CN112480011A - 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置 - Google Patents

含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112480011A
CN112480011A CN202011412194.8A CN202011412194A CN112480011A CN 112480011 A CN112480011 A CN 112480011A CN 202011412194 A CN202011412194 A CN 202011412194A CN 112480011 A CN112480011 A CN 112480011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon atoms
nitrogen
containing compound
group
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011412194.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112480011B (zh
Inventor
徐先彬
曹佳梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd filed Critical Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co Ltd
Priority to CN202011412194.8A priority Critical patent/CN112480011B/zh
Publication of CN112480011A publication Critical patent/CN112480011A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112480011B publication Critical patent/CN112480011B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/12—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D471/14—Ortho-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
    • C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
    • C07D235/18—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles with aryl radicals directly attached in position 2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/12—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/626—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing more than one polycyclic condensed aromatic rings, e.g. bis-anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/633—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising polycyclic condensed aromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H10K85/636—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine comprising heteroaromatic hydrocarbons as substituents on the nitrogen atom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

本申请涉及有机电致发光材料技术领域，提供了一种如化学式1所示的含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置。该含氮化合物能够改善有机电致发光器件的性能。
Figure DDA0002818859010000011

Description

含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
技术领域
本申请涉及有机电致发光材料技术领域，尤其涉及一种含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置。
背景技术
随着电子技术的发展和材料科学的进步，用于实现电致发光的有机电致发光器件的应用范围越来越广泛。有机电致发光器件通常包括相对设置的阴极和阳极，以及设置于阴极和阳极之间的功能层。该功能层由多层有机或者无机膜层组成，且一般包括有机发光层、位于有机发光层与阳极之间的空穴传输层、位于有机发光层与阴极之间的电子传输层。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场，在电场的作用下，阴极侧的电子向有机发光层移动，阳极侧的空穴也向发光层移动，电子和空穴在有机发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得有机发光层对外发光。
当前，有机电致发光器件在驱动电压、发光效率和器件寿命等性能方面依然存在不足，有必要继续研发新型的材料，以进一步提高有机电致发光器件的性能。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置，提高有机电致发光器件的性能。
为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：
根据本申请的第一个方面，提供一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构式如化学式1所示：
Figure BDA0002818856990000011
其中，X1和X2相同或不同，且各自独立地选自C(H)或者N；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
Ar1、Ar2和Ar3中的取代基选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；任选地，任意两个相邻的取代基形成环。
根据本申请的第二个方面，提供一种有机电致发光器件，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含上述的含氮化合物。
根据本申请的第三个方面，提供一种电子装置，包括上述的有机电致发光器件。
本申请提供的含氮化合物包含有菲/单氮杂菲/双氮杂菲(邻菲罗啉)并咪唑基团，该基团通过金刚烷螺芴桥连基团与芳胺结构连接。菲/单氮杂菲/双氮杂菲(邻菲罗啉)并咪唑基团的大平面共轭体系具有电子传输性能，而芳胺结构具有空穴传输能力。这使得本申请的含氮化合物为一种双极性材料，能够同时具有良好的电子传输能力和空穴传输能力。当该含氮化合物应用于有机电致发光器件的有机发光层时，能够提高空穴和电子在有机发光层的复合率，进而提高有机电致发光器件的发光效率。不仅如此，该含氮化合物的最高已占据轨道(HOMO)分布于芳胺结构上，最低未占据轨道(LUMO)分布于菲/单氮杂菲/双氮杂菲(邻菲罗啉)并咪唑基团上，且最高已占据轨道和最低未占据轨道在金刚烷螺芴桥连基团上具有较大的重合。这使得含氮化合物的第一激发单线态呈现杂化局域-电荷转移激发态(HLCT：hybridized local and charge transfer excited states)的特征；这一方面可以实现较强的荧光发射，另一方面可以实现对三重态激子更充分的利用，进而提高有机电致发光器件的发光效率。另外，金刚烷螺芴桥连基团上的金刚烷基具有大的空间体积和较强的刚性，因此其可以降低含氮化合物的分子间的相互作用力，抑制分子间π-π堆叠，使得含氮化合物具有较高的玻璃化转变温度，从而提高含氮化合物的成膜性，提高有机电致发光器件的寿命。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本申请实施方式的一种有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请实施方式的一种电子装置的结构示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
