一种蓝光发射有机发光材料及其制备方法与流程

一技术领域

本发明涉及有机发光材料，具体涉及一种具有蓝色发光性能的4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯化合物及其制备方法。

二

背景技术：

自1987年，美国柯达公司的邓青云教授发现有机发光二极管以来，由于其自发光、全固态、宽视角、响应速度快、驱动电压低、低能耗、效率高、可弯曲等诸多优点，前景广阔，成为研究的热点。为实现全彩的荧光发射，红、绿、蓝三基色的荧光材料在有机发光器件领域必不可少。从目前研究的情况来看，高效率、色度较纯的蓝光材料较少，在一定程度上限制了有机发光器件的发展。

吡咯并[3,2,b]吡咯类化合物作为电子给体在光电材料领域常被用于有机场效应晶体管，由于在新型光学以及电子学材料中的潜在应用，使得这个物质在光电学和有机电致发光材料方面有了新的进展研究，另外d-π-a构型的有机分子正被广泛应用于有机发光材料方面。基于1,4位以及2,5位取代的吡咯并[3,2,b]吡咯的化合物虽然研究众多，但性能较好的并不多见。本发明从分子设计的角度，构建了性能优异的全取代的吡咯并[3,2,b]吡咯。

三

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的化合物，该材料属于蓝光发射型化合物，溶解性很好，荧光量子产率较高，可以应用在光电材料领域。

本发明的另一目的在于提供一种4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯化合物的制备方法，其制备操作过程简单、反应条件比较温和，产物分离提纯简单，产率较高，具有很高的借鉴价值。

本发明提供的4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的发光材料，其结构式为：

本发明的4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的合成路线如下：

本发明的4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯，可按照文献(chem.asianj.2014,9,3036–3045)制备；

(2)制备1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯；

(3)在氮气保护下，以pd(pph3)2cl2为催化剂,将1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯与4-氰基苯硼酸加入到含有koh的四氢呋喃溶液中，搅拌，升温至65～100℃，保持搅拌反应10～36h，结束反应，除去反应体系中的溶剂，粗产物通过硅胶层析柱得到产物1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯。

步骤(2)中，所述的1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯与nbs的摩尔比为1：3～6。

步骤(3)中，所述的1,4-二(4-氰基苯基)-2,5-二(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯与4-氰基苯硼酸的摩尔比为1：2～4；所述的反应温度优选为70～90℃；所述的反应时间优选为12～24h。

与现有技术相比，本发明优点在于：本发明得到的4-氰基苯基全取代1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯是一种蓝光材料，该材料色度较纯，量子效率较高，溶解性好，是理想的蓝光发光材料，在有机电致显示领域有潜在的应用。所采用的制备方法操作过程简单、反应条件比较温和，产物分离提纯简单，产率较高。

四附图说明

图1为发光材料1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯在甲苯中的紫外吸收和荧光发射光谱；

图2为实施例1制备的化合物1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的核磁共振氢谱图。

五具体实施方式

实施例1

(1)在氮气保护下，向装有冷凝管的50ml的两口圆底烧瓶中加入2.62g(20mmol)对氰基苯甲醛、2.36g(20mmol)对氨基苯腈、0.398g(2mmol)对甲苯磺酸、20ml冰醋酸，加热至90℃反应30min，然后缓慢地加入0.88ml2,3-丁二酮，之后在90℃下继续反应3h。反应结束后冷却至室温，过滤并用冰醋酸洗涤两到三次，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯(黄色固体)1.02g，产率为20％。¹hnmr(400mhz,(cd3)2so),δ[ppm]:8.0-7.92(d,4h),7.8-7.75(d,4h),7.52-7.46(d,4h),7.42-7.36(d,4h),6.93(s,2h)；

(2)在500ml的圆底烧瓶中，将1.0g(1.96mmol)1,4-二(4-氰基苯基)-2,5-二(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯溶于400mlchcl3中，加入1.4g(7.84mmol)n-溴代丁二酰亚胺，然后加热至回流状态，反应12h；结束反应后冷却至室温，减压蒸馏除去chcl3，加入5ml丙酮淬灭残余的nbs，过滤，并用甲醇洗涤多次得到1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯1.3g；

(3)在氮气保护下，向装有冷凝管的250ml的两口圆底烧瓶中加入1.3g(1.95mmol)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯、0.689g(4.69mmol)4-氰基苯硼酸、1.32g(23.45mmol)氢氧化钾、0.137g(0.195mmol)双三苯基膦二氯化钯、200ml四氢呋喃，加热反应至80℃，持续反应24h。结束反应后冷却至室温，将反应混合物倒入水中，用ch2cl2萃取三次，得到的有机层用盐水洗涤之后，用na2so4进行干燥，之后减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯1.03g(浅绿色固体)，产率74％。

实施例2

(1)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的制备同实施例1。

(2)在氮气保护下，向装有冷凝管的250ml的两口圆底烧瓶中加入1.3g(1.95mmol)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯、0.573g(3.9mmol)4-氰基苯硼酸、1.32g(23.45mmol)氢氧化钾、0.137g(0.195mmol)双三苯基膦二氯化钯、200ml四氢呋喃，加热反应至60℃，持续反应36h。结束反应后冷却至室温，将反应混合物倒入水中，用ch2cl2萃取三次，得到的有机层用盐水洗涤之后，用na2so4进行干燥，之后减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯0.75g(浅绿色固体)，产率54％。

实施例3

(1)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的制备同实施例1。

(2)在氮气保护下，向装有冷凝管的250ml的两口圆底烧瓶中加入1.3g(1.95mmol)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯、0.8596g(5.85mmol)4-氰基苯硼酸、1.32g(23.45mmol)氢氧化钾、0.137g(0.195mmol)双三苯基膦二氯化钯、200ml四氢呋喃，另外可稍微加入几滴水，加热反应至90℃，持续反应24h。结束反应后冷却至室温，将反应混合物倒入水中，用ch2cl2萃取三次，得到的有机层用盐水洗涤之后，用na2so4进行干燥，之后减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯0.78g(浅绿色固体)，产率56％。

实施例4

(1)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的制备同实施例1。

(2)在氮气保护下，向装有冷凝管的250ml的两口圆底烧瓶中加入1.3g(1.95mmol)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯、1.146g(7.8mmol)4-氰基苯硼酸、1.32g(23.45mmol)氢氧化钾、0.137g(0.195mmol)双三苯基膦二氯化钯、200ml四氢呋喃，加热反应至90℃，持续反应36h。结束反应后冷却至室温，将反应混合物倒入水中，用ch2cl2萃取三次，得到的有机层用盐水洗涤之后，用na2so4进行干燥，之后减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯0.82g(浅绿色固体)，产率59％。

实施例5

(1)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯的制备同实施例1。

(2)在氮气保护下，向装有冷凝管的250ml的两口圆底烧瓶中加入1.3g(1.95mmol)1,2,4,5-四(4-氰基苯基)-3,6-二溴-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯、0.8596g(5.85mmol)4-氰基苯硼酸、1.32g(23.45mmol)氢氧化钾、0.137g(0.195mmol)双三苯基膦二氯化钯、200ml四氢呋喃，加热反应至100℃，持续反应24h。结束反应后冷却至室温，将反应混合物倒入水中，用ch2cl2萃取三次，得到的有机层用盐水洗涤之后，用na2so4进行干燥，之后减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用二氯甲烷作为洗脱剂，硅胶层析柱提纯得到1,2,3,4,5,6-六(4-氰基苯基)-1,4-二氢吡咯并[3,2,b]吡咯0.91g(浅绿色固体)，产率65％。