表 2中。 并且在制备本发明蒽 类化合物过程中, 添加各个物质的量, 可以根据上述实施例中各个物质 的比例进行确定, 本发明重点是描述工艺过程, 对添加各个物质的量不 再作 阐述。

测试值为 C: 94,92%; H: 5.08%;

i十算值为 C: 94,85%; H: 5.15%;

2

测试值为 C: 94,84%; H: 5.16%;

计算值为 C: 95,08%; H: 4,92%;

1187.47 测试值为 95.09%; H: 4.91%;

i十算值为 C: 90,73%; H: 4,57%; N: 4.70%;

4 1191.42 测试值为 C : 90.73%; H: 4.56%; N: 4.71%;

i†算值为 95.21%; H- 4.79%;

5 1387.70 测试值为 C: 95,21%; H: 4,79%;

计算值为 Cr 89.67%; H: 4.68%; N: 5.65%;

6 991.18 测试值为 C: 89,64%; H: 4,69%; N: 5.67%;

计算值为 C: 95,03%; H: 4,97%;

7 1339,66 测试值为 95.03%; H: 4.97%;

i十算值为 C: 90,85%; H: 4.82%; N: 4.33%;

8 1295.57 测试值为 Cr 90.84%; H: 4.81%; N: 4.35%;

i†算值为 94.31%; H- 5.69%;

9 寸

测试值为 C: 94,31%; H: 5,69%;

计算值为 Cr 94.82%; H: 5.18%; r、

10 1596,00 测试值为 C : 94,81%; H: 5.19%;

计算值为 C: 94,31%; H: 5,69%;

11 1387,70 测试值为 C : 94.32%; Η· 5.68%;

i十算值为 C: 81.03%; H: 3.81%; N: 4.61%; S: 10,55%;

12 1215.53 测试值为 C: 81.01%; H: 3.82%; N: 4.63%; S: 10.54%; 以下'内容以应用为荧光绿色主体村料为例, 进 -- 提供的蒽类化合物。

对 t匕样品 1

下面化合物 a用作荧光绿色主体材料, c作为荧光绿色掺杂材料, 2-TNATA 作为空穴注入层材料, a- NPD(N,N'-二萘基 - Ν,Ν'-二苯基联苯 胺:)作为空穴传输层材料使] ¾, 制作下面结构的有机电致发光器件。 iTO/2-TNATA(80nm)/a-NPD(30nrn)/化合物 a+化合物 c(30nm)/A][q 3 (30nm)/LiF(0.5nm)/ A!(60nm)。

阳极是 15Ω/ ιι 2 (1000 Α ) ΙΤΟ玻璃基板,按照 50mmx50mmx0.7mm大小 切割, 然后在丙酮、异丙醇和纯净水中超声波 15分钟清洗, 30分钟 UV臭氧 洗净使用。 在基板上面真空镀膜 2-TANATA形成 80nm厚度的空穴注入层。 在空穴注入层上真空镀膜 a- NPD 30nm厚度形成空穴传输层。 在空穴传输层 上真空镀膜化合物 a及化合物 c ( 3%涂料) , 形成 30nm厚度的发光层。 之 后, 在发光层上真空镀膜 Alq 3 30nm厚度形成电子传输层。 在电子传输层上 面, 在依次真空镀膜 LiF 0.5nm (电子注入层) 和 Al 60nm (阴极) 。

a b

实施例 1〜12 :

将对比样品 1中的荧光绿色主体材料用表 1中结构式 1 ~12表示的蒽 类化合物替代原化合物 , 其余的处理工艺以及条件均相同, 制得有机电 致发光器件 〜 12。

测量对比样品 1 以及实施例 1〜12所得有机电致发光器件的发光性 能。 采用源测量单元 Keithl ey SMU235, 评价发光亮度, 发光效率, 发 光颜色。 对比样品 1 以及实施例 1〜12所得有机电致发光器件进行同样 的试验, 结果列于表 3中。 /又儿 - 叉 波长 编号 主体化合物掺杂化合物

[cd/m 2 ] [cd/A] [nm] 对比样品 a b 2032 20.3 51 6 实施例 1 1 b 2538 25.4 516 实施例 2 ■2 b 3140 31 ,4 519 实施例 3 3 b 3029 29.3 521 实施例 4 4 b 2942 2.9,4 518 实施例 5 5 b 3001 21 ,4 523 实施例 6 6 b 3155 23.6 520 实施例 Ί 7 b 2736 27,4 512 实施例 8 8 b 2828 28.3 51 8 实施例 9 9 b 2756 26.6 521 实施例 10 10 b 2967 27,7 519 实施例 1 1 1 1 b 2934 28.3 512 实施例 12 12 b 2595 26,0 524 如表 3所示, 上述样品都在 512〜524nm波长范围内显示发光颜色为绿色。 实施例 1〜12所得有机电致发光器件与对比样品 1相比有显著提高的发光特 性。

虽然本发明用示范性实施方案进行了特别的描 述和图示, 但应该理 解在不偏离下列权利要求所限定的本发明的精 神与范围的情况下, 本领 域普通技术人员可对其进行各种形式和细节上 的改变。

以上所述仅是本发明的优选实施方式, 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, 还可以做出若千改进和润 饰, 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。