100、阳极；200、阴极；300、功能层；310、空穴注入层；321、空穴传输层；322、电子阻挡层；330、有机发光层；340、电子传输层；350、电子注入层；400、电子装置。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本申请的主要技术创意。
用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
在本申请中，“取代或未取代的”这样的术语是指，在该术语后面记载的官能团可以具有或不具有取代基(下文为了便于描述，将取代基统称为Rc)。例如，“取代或未取代的芳基”是指具有取代基Rc的芳基或者未取代的芳基。其中上述的取代基即Rc例如可以为上述氘、卤素基团、氰基、烷基、烷氧基、烷硫基、卤代烷基、氘代烷基、环烷基、三烷基硅基、三苯基硅基、二芳基氧膦基、芳氧基等基团。在本申请中，“取代的”官能团可以被上述1个或2个以上取代基Rc取代。
在本申请中，“任意两个相邻的取代基形成环”中，“任意相邻”可以包括同一个原子上具有两个取代基，还可以包括两个相邻的原子上分别具有一个取代基；其中，当同一个原子上具有两个取代基时，两个取代基可以与其共同连接的该原子形成饱和或不饱和的环；当两个相邻的原子上分别具有一个取代基时，这两个取代基可以稠合成环。
在本申请中，取代或未取代的基团的碳原子数，指的是所有碳原子数。举例而言，若Ar1为碳原子数为12的取代的芳基，则芳基及其上的取代基的所有碳原子数为12。
在本申请中所采用的描述方式“各……独立地为”与“……分别独立地为”和“……独立地选自”可以互换，均应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。举例而言：在“
Figure BDA0002818856990000031
其中，各q独立地为0、1、2或3，各R”独立地选自氢、氟、氯”的描述中，其含义是：式Q-1表示苯环上有q个取代基R”，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响；式Q-2表示联苯的每一个苯环上有q个取代基R”，两个苯环上的R”取代基的个数q可以相同或不同，各个R”可以相同也可以不同，每个R”的选项之间互不影响。
在本申请中，术语“任选”、“任选地”意味着随后所描述的事件或者环境可以但不必发生，该说明包括该事情或者环境发生或者不发生的场合。例如，“任选地，任意两个相邻的取代基××形成环；”意味着这两个取代基可以形成环但不是必须形成环，包括：两个相邻的取代基形成环的情景和两个相邻的取代基不形成环的情景。
在本申请中，芳基指的是衍生自芳香烃环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基(例如苯基)或多环芳基，换言之，芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个稠环芳基。即，通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个芳香基团也可以视为本申请的芳基。其中，稠环芳基例如可以包括双环稠合芳基(例如萘基)、三环稠合芳基(例如菲基、芴基、蒽基)等。芳基中不含有B、N、O、S、Se、Si或P等杂原子。举例而言，在本申请中，联苯基、三联苯基等为芳基。芳基的示例可以包括苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、
Figure BDA0002818856990000032
基、茚基等，而不限于此。
在本申请中，取代的芳基可以是芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。杂芳基取代的芳基的具体实例包括但不限于，二苯并呋喃基取代的苯基、二苯并噻吩基取代的苯基、吡啶基取代的苯基、咔唑基取代的苯基等。应当理解地是，取代的芳基的碳原子数，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数，例如碳原子数为18的取代的芳基，指的是芳基和取代基的总碳原子数为18。
本申请中，芴基可以是取代的，两个取代基可以彼此结合形成螺结构，具体实例包括但不限于以下结构：
Figure BDA0002818856990000041
在本申请中，杂芳基是指环中包含至少一个杂原子的一价芳香环或其衍生物，杂原子可以是B、O、N、P、Si、Se和S中的至少一种。杂芳基可以是单环杂芳基或多环杂芳基，换言之，杂芳基可以是单个芳香环体系，也可以是通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系，且任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环。示例地，杂芳基可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、***基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、硅芴基、二苯并呋喃基以及N-芳基咔唑基(如N-苯基咔唑基)、N-杂芳基咔唑基(如N-吡啶基咔唑基)、N-烷基咔唑基(如N-甲基咔唑基)等，而不限于此。其中，噻吩基、呋喃基、菲咯啉基等为单个芳香环体系类型的杂芳基，N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基为通过碳碳键共轭连接的多环体系类型的杂芳基。
在本申请中，取代的杂芳基可以是杂芳基中的一个或者两个以上氢原子被诸如氘原子、卤素基团、-CN、芳基、杂芳基、三烷基硅基、烷基、环烷基、烷氧基、烷硫基等基团取代。芳基取代的杂芳基的具体实例包括但不限于，苯基取代的二苯并呋喃基、苯基取代的二苯并噻吩基、苯基取代的吡啶基等。应当理解地是，取代的杂芳基的碳原子数，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数。
本申请中，不定位连接键是指从环体系中伸出的单键
Figure BDA0002818856990000042
其表示该连接键的一端可以连接该键所贯穿的环体系中的任意位置，另一端连接化合物分子其余部分。
举例而言，如下式(f)中所示地，式(f)所表示的萘基通过两个贯穿双环的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(f-1)～式(f-10)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002818856990000043
再举例而言，如下式(X')中所示地，式(X')所表示的菲基通过一个从一侧苯环中间伸出的不定位连接键与分子其他位置连接，其所表示的含义，包括如式(X'-1)～式(X'-4)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002818856990000051
本申请中的不定位取代基，指的是通过一个从环体系中央伸出的单键连接的取代基，其表示该取代基可以连接在该环体系中的任何可能位置。例如，下式(Y)中所示地，式(Y)所表示的取代基R'基通过一个不定位连接键与喹啉环连接，其所表示的含义，包括如式(Y-1)～式(Y-7)所示出的任一可能的连接方式。
Figure BDA0002818856990000052
本申请提供一种含氮化合物，所述含氮化合物的结构式如化学式1所示：
Figure BDA0002818856990000053
其中，X1和X2相同或不同，且各自独立地选自C(H)或者N；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
Ar1、Ar2和Ar3中的取代基选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；任选地，任意两个相邻的取代基形成环。
在本申请中，碳原子数为1～10的烷基可以包括碳原子数1～10的直链烷基和碳原子数3～10的支链烷基。碳原子数例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。碳原子数为1-10的烷基的具体实例包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、正己基、庚基、正辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基等。
