基于三苯胺的三金属核心铂配合物磷光材料及其合成方法技术领域
本发明涉及有机发光材料技术领域,特别涉及基于三苯胺的三金
属核心铂配合物磷光材料及其合成方法。
背景技术
有机发光材料是一种在外界光激发时或者在外界电场激发时能
够发光的有机化合物,通常根据其所发光的不同来源可以分为有机荧
光发光材料与有机磷光发光材料。有机发光材料具有非常广泛的应用
领域,比如传感器领域、示踪领域以及电致发光领域等。尤其是在电
致发光领域,基于有机发光材料的有机发光二极管(OrganicLight
EmittingDiode,OLED)具有运行电压低、发光亮度高、发光色彩丰富、
可制成柔性超薄器件等优点,在高端新型显示器以及白光照明等应用
领域具有非常突出的优势。近三十年的研究成果指出,由传统荧光发
光材料制备的有机发光二极管理论内量子效率只有25%,而由有机金
属配合物磷光发光材料制备的有机发光二极管理论内量子效率可以
达到100%,因此研究开发各类有机金属配合物磷光发光材料一直是
有机发光二极管领域的热点方向。因其具有稳定性好、发光效率高以
及合成简单等优点,从最早的磷光有机发光二极管研究开始,有机金
属铂(II)配合物磷光发光材料一直是有机金属磷光发光材料的研究热
点。从最早被用于磷光有机发光二极管的八乙基卟啉铂(Nature,1998,
395(6698):151-154)到目前报道的各种有机金属铂(II)配合物磷光发
光材料(PlatinumMetalsReview,2013,57(1):2-16;DaltonTransactions,
2015,44(18):8433-8443),其配合物分子具有一个共同的结构特征,
即这些有机金属铂(II)配合物磷光发光材料分子结构中通常仅含有一
个铂(II)金属中心。对于有机金属配合物磷光材料来说,其能够在室
温下产生磷光,关键在于配合物中重金属元素的存在能够增强单线态
向三线态的系间窜跃几率以及增强三线态辐射衰减的能力,所以重金
属中心对于发光材料的磷光发射性质具有重要意义。鉴于目前有机金
属铂(II)配合物磷光发光材料的研究着眼点基本局限于有机配体的设
计,对于具有多金属中心铂(II)配合物磷光发光材料的研究几乎没有。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种基于
三苯胺的三金属核心铂配合物磷光材料及其合成方法,开发了具有多
金属中心的有机金属铂(II)配合物磷光发光材料,是具有三个金属中
心的有机金属铂(II)配合物磷光材料,能够大大丰富铂配合物磷光材
料的种类。
为了达到上述目的,本发明的技术方案为:
基于三苯胺的三金属核心铂配合物磷光材料,其结构通式为:
式中,为含氮的芳杂环,包括吡啶、嘧啶、噻唑、苯并噻
唑、喹啉、异喹啉、吡唑、咪唑;为含氮的芳杂环,包括吡
啶、嘧啶、噻唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、吡唑、咪唑;为
含氮的芳杂环,包括吡啶、嘧啶、噻唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、
吡唑、咪唑。
基于三苯胺的三金属核心铂配合物磷光材料的合成方法,直接合
成法步骤为:
将有机配体与K2PtCl4按照物质的量
1:(3~6)的比例投入反应容器中,在氮气氛围下,向所述反应容器
中再加入可将反应物溶解的有机溶剂与水的混合溶剂,混合溶剂中有
机溶剂与水的体积比为(2~5):1;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙二
醇乙醚、二氧六环、乙二醇二甲醚中的一种或多种;氮气氛围中加热
至80℃至130℃反应5~24小时;停止加热,冷至室温后向反应混合
溶液中加入冷水,直至有固体析出,过滤并干燥析出的固体,将其与
辅助配体乙酰丙酮溶解于有机溶剂中,析出的固体与辅助配体乙酰丙
酮按照物质的量比例为1:(3~20),氮气氛围中加热至30℃至130
℃反应5~24小时即可生成结构通式为
的三金属核心铂配合物磷光材料。
基于三苯胺的三金属核心铂配合物磷光材料的合成方法,协同合
成法步骤为:
将有机配体与有机配体L以及
K2PtCl4投入反应容器中,投入量的比例分别为:
与有机配体L按照物质的量1:3~1:6;
与K2PtCl4按照物质的量1:3~1:6;
此处有机配体L为
中的
一种或多种,向所述反应容器中再加入可将反应物溶解的有机溶剂与
水的混合溶剂,混合溶剂中有机溶剂与水的体积比为(2~5):1,所
述有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇乙醚、二氧六环、乙二醇二甲醚中的
