有机铱金属配合物及其制备方法和应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310574704.5

申请日:

2013.11.15

公开号:

CN104628781A

公开日:

2015.05.20

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07F 15/00申请公布日:20150520|||公开

IPC分类号:

C07F15/00; C09K11/06; H01L51/54

主分类号:

C07F15/00

申请人:

海洋王照明科技股份有限公司; 深圳市海洋王照明技术有限公司; 深圳市海洋王照明工程有限公司

发明人:

周明杰; 王平; 张娟娟; 冯小明

地址:

518052广东省深圳市南山区南海大道海王大厦A座22层

优先权:

专利代理机构:

深圳中一专利商标事务所44237

代理人:

张全文

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内容摘要

本发明适用于有机电致发光材料领域,提供了一种有机铱金属配合物及其制备方法和应用。该机铱金属配合物的结构通式如下所示,其中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。其制备方法包括:制备含铱氯桥二聚物;将含铱氯桥二聚物与化合物C进行配体交换反应制备分子结构通式(Ⅰ)的有机铱金属配合物。上述有机铱金属配合物具有高的蓝光色纯度和发光效率。

权利要求书

权利要求书
1.  一种有机铱金属配合物,其结构通式如下所示: 

其中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。 

2.  如权利要求1所述的有机铱金属配合物,其特征在于:所述烷基或烷氧基为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或烷氧基。 

3.  一种有机铱金属配合物的制备方法,包括下述步骤: 
提供如下结构通式的化合物A、C, 

在无氧环境中,将所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流反应,生成如下结构通式的含铱氯桥二聚物B; 

在无氧环境中,将上述含铱氯桥二聚物B与辅助配体源化合物C在反应溶剂中进行热回流反应,纯化,得到如下结构通式为(Ⅰ)的有机铱金属配合物, 

其中,化合物A、B、C和式(Ⅰ)中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。 

4.  如权利要求3所述的有机铱金属配合物的制备方法,其特征在于:所述烷基或烷氧基为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或烷氧基。 

5.  如权利要求3所述的有机铱金属配合物的制备方法,其特征在于:在所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流反应的步骤中,所述化合物A与水合三氯化铱的摩尔用量比为(2-3):1;和/或所述热回流反应的温度为100℃~135℃,反应时间为20h~25h。 

6.  如权利要求3~5任一所述的有机铱金属配合物的制备方法,其特征在于:在所述含铱氯桥二聚物B与辅助配体源化合物C在反应溶剂中进行热回流反应 的步骤中,所述含铱氯桥二聚物B与所述辅助配体源化合物C的摩尔用量比为1:(2.5~4);和/或所述热回流反应的温度为60℃~80℃,反应时间为20h~25h。 

7.  如权利要求3~5所述的有机铱金属配合物的制备方法,其特征在于:在所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流反应的步骤中,所述反应溶剂为有机溶剂/水混合液,其中,有机溶剂为2乙氧基乙醇、2-甲氧基乙醇中的至少一种;和/或 
在所述含铱氯桥二聚物B与辅助配体源化合物C在反应溶剂中进行热回流反应的步骤中,所述反应溶剂二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷中的至少一种。 

8.  如权利要求3~5所述的有机铱金属配合物的制备方法,所述化合物A的制备方法如下: 
提供如下结构通式的化合物D和E, 

在无氧环境中下,将化合物D和化合物E在含有有机钯金属催化剂、碱催化剂的反应溶剂中进行Suzuki偶联反应后,纯化得到生成化合物A; 
其中,上述结构式D中的R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种。 

9.  如权利要求8所述的有机铱金属配合物的制备方法,其特征在于:在Suzuki偶联反应步骤中,所述化合物D和化合物E的摩尔用量比为1:(1~1.5);和/或所述碱催化剂为碳酸钾、碳酸钠中的至少一种;和/或所述碱催化剂的摩尔用量为所述化合物D的1~3倍;和/或所述有机金属钯催化剂为四三苯基磷钯、二氯双三苯基磷钯中的至少一种;和/或所述有机金属钯催化剂的摩尔用量为所述化合物D的2~5%;和/或反应的温度为85℃~100℃,反应时间为6h~12h。 

