港湾位取代的苝二酰亚胺类电致发光材料的合成及性能研究

论文摘要

有机电致发光材料全色动态显示中所需的无掺杂发红光的材料，至今还没有得到很好的解决。苝二酰亚胺类化合物不但具有独特的光、电化学特性，而且其强的紫外-可见区域的吸收以及红色发光可以满足红色电致发光材料的要求。本文以对二甲苯、苝酐以及三苯胺为起始原料经过苯环的亲电取代反应、亲核取代、苯环侧链的NBS溴化、Arbuzov反应、Vilsmer-Haack反应、苯环醚化反应以及Wittig-Horner反应等11步反应合成了一种港湾位取代的苝二酰亚胺类衍生物。通过FT-IR，MALDI-TOF-MS，等手段确证了其结构，用紫外一可见吸收光谱，荧光光谱，循环伏安法（CV）等手段研究了它们的光电性能，分析了它们的电化学行为。目标化合物中含有的三苯胺结构单元，在电场作用下易失去电子，形成氮自由基，使其具有良好的空穴传输性能；苝二酰亚胺单元具有缺电子的特点，是优良的电子传输材料。带有三个单元的目标化合物具有电子传输，空穴传输，以及荧光发射的功能。目标化合物在CH2Cl2中的紫外—可见光谱为453nm，荧光光谱为568nm，Stokes位移为125nm。计算得到化合物的带隙值Eg（opt．）在3.24eV，电离势（P1）在—5.3eV，电子亲和势（EA）在3.9eV。数据表明化合物具有较宽的带隙，有望成为高效空穴传输和电子传输的有机电致发光材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 有机电致发光材料简史
• 1.2 电致发光原理
• 1.2.1 有机化合物的荧光（光致发光,Photoluminescence,PL）
• 1.2.2 电致发光（Electroluminescence,EL）
• 1.3 电致发光器件
• 1.3.1 电极
• 1.3.2 载流子的注入
• 1.3.3 器件的结构
• 1.4 有机小分子电致发光材料
• 1.4.1 空穴传输材料
• 1.4.2 电子传输材料
• 1.4.3 有机小分子发光材料
• 1.5 高分子电致发光材料
• 1.6 有机/聚合物的能带工程
• 1.6.1 有机/聚合物能带的形成
• 1.6.2 有机/聚合物发光材料能隙和能带参数的确定方法
• 1.7 港湾位取代苝二酰亚胺类光电材料的研究进展
• 1.8 实验中主要用到的反应类型
• 1.8.1 Vilsmer-Haack甲酰化反应
• 1.8.2 NBS自由基取代反应
• 1.8.3 Arbuzov反应
• 1.8.4 Wittig-Horner反应
• 1.9 选题背景
• 1.10 论文设计思想和研究内容
• 2 实验部分
• 2.1 主要试剂及规格
• 2.2 主要仪器及型号
• 2.3 电化学测定方法
• 2.4 目标化合物的合成路线
• 2.4.1 中间体1的合成路线
• 2.4.2 中间体2的合成路线
• 2.4.3 中间体3的合成路线
• 2.4.4 中间体4的合成路线
• 2.4.5 目标产物A,B的合成路线
• 2.5 合成方法
• 2.5.1 1,7-二溴-3,4:9,10-苝四甲酸酐的合成
• 2.5.2 1,7-二溴-N,N′-二正十二烷基-3,4:9,10-苝二酰亚胺的合成
• 2.5.3 1,7-（4′,4″-二甲酰基）苯氧基-N,N′-二正十二烷基-3,4:9,10-苝二酰亚胺的合成
• 2.5.4 4-N,N-二苯基氨基苯甲醛的合成
• 2.5.5 2,5-二溴对二甲苯的合成
• 2.5.6 2,5-二氰基对二甲苯的合成
• 2.5.7 2,5-二溴甲基-1,4-二氰基苯的合成
• 2.5.8 2,5-二氰基-1,4-二[（二乙氧基膦酰基）甲基]苯的合成
• 2.5.9 4-（二乙氧基磷酰甲基）-2,5-二氰基-4′-（N,N-二苯基）氨基二苯乙烯的合成
• 2.5.10 1,4-二正辛氧基苯的合成
• 2.5.11 1,4-二正辛氧基-2,5-二溴甲基苯的合成
• 2.5.12 2,5-二正辛氧基-1,4-二[（二乙氧基膦酰基）甲基]苯的合成
• 2.5.13 4-（二乙氧基磷酰甲基）-2,5-二正辛氧基-4′-（N,N-二苯基）氨基二苯乙烯的合成
• 2.5.14 目标化合物A的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 化合物合成和表征
• 3.1.1 苝酐溴化反应的讨论
• 3.1.2 1,7-二溴-N,N′-二正十二烷基-3,4:9,10-苝二酰亚胺合成的讨论和表征
• 3.1.3 1,7-二（4′,4″-二甲酰基）苯氧基-N,N′-二正十二烷基-3,4:9,10-苝二酰亚胺的合成（中间体1）的合成讨论和表征
• 3.1.4 N,N-二苯基氨基苯甲醛（中间体2）的合成和表征
• 3.1.5 2,5-二溴甲基-1,4-二氰基苯合成的讨论
• 3.1.6 关于化合物A合成的讨论
• 3.1.7 中间体1,3以及目标产物的结构表征
• 3.2 化合物的光谱性质分析
• 3.3 目标化合物的电化学性质分析
• 结论
• 参考文献
• 附录 中间产物的红外谱图
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