背景介紹螺芴類材料具有很高的發(fā)光效率和獨特的位阻效應以及二元共軛等特點，且憑借其低廉的合成成本，是目前OLED領域備受矚目的螺芳烴骨架。基于螺二芴的大位阻結構和咔唑的高三線態(tài)能級，設計了一種在咔唑的3、4和5、6位并入兩個高位阻的螺二芴結構，以4,4’-二甲基聯(lián)苯為起始原料，經(jīng)過硝化反應、Bucherer反應、偶聯(lián)反應、鹵化、Suzuki偶聯(lián)反應和關環(huán)等反應成功制備了咔唑衍生物CzSF2。以CzSF2為磷光主體材料制備綠色磷光電致發(fā)光器件（PhOLEDs），在較低的摻雜濃度下，實現(xiàn)了較高的電流效率、功率效率和外量子效率。文章亮點1.

首次成功制備具有高熱穩(wěn)定性、高的玻璃化溫度和高的三線態(tài)能級的化合物CzSF2；2.

以化合物CzSF2作為磷光主體材料，制備的銥配合物GD030的綠光器件，在10mA/cm2的電流密度下，實現(xiàn)了在較低的摻雜濃度下獲得較高的電流效率、外量子效率和功率效率；3.

以化合物CzSF2為主體制備的銥配合物GD030的綠光器件與mCBP作為主體材料相比，器件的啟亮電壓降低，效率提高。內容簡介1

實驗部分1.1

主要儀器與試劑1.2

實驗方法1.2.1

2-硝基-4,4’-二甲基聯(lián)苯（1）的合成1.2.2

2,7-二甲基咔唑（2）的合成1.2.3

2,7-二甲基-9-苯基-9H-咔唑（3）的合成1.2.4

3,6-二碘-2,7-二甲基-9-苯基-9H-咔唑（4）的合成1.2.5

3,6-二（2-溴苯基）-2,7-二甲基-9-苯基-9H-咔唑（5）的合成1.2.6

9,9'-（2,2’-（2,7-二甲基-9-苯基-9H-咔唑-3,6-二取代）雙（2,1-亞苯基））雙（9H-芴-9-羥基）（6）的合成1.2.7

目標化合物2,13-二甲基-7,9’-螺二芴-8,9’-螺二芴-15-苯基-15H-咔唑（CzSF2）的合成2

結果與討論2.1

光物理性能化合物CzSF2經(jīng)過升華提純后，得到HPLC純度99.95%以上的目標產(chǎn)物，該樣品用可見-紫外分光光度計和熒光光譜儀分別檢測其吸收光譜和熒光光譜（圖1），圖1a中250~300nm之間的強吸收峰應歸屬于咔唑并雙芴部份的π-π*電子躍遷吸收，而在300~380nm寬波長范圍內的稍弱吸收峰可歸屬于兩個螺芴到咔唑并雙芴的電荷轉移躍遷，其溶液的吸收邊位于375nm，由此計算其光學能隙Eg為3.23eV。2.2

熱穩(wěn)定性分析分別用差示掃描量熱儀（DSC）和熱重分析儀（TGA）研究了化合物CzSF2的熱學性能，相關熱分析數(shù)據(jù)如圖2和圖3，圖2為玻璃化轉變溫度圖，采用DSC822e型差熱分析儀，氮氣流50mL/min，加熱速率為5

℃/min。2.3

電化學性能和理論計算利用ZenniumE電化學工作站于室溫下進行循環(huán)伏安法（CV）測定化合物CzSF2的氧化和還原電位（圖4），使用無水二氯甲烷為溶劑，四正丁基六氟磷酸銨為電解質（0.1

mol/L），鉑電極為工作電極，銀/硝酸銀電極為參比電極，鉑絲為輔助電極。2.4

電致發(fā)光性能分析分別使用CzSF2和mCBP作為發(fā)光層主體材料、以GD030作為發(fā)光層的客體摻雜材料，圖5是GD030在二氯甲烷溶液中的紫外-可見吸收光譜和CzSF2在二氯甲烷溶液中的光致發(fā)光光譜，插圖為GD030在二氯甲烷溶液中的光致發(fā)光光譜。3

結論基于螺芴和咔唑環(huán)的組合結構設計，通過在咔唑環(huán)上引入兩個大位阻的螺二芴構成了共軛面結構擴展、咔唑平面性增強同時立體位阻增大的結構，進而以4,4’-二甲基聯(lián)苯為起始原料,

經(jīng)過硝化、Bucherer咔唑合成、偶聯(lián)、鹵化、Suzuki偶聯(lián)和關環(huán)等反應首次成功制備了化合物CzSF2，產(chǎn)物通過1HNMR、13CNMR和質譜確證合成出的化合物的正確性，并通過分子模擬、理論計算[38]和實驗數(shù)據(jù)分析了目標化合物的光學性能、熱學性能和電化學性能，從熱學性能和光學性能看，設計合成的目標化合物具有高熱穩(wěn)定性Td（421℃）、高的玻璃化溫度Tg（130

℃）、高的三線態(tài)能級ET1（2.88eV），該化合物的發(fā)射光波長在384nm，并且在403nm處有肩峰。鑒于其物理特性和位阻結構，作為磷光主體材料，分別制備了摻雜3%、6%和10%銥配合物GD030的綠光器件，在10mA/cm2的電流密度下，實現(xiàn)了在較低的摻雜濃度下獲得較高的電流效率、外量子效率和功率效率，與mCBP作為主體材料相比，器件的啟亮電壓降低11%，而效率提高約4%；在0~100mA/cm2操作電流密度下的CIE1931色坐標穩(wěn)定地位于（0.350~0.356，0.6