10.  如权利要求1~2所述的有机铱金属配合物在有机电致发光器件、EL 冷光片或电化学池发光器件中的应用。 

说明书

说明书有机铱金属配合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于有机电致发光材料领域,尤其涉及一种有机铱金属配合物及其 制备方法和应用。
背景技术
有机电致发光是指有机材料在电场作用下,将电能直接转化为光能的一种 发光现象。早期由于有机电致发光器件的驱动电压过高、发光效率很低等原因 而使得对有机电致发光的研究处于停滞状态。直到1987年,美国柯达公司的 Tang等人发明了以8-羟基喹啉铝(Alq3)为发光材料,与芳香族二胺制成均匀致 密的高质量薄膜,制得了低工作电压、高亮度、高效率的有机电致发光器件, 开启了对有机电致发光材料研究的新序幕。但由于受到自旋统计理论的限制, 荧光材料的理论内量子效率极限仅为25%,如何充分利用其余75%的磷光来实 现更高的发光效率成了此后该领域中的热点研究方向。1997年,Forrest等发现 磷光电致发光现象,有机电致发光材料的内量子效率突破了25%的限制,使有 机电致发光材料的研究进入另一个新时期。
在随后的研究中,小分子掺杂型过渡金属的配合物成了人们的研究重点, 如铱、钌、铂等的配合物。这类配合物的优点在于它们能从自身的三线态获得 很高的发射能量,而其中金属铱(III)化合物,由于稳定性好,在合成过程中反 应条件温和,且具有很高的电致发光性能,在随后的研究过程中一直占着主导 地位。
为了使器件得到全彩显示,一般必须同时得到性能优异的红光、绿光和蓝 光材料。为了制造出令人满意的白光OLED,目前选用的还是以天蓝光的磷光 材料为主,如双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2'](2-吡啶甲酸)合铱[FIrpic]。尽管人 们对有机电致磷光材料铱金属配合物的研究一直在深入,对FIrpic结构进行各种 优化,但在蓝光磷光材料的发光色纯度、发光效率以及器件的效率衰减等方面 仍然存在瓶颈问题。因此,研发出高色纯度的蓝色磷光有机电致发光材料成为 拓展蓝光材料研究领域的一大难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机铱金属配合物,旨在解决现有有机铱金属 配合物的蓝光色纯度低和发光效率不高的技术问题。
本发明的另一目的在于提供一种产率高,易于操作和控制的有机铱金属配 合物制备方法。
本发明的又一目的在于提供上述有机铱金属配合物的应用。
本发明是这样实现的,一种有机铱金属配合物,其结构通式如下所示:

其中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的 氢原子或叔丁基中的一种。
以及,一种有机铱金属配合物的制备方法,包括下述步骤:
提供如下结构通式的化合物A、C,

在无氧环境中,将所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流 反应,生成如下结构通式的含铱氯桥二聚物B;

在无氧环境中,将上述含铱氯桥二聚物B与辅助配体源化合物C在反应溶 剂中进行热回流反应,纯化,得到如下结构通式为(Ⅰ)的有机铱金属配合物,

其中,化合物A、B、C和式(Ⅰ)中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧 基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。
以及,上述有机铱金属配合物在有机电致发光器件、EL冷光片或电化学池 发光器件中的应用。
本发明提供的有机铱金属配合物,以1以2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶为 环金属配体主体结构,以化合物C为辅助配体,赋予了该有机铱金属配合物高 的蓝光色纯度和发光效率。首先,该有机铱金属配合物主体结构中含有嘧啶基 结构,该嘧啶基结构有利于提高材料的LUMO能级;同时,主配体结构中的苯 环上具有强吸电子基—两个F基和氰基,其有利于降低材料的HOMO能级, 使材料发光波长有效蓝移,从而提高蓝光的色纯度;其次,嘧啶环上烷基或烷 氧基的引入,一方面烷基或烷氧基的给电子性质能获得合适的蓝光发光波长, 提高蓝光的色纯度,另一方面,不同长度的烷基或烷氧基链有利于增加其在有 机溶剂中的溶解性,并产生一定的空间位阻效应,从而减少金属原子间的直接 作用,减少三重态激子的自淬灭现象,提高材料的发光效率;再次,主配体结 构中苯环上的强吸电子基团氟基、氰基和辅助配体3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡 唑或3-三氟甲基-5-(4-叔丁基吡啶-2-基)吡唑的引入,能有效改善发光性能,有 利于蒸镀,增加成膜型并提高发光器件的稳定性。
上述有机铱金属配合物制备方法只需2-4步成熟类型的反应,使得目标产 物易合成,产率高,且其反应易于操作和控制,适合于工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例有机铱金属配合物制备方法的流程图;
图2是本发明实施例制备的双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟 甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物发射光谱图;
图3是以本发明实施例1制备的双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3- 三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物为有机电致发光材料的OLED结 构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以 下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述 的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种有机铱金属配合物,其结构通式如下所示:

其中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的 氢原子或叔丁基中的一种。
上述结构中,主配体上含有嘧啶基结构,该嘧啶基结构有利于提高材料的 LUMO能级;同时,主配体中还含有取代苯环,苯环上的强吸电子基团—两个 F基和氰基,其有利于降低材料的HOMO能级,由此,嘧啶基结构和取代苯基 结构的共同存在,提高了材料的HOMO-LUMO能级差,使得材料发光波长有 效蓝移,从而提高蓝光的色纯度。
上述结构中,为了进一步提高上述有机铱配合物的蓝光色纯度和发光效率, 在主配体结构中的嘧啶上的R1-R6处可引入一个或多个烷基或烷氧基。所述烷基 或烷氧基的引入位置和个数不受限制,可以是R1-R6中的任意一个或任意多个、 甚至R1-R6的全部位置。作为优选实施例,所述烷基或烷氧基为碳原子数为1-20 的直链或支链烷基或烷氧基。
因此,本发明实施例所述有机铱金属配合物的环金属主配体至少可以为以 下结构:


上述结构中,n=1~20。
上述烷基或烷氧基的引入,一方面,烷基或烷氧基的给电子性质能获得合 适的蓝光发光波长,提高蓝光的色纯度;另一方面,该不同长度的烷基或烷氧 基链有利于增加其在有机溶剂中的溶解性,同时产生一定的空间位阻效应,从 而减少金属原子间的直接作用,减少三重态激子的自淬灭现象,提高材料的发 光效率。
主配体结构中苯环上的强吸电子基团氟基、氰基和辅助配体化合物C,即 3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑或3-三氟甲基-5-(4-叔丁基吡啶-2-基)吡唑的引入 可以改善发光性能,有利于蒸镀,增加成膜型并提高发光器件的稳定性。
由此,上述分子结构通式(Ⅰ)的有机铱金属配合物,以1以2-(2',4'-二氟 -3'-氰基苯基)嘧啶为环金属配体主体结构,以化合物C为辅助配体,赋予了该 有机铱金属配合物高的蓝光色纯度和发光效率。首先,该有机铱金属配合物主 体结构中含有嘧啶基结构,该嘧啶基结构有利于提高材料的LUMO能级;同时, 主配体结构中的苯环上具有强吸电子基—两个F基和氰基,其有利于降低材料 的HOMO能级,使材料发光波长有效蓝移,从而提高蓝光的色纯度;其次,嘧 啶环上烷基或烷氧基的引入,一方面烷基或烷氧基的给电子性质能获得合适的 蓝光发光波长,提高蓝光的色纯度,另一方面,不同长度的烷基或烷氧基链有 利于增加其在有机溶剂中的溶解性,并产生一定的空间位阻效应,从而减少金 属原子间的直接作用,减少三重态激子的自淬灭现象,提高材料的发光效率; 再次,主配体结构中苯环上的强吸电子基团氟基、氰基和辅助配体化合物C的 引入可以改善发光性能,有利于蒸镀,增加成膜型并提高发光器件的稳定性。
相应地,本发明实施例还提供了一种可以用于制备上述分子结构通式(Ⅰ) 的有机铱金属配合物的方法,其制备方法流程如图1所示。该有机铱金属配合 物制备方法包括如下步骤:
S01.提供如下结构通式的化合物A、C,

S02.在无氧环境中,将所述化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热 回流反应,生成如下结构通式的含铱氯桥二聚物B;

S03.在无氧环境中,将上述含铱氯桥二聚物B与辅助配体源化合物C在 反应溶剂中进行热回流反应,纯化,得到如下结构通式为(Ⅰ)的有机铱金属 配合物,

其中,化合物A、B、C和式(Ⅰ)中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧 基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。
具体地,上述步骤S01中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少 一种所述烷基或烷氧基为碳原子数为1-20的直链或支链烷基或烷氧基。由于化 合物A是上述实施例有机铱金属配合物的环金属配体主体结构。因此,化合物A 至少具有上述有机铱金属配合物主配体A的(A1)至(A18)的结构式,为了 节约篇幅,在此不再赘述。
作为优选实施例,所述化合物A的制备方法如下:
S011.提供如下结构通式的化合物D和E,

S012.在无氧环境中下,将化合物D和化合物E在含有有机钯金属催化剂、 碱催化剂的反应溶剂中进行Suzuki偶联反应后,纯化得到生成化合物A;
其中,上述结构式D中的R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一 种。
具体地,上述步骤S011中,化合物D中的R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷 氧基中的至少一种,化合物D和化合物E均可以直接市购或者按照有机化学的基 本原理进行制备获得。
上述化合物C中,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种,也就意味着化合 物C为3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑或3-三氟甲基-5-(4’-叔丁基吡啶-2'-基)吡 唑中的一种。上述化合物C可以直接市购或者按照有机化学的基本原理进行制 备获得。
上述步骤S012中,作为优选实施例,所述无氧环境可以选用惰性气氛环 境,所述惰性气氛可以选用常用的惰性气体氛围,如氩气气氛等。
在利用化合物D、化合物E制备化合物A的Suzuki偶联反应中,该Suzuki 耦联反应的条件可以直接按照现有常规的Suzuki耦联反应的条件进行设置。为 了提高化合物D与化合物E之间的Suzuki耦联反应速率,提高化合物A的产 率,在优选实施例中,该Suzuki耦联反应的条件设置为:反应温度为 85℃~100℃,反应时间为6h~12h。
另外,该Suzuki偶联反应中的化合物D与和化合物E的用量可以直接按 照两者的化学反应式中比例添加。为了促使化合物D与和化合物E之间的 Suzuki耦联反应速率,提高化合物A的产率,在优选实施例中,反应物化合物 D与和化合物E的摩尔用量比为1:(1~1.5)。在另一优选实施例中,所述化合 物D在反应溶剂中的浓度范围为0.1~0.2mol/L。
上述步骤S012中,所述反应溶剂可选用有机溶剂与水的混合溶剂,作为 优选实施例,所述有机溶剂与水的体积比优选为2:1,其中,所述有机溶剂可选 用DMF、甲苯中的至少一种。
该Suzuki偶联反应中,所述碱催化剂保证了Suzuki偶联反应的顺利进行, 作为优选实施例,碱催化剂可以通过Suzuki偶联反应常用的碱性化合物提供, 如碳酸钾、碳酸钠中的一种或两种以上的复合物。作为另一优选实施例,所述 碱催化剂的摩尔用量为化合物D摩尔用量的1~3倍。
Suzuki耦联反应中,为了提高Suzuki耦联反应的反应速率,反应体系中加 入了有机金属钯催化剂。作为优选实施例,所述有机金属钯催化剂可选用四三 苯基膦钯、二氯双三苯基膦钯中的至少一种。作为另一优选实施例,所述有机 金属钯催化剂的摩尔用量是化合物D摩尔量的2~5%。
经过合成反应得到化合物A后,由于反应液中除了产物化合物A外还不可 避免的存在其他杂质,作为本发明优选实施例,可对反应液中的粗产物进行柱 色谱分离纯化处理,提高化合物A的纯度。作为具体优选实施例,所述柱色谱 分离纯化处理以乙酸乙酯/正己烷混合液作为洗脱剂、采用硅胶柱色谱柱进行。 作为具体优选实施例,硅胶柱色谱分离纯化过程中,洗脱剂乙酸乙酯/正己烷混 合液中乙酸乙酯与正己烷的体积比为1:(5~10)。
上述各优选实施例能进一步提高Suzuki耦联反应速率,同时提高化合物A 的产率。当然,应当理解,上述各优先实施例可以在不同具体实施例中单独存 在,也可以以任意组合或同时存在于同一具体实施例中。
制备上述化合物A的化学反应式如下式a所示:

式a
上述步骤S02中,上述将化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回 流反应步骤中,为了获得产率和纯度均较高的含铱氯桥二聚物B,所述热回流 反应的温度为100℃~135℃,反应时间为20h~25h。
作为优选实施例,上述S02步骤中,所述无氧环境可以通过选用惰性气氛 环境实现,所述惰性气氛可以选用常用的惰性气体氛围,如氩气气氛等。
另外,上述将化合物A与水合三氯化铱在反应溶剂中进行热回流反应步骤 中,化合物A与水合三氯化铱的用量可根据两者的化学反应式进行添加。为了 提高化合物A与水合三氯化铱的反应速率、促进化学反应迅速地向生成产物的 方向进行,作为优选实施例,所述化合物A与水合三氯化铱的摩尔用量比为 (2-4):1。在另一优选实施例中,所述反应溶剂中水合三氯化铱的摩尔浓度为 0.0167~0.05mol/L。
上述步骤S02中,所述反应溶剂可选用有机溶剂与水的混合溶剂,作为优 选实施例,所述有机溶剂与水的体积比优选为3:1,其中,所述有机溶剂可选用 2-乙氧基乙醇、2-甲氧基乙醇中的至少一种。
上述优选实施例是为了进一步提高化合物A与水合三氯化铱的反应效率和 提高化合物A的产率。当然,应当理解,上述各优先实施例可以在不同具体实 施例中单独存在,也可以以任意组合或同时存在于同一具体实施例中。
上述步骤S02的化学反应式如下式b所示:

式b
在上述步骤S03中,在所述配体交换反应步骤中,反应条件可以参照常见 配体交换反应中的反应条件参数。为了提高本发明实施例中氯桥二聚物B与化 合物C的反应效率,得到高产量的有机铱金属配合物,作为优选实施例,反应 温度为100℃~135℃,反应时间为20h~25h。
作为优选实施例,上述S03步骤中,所述无氧环境可以通过选用惰性气氛 环境实现,所述惰性气氛可以选用常用的惰性气体氛围,如氩气气氛等。
另外,在所述配体交换反应步骤中,所述氯桥二聚物B与化合物C的用量 可根据两者的化学反应式进行添加,在优选实施例中,为了促使反应向生成产 物的一端进行,从而提高有机铱金属配合物的产率,作为优选实施例,所述含 铱氯桥二聚物B与所述辅助配体源化合物C的摩尔用量比为1:(2.5~4)。作为 另一优选实施例,所述反应溶剂中含铱氯桥二聚物B的摩尔浓度为0.01~0.0167 mol/L;
在所述配体交换反应步骤中,作为优选实施例,述反应溶剂是有机溶剂/ 乙醇,其中,有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷中的至少一种。 作为优选实施例,所述有机溶剂与乙醇的体积比为3:1。
作为具体优选实施例,为了获得纯度高的有机铱金属配合物,经过上述配 体交换反应后需对反应液中的粗产品进行纯化处理。所述纯化处理采用硅胶柱 色谱分离纯化方式,其中,洗脱剂为二氯甲烷。
上述步骤S03的配体交换反应化学反应式如式c所示:

式c
当然,应当理解,上述各优先实施例可以在不同具体实施例中单独存在, 也可以以任意组合或同时存在于同一具体实施例中。
上述有机铱金属配合物制备方法只需将反应物进行热回流反应即可,只需 2-4步的成熟反应无需特殊的设备和环境要求,其制备方法工艺简单,产率高, 且条件温和,易于操作和控制,适合于工业化生产。
由于上述实施例提供的有机铱金属配合物以2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶 为环金属配体主体结构,以化合物C为辅助配体,因此具有高的蓝光色纯度和 发光效率。首先,该有机铱金属配合物主体结构中含有嘧啶基结构,该嘧啶基 结构有利于提高材料的LUMO能级;同时,主配体结构中的苯环上具有强吸电 子基—两个F基和氰基,其有利于降低材料的HOMO能级,使材料发光波长 有效蓝移,从而提高蓝光的色纯度;其次,嘧啶环上烷基或烷氧基的引入,一 方面烷基或烷氧基的给电子性质能获得合适的蓝光发光波长,提高蓝光的色纯 度,另一方面,不同长度的烷基或烷氧基链有利于增加其在有机溶剂中的溶解 性,并产生一定的空间位阻效应,从而减少金属原子间的直接作用,减少三重 态激子的自淬灭现象,提高材料的发光效率;再次,主配体结构中苯环上的强 吸电子基团氟基、氰基和化合物C的引入,能有效改善发光性能,有利于蒸镀, 增加成膜型并提高发光器件的稳定性。因此,上述有机铱金属配合物可以作为 蓝色电致磷光材料在有机电致发光器件、EL冷光片或电化学池发光器件中的应 用。在应用过程中,可以将本发明实施例有机铱金属配合物作为发光层或者与 其他发光材料复合使用,制备出具有发光稳定,且发光效率高的电致发光器件。
具体地,当上述实施例有机铱金属配合物作为蓝光电致磷光在有机电致发 光器件(有机电致发光二极管,OLED),该有机电致发光器件包括衬底层、 第一电极层、有机功能层和第二电极层。其中,有机功能层包括层叠设置的空 穴传输层、至少一发光层和电子传输层,该发光层的发光材料含有上述实施例 有机铱金属配合物。
当然,该红光有机电致发光器件或白光有机电致发光器件的有机功能层还 可以包括空穴注入层、电子注入层、空穴阻挡层、电子阻挡层等功能层中的数 种,该功能层按照常规层叠设置即可。该有机电致发光器件的发光层中含有上 述实施例有机铱金属配合物,其他各层结构的材料选用本领域公知材料即可, 其制备方法也可以按照本领域现有方法制备。
具体地,当上述实施例有机铱金属配合物作为红色电致磷光材料在电化学 池发光器件中的应用时,该电化学池发光器件包括阳极、阴极以及设置在该阳 极、阴极之间的至少一发光层,该发光层的发光材料含有上述实施例有机铱金 属配合物。其中,该电化学池发光器件的发光层中含有上述实施例有机铱金属 配合物,阳极、阴极的材料选用本领域公知材料即可,其制备方法也可以按照 本领域现有方法制备。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑)合 铱金属配合物及其制备方法
(1)2-频哪醇硼酸酯基-9,9’-螺双芴的合成
2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的合成
氮气保护下,1.59g(10mmol)2-溴嘧啶、2.20g(12mmol)2,4-二氟-3-氰基苯 硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于40mL甲苯中,随后往反应体系 中滴加20mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热,在100℃温度状态下 搅拌反应6h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中性,无水 硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/6的乙酸乙酯 和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体1.04g,收率为47.9%。 其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):217.0(M+);元素分析:C11H5F2N3;理论值:C,60.83;H, 2.32;F,17.50;N,19.35;实测值:C,60.88;H,2.24;F,17.56;N,19.32。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.54g(2.5mmol)2-(2',4'-二 氟-3'-氰基苯基)嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中,加 热至135℃回流状态下搅拌反应20h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加入 适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.36g, 收率为54.5%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所述:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2'- 基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.66g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的含铱 二氯二聚体和0.32g(1.5mmol)3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑溶于30mL体积 比为3:1的二氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至60℃状态下,搅拌反应 25h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗脱剂对粗产物进行硅胶 柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.57g,收率为68.1%。其化学反应式 如下所述:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2'- 基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):837.1(M+);元素分析:C31H13F7IrN9;理论值:C,44.50; H,1.57;F,15.89;Ir,22.97;N,15.07;实测值:C,44.56;H,1.53;F,15.85;Ir,22.95; N,15.11。该数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯 基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱。
实施例2:
双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'- 基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的合成
氮气保护下,1.59g(10mmol)2-溴嘧啶、2.20g(12mmol)2,4-二氟-3-氰基苯 硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于40mL甲苯中,随后往反应体系 中滴加20mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热,在100℃温度状态下 搅拌反应6h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中性,无水 硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/6的乙酸乙酯 和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体1.04g,收率为47.9%。 其化学反应式如下所述:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):217.0(M+);元素分析:C11H5F2N3;理论值:C,60.83;H, 2.32;F,17.50;N,19.35;实测值:C,60.88;H,2.24;F,17.56;N,19.32。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.54g(2.5mmol)2-(2',4'-二 氟-3'-氰基苯基)嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中,加 热至135℃回流状态下搅拌反应20h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加入 适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.36g, 收率为54.5%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所述:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁 基吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.66g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)嘧啶的含铱 二氯二聚体和0.40g(1.5mmol)3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑溶于30 mL体积比为3:1的二氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至60℃状态下, 搅拌反应25h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗脱剂对粗产物 进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.53g,收率为59.4%。其化 学反应式如下所述:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基 吡啶-2'-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):893.1(M+);元素分析:C35H21F7IrN9;理论值:C,47.08; H,2.37;F,14.90;Ir,21.53;N,14.12;实测值:C,47.03;H,2.44;F,14.83;Ir,21.57; N,14.13。该数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯 基)嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱。
实施例3:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶 -2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶的合成
氮气保护下,1.73g(10mmol)2-溴-5-甲基嘧啶、1.83g(10mmol)2,4-二氟-3- 氰基苯硼酸和0.28g(0.4mmol)二氯双(三苯基磷)合钯溶于50mL DMF中,随后 往反应体系中滴加25mL含3.18g(30mmol)碳酸钠的水溶液。加热至90℃温度 状态下搅拌反应8h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中性, 无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/8的乙酸 乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.92g,收率为 39.8%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):231.1(M+);元素分析:C12H7F2N3;理论值:C,62.34;H, 3.05;F,16.43;N,18.17;实测值:C,62.37;H,3.02;F,16.47;N,18.14。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.46g(2mmol)2-(2',4'-二氟-3'- 氰基苯基)-5-甲基嘧啶溶于30mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中, 加热至125℃回流状态下搅拌反应22h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加 入适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.31g, 收率为45.0%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.69g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶 的含铱二氯二聚体和0.27g(1.25mmol)3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑溶于40 mL体积比为3:1的三氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至80℃状态下, 搅拌反应24h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗脱剂对粗产物 进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.48g,收率为55.5%。其化 学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡 啶-2-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):865.1(M+);元素分析:C33H17F7IrN9;理论值:C,45.83; H,1.98;F,15.38;Ir,22.23;N,14.58;实测值:C,45.76;H,2.03;F,15.44;Ir,22.15; N,14.62。该数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯 基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑)合铱。
实施例4:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4’- 叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶的合成