在本申请中，卤素基团可以包括氟、溴、氯、碘等。
在本申请中，作为取代基的芳基的碳原子数为6～20，碳原子数例如可以为6、10、12、14、15、16、18等。作为取代基的芳基的具体实例包括但不限于，苯基、萘基、联苯基、二甲基芴基、蒽基、菲基等。
在本申请中，作为取代基的杂芳基的碳原子数为3～18，碳原子数例如可以为3、4、5、7、8、9、12、18等。作为取代基的杂芳基的具体实例包括但不限于，吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、N-苯基咔唑基等。
在本申请中，碳原子数为3～12的三烷基硅基的具体实例包括但不限于，三甲基硅基、三乙基硅基等。
在本申请中，碳原子数为3～10的环烷基的具体实例包括但不限于，环戊基、环己基、金刚烷基等。
按照一种实施方式，X1和X2同时为C(H)。按照另一种实施方式，X1和X2中的一个或两个为N。
可选地，所述含氮化合物的结构式为如下化学式所示的任意一种：
Figure BDA0002818856990000061
可选地，Ar1、Ar2和Ar3中的取代基各自独立地选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～4的卤代烷基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为3～7的三烷基硅基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～12的杂芳基、碳原子数为6～12的芳氧基、碳原子数为6～12的芳硫基、三苯基硅基。
可选地，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6～25的取代或未取代的芳基或碳原子数为5～20的取代或未取代的杂芳基。
例如，Ar1和Ar2各自独立地选自碳原子数可以为6、7、10、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、24、25的取代或未取代的芳基，或者选自碳原子数为5、8、9、12、14、16、18、20的取代或未取代的杂芳基。
优选地，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6～15的取代或未取代的芳基或碳原子数为8～15的取代或未取代的杂芳基。
可选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为1～4的氟代烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基、碳原子数为3～7的三烷基硅基、三苯基硅基。
例如，Ar1和Ar2中的取代基的具体实例分别包括但不限于，氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、金刚烷基、苯基、萘基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基、喹啉基、三甲基硅基等。
在一些实施方式中，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自化学式i-1至化学式i-14所示的基团所组成的组：且各自独立地选自化学式i-1至化学式i-14所示的基团所组成的组：
Figure BDA0002818856990000071
其中，M1选自单键或者
Figure BDA0002818856990000081
G1～G5各自独立地选自N或者C(F1)，且G1～G5中至少一个选自N；当G1～G5中的两个以上选自C(F1)时，任意两个F1相同或者不相同；
G6～G13各自独立地选自N或者C(F2)，且G6～G13中至少一个选自N；当G6～G13中的两个以上选自C(F2)时，任意两个F2相同或者不相同；
G14～G23各自独立地选自N或者C(F3)，且G14～G23中至少一个选自N；当G14～G23中的两个以上选自C(F3)时，任意两个F3相同或者不相同；
H1选自氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、三苯基硅基；
H2～H9、H21各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～18的杂芳基、三苯基硅基；
H10～H20、F1～F3各自独立地选自：氢、氘、氟、氯、溴、氰基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、三苯基硅基；
h1～h21以hk表示，H1～H21以Hk表示，k为变量，表示1～21的任意整数，hk表示取代基Hk的个数；其中，当k选自5或者17时，hk选自1、2或者3；当k选自2、7、8、12、15、16、18或者21时，hk选自1、2、3或者4；当k选自1、3、4、6、9或者14时，hk选自1、2、3、4或者5；当k为13时，hk选自1、2、3、4、5或者6；当k选自10或者19时，hk选自1、2、3、4、5、6或者7；当k为20时，hk选自1、2、3、4、5、6、7或者8；当k为11时，hk选自1、2、3、4、5、6、7、8或9；且当hk大于1时，任意两个Hk相同或者不相同；任选地，任意两个相邻的Hk形成环；
K1选自O、S、Se、N(H22)、C(H23H24)、Si(H23H24)；其中，H22、H23、H24各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者上述H23和H24相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5～18元的饱和或不饱和环；
K2选自单键、O、S、Se、N(H25)、C(H26H27)、Si(H26H27)；其中，H25、H26、H27各自独立地选自：碳原子数为6～18的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～10的环烷基，或者上述H26和H27相互连接以与它们共同连接的原子一起形成5～18元的饱和或不饱和环。
化学式i-13和化学式i-14中，F2至F3可以以Fj表示，其中的j为变量，表示2或3。举例来讲，当j为2时，Fj是指F2。应当理解地是，当不定位连接键连接到C(Fj)上时，C(Fj)中的Fj不存在。例如，在化学式i-13中，当
Figure BDA0002818856990000082
连接到G12时，G12只表示C原子，即化学式i-13的结构具体为：
Figure BDA0002818856990000091
在本申请中，上述H23与H24、上述H26与H27两组中，每组中的两个基团相互连接所形成的环可以是饱和或不饱和的，例如可以形成饱和或不饱和的3至13元环。举例来讲，化学式i-10中，当K2和M1均为单键，H19为氢，且K1为C(H23H24)时，H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子形成五元环时，化学式i-10即为
Figure BDA0002818856990000092
同样地，化学式i-10也可以代表
Figure BDA0002818856990000093
即H23与H24相互连接以与它们共同连接的原子形成部分不饱和的13元环。
可选地，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自取代或者未取代的基团W1，其中，未取代的基团W1选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002818856990000094
取代的基团W1中包括一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、三甲基硅基。当取代的基团W1中的取代基数量为2个以上时，任意两个取代基之间相同或者不同，且任意相邻的两个取代基成环或者不成环。
进一步可选地，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002818856990000095
Figure BDA0002818856990000101
可选地，Ar3选自碳原子数为6～18的取代或未取代的芳基或碳原子数为5～15的取代或未取代的杂芳基。
例如，Ar3选自碳原子数为6、7、10、12、13、14、15、16、17、18的取代或未取代的芳基，或者选自碳原子数为5、8、9、12、14、15的取代或未取代的杂芳基。