一种或多种,氮气氛围中加热至80℃至130℃反应5~24小时,停止
加热,冷至室温后向反应混合溶液中加入冷水,直至有固体析出,过
滤并干燥析出的固体,将其与辅助配体乙酰丙酮溶解于有机溶剂中,
析出的固体与辅助配体乙酰丙酮按照物质的量比例为1:(3~50),
氮气中加热至30℃至130℃反应5~24小时即可生成结构通式为
的三金属核心铂配合物磷光材料。
与现有只含有一个金属中心的有机金属铂(II)配合物磷光材料相
比,本发明获得了具有三个金属中心的有机金属铂(II)配合物磷光材
料,能够大大丰富铂配合物磷光材料的种类。此外,多金属中心的存
在使得有机金属铂(II)配合物中单线态向三线态系间窜跃的概率以及
三线态辐射发光的能力得到提高,对于改善材料的发光性能具有重要
作用。
附图说明
图1为按本发明直接合成法合成三金属核心有机金属铂(II)配合
物磷光材料Pt1的路线图。
图2为按本发明协同合成法合成三金属核心有机金属铂(II)配合
物磷光材料Pt2的路线图。
图3为按本发明所选择的两个实施例合成的三金属核心有机金
属铂(II)配合物磷光材料Pt1以及Pt2的发光谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一:
本实施例的三金属核心有机金属铂(II)配合物Pt1,化学式为
C48H42N4O6Pt3,结构式为参照附图1,
其直接合成法的合成路线包括以下步骤:
第一步:将0.48克有机配体与1.21克
K2PtCl4投入反应容器中,氮气氛围中加入30毫升乙二醇乙醚与水的
混合溶剂,混合溶剂中乙二醇乙醚与水的体积比为3:1,氮气氛围中
加热至110℃,搅拌12小时后冷至室温;
第二步:向步骤一中最终的反应混合液加入50毫升去离子水,产
生沉淀。通过抽滤得到沉淀并在真空干燥箱中干燥,然后将沉淀与
0.5克乙酰丙酮混合在一起,氮气氛围中回流搅拌12小时;
第三步:向步骤二中最终的反应混合液加入50毫升去离子水,产
生沉淀。通过抽滤得到沉淀并在真空干燥箱中干燥即可得到粗产品,
然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化,最终得到0.25克金黄色固
体Pt1,产率为18.5%。
其核磁表征数据为:
1HNMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.90(d,J=4.0Hz,3H),7.71(t,
J=8.0Hz,3H),7.52–7.47(m,6H),7.33(d,J=8.0Hz,3H),7.01–6.94
(m,6H),5.36(s,3H),1.95(s,9H),1.78(s,9H).
根据上述数据,说明本实施例合成的即为Pt1。
实施例二:
本实施例的三金属核心有机金属铂(II)配合物Pt2,化学式为
C54H42N4O6Pt3S3,结构式为参照附
图2,其协同合成法的合成路线包括以下步骤:
第一步:将0.64克有机配体与0.6
克有机配体以及1.21克K2PtCl4投入反应容器中,氮气氛围中加
入30毫升乙二醇乙醚与水的混合溶剂,混合溶剂中乙二醇乙醚与水
的体积比为3:1,氮气氛围中加热至110℃,搅拌12小时后冷至室温;
第二步:向步骤一中最终的反应混合液加入50毫升去离子水,产
生沉淀。通过抽滤得到沉淀并在真空干燥箱中干燥,然后将沉淀与
0.5克乙酰丙酮混合在一起,氮气氛围中回流搅拌12小时;
第三步:向步骤二中最终的反应混合液加入50毫升去离子水,产
生沉淀。通过抽滤得到沉淀并在真空干燥箱中干燥即可得到粗产品,
然后将其在自制薄层硅胶色谱板上纯化,最终得到0.38克黄色固体
Pt2,产率为24.9%。
其核磁表征数据为:1HNMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)9.10(d,J
=8.4Hz,3H),7.75(d,J=8.0Hz,3H),7.57(s,3H),7.51(t,J=8.0Hz,
3H),7.41–7.35(m,6H),6.97(d,J=8.4Hz,3H),5.42(s,3H),2.01(s,
9H),1.77(s,9H).
根据上述数据,说明本实施例合成的即为Pt2。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明,但这些说明不
能被理解为限制了本发明的范围,本发明的保护范围由随附的权利要
求书限定,任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范
围。