2-(2,7-二溴-9,9-螺二[芴]-7-基)-1,10-邻二氮杂菲的合成及表征文献综述

文献综述

1. 课题研究现状及发展趋势

   电致发光（EL）又可称电场发光，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。电致发光材料，是在直流或交流电场作用下，依靠电流和电场的激发，将电能直接转换成光能的材料。目前电致发光的研究方向主要为有机材料的应用。

   20世纪60年代，科学家开始致力于有机电致发光的研究。有机电致发光的产生需要电场作用，是由化学功能材料或者发光物质被电能激发而产生的非热发光，不同于普通荧光产生，是一种将电能直接转化为光能的物理现象^[1]。其中，有机发光二极管（OLED）作为一种重要的显示和照明技术，由于其高效的磷光发光器件的发展而得到了广泛的研究，被认为是极有希望替代传统白炽灯和荧光灯的下一代固态光源^[2]。自1987年被发现以来，由于其体积小、质量轻、扩展性、柔韧性好等特点，一直的当代有机电致发光的研究的重点内容^[3]，逐渐代替传统屏幕材料液晶显示器（LCD），并大规模应用在显示器方面。由于智能手机屏幕相关产品的附加值较高，成为OLED的主要竞争发展方向^[4]。近期华为推出MATE X折叠屏手机，这使得OLED再次成为国内讨论研究的热点，该技术不仅充分展现了OLED良好的柔韧性，同时实现OLED可以适时关闭无需发光的部位，达到最大程度省电的效果。OLED被广泛谈论和研究也展现了有机电致发光材料无限的发展前景。

   有机电致发光材料通常是富含碳原子的具有大pi;共辄体系的有机分子。与无机材料相比，可以通过溶液法制备面积更大、更柔软的设备^[5]。9,9-螺二[芴]是含有24个碳原子并具有大pi;键的螺旋分子^[6]，具有共轭刚性平面结构，自从其被发现以来，各国科学家们合成了大的基于螺二芴的衍生物，被广泛的用在电致发光材料、手性识别分子以及分子电子材料等领域^[7-8]。螺二芴的三维正交空间结构，可以避免分子中发色团的紧密堆积，能够改善材料的热稳定性及溶解性；或者通过 sp³ 杂化的螺碳原子来控制分子共轭长度，从而通过电致发光^[9]。螺二芴的2，2，7，7-位具有良好的反应活性，可通过简单的取代反应对其结构进行修饰，为其结构在三维的延伸方面提供了便利^[10]。螺芴衍生物不管是在螺芴环上引入杂原子取代基或是将含N,O,S,Si,B等杂原子引入其侧臂上，对其在电致发光材料领域的性质均产生较大的影响^[11]。2,7-二溴-9,9-螺二[芴]是合成螺二芴衍生物的重要中间体之一，可以通过溴代反应直接制得^[12]，发光性能与原螺二芴相比更优。

   而在螺二芴衍生物中间体上引入其他较强吸电子能力的基团时，当与具有三维刚性结构的螺二芴衍生物中间体结合在一起时，不仅能够增加分子的共轭程度，而且还能够增大分子中共轭体系的电荷转移程度，从而有利于增强分子的发光强度。目前，已有在螺二芴体系中引入嘧啶单元、喹啉环、寡聚噻吩、树枝状分子、富勒烯等反应^[13]，大都显示出有优异的性能并永远良好的发展应用前景。

2、课题的研究意义

本课题设计合成了氮杂螺二芴衍生物：2-(2,7-二溴-9,9-螺二[芴]-7-基)-1,10-邻二氮杂菲，用邻氨基苯甲醛的alpha;-氨基醛和螺二芴衍生物中间体的alpha;-氢的醛通过Friedlander缩合反应，制备新型的螺二芴衍生物^[14]，该化合物共轭体系大，引入杂环结构和杂原子的螺二芴与原螺二芴相对比，由于杂环结构的存在，提高了电子注入能力，显示出更为优良的光学性能和热稳定性，希望能在光电材料中能够良好运用。同时目标产物中含有邻二氮杂菲，考虑其是否可以和二价铁离子桔红色螯合物作为示踪剂。或者利用Fe（Ⅱ）-邻二氮杂菲体系在醋酸介质中，氯对其的显色反应有明显阻抑作用的原理，利用在有效氯的测定中^[15-16]。