优选地，Ar3选自碳原子数为6～12的取代或未取代的芳基或碳原子数为8～12的取代或未取代的杂芳基。
可选地，Ar3中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的氟代烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～7的三烷基硅基。
例如，Ar3中的取代基的具体实例包括但不限于，氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、三甲基硅基等。
可选地，Ar3选自取代或者未取代的基团W2，其中，未取代的基团W2选自如下取代基所组成的组：
Figure BDA0002818856990000102
取代的基团W2中包括一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、三甲基硅基。当取代的基团W2中的取代基数量为2个以上时，任意两个取代基之间相同或者不同，且任意相邻的两个取代基成环或者不成环。
进一步可选地，Ar3选自如下基团所组成的组：
Figure BDA0002818856990000103
在一种实施方式中，Ar1、Ar2和Ar3中至多有一个的碳原子数量在15以上。如此，可使得所述含氮化合物具有更适当的分子量，避免含氮化合物的蒸镀温度过高，避免含氮化合物在蒸镀时分解，进而提高有机电致发光器件的量产稳定性。
在一种优选的实施方式中，化学式1中，X1和X2均为N，这种情况下，本申请的含氮化合物应用到有机电致发光器件中，能进一步提高器件的光电效率。
可选地，本申请的含氮化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure BDA0002818856990000111
Figure BDA0002818856990000121
Figure BDA0002818856990000131
Figure BDA0002818856990000141
Figure BDA0002818856990000151
Figure BDA0002818856990000161
Figure BDA0002818856990000171
Figure BDA0002818856990000181
Figure BDA0002818856990000191
Figure BDA0002818856990000201
Figure BDA0002818856990000211
Figure BDA0002818856990000221
Figure BDA0002818856990000231
Figure BDA0002818856990000241
Figure BDA0002818856990000251
Figure BDA0002818856990000261
Figure BDA0002818856990000271
Figure BDA0002818856990000281
Figure BDA0002818856990000291
Figure BDA0002818856990000301
本申请还提供一种有机电致发光器件，如图1所示，有机电致发光器件包括相对设置的阳极100和阴极200，以及设于阳极100和阴极200之间的功能层300；功能层300包含本申请所提供的含氮化合物。
可选地，功能层300包括有机发光层330，有机发光层包括有本申请的含氮化合物。该含氮化合物具有良好的电子传输能力和空穴传输能力，因此能够提高空穴和电子在有机发光层330的复合率，进而提高有机电致发光器件的发光效率。本申请的含氮化合物的金刚烷基具有大的空间体积和较强的刚性，能够降低分子间的相互作用力，抑制分子间π-π堆叠，使得含氮化合物具有较高的玻璃化转变温度，从而提高含氮化合物的成膜性，提高有机电致发光器件的寿命。
可选地，有机发光层330包括主体材料和客体材料(即掺杂剂)，所述客体材料包括本申请的含氮化合物。该含氮化合物的最高已占据轨道和最低未占据轨道在金刚烷螺芴桥连基团上具有较大的重合。这使得含氮化合物的第一激发单线态呈现HLCT的特征；这一方面可以实现较强的荧光发射，另一方面可以实现对三重态激子更充分的利用，进而提高有机电致发光器件的发光效率。
有机发光层330的主体材料可以为蒽类衍生物、金属螯合类化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，有机发光层330的主体材料可以为α,β-ADN。
可选地，功能层300还可以包括空穴传输层321，空穴传输层321设于有机发光层330与阳极100之间，以增强阳极100向有机发光层注入空穴的能力。空穴传输层321的材料可以选自酞菁衍生物、萘菁衍生物、卟啉衍生物、联苯胺型三芳胺、苯乙烯胺型三芳胺、二胺型三芳胺或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，空穴传输层321的材料可以为NPAPF。
可选地，功能层300还可以包括电子阻挡层322，电子阻挡层322夹设于空穴传输层321和有机发光层330之间，以提高阻挡电子向阳极方向的传输，提高电子和空穴在有机发光层330的复合率。电子阻挡层322的材料可以选自二胺型三芳胺、苯乙烯胺型三芳胺或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，电子阻挡层322的材料可以为α,β-TNB。
可选地，如图1所示，功能层300还可以包括空穴注入层310，空穴注入层310设置在阳极100和空穴传输层321之间，以增强向空穴传输层321注入空穴的能力。空穴注入层310可以选用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺类化合物、酞菁衍生物、多氮杂三苯类化合物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。在本申请的一种实施方式中，空穴注入层310可以由HAT-CN组成。
可选地，如图1所示，功能层300还可以包括电子传输层340，电子传输层340设于有机发光层330与阴极200之间。电子传输层340可以为单层结构，也可以为多层结构，其可以包括一种或者多种电子传输材料，电子传输材料可以选自苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料，本申请对此不做特殊的限定。在本申请的一种实施方式中，电子传输层340可以由BP4mPy和LiQ组成。
可选地，如图1所示，功能层300还可以包括电子注入层350，电子注入层350设于阴极200和电子传输层340之间，以增强向电子传输层340注入电子的能力。电子注入层350可以包括有碱金属硫化物、碱金属卤化物等无机材料，或者可以包括碱金属与有机物的络合物。在本申请的一种实施方式中，电子注入层350可以包括Mg和LiF。
可选地，阳极100包括以下阳极材料，其优选地是有助于空穴注入至功能层中的具有大逸出功(功函数，work function)材料。阳极材料具体实例包括：金属如镍、铂、钒、铬、铜、锌和金或它们的合金；金属氧化物如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；组合的金属和氧化物如ZnO:Al或SnO2:Sb；或导电聚合物如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺，但不限于此。优选包括包含氧化铟锡(铟锡氧化物，indium tin oxide)(ITO)作为阳极的透明电极。
可选地，阴极200包括以***极材料，其是有助于电子注入至功能层中的具有小逸出功的材料。阴极材料的具体实例包括：金属如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅或它们的合金；或多层材料如LiF/Al、Liq/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、LiF/Al和BaF2/Ca，但不限于此。优选包括包含Mg-Ag合金的金属电极作为阴极。
本申请还提供一种电子装置，该电子装置包括上述有机电致发光器件。如图2所示，该电子装置400例如可以为显示装置、照明装置、光通讯装置或者其他类型的电子装置，例如可以包括但不限于电脑屏幕、手机屏幕、电视机、电子纸、应急照明灯、光模块等。由于该电子装置具有上述有机电致发光器件，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。
以下，通过实施例对本申请进一步详细说明。但是，下述实施例仅是本申请的例示，而并非限定本申请。
