聚(对亚苯基亚乙烯基)衍生物及其作为场致发光材料的用途 |
|||||||
申请号 | CN95195330.3 | 申请日 | 1995-09-28 | 公开(公告)号 | CN1122696C | 公开(公告)日 | 2003-10-01 |
申请人 | 赫彻斯特股份公司; | 发明人 | W·克罗伊德; D·卢珀; J·萨尔贝克; H·施恩克; T·斯泰林; H-H·霍赫尔德; A·鲁克斯; A·托伊彻尔; M·威杜威尔特; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及含通式(I)-[A1-(A2)C=CH-A3-CH=C(A2)]- (I)的结构单元的聚物作为场致发光材料的应用。式中的A1、A2和A3是相同或不相同的单和/或多核芳基和/或杂芳基,它们选择性地通过一个或多个桥相连接,优选通过一个桥相连,以及/或者是稠合的,并可选择性地被取代;式中的A1和A3各有两个键,A2有一个键。本发明的式(I) 聚合物 的区别首先在于它们在高 荧光 量子产额时的高度 稳定性 。 | ||||||
权利要求 | 1.含式(I)结构单元的聚合物作为场致发光材料的应用 |
||||||
说明书全文 | 工业上大量需要大面积固态光源,主要是在显示器件领域、屏幕技 术和照明的许多应用中。目前任何现有技术都不能完全满足对这些光源 提出的要求。诸如发光二极管(LED)之类的场致发光(EL)材料和装置,作 为通常的显示和照明器件(诸如白炽灯、气体放电灯和非夜光的液晶显 示器件)的代替品已经使用了一些时间。 除了无机材料外,低分子量的有机场致发光材料和装置也已经知道 了约30年(参见例如US-A-3,172,862)。但是,这类装置直到不 久前,在它们的实际应用上是极受限制的。 WO 90/13148和EP-A0,443,861叙述的场致发光装置包括一共 轭聚合物膜作为发光层(半导体层)。这类装置有许多优点,例如它有 容易而廉价地生产大面积柔性显示器的可能性。与液晶显示器相比,场 致发光显示器是发光的,并因此而不需要附加的背景光源。 WO 90/13148的典型装置含有一薄而致密的聚合物膜(半导体膜) 形式的发光层,该聚合物膜包括至少一种共轭聚合物。第一接触层与第 一表面接触,第二接触层与半导体层的其它表面接触。半导体层聚合膜 有足够低浓度的外来电荷载流子,因而在两接触层之间施加一电场时, 电荷载流子就被引入半导体层,其中的一个接触层相对于另一层变成正 电性,半导体层则发出辐射。用于这类装置的聚合物一般是共轭的。共 轭聚合物应理解为沿主链有非定域电子体系的聚合物。非定域电子体系 使聚合物具有半导体性质,并给予聚合物以高迁移率运输正和/或负电荷 载流子的可能性。 在WO 92/13148中,是用聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)作为 发光层的聚合材料的,并提出用杂环或稠合碳环体系代替此材料中的苯 基。为了达到对氧、光和温度的作用有较好的稳定性,已经合成了乙烯 基中的氢被苯基取代了的PPV衍生物(H.H.Horhold等,发光聚亚芳基 新探:聚(亚芳基亚乙烯基)的环化,合成金属科学技术国际会议(Anovel approach to light emitting polyarylenes:Cyclization of Poly(arylene vinylene),International conference on Science and Technology of Synthetic Metals ICSM)94,1994.7.24-29,韩国,汉城;A.V. Vannikov,A.C.Saidov,门捷列夫通讯(Mendeleev Commun.), 1993,54)。但是其荧光的量子产额是仍然不能令人满意的。 单氰基取代的PPV衍生物也是已知的(参见例如N.C.Greenham 等,自然(Nature),1993,365,628)。 虽然用这样材料已经取得了好的结果,但是,例如其使用寿命、光 稳定性和对空气和水的稳定性仍然是不能令人满意的。再者,至今所知 道的聚合物几乎是不可能产生蓝色或白色发射的。 此外,场致发光材料、特别是以聚合物为基础的材料的开发无论如 何尚不能认为是已经结束,照明和显示装置的制造厂家正在关注着生产 此类装置的各种各样的场致发光材料。 这特别是因为只有场致发光材料和装置的其它组件的共同作用才能 对质量做出结论,包括场致发光材料的质量。 