氮气保护下,1.73g(10mmol)2-溴-5-甲基嘧啶、1.83g(10mmol)2,4-二氟-3- 氰基苯硼酸和0.28g(0.4mmol)二氯双(三苯基磷)合钯溶于50mL DMF中,随后 往反应体系中滴加25mL含3.18g(30mmol)碳酸钠的水溶液。加热至90℃温度 状态下搅拌反应6h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中性, 无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/8的乙酸 乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.92g,收率为 39.8%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):231.1(M+);元素分析:C12H7F2N3;理论值:C,62.34;H, 3.05;F,16.43;N,18.17;实测值:C,62.37;H,3.02;F,16.47;N,18.14。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶的含铱二氯二聚体的合成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.46g(2mmol)2-(2',4'-二氟-3'- 氰基苯基)-5-甲基嘧啶溶于30mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中, 加热至125℃回流状态下搅拌反应22h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加 入适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.31g, 收率为45.0%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(4’-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.69g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶 的含铱二氯二聚体和0.27g(1.25mmol)3-三氟甲基-5-(4’-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑 溶于40mL体积比为3:1的三氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至80℃状 态下,搅拌反应24h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗脱剂对 粗产物进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.47g,收率为51.0%。 其化学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡 啶-2-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):921.2(M+);元素分析:C37H25F7IrN9;理论值:C,48.26; H,2.74;F,14.44;Ir,20.87;N,13.69;实测值:C,48.21;H,2.82;F,14.38;Ir,20.94; N,13.65。该数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯 基)-5-甲基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑)合铱。
实施例5:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡 啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶的合成
氮气保护下,2.15g(10mmol)2-溴-5-叔丁基嘧啶、2.56g(14mmol)2,4-二氟 -3-氰基苯硼酸和0.21g(0.3mmol)双氯二(三苯基磷)合钯溶于35mL DMF中, 随后往反应体系中滴加15mL含1.06g(10mmol)碳酸钠的水溶液。加热至85℃ 状态下搅拌反应10h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中 性,无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/8的 乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.90g,收率 为32.9%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):273.1(M+);元素分析:C15H13F2N3;理论值:C,65.93;H, 4.79;F,13.90;N,15.38;实测值:C,65.96;H,4.72;F,13.96;N,15.36。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶的含铱二氯二聚体的合 成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱和0.82g(3mmol)2-(2',4'-二氟 -3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶溶于25mL2-乙氧基乙醇/水(3/1)混合液中,在100℃ 温度状态下搅拌反应25h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加入适量蒸馏水, 过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.27g,收率为35.0%。 二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.77g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基 嘧啶的含铱二氯二聚体和0.43g(2mmol)3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑溶于50 mL体积比为3:1的1,2-二氯乙烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至80℃温度 回流状态下,搅拌反应24h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗 脱剂对粗产物进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.38g,收率为 40.0%。其化学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):949.2(M+);元素分析:C39H29F7IrN9;理论值:C,49.36; H,3.08;F,14.01;Ir,20.26;N,13.28;实测值:C,49.32;H,3.13;F,14.04;Ir,20.20; N,13.31。该数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯 基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱。
实施例6:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'- 叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶的合成
氮气保护下,2.15g(10mmol)2-溴-5-叔丁基嘧啶、2.56g(14mmol)2,4-二氟 -3-氰基苯硼酸和0.21g(0.3mmol)双氯二(三苯基磷)合钯溶于35mL DMF中, 随后往反应体系中滴加15mL含1.06g(10mmol)碳酸钠的水溶液。加热至85℃ 状态下搅拌反应10h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中 性,无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/8的 乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.90g,收率 为32.9%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):273.1(M+);元素分析:C15H13F2N3;理论值:C,65.93;H, 4.79;F,13.90;N,15.38;实测值:C,65.96;H,4.72;F,13.96;N,15.36。该数据证 实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶的含铱二氯二聚体的合 成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱和0.82g(3mmol)2-(2',4'-二氟 -3'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶溶于25mL2-乙氧基乙醇/水(3/1)混合液中,在100℃ 温度状态下搅拌反应25h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加入适量蒸馏水, 过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.27g,收率为35.0%。 二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.77g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-5-叔丁基 嘧啶的含铱二氯二聚体和0.54g(2mmol)3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡 唑溶于50mL体积比为3:1的1,2-二氯乙烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至 80℃回流状态下,搅拌反应24h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷 为洗脱剂对粗产物进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.38g,收 率为37.8%。其化学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):1005.3(M+);元素分析:C43H37F7IrN9;理论值:C,51.39; H,3.71;F,13.23;Ir,19.13;N,12.54;实测值:C,51.34;H,3.78;F,13.20;Ir,19.17; N,12.51。以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基 苯基)-5-叔丁基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱。
实施例7:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡 啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶的合成
氮气保护下,1.89g(10mmol)2-溴-4-甲氧基嘧啶、2.20g(12mmol)2,4-二氟 -3-氰基苯硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于35mL DMF中,随后 往反应体系中滴加15mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热至100℃温 度状态下搅拌反应6h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中 性,无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/7的 乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.94g,收率 为38.0%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):247.1(M+);元素分析:C12H7F2N3O;理论值:C,58.30;H, 2.85;F,15.37;N,17.00;O,6.47;实测值:C,58.33;H,2.77;F,15.44;N,17.03;O, 6.43。以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧 基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶的含铱二氯二聚体的合 成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.49g(2mmol)2-(2',4'-二氟-3'- 氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中, 加热至100℃温度状态下搅拌反应24h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加 入适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.28g, 收率为38.9%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.72g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧 啶的含铱二氯二聚体和0.32g(1.5mmol)3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑溶于30 mL体积比为3:1的三氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至70℃状态下, 搅拌反应25h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗脱剂对粗产物 进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.45g,收率为50.2%。其化 学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(吡啶-2-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):897.1(M+);元素分析:C33H17F7IrN9O2;理论值:C,44.20; H,1.91;F,14.83;Ir,21.43;N,14.06;O,3.57;实测值:C,44.26;H,1.87;F,14.78; Ir,21.48;N,14.01;O,3.60。以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双 (2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑) 合铱。
实施例8:
配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'- 叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱金属配合物及其制备方法
(1)2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶的合成
氮气保护下,1.89g(10mmol)2-溴-4-甲氧基嘧啶、2.20g(12mmol)2,4-二氟 -3-氰基苯硼酸和0.58g(0.5mmol)四(三苯基磷)合钯溶于35mL DMF中,随后 往反应体系中滴加15mL含2.76g(20mmol)碳酸钾的水溶液。加热至100℃温 度状态下搅拌反应6h。待反应液冷至室温后,二氯甲烷萃取、分液,水洗至中 性,无水硫酸镁干燥。过滤,滤液减压蒸出溶剂得粗产物。以体积比为1/7的 乙酸乙酯和正己烷为洗脱液进行硅胶柱色谱分离,干燥后得固体0.94g,收率 为38.0%。其化学反应式如下所示:

将2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):247.1(M+);元素分析:C12H7F2N3O;理论值:C,58.30;H, 2.85;F,15.37;N,17.00;O,6.47;实测值:C,58.33;H,2.77;F,15.44;N,17.03;O, 6.43。以上数据证实上述反应所得到的物质是2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧 基嘧啶。
(2)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶的含铱二氯二聚体的合 成
氮气保护下,0.36g(1mmol)三水合三氯化铱,0.49g(2mmol)2-(2',4'-二氟-3'- 氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶溶于20mL体积比为3:1的2-乙氧基乙醇/水混合液中, 加热至100℃温度状态下搅拌反应24h。冷至室温后,旋转蒸除部分溶剂,加 入适量蒸馏水,过滤。固体依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥后得固体物0.28g, 收率为38.9%。二聚物无需进一步提纯,可直接投入下一步反应中。其化学反 应式如下所示:

(3)配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱的合成
氮气保护下,0.72g(0.5mmol)配体为2-(2',4'-二氟-3'-氰基苯基)-4-甲氧基嘧 啶的含铱二氯二聚体和0.40g(1.5mmol)3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡 唑溶于30mL体积比为3:1的三氯甲烷和乙醇的混合溶液中,加热升温至70℃ 温度状态下,搅拌反应25h。自然冷至室温,减压蒸除溶剂。以二氯甲烷为洗 脱剂对粗产物进行硅胶柱色谱分离提纯,干燥后得最终配合物0.44g,收率为 46.2%。其化学反应式如下所示:

将配合物双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基 -5-(4'-叔丁基吡啶-2'-基)吡唑)合铱进行结构鉴定的结果如下:
质谱(MS m/z):953.2(M+);元素分析:C37H25F7IrN9O2;理论值:C,46.64; H,2.64;F,13.96;Ir,20.17;N,13.23;O,3.36;实测值:C,46.56;H,2.73;F,13.92; Ir,20.24;N,13.18;O,3.37。以上数据证实上述反应所得到的物质是配合物双 (2-(4',6'-二氟-5'-氰基苯基)-5-甲氧基嘧啶-N,C2')(3-三氟甲基-5-(4'-叔丁基吡啶 -2'-基)吡唑)合铱。
对比实例1
直接获取有机电致磷光材料双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2'](2-吡啶甲酰) 合铱(FIrpic),起结构如下:

性能测试:
将上述实施例1~8制备的有机铱金属配合物和对比实例1中的现有有机铱 金属配合物(FIrpic)进行光谱分析和荧光量子效率测定,测试方法和结果如下:
光谱分析:将上述实施例1~8制备的有机铱金属配合物分别配制浓度为 10-6M的CH2Cl2溶液,然后分别在298K温度下进行发射光谱分析。
发光量子效率测定:将上述实施例1~8制备的有机铱金属配合物和对比实 例1中的现有有机铱金属配合物FIrpic分别配制浓度为10-6M的CH2Cl2溶液,然 后进行发光量子效率测定。
发射光谱分析和发光量子效率测得的结果如下表1:
表1

其中,上述实施例1~8制备的有机铱金属配合物分别在进行发射光谱分析 中,实施例1中的有机铱金属配合物同时在480nm处有一肩峰,实施例2中的 有机铱金属配合物同时在481nm处有一肩峰,实施例3中的有机铱金属配合物 同时在481nm处有一肩峰,实施例4中的有机铱金属配合物同时在482nm处 有一肩峰,实施例5中的有机铱金属配合物同时在483nm处有一肩峰,实施例 6中的有机铱金属配合物同时在483nm处有一肩峰,实施例7中的有机铱金属 配合物同时在484nm处有一肩峰,实施例8中的有机铱金属配合物同时在483 nm处有一肩峰。另外,实施例1制备的有机铱金属配合物的发射光谱如图2 所示,图中横轴为发光波长(单位nm),纵轴为归一化后的光致发光强度(a.u.)。
由上可看出,本发明实施例有机铱金属配合物如上述实施例1~8制备的有 机铱金属配合物与现有有机铱金属配合物相比,其所发射的蓝色光纯度高,具 有较高的荧光量子效率,其发光效率较高,因此,可作为蓝光电致发光材料广 泛应用在有机电致发光技术领域中。
应用实施例1:
含实施例1制备的有机铱金属配合物有机电致发光器件(OLED)及其制 备方法:
该OLED的结构如图3所示,其包括依次层叠结合的玻璃衬底1、阳极层 2、空穴注入层31、空穴传输层32、发光层33、空穴阻挡层34、电子传输层 35、电子注入缓冲层36和阴极层4。其中,空穴注入层31、空穴传输层32、 发光层33、空穴阻挡层34、电子传输层35、电子注入缓冲层36构成有机功能 层3,该发光层33中含有7wt%的实施例1制备的双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基)嘧啶 -N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑)合铱金属配合物。其具体结构为:玻璃/ ITO(150nm)/DNTPD(60nm)/NPB(30nm)/SiCa:7wt%Ir配合物(30nm)/BCP(5 nm)/Alq3(20nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)。
该OLED制备方法如下:一个玻璃衬底1上沉积一层厚度为150nm、方块 电阻为10~20Ω/口的氧化铟锡(ITO)作为透明阳极2,通过真空蒸镀依次在阳极 2上制备厚度为60nm的DNTPD(N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(N’’-苯基-N’’-间甲苯 基氨基)苯基]-联苯-4,4’-二胺)材料作为空穴注入层31,厚度为30nm的 NPB(N,N'-双(1-萘基)-N,N'-二苯基对二氨基联苯)空穴传输材料作为空穴传输层 32,厚度为30nm的掺杂有7wt%实施例1制备的双(2-(4',6'-二氟-5'-氰基)嘧啶 -N,C2')(3-三氟甲基-5-(吡啶-2-基)吡唑)合铱的mCP(1,3-双(9-咔唑基)苯)作为作 为发光层33,再在此发光层33上依次真空蒸镀厚度为5nm的BCP(2,9-二甲基 -4,7-二苯基-邻二氮杂菲)材料作为空穴阻挡层34,厚度为20nm的Alq3(三(8- 羟基喹啉)铝)作为电子传输层35、厚度为1nm的LiF作为电子注入缓冲层36, 最后在缓冲层上真空蒸镀一层厚度为200nm的金属Al,,作为器件的阴极4。
经过Keithley源测量系统(Keithley2400Sourcemeter)测试上述有机电致 发光器件的电流-亮度-电压特性,使用法国JY公司SPEX CCD3000光谱仪测量 其电致发光光谱,所有测量均在室温大气中完成。经性能测试获知,该有机电 致发光器件的最大发光波长在458nm处,在484nm处有一肩峰,器件的最大外 量子效率为8.8%,最大流明效率为10.21cd/A。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明。应当指出 的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可 以做出若干变形和改进,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同 替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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本发明适用于有机电致发光材料领域,提供了一种有机铱金属配合物及其制备方法和应用。该机铱金属配合物的结构通式如下所示,其中,R1-R6为独立的氢原子、烷基或烷氧基中的至少一种,R7为独立的氢原子或叔丁基中的一种。其制备方法包括:制备含铱氯桥二聚物;将含铱氯桥二聚物与化合物C进行配体交换反应制备分子结构通式()的有机铱金属配合物。上述有机铱金属配合物具有高的蓝光色纯度和发光效率。。

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