含氮化合物的制备方法
本申请含氮化合物通过如下合成路线得到：
Figure BDA0002818856990000311
sub A-I、sub B-I和sub C-I在冰醋酸中回流反应得到目标化合物。
其中，sub B-I的合成路线为：
Figure BDA0002818856990000312
Figure BDA0002818856990000321
合成步骤：
(1)醛基取代的邻溴碘苯(原料a-i)和乙二醇在甲苯溶剂中经对甲苯磺酸催化，将醛基保护，生成中间体b-i。其中原料a-i可以参照CN103517907A以甲氧羰基取代的邻溴碘苯经由两步反应合成，甲氧羰基取代的邻溴碘苯为商业可得的原料。
(2)中间体b-i和氯代苯硼酸经Pd(PPh3)4催化的Suzuki反应，生成中间体c-i；
(3)中间体c-i在低温下经正丁基锂的处理生成有机锂试剂，该有机锂试剂和金刚烷酮的羰基发生羰基加成反应，生成三级醇，即中间体d-i；
(4)中间体d-i在冰醋酸溶剂中，经浓硫酸催化关环，同时脱保护基生成中间体e-i；
(5)中间体e-i和二芳基取代的胺发生Buchwald反应，生成sub B-I。
具体合成示例如下：
1、中间体b-i的合成：
Figure BDA0002818856990000322
向装有分水器的500mL的三口瓶中，依次加入原料a-1(31.09g，100mmol)，乙二醇(12.42g，200mmol)，对甲苯磺酸(1.72g，10mmol)和甲苯(310mL)，开启搅拌和加热，升温至回流反应16h。待体系冷却至室温后，将反应液倒入饱和碳酸氢钠水溶液(70mL)中，充分搅拌30min；用二氯甲烷萃取(150mL×3)，有机相用无水硫酸镁干燥后，减压蒸馏出去溶剂，得粗品；使用正庚烷/二氯甲烷作为流动相对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到淡黄色油状产物中间体b-1(32.66g；收率92％)。
使用a-2，参照合成中间体b-1类似的方法合成中间体b-2，a-2和b-2的结构及其收率如表1所示。
表1：中间体b-1至中间体i-1的合成
Figure BDA0002818856990000323
Figure BDA0002818856990000331
2、中间体c-i的合成：
Figure BDA0002818856990000332
向500mL三口瓶中，依次加入中间体b-1(32.66g，92mmol)、4-氯苯硼酸(15.11g，96.6mmol)、四(三苯基膦)钯(2.13g，1.84mmol)、碳酸钾(26.70g，193.2mmol)、四丁基溴化铵(5.93g；18.4mmol)加入烧瓶中，并加入甲苯(330mL)、乙醇(80mL)和水(80mL)的混合溶剂，氮气保护下，升温至80℃搅拌反应8小时；冷却至室温，停止搅拌，反应液水洗后分离有机相，使用无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂，得到粗品；使用正庚烷/作为流动相对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体c-1(21.87g；收率70％)。
使用与合成中间体c-1类似的方法，使用表2中的b-i所示的化合物替代中间体b-1，原料i替代4-氯苯硼酸，合成中间体c-2至中间体c-6，其收率如表2所示。
表2：中间体c-2至中间体c-6的合成
Figure BDA0002818856990000333
4、中间体d-i的合成
Figure BDA0002818856990000341
向1000mL三口瓶中，加入中间体c-1(21.87g，64.40mmol)和四氢呋喃(390mL)，氮气保护下，将体系降温至-78℃；于搅拌条件下，滴加正丁基锂(2.0M)的正己烷溶液(35.5mL，71mmol)，滴加完毕后保温(-78℃)搅拌1小时；保持-78℃滴加金刚烷酮(9.67g，64.40mmol)的四氢呋喃(50mL)溶液，滴加完毕后保温(-78℃)1小时后，让体系自然升温至室温；向体系中加水淬灭反应，用二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂得到粗品；使用正庚烷/二氯甲烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体产物中间体d-1(13.68g；产率50％)。
使用与合成中间体d-1类似的方法，使用表3中所示的c-i替代中间体c-1，合成中间体d-2至中间体d-6，其收率如表3所示。
表3：中间体d-2至中间体d-6的合成
Figure BDA0002818856990000342
Figure BDA0002818856990000351
4、中间体e-i的合成
Figure BDA0002818856990000352
向250mL三口瓶中加入中间体d-1(13.68g，32.20mmol)和冰醋酸(140mL)，氮气保护下缓慢滴加浓硫酸(98％)(0.35mL，6.44mmol)的醋酸(10mL)溶液，滴加完毕后升至80℃，搅拌2小时；待体系降至室温，向反应体系中加入100mL去离子水并充分搅拌1小时，过滤，滤饼用水和乙醇充分淋洗至中性，烘干得到粗品；使用正庚烷/二氯甲烷体系对粗品进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体中间体e-1(7.86g；产率70％)。
使用与合成中间体e-1相似的方法，以下表4中d-i替代中间体d-1，合成中间体e-2至e-6，其收率如表4所示。
表4：中间体e-2至中间体e-6的合成
Figure BDA0002818856990000353
Figure BDA0002818856990000361
5、sub B-I的合成
Figure BDA0002818856990000362
向250mL三口瓶中依次加入中间体e-1(7.86g，22.54mmol)，N-苯基-4-二苯并呋喃胺(6.14g，23.67mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3；0.42g，0.45mmol)、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯(S-Phos；0.37g，0.90mmol)、叔丁醇钠(4.55g，47.34mmol)和甲苯(120mL)，氮气保护条件下于110℃回流搅拌反应6小时；待体系降至室温，反应液倒入250mL去离子水中，用二氯甲烷萃取(150mL×3)，合并有机相并用无水硫酸镁干燥，减压条件下除去溶剂得到粗品；粗品使用正庚烷/二氯甲烷体系进行硅胶柱色谱提纯，得到白色固体subB-1(10.31g；产率80％)。
使用上述类似的方法，以下表5中e-i替代中间体e-1，以反应物ii替代N-苯基-4-二苯并呋喃胺，合成中间体sub B-2至sub B-23，其收率如表5所示。
表5：中间体sub B-2至sub B-23的合成
Figure BDA0002818856990000363
Figure BDA0002818856990000371
Figure BDA0002818856990000381
Figure BDA0002818856990000391
注：反应物ii可由芳香胺和相应的卤代物通过Buchwald-Hartwig反应获得。
6、化合物的合成
Figure BDA0002818856990000392
向250mL三口烧瓶中，依次加入1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮(4.26g，20.29mmol)、中间体sub B-1(11.6g，20.29mmol)、苯胺(2.84g，30.44mmol)、乙酸铵(7.82g，101.45mmol)和冰醋酸(120mL)，氮气保护下升温至回流搅拌反应24小时；冷却至室温，停止搅拌，将反应液倒入250mL的水中，有大量灰色固体析出；抽滤，滤饼用去离子水洗至中性；滤饼用二氯甲烷溶解后，加入无水硫酸镁干燥；过滤，减压蒸馏除去溶剂，得到粗品；使用正庚烷/二氯甲烷体系作为流动相对粗品进行硅胶柱色谱提纯，最终得到白色固体产物化合物10(11.9g；收率70％)。化合物10的核磁数据，1H-NMR(CDCl3,400MHz):δppm 9.26(d,2H),9.15(d,1H),8.70(d,1H),8.01(d,1H),7.82(dd,2H),7.60-7.57(m,2H),7.47-7.45(m,9H),7.36-7.28(m,3H),7.20(t,1H),7.15(d,1H),7.02(s,1H),6.90-6.85(m,3H),6.36-6.33(m,2H),2.91(d,2H),2.61(d,2H),2.42(s,1H),2.16(s,1H),1.90(s,2H),1.77(d,2H),1.69(d,2H),1.60(s,2H)。