因此,本发明的目的是提供新颖的场致发光材料,这些材料适合于 在照明和显示装置中使用,以使这些装置的性能方面得到改进。 现已惊人地发现,在乙烯基上以单芳基取代的某些PPV衍生物特别 适合于用作场致发光材料。 因此,本发明涉及作为场致发光材料的含式(I)结构单元的聚合 物的使用。 -[A1-(A2)C=CH-A3-CH=C(A2)]- (I) 式中:A1、A2和A3是相同或不相同的单-和/或多核芳基和/或杂芳 基,它们选择性地通过一个或多个桥相连接,优选通过一个桥连接,以 及/或者是稠合的,并可选择性地被取代;其中任何情况下,源自A1和 A3的有两个键并且源自A2的有一个键。 本发明所用的聚合物首先区别于它们的高稳定性,以及高的荧光量 子产额。 在本发明中,用在场致发光装置中能作为活性层的物质被认为是场 致发光材料。活性层之意是,在施加电场时,该层能辐射出光线(发光 层)和/或改进正和/或负电荷的注入和/或输送(电荷注入或电荷输送层)。 因此本发明也涉及包括一种或多种含有式(I)结构单元的聚合物 的场致发光材料。 在本发明中,聚合物之意是指当加入进一步的结构单元时场致发光 光谱仍基本上相同的化合物。 本发明中所用的聚合物一般具有2-1000、优选3-500、特别优 选4-300个结构单元。 优选的聚合物还有式(I)中符号有如下含义的那些聚合物: A1,A3是相同或不相同的 式中m=1-20,优选1,2或3,特别优选1,优选只对A3m>1。 A2:含义与A1和A3同,并与A1和A3相同或不相同, 其中在对聚合物的这两个可能的键合位置中,在每一情况下只有 一个 能实现; A1、A2和A3能互相独立地被一个或多个R基所取代; X:一单键、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CRR-、 -CR=CR-、-CH2-CH2-或-CHR-CHR-; Y: -O-、-S-或-NR′-; Z:相同或不相同为-O-或-S-; R:每次出现时相同或不相同,并为H或具有1-12个碳原子的烷基, 其中也可能有一或两个非相邻CH2基被-O-、-S-、 -CO-、-CO-O-、-O-OC-或-Si(CH3)2- 替代,-CF3、-ph、-O-ph、-S-ph、-SO-ph、 -SO2-ph、F、Cl、Br、I或-CN; R′:H、具有1-12个碳原子的烷基或-ph。 式(I)中的符号的特别优选的含义如下: A1、A3:相同或不相同的 式中m=1-20,优选1,2或3,特别优选1,R优选H,优选只对 A3m>1; A2:含义与A1和A3同,并与A1和A3相同或不相同, 其中在对聚合物的这两个可能的键合位置中,在每一情况下只有 一个能实现;或是 含下列式(I)结构单元的聚合物的是特别优选的: 式中A1、A2、A3和R′含义见式(I)中所给含义。 含式(I)结构单元的聚合物部分是已知的,部分是新颖的。 因此本发明也涉及这样的含式(I)结构单元的聚合物,其中的 符号具有上述的含义,但以A1、A2和A3之一必须是杂环基为条件。 本发明的聚合物或按本发明使用的聚合物是用式(II)的二酮 (式中A1和A2的含义见于式(I)) 与式(III)的有机磷化合物 (式中A3的含义见于式(I);Z是烷氧基,优选乙氧基,或是芳基, 优选苯基) 方便地经缩合制备的。 缩聚反应是向反应容器首先加入置于溶剂中的等摩尔量的原料组 分(I)和(III)的混合物,然后在惰性气体环境中搅拌下加入最好至 少是摩尔量的溶液或悬浮液形式的缩合剂来进行的。 另外一种操作方式是向反应容器中先加入置于溶剂中的缩合剂或 缩合剂与二酮,然后加入二磷组分。优选使用的溶剂是苯、甲苯、二甲 苯或二甲基甲酰胺。反应温度最好是60-120℃,反应时间为5-20 小时。反应几乎定量进行的。 通过加入水,必要时可加酸,诸如乙酸,然后分离出有机反应相 来进行处理。得到的缩合产物可以提取以进行纯化,例如用醇类或乙酸 提取;或从溶剂沉淀于非溶剂中。 此制备方法概括地叙述于下列文献中,例如DD84272,Horhold, H.-H.:Z.Chem 12,41-52(1972);Hrhold,H.-H.;Bcrgmann,R.; Gottschaldt,J.;Drefahl,G.:Acta Chim Acad.Sci.Hung.81,239-251; Horhlod H.-H.;Bergmann,R.:热稳定聚合物化学的发展,波兰科学出版 社(Advances in the Chemistry of Thermally Stable Polymers,Warsaw, Polish Scientific Publishers),29-48(1977);Horhold,H.-H.;Helbig,M.: Makromol.Chem.,Macromol.Symp.12,229-258(1987)和Horhold,H. -H.;Helbig,M.;Raabe,D.;Opfermann,J.;Scherf,U.;Stockmann,R.; Weiβ,D.:Z.Chem.27,126(1987). 原料化合物(II)和(III)是用文献中的已知方法制备的,诸 如在有机合成标准实践中所述的方法,例如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[有机化学方法],Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart。 制备是在已知的反应条件或适合于上述反应的反应条件下进行 的。也可以使用本身已知的并在此未加详细叙述的各种变体方法。 要求作为缩合组分的双(二苯基氧膦)或双(膦酸酯)类是易于 得到的,例如使用米氏反应(Michaelis-Arbusov reaction)从相应的双 (卤代甲基)化合物与二苯基膦酸乙酯[(C6H5)2P-O-C2H5]或亚 磷酸三乙酯制取。 芳族二酮的合成可如下进行,例如用已知的傅氏(Friedel- Crafts)反应以AlCl3为催化剂,如借助于三个特定化合物的反应方程1 的实例所示。 反应方程1 另一变体方法是使用芳基溴化镁和二氰基亚芳基的格氏 (Grignard)反应,示于反应方程2的实例。 反应方程2 在Horner反应中可以形成E/Z异构体。由两个双键相互之间可 能的位置也得到了异构体(反-反-反,反-反-顺,顺-反-反,顺 -反-顺,顺-顺-反,顺-顺-顺)。本发明涉及所有这些异构体。 采用不同的二酮和/或二膦酸酯,以简单的方法得到了含不同式 (I)结构单元的共聚物,此类共聚物中式(I)的R2基可选择性地也 有不同的含义。 另外,其中A1是-A′-A′-,A′是富电子的芳族的含式(I) 结构单元的聚合物的一小部分也能被氧化聚合(例如使用FeCl3,参见特 别是P.Kovacic,N.B.Jones,Chem.Ber.(化学通讯)1987,87,357-379; M.Weda,T.Abe,H.Awano,Macromolecules(大分子),1992, 25,5125)或电化学聚合(参见例如N.Saito,T.Kanbara,T.Sato,T. Yamamoto,Polym,Bull.1993,30,285)。 用作场致发光的本发明的聚合物一般是以专业人员所熟悉的已知 方法以薄膜形式施于一基体上的,诸如用浸渍、流涂或旋涂的方法。 因此,本发明也涉及生产场致发光材料的方法,该方法包括: a)在碱性缩合剂的作用下将式(III)的有机磷化合物 与式(II)的二酮 进行缩合以得到含式(I)结构单元 -[A1-(A2)C=CH-A3-CH=C(A2)]- (I) 的聚合物; (式中A1、A2和A3是相同或不相同的单-和/或多核芳基和/或杂芳 基,它们选择性地通过一个或多个桥相连接,优选通过一个桥相连接, 以及/或者是稠合的,并可选择性地被取代,在式(I)的任何情况中, 源自A1和A3的有两个键、源自A2的有一个键); b)将得到的聚合物以薄膜的形式施于一基体上。 本发明还涉及具有一个或多个活性层的场致发光装置,该装置的 活性层至少有一个包括一种或多种本发明的聚合物。活性层可以是例如 一发光层和/或一输送层和/或一电荷注入层。 这类场致发光装置的一般结构叙述于例如US 4,539,507和US 5,151,629中。包括有聚合物的场致发光装置叙述于例如WO 90/13148 或EP-A 0443861中。 装置通常包括在阴极和阳极之间的一场致发光层,两极的至少一 个是透明的。在场致发光层和阴极之间可另外再引入一电子注入层和/或 电子输送层,以及/或者在场致发光层和阳极之间引入一空穴注入层和/ 或空穴输送层。例如,可用Ca、Mg、Al、In或Mg/Ag作为阴极, 可用Au和ITO(氧化铟/氧化锡)在透明基体(例如玻璃或透明聚合物) 上作为阳极。 在工作时,阴极是置于相对于阳极的负电位上的,在这种安排中, 电子则从阴极注入电子注入层/电子输送层,或直接进入发光层。同时, 空穴从阳极注入空穴注入层/空穴输送层,或直接进入发光层。 在施加的电压影响下,注入的电荷载流子通过活性层互相向对方 运动,由此导致在电荷输送层和发光层间的边界处或发光层内成为电子/ 空穴对,并且它们复合,发出光来。 