以下表6中sub A-I替代1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮，sub B-I替代sub B-1，subC-I替代苯胺，使用上述类似的方法合成表6的化合物：
表6：化合物及其收率
Figure BDA0002818856990000401
Figure BDA0002818856990000411
Figure BDA0002818856990000421
Figure BDA0002818856990000431
其中，化合物428的核磁数据：1H-NMR(CDCl3,400MHz):δppm 8.66(d,1H),8.53(d,1H),8.41(d,1H),8.26(d,1H),8.16(d,1H),7.90(t,2H),7.67(d,1H),7.65-7.47(m,5H),7.44-7.37(m,3H),7.43(t,1H),7.40-7.32(m,4H),7.30-7.24(m,2H),7.13-7.10(m,2H),6.98(d,1H),6.93(t,1H),6.85(d,2H),6.80(d,1H),2.80(s,3H),2.61(d,2H),2.31(d,2H),1.96(s,1H),1.60(s,3H),1.47(d,2H),1.39(d,2H),1.30(s,2H)。
对以上化合物进行质谱分析，数据如表7所示：
表7：部分化合物的质谱分析数据
化合物 质谱 化合物 质谱
化合物10 m/z＝838.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物47 m/z＝798.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物21 m/z＝824.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物108 m/z＝900.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物43 m/z＝854.3[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物162 m/z＝848.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物60 m/z＝864.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物282 m/z＝838.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物168 m/z＝928.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物337 m/z＝866.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物221 m/z＝914.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物414 m/z＝898.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物237 m/z＝824.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物428 m/z＝810.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物265 m/z＝930.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物526 m/z＝938.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物301 m/z＝849.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物550 m/z＝801.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物318 m/z＝892.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物388 m/z＝836.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物377 m/z＝852.3[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物500 m/z＝928.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
化合物530 m/z＝878.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup> 化合物546 m/z＝847.4[M<sup>+</sup>H]<sup>+</sup>
蓝色有机电致发光器件制备及评估
实施例1
通过以下过程制备阳极：将ITO厚度为
Figure BDA0002818856990000432
的基板(康宁制造)切割成40mm×40mm×0.7mm的尺寸，采用光刻工序，将其制备成具有阴极搭接区域、阳极以及绝缘层图案的实验基板，利用紫外臭氧以及O2:N2等离子进行表面处理，以增加阳极(实验基板)的功函数和清除浮渣。
在实验基板(阳极)上真空蒸镀一层HAT-CN以形成厚度为
Figure BDA0002818856990000443
的空穴注入层(HIL)，接着在空穴注入层上真空蒸镀NPAPF，以形成厚度为
Figure BDA0002818856990000444
的空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层上蒸镀一层α,β-TNB，形成厚度为
Figure BDA0002818856990000445
的电子阻挡层(EBL)。
以α,β-ADN作为主体材料，同时以化合物10作为客体材料(掺杂剂)，主体材料和客体材料以30:3的膜厚比形成厚度为
Figure BDA0002818856990000446
的混合膜层作为有机电致发光器件的有机发光层(EML)。
在有机发光层上将BP4mPy和LiQ以2:1的膜厚比同时进行蒸镀，形成
Figure BDA0002818856990000448
厚的电子传输层(ETL)，接着将Mg:LiF按照1:1的膜厚比进行共蒸，以形成厚度为
Figure BDA0002818856990000447
的电子注入层(EIL)，然后将镁(Mg)和银(Ag)以1:9的蒸镀速率混合，真空蒸镀在电子注入层上，形成厚度为
Figure BDA0002818856990000449
的阴极。
此外，在上述阴极上作为保护层蒸镀一层厚度为
Figure BDA00028188569900004410
的CP-1，形成覆盖层(CPL)，从而完成有机发光器件的制造。
其中，HAT-CN、NPAPF、α,β-TNB、α,β-ADN、BP4mPy以及CP-1的结构式如下：
Figure BDA0002818856990000441
实施例2-23
除了在形成有机发光层(EML)时各自使用表8中所示的化合物替代化合物10作为客体材料(掺杂剂)以外，采用与实施例1相同的方法制作有机电致发光器件。
比较例1-比较例4
在所述比较例1-比较例4中，除了在形成发光层(EML)时分别使用化合物A、化合物B及化合物C作为客体材料(掺杂剂)替代化合物10之外，采用与实施例1相同的方法制造有机电致发光器件。
其中，化合物A、化合物B、化合物C和化合物D的结构式如下：
Figure BDA0002818856990000442
Figure BDA0002818856990000451
对所制备的有机电致发光器件进行性能测试，具体测试结果参见表7。其中，驱动电压、电流效率、外量子效率和色坐标是在10mA/cm2的电流密度下测试的；LT95(T95寿命)是在20mA/cm2的电流密度下测试的。
表8有机电致发光器件的性能测试结果
Figure BDA0002818856990000452
根据上述表8的结果可知，相较于比较例1-4的有机电致发光器件，实施例1-23的有机电致发光器件在保证在有较低的驱动电压的情况下，显著提升了电流效率和器件寿命；其中电流效率至少提高了8.5％，器件寿命至少提高了11.8％。这表明，本申请提供的含氮化合物应用于有机电致发光器件的有机发光层时，可以提高有机电致发光器件的电流效率和器件寿命，改善有机电致发光器件的性能。

Claims (12)

1.一种含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构式如化学式1所示：
Figure FDA0002818856980000011
其中，X1和X2相同或不同，且各自独立地选自C(H)或者N；
Ar1、Ar2和Ar3相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6-30的取代或未取代的芳基、碳原子数为3-30的取代或未取代的杂芳基；
Ar1、Ar2和Ar3中的取代基选自氘、卤素基团、氰基、碳原子数为1～10的卤代烷基、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的氘代烷基、碳原子数为3～10的环烷基、碳原子数为1～10的烷氧基、碳原子数为1～10的烷硫基、碳原子数为3～12的三烷基硅基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～18的杂芳基、碳原子数为6～18的芳氧基、碳原子数为6～18的芳硫基、碳原子数为18～24的三芳基硅基；任选地，任意两个相邻的取代基形成环。
2.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物的结构式为如下化学式所示的任意一种：
Figure FDA0002818856980000012
Figure FDA0002818856980000021
3.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自碳原子数为6～25的取代或未取代的芳基或碳原子数为5～20的取代或未取代的杂芳基；
优选地，Ar1和Ar2中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～4的烷硫基、碳原子数为1～4的氟代烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为5～12的杂芳基、碳原子数为3～7的三烷基硅基、三苯基硅基。
4.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自取代或者未取代的基团W1，其中，未取代的基团W1选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002818856980000022
取代的基团W1中包括一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、金刚烷基、苯基、萘基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、吡啶基、喹啉基、三甲基硅基，且当取代的W1中的取代基数量为2个以上时，任意两个取代基之间相同或者不同，且任意相邻的两个取代基成环或者不成环。
5.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar1和Ar2相同或不同，且各自独立地选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002818856980000023
Figure FDA0002818856980000031
6.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar3选自碳原子数为6～18的取代或未取代的芳基或碳原子数为5～15的取代或未取代的杂芳基；
优选地，Ar3中的取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的氟代烷基、碳原子数为1～4的氘代烷基、碳原子数为5～10的环烷基、碳原子数为6～12的芳基、碳原子数为3～7的三烷基硅基。
7.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar3选自取代或者未取代的基团W2，其中，未取代的基团W2选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002818856980000032
取代的基团W2中包括一个或两个以上的取代基，取代基各自独立地选自氘、氟、氰基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、甲硫基、三氟甲基、三氘代甲基、环戊基、环己基、苯基、萘基、三甲基硅基；当取代的W2中的取代基数量为2个以上时，任意两个取代基之间相同或者不同，且任意相邻的两个取代基成环或者不成环。
8.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，Ar3选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002818856980000033
9.根据权利要求1所述的含氮化合物，其特征在于，所述含氮化合物选自如下化合物所组成的组：
Figure FDA0002818856980000034
Figure FDA0002818856980000041
Figure FDA0002818856980000051
Figure FDA0002818856980000061
Figure FDA0002818856980000071
Figure FDA0002818856980000081
Figure FDA0002818856980000091
Figure FDA0002818856980000101
Figure FDA0002818856980000111
Figure FDA0002818856980000121
Figure FDA0002818856980000131
Figure FDA0002818856980000141
Figure FDA0002818856980000151
Figure FDA0002818856980000161
Figure FDA0002818856980000171
Figure FDA0002818856980000181
Figure FDA0002818856980000191
Figure FDA0002818856980000201
Figure FDA0002818856980000211
Figure FDA0002818856980000221
10.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，以及设于所述阳极和所述阴极之间的功能层；所述功能层包含权利要求1～9任一项所述的含氮化合物。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述功能层包括有机发光层，所述有机发光层包括所述的含氮化合物；
优选地，所述有机发光层包含主体材料和客体材料，所述客体材料包括所述的含氮化合物。
12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求10或11所述的有机电致发光器件。
CN202011412194.8A 2020-12-04 2020-12-04 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置 Active CN112480011B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011412194.8A CN112480011B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011412194.8A CN112480011B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112480011A true CN112480011A (zh) 2021-03-12
CN112480011B CN112480011B (zh) 2022-09-13

Family