发射出的光线的颜色通过用作发光层的化合物而可以改变。 场致发光装置被用作例如发光显示器件(诸如控制灯、字母数字 显示器和信息告示牌),并用于光电偶合器。 现以实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限于此。 实施例 各种缩写符号的含义如下: Mn:数均分子量 VPO:蒸气压渗透法(参见例如Cherdron,Kern,Braun, Praktikum der Makromolekularen Chemie[实用大分子化学]) A、原料化合物 2,7-二苯甲酰基噻蒽 在一装有克莱森装置、搅拌器、回流冷凝器和内测温度计的500ml 多颈烧瓶中向搅拌着的33.33g AlCl3(0.25mol)于150ml 1,2-二氯 乙烷中的悬浮液中滴加21.63g噻蒽(0.1mol)和46.91g三氯甲苯 (0.24mol)于75ml 1,2-二氯乙烷中的溶液,同时用冰/氯化钠混合 物冷却,使温度不高于5℃。然后在室温下将混合物搅约6小时,放置 过夜。混合物在35℃下再搅拌3小时,以使反应完全,然后用冰/HCl水解,用200ml冰醋酸和15ml水回流水解形成的四氯化物约10小时, 以得到二酮。将粗产物溶于甲苯,将混合物干燥并浓缩。残渣分成3- 4g的数份,各用130g硅胶60H进行色谱法分离(洗脱剂∶甲苯),其 中也分离出总量0.4g的单酮。将2,7-二苯甲酰基噻蒽从甲苯中重结 晶,得到灰黄色晶体,熔点195℃。 得率:28.3g=理论值的67%。 C26H16O2S2 计算值: C73.56, H3.80 S15.10 (424.508) 实验值: C73.66 H3.82 S15.19 4,4′-二苯甲酰基二苯硫 在装有搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的250ml多颈烧瓶内 的100ml 1,2-二氯乙烷中加入26.5g AlCl3(0.2mol)。向此 悬浮液中再滴加入14.0g二苯硫(0.075mol)和22.5g苯甲酰氯于 35ml 1,2-二氯乙烷中的溶液;同时搅拌,并用冰/氯化钠混合 物冷却使温度不超过5℃。然后在室温下继续搅拌6小时,并将混 合物放置过夜将用冰冷却的反应混合物倾入冰/HCl混合物进行水 解。分出有机层,用稀NaOH溶液洗涤2次,然后用蒸馏水洗涤数 次。用水蒸气蒸馏法去除溶剂,粗产物在二甲基甲酰胺/乙醇 (1∶1)中重结晶2次,得到白色闪光的片状物,熔点173℃。 得率15.9g=理论值的57% C26H18O2S 计算值: C79.19, H4.57 S8.12 (394.462) 实验值: C79.39, H4.60 S8.11 氢醌二辛基醚 于氢气氛下在装有搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的500ml 多颈烧瓶内的250ml二甲基甲酰胺中先加入20g氢醌 (0.18mol),再小心地加入8.6g氢化钠(0.36mol)。将混合物 回流加热,同时搅拌,直至放氢终止;然后滴加1-溴正辛烷,历 时30分钟。在130℃下搅拌反应溶液2小时,放置过夜。将反应 混合物加热至60℃,滤出沉淀物,滤液浓缩。残渣在甲醇中重结 晶2次,得到白色薄片,熔点56℃。 得率:48.3g=理论值的80% C22H38O2 计算值: C79.05, H11.38 (334.23) 实验值: C79.42, H11.33 2,5-二辛氧基-1,4-双(溴甲基)苯 在装有搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的1升多颈烧瓶中在 搅拌下将22g氢醌二辛基醚(0.066mol)、27.8g仲甲醛 (0.927mol)、34.7g溴化钠(0.337mol)和400ml冰醋酸加热 至80℃,然后滴加35ml浓硫酸和45ml冰醋酸的混合物,历时1 小时。将混合物于80℃下搅拌5小时,然后冷却至室温。吸滤出 分离的固体,并用水洗涤数次。将有机滤液小心倾入500ml蒸馏 水,用二氯甲烷将此混合物提取数次。将提取液与固体合并后,用 CaCl2进行干燥,然后蒸除溶剂。残渣从己烷中重结晶,得到白色 无光泽的晶体,熔点83℃。 得率:26.6g=理论值的77% C24H40Br2O2 计算值: C55.40, H7.60, Br30.72 (520.366) 实验值: C55.56, H7.69 Br30.08 2,5-二辛氧基-1,4-亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯) 在装有磁性搅拌器和蒸馏桥的250ml二颈烧瓶中将20.81g 2,5-二辛氧基-1,4-二(溴甲基)苯(0.04mol)和13.29g 亚磷酸三乙酯(0.08mol)加热至130℃,蒸除形成的乙基溴。在 1小时的过程中将混合物加热至190℃,然后在此温度下再搅拌3 小时。在此温度下施以真空另30分钟,以除去残留的亚磷酸三乙 酯。冷却后,残渣固化成蜡状块,将其在石油醚中重结晶,得到细 的白色晶体,熔点41℃。 得率:20.8g=理论值的82% C32H60O8P2 计算值: C60.55, H9.53 (634.745) 实验值: C60.50, H9.57 B.聚合物 实施例1:聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-2-苯 基亚乙烯基-2,5-亚噻吩基-1-苯基亚乙基] 将2.046g 2,5-二苯甲酰基噻吩(0.007mol)和4.443g 2,5-二辛氧基-1,4-亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯) (0.007mol)置于150ml甲苯中,用Na/二苯酮干燥,加入用氢 气吹扫过的有内测温度计,搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的350ml 多颈烧瓶中,然后加热至40-60℃,直到原料物质完全溶解。加 入3.14g叔丁醇钾(0.028mol),然后将反应混合物回流加热20 小时。让其冷却至室温,混合物用100ml浓度为10%的乙酸水解, 同时适度搅拌(防止形成乳状液)。分出甲苯相,用蒸馏水洗涤3 次并浓缩。残渣用苯吸收并将混合物加热,用脱水器进行干燥。过 滤出沉淀的盐以后,将溶液浓缩至30-40ml,在甲醇中沉淀出产 物。为了纯化样品,可将操作重复一次。吸滤出残留的固体,用甲 醇洗涤,并在真空(0.01mm)中干燥20小时,得到暗红色低熔 点粉末。Tg=33℃。 得率:3.32g=理论值的77%,Mn(VPO)=4700g·mol-1 C42H50O2S 计算值: C81.50, H8.14 S5.18 (618.878) 实验值: C77.88, H8.35 S5.11 实施例2:聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-2-噻 吩基亚乙烯基-1,4-亚苯基-1-噻吩基亚乙烯基] 每批原料:2.089g 1,4-双(2-噻吩甲酰基)苯(0.007mol) 4.443g 2,5-二辛氧基-1,4-亚二甲苯基-双 (膦酸二乙酯)(0.007mol) 3.14g叔丁醇钾(0.028mol) 150ml甲苯 步骤:类似于实施例1 分离到一种赭色低熔点粉末,Tg=58℃。 得率:2.1g=理论值的48%,Mn(VPO)=12900g·mol-1 C40H48O2S2 计算值 C76.88, H7.74 S10.26 (624.902) 实验值 C75.09, H7.85 S9.06 实施例3:聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-2-苯 基亚乙烯基-1,4-亚苯基-S-1,4-亚苯基-1-苯基亚 乙烯基] 每批原料:2.761g 4,4′-二苯甲酰基二苯硫(0.007mol) 4.443g2,5-二辛氧基-1,4-亚二甲苯基-双 (膦酸二乙酯)(0.007mol) 3.14g叔丁醇钾(0.028mol) 150ml甲苯 步骤:类似于实施例1 此例产生发光的黄色低熔点粉末,Tg=54℃ 得率:3.69g=理论值的73%,Mn(VPO)=6300g·mol-1 C50H56O2S 计算值: C83.29, H7.83, S4.45 (721.006) 实验值: C81.52, H7.62 S4.12 实施例4:聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-2-苯 基亚乙烯基-2,7-亚噻蒽基-1-苯基亚乙烯基] 每批原料:2.972g 2,7-二苯甲酰基噻蒽(0.007mol) 4.443g2,5-二辛氧基-1,4-亚二甲苯基-双 (膦酸二乙酯) 3.14g叔丁醇钾(0.028mol) 150ml甲苯 步骤:类似于实施例1 此例得到发光黄色粉末,Tg=78 得率:3.80g=理论值的72%,Mn(VPO)=6500g·mol-1 C50H54O2S2 计算值: C79.95, H7.25, S8.54 (751.050) 实验值: C79.32, H7.19, S8.23 实施例5:聚[1,4-亚苯基-2-苯基亚乙烯基-2,5 -亚噻吩基-1-苯基亚乙烯基] 每批原料:5.846g 2,5-二苯甲酰基噻吩(0.02mol) 7.566g 1,4-亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯) (0.02mol) 9.78g叔丁醇钾(0.08mol) 200ml甲苯 步骤:类似于实施例1 反应混合物水解后,留有不溶物。将其干燥,制成粉末,然后用热 甲醇提取。IR光谱与可溶物完全一致。可溶物按常用步骤进行, 但此物质是在已烷中沉淀进行分离的。分级分离是从甲醇中的二氯 甲烷沉淀出化合物进行的。用甲醇提取得到的固体。并于60℃真 空(0.05mmHg)干燥20小时,得到橙色粉末,Tg=141℃。 得率:可溶物:3.32g=理论值的46%,Mn(VPO) =2300g·mol-1 不溶物:1.38g=理论值的19% C25H18S 计算值: C86.15, H5.01, S8.84 (362.464) 实验值: C82.26, H5.36, S8.51 (可溶物) 实施例6:聚[1,4-亚苯基-2-(4-甲氧基苯基)亚 乙烯基-2,5-亚噻吩基-1-(4-甲氧基苯基)亚乙烯基] 每批原料:3.524g2,5-双(4-甲氧基苯甲酰基)噻吩 (0.01mol) 3.783g1,4-亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯 (0.01mol) 4.89g叔丁醇钾(0.04mol) 150ml甲苯 步骤:类似于实施例1(可溶物) 此例得到橙红色粉末,Tg=147℃。 得率:2.65g=理论值的63%,Mn(VPO)=4800g·mol-1 C28H22O2S 计算值: C79.59, H5.25, S7.59 (422.514) 实验值: C78.30, H5.13, S7.62 实施例7:聚[1,4-亚苯基-2-(4-苯氧基苯基)亚 乙烯基-2,5-亚噻吩基-1-(4-苯氧基苯基)亚乙烯基] 每批原料:4.765g 2,5-双(4-苯氧基苯甲酰基)噻吩 (0.01mol) 3.783g1,4-亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯) (0.01mol) 4.89g叔丁醇钾(0.04mol) 150ml甲苯 步骤:类似于实施例1,但样品是在丙酮中沉淀进行分级分离的。 此例得到橙红色粉末,Tg=133℃。 得率:3.01g=理论值的55%,Mn(VPO)=11300g·mol-1 C38H26O2S 计算值: C83.49, H4.79, S5.86 (546.646) 实验值: C82.09, H5.01, S5.72 实施例8:聚[2,5-二辛氧基-1,4-亚苯基-2-苯 基亚乙烯基-2,2′-亚连噻吩基-1-苯基-亚乙烯基] 将0.75g 2,5-二辛氧基-1,4-双[2-苯基-2-(2 -噻吩基)乙烯基]苯6b(1.06mmol)缓慢滴加入搅拌的 3gFeCl3·6H2O(11.1mmol)于250ml二氯甲烷中的悬浮液。 此溶液立刻变成深蓝色。滴加完毕后,将混合物在室温下搅拌3天。 然后将混合物用稀盐酸(150ml水和5ml浓盐酸)水解。用蒸馏水 洗涤二氯甲烷相数次直至成中性,然后浓缩。此后,将残渣用150ml 苯吸收并用脱水器加热,进行干燥。将溶液浓缩至100ml左右,并 以0.5g硅胶60H过滤。离心和过滤后得到清澈的溶液,将其浓缩 至15ml左右,并在甲醇中沉淀。重复一次沉淀操作以进行纯化。 所得到的粉末于60℃真空(0.05mm Hg)干燥20小时。 得率:0.59g=理论值的80%,Mn(VPO)=25000g·mol-1 C46H54O2S2 计算值: C78.81, H7.48, S9.15 (700.996) 实验值: C78.57, H7.64, S9.21 实施例9: 在110℃的温度下将0.005mol的(1,4-双(苯甲酰基) 苯(对二苯代酚酞)和0.005mol对亚二甲苯基-双(膦酸二乙酯) 于75ml干燥甲苯中的溶液滴加入0.02mol叔丁醇钾于75ml干燥甲 苯中的溶液,同时搅拌并将其置于惰性气体下。反应10小时后, 将混合物用稀醋酸水解,其后的处理类似于实施例1。 得率:75%(纯化后)。 Tg=198.5℃,Mn=6240g/mol(VPO)(再沉淀后)。 实施例10: 在100℃的温度下将0.01mol的2,5-二甲氧基-对-亚 二甲苯基-双(二苯基氧膦)于150ml干燥甲苯中的溶液滴加到 0.01mol对二苯代酚酞和0.04mol叔丁醇钾于100ml干燥甲苯中的 溶液,同时搅拌并将其置于惰性气体下。反应时间和处理均如实施 例1中所述。 此例得到铬黄色粗产物,得率为95%。经提取后,在225 -240℃范围熔融,在溶液中显强烈黄绿色荧光。Mn(VPO) =5100g/mol,Tg=195℃。 实施例11:聚[1,4-亚苯基-2-苯基亚乙烯基-4,4′ -亚联苯基-1-苯基亚乙烯基] 制备方法类似于实施例1。Mn(VPO):3650;Tg: 220℃。 实施例12:聚[2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-2-(4 -甲氧基苯基)亚乙烯基-1,4-亚苯基-1-(4-甲氧基苯 基)亚乙烯基] 制备方法类似于实施例1。Mn(VPO):8750;Tg: 179.5℃。 实施例13:聚[1,4-亚苯基-亚乙烯基-1,4-亚苯 基-2-(4-苯氧基苯基)-1,4-亚苯基-1-(4-苯氧 基苯基)亚乙烯基] 制备方法类似于实施例1。Mn(VPO):4780;Tg: 152℃。 实施例14:聚(2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-[2 -(4-氟代苯基)-1,2-亚乙烯基]-1,4-亚苯基-[1 -(4-氟代苯基)-1,2-亚乙烯基]) 1,4-双(4-氟代苯甲酰基)苯3.242g(10mmol) 2,5-二甲氧基-对亚二甲苯基- 双(膦酸二乙酯) 4.523g(10.3mmol) 叔丁醇钾 3.6g(32mmol) 在一装有搅拌器、回流冷凝器并以氩气吹扫过的500ml干燥 多颈烧瓶中,将二酮和二膦酸酯溶于约100-150ml从Na/二苯酮 新蒸馏出的甲苯中,反应混合物加热至100-110℃。然后在氩气 保护下小心加入叔丁醇钾,此时反应混合物起泡并变成红-绿色。 加毕叔丁醇钾后,在120-130℃的加热浴上将混合物搅拌8小 时。反应时间结束后,用100ml浓度为10%的醋酸进行水解。将 其放置过夜,分离成两相。有机相用水洗涤1-2次,水相用甲苯 搅拌提取数次。合并有机相,在旋转蒸发器中浓缩至干。残渣吸收 于250-300ml苯中,并将此混合物沸腾一天(使用脱水器)。从 仍然余留的残余物中滤出溶液,在旋转蒸发器中浓缩至20- 30ml,直至溶液能在400ml甲醇中产生沉淀。吸滤出发光的黄色 沉淀,于120℃下真空干燥。 粗聚合物得率为3.75g(理论值的83%),Mn(GPC) 为6910g·mol-1。聚合物再用甲醇提取。玻璃化转变温度Tg为 202℃。 Mn(VPO): 13,800gmol-1 Mn(GCP): 11,100gmol-1 Mw(GPC): 92,200gmol-1 Mw/Mn: 8.334 C30H22F2O2计算值:C79.62,H4.90 (452.48) 实验值:C78.33,H4.92 P0.0%(检测不出) 实施例15:聚(1,4-亚苯基-氧代-1,4-亚苯基- [1-(4-氟代苯基)-1,2-亚乙烯基]-2,5-二甲氧基- 1,4-亚苯基-[2-(4-氟代苯基)-1,2-亚乙烯基]) 1,4-双(4-氟代苯甲酰基)二苯醚4.144g(10mmol) 2,5-二甲氧基-对亚二甲苯基- 双(膦酸二乙酯) 4.384g(10.3mmol) 叔丁醇钾 3.6g(32mmol) 在一装有搅拌器、回流冷凝器并以氩气吹扫过的500ml的干 燥多颈烧瓶中,将二酮和二膦酸酯溶于约100-150ml从Na/二苯 酮新蒸出的甲苯中,反应混合物加热至100-110℃。然后加入叔 丁醇钾,此时反应混合物起泡并变成暗橙色。加毕叔丁醇钾后,混 合物在120-130℃的浴温下搅拌7小时。反应时间结束时,用 100ml浓度为10%的醋酸水解。将其放置过夜,分离成两相。有 机相用水洗涤1-2次,水相用甲苯搅拌提取数次。然后合并有机 相并在旋转蒸发器中浓缩至干。残余物吸收于250-300ml苯中并 沸腾1天(使用脱水器)。从仍留的残余物中滤出溶液,并在旋转 蒸发器中浓缩至20-30ml,直至溶液能在400ml甲醇中产生沉 淀。吸滤出发光的黄色沉淀,用甲醇提取,在120℃下真空干燥。 得到2.7g(50%)粗聚合物。 玻璃化转变温度:187℃,聚合物溶于二氯甲烷、甲苯和四氢呋喃。 Mn(VPO): 12,260g·mol-1 Mn(GPC): 6,030g·mol-1 Mw(GPC): 146,000g·mol-1 C38H26F2O3计算值:C79.39,H4.81 (544.57) 实验值:C77.22,H5.10 P0.0%(检测不出) 实施例16:聚(萘-2,6-二基-[1-苯基-1,2-乙 烯基]-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-[2-苯基-1,2 -亚乙烯基]) 制备方法如实施例14。 Mn(VPO):5,900;Tg:198 实施例17:聚(萘-2,6-二基-[1-(4-氟代苯基) -1,2-亚乙烯基]-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-[2, 4-氟代苯基-1,2-亚乙烯基]) 制备方法如实施例14。 Mn(VPO):8,000;Tg:167℃。 实施例18:聚(噻蒽-2,7-二基-[1-苯基-1,2 -亚乙烯基]-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-[2-苯基- 1,2-亚乙烯基]) 制备方法如实施例14。 Mn(GPC):5,600;Mw(GPC)9,080;Tg:159℃ 实施例19:聚(吡啶-2,5-二基)-[1-(4-氟代苯基) -1,2-亚乙烯基]-2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基-[2 -(4-氟代苯基)-1,2-亚乙烯基]) 制备方法如实施例14 Mn(GPC):5,300 λmax:416nm;lgεmax:4.28 λ01,max:496nm C.场致发光性能 表1中所列为本发明的聚合物的荧光量子产额和氧化电势。 表1 聚合物 (按实施例) PL1) E0×12) 3 46% 1.05 4 56% 1.12 9 49% 1.26 11 54% 1.26 12 44% 0.95 13 49% 1.17 14 54% 1.07 15 33% 1.08 1)在CHCl3溶液中的荧光量子产额PL(参见例如C.A. Parker溶液的光致发光(Photoluminescence of Solutions), Elsevier Publ.Comp.Amsterdam,1968,P 261及其后) 2)第一氧化电势,用环伏安测定法(Cyclovoltammetry) 在二氯甲烷中以Ag/AgCl为参比电极在Pt电极上测定,0.1m六氟 磷酸四丁铵。 场致发光装置 将在氯仿中浓度为15mg/ml的待检测聚合物溶液在氮气保护 下通过旋涂以1000rpm的速度施于一涂有ITO(氧化铟/氧化锡) 的玻璃载体(做成2mm宽的条)上。将玻璃载体通过一闸门转移 到高真空蒸镀装置,仍然保持惰性气体环境。在2×10-5毫巴压 力下以垂直于ITO条的方向在使用一面罩情况下将Ca条(2mm 宽,23nm厚)蒸镀在聚合物层上。将这样制得的装置(ITO/聚合 物/Ca置于样品架中,并通过弹簧触点将电极连接于电源,一个ITO 条被正极化,一个Ca条被负极化。当施加足够高的电压时,在相 应的矩阵元件(Matrixelement)上可观察到场致发光现象。 表2 聚合物 (按实施例) 最大效率 [%] Ud (最大效率) [V] Id (最大效率) [mA] Iph (最大效率) [nA] Umax [V] Id(Umax) [mA] Iph(Umax) [nA] 3 0.11 15.1 0.572 9.47 19.9 1.51 17.1 4 0.07 13.4 0.183 1.96 16.0 0.418 4.22 9 0.01 19.0 7.62 11.2 19.0 7.62 11.2 12 0.12 10.4 1.08 20.0 14.0 5.09 62.5 13 0.01 16.0 2.44 3.62 18.4 8.90 11.0 14 0.03 16.0 1.07 5.20 17.0 1.82 8.40 表2注: 2.Ud/V(最大效率)=最大效率时的电压 3.Id/mA(最大效率)=最大效率时通过样品的电流 4.Iph/nA(最大效率)=最大效率时探测光电二极管的光电 流,亮度估计:4×Iph/nA=L/cdm-2 5.Umax/V=所施加的最大电压 6.Id/mA(Umax)=施加最大电压时通过样品的电流 7.Iph/nA(Umax)=施加最大电压时探测光电二极管的光电 流 |