ID=74938280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011412194.8A Active CN112480011B (zh) 2020-12-04 2020-12-04 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112480011B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021218491A1 (zh) * 2020-04-27 2021-11-04 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113937231A (zh) * 2021-08-26 2022-01-14 陕西莱特迈思光电材料有限公司 有机电致发光器件和电子装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108774177A (zh) * 2018-05-29 2018-11-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种含苯并芴化合物及其有机发光器件
CN108774175A (zh) * 2018-05-29 2018-11-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种含芴化合物及其有机发光器件
CN111138298A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN111454197A (zh) * 2019-12-31 2020-07-28 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN111646983A (zh) * 2019-12-30 2020-09-11 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN111777517A (zh) * 2020-04-30 2020-10-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN111925315A (zh) * 2020-04-07 2020-11-13 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、使用其的有机致电发光器件及电子装置
CN111961038A (zh) * 2020-07-20 2020-11-20 陕西莱特光电材料股份有限公司 化合物、有机致电发光器件及电子装置
CN111995533A (zh) * 2020-04-27 2020-11-27 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108774177A (zh) * 2018-05-29 2018-11-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种含苯并芴化合物及其有机发光器件
CN108774175A (zh) * 2018-05-29 2018-11-09 长春海谱润斯科技有限公司 一种含芴化合物及其有机发光器件
CN111646983A (zh) * 2019-12-30 2020-09-11 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN111138298A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN111454197A (zh) * 2019-12-31 2020-07-28 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN111925315A (zh) * 2020-04-07 2020-11-13 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、使用其的有机致电发光器件及电子装置
CN111995533A (zh) * 2020-04-27 2020-11-27 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN111777517A (zh) * 2020-04-30 2020-10-16 陕西莱特光电材料股份有限公司 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN111961038A (zh) * 2020-07-20 2020-11-20 陕西莱特光电材料股份有限公司 化合物、有机致电发光器件及电子装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021218491A1 (zh) * 2020-04-27 2021-11-04 陕西莱特光电材料股份有限公司 含氮化合物、电子元件和电子装置
US11655206B2 (en) 2020-04-27 2023-05-23 Shaanxi Lighte Optoelectronics Material Co., Ltd. Nitrogen-containing compound, electronic element, and electronic device
CN113937231A (zh) * 2021-08-26 2022-01-14 陕西莱特迈思光电材料有限公司 有机电致发光器件和电子装置
CN113937231B (zh) * 2021-08-26 2024-03-19 陕西莱特迈思光电材料有限公司 有机电致发光器件和电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112480011B (zh) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111777517B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN112300055B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113735719B (zh) 一种有机化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN113651826B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN113233987B (zh) 一种含氮化合物及包含其的电子元件和电子装置
KR20220007898A (ko) 유기 화합물, 유기 전계 발광 소자 및 전자 장치
CN112759582B (zh) 一种含氮化合物以及使用其的电子元件和电子装置
CN113321589B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN113735861B (zh) 有机化合物及使用其的电子元件和电子装置
CN113004287B (zh) 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN113121588B (zh) 一种有机化合物及包含其的电子元件和电子装置
CN113121408B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN112159414B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN115304615B (zh) 杂环化合物及有机电致发光器件和电子装置
CN112266371A (zh) 含氮化合物以及电子元件和电子装置
CN112480011B (zh) 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN113173858A (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN115784904A (zh) 含氮化合物和电子元件及电子装置
WO2022100194A1 (zh) 含氮化合物、有机电致发光器件和电子装置
CN113937231A (zh) 有机电致发光器件和电子装置
CN113549059A (zh) 有机化合物及包含其的电子器件和电子装置
CN115521242B (zh) 有机化合物和电子元件及电子装置
CN113651703B (zh) 有机化合物、电子元件和电子装置
CN114149443B (zh) 含氮化合物、电子元件和电子装置
CN114933571A (zh) 有机化合物、电子元件和电子装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant