苯并噁唑類光電材料的合成與應用及中間體合成工藝的優化探究

李向陽，宋 賀，王海燕，王 宇

(煙臺九目化學股份有限公司 山東 煙臺 264006)

新時代技術背景下，各式照明顯示領域中的有機分子材料應用越來越廣泛，有機發光二極管(OLED)對以往應用材料與技術展開更全面的革新與優化，實現應用性能的顯著提升，但從生產制造過程而言，還存在器件性能不佳等多種問題，制約著相關組件及顯示系統應用價值的發揮。在更多材料的開發應用中，合成材料在光電領域中的應用越來越受重視，在更多先進技術與相關應用材料的關聯指導下，OLED新應用材料可以苯并噁唑類為基礎，構筑BBF、BBS的化合光電應用材料，以此為材料應用性能提供予以更多支持。

1 OLED發展的發展應用

該技術是平面顯示領域發展的關鍵內容，不僅在應用結構上比較簡單，而且具有高清度、廣視角等多種應用優勢，經其高分子領域的不斷擴展以及小分子領域成果的持續化鞏固，如今該技術的應用效果已經得到顯著提升，無論是技術理論研究亦或是技術產品的開發都取得良好成果。不過就其技術開發程度而言，還處于研究發展的初期階段，實現技術的進一步革新仍是必要過程，在成本壓縮、效率提升以及個性化標準建設方面都還需加強技術與材料的改進，其中有機化合物的開發就是關鍵內容之一，通過苯并噁唑類化合物中間體應用價值的開發，可構建出BBF、BBS的化合材料，以此為OLED技術的應用提供更多先進有效的應用材料。但從以往合成應用過程而言，還存在不少問題，不僅容易產生一定的污染物質，而且合成效率不高，成本投入過大，并不具備良好的開發改進應用價值，亟需深入探究合成技術的改進辦法[1]。

2 苯并噁唑類化合材料的合成工藝優化

作為一種常用化合物中間體，苯并噁唑類化合材料在合成中會涉及到多種輔用中間體的合成，所以在進行BBF、BBS的合成時要綜合考慮中間體的全面性以此才能保證制備合成的優化性。

2.1 BBF的實驗合成優化

應首先明確合成過程中的具體操作流程，對其核心要點加以管控：應先展開中間體AL的合成，隨后再據此進行BBF的合成，最后經產物性質詳細檢測并記錄。具體合成過程如下：

其一，合成AL中間體。在這一過程中多會涉及到如AL-1至AL-4不同流程的合成操作，而且都需對其具體材料使用量、溫度、反應時間等進行綜合管控，作為中間體AL具體制備中的關鍵參考。應保證以規密氮氣保護環境下展開合成操作，將各項材料按既定順序投入三口瓶中，如圖1示圖表示，亞硝酸異戊酯、THF以及銅粉添加組，隨后緩慢攪拌并逐漸加熱，維持溫度在40℃，注意過程中的反應狀況，如果發現材料物逐漸轉變為藍色即可加注AL-4過程中制備的溶液，并使之后的反應過程持續6h左右，以材料顏色漸進褐色并呈濁液體時為止。這種工藝優化改進一般可將產率提高到65%左右。

圖1 AL的合成示圖

其二，合成BBF。首先制備AL硼酸，將合成的AL與四氫呋喃按標準計量投入三口瓶并在攪拌中降溫，過程中逐次添加丁基鋰、硼酸三甲酯，并分別保持1h的反應時間，完成后轉為室溫即可，并將反應液與7%鹽酸混合，將其中析出的固體物質提取并烘干。其次進行BBF的合成，如圖一所示，將DMF、AL硼酸、苯并噁唑類化合材料及水等依次加入到三口瓶中，加熱到50℃，攪拌均勻的過程中進一步添加催化劑，本文建議以四三苯基膦肥為宜，隨后將溫度提升到80℃，并持續反應48h之后再進行降溫處理，經系列制備后可得出綠色固體，對其加以提純，最終所得BBF產物為黃綠色物質，產率提高到68%。

圖2 BBF合成反應示圖

2.2 BBS的實驗合成優化

BBS在合成優化上與上述BBF工藝管控辦法有很大的相似點，都從中間體的合成與制備階段出發，完成中間體BL合成后，再進行具體產物BBS的合成，所以要在工藝優化時要對這兩項操作環節中的要點合理管控。

其一，合成中間體BL。BL在合成中并無更多輔用合成操作，所以合成過程相對簡單，而且在操作環境的控制上也并不過于嚴格，所以在工藝優化時，應重點關注操作過程的管控。如圖3示圖所示，將鄰氨基苯酚加入研缽中，并加入溴苯甲醛、12-磷鎢雜多酸，經常溫環境下將之持續研磨30分鐘，并將研磨后的材料加水打漿，并緩慢而充分攪拌，待其中各物質均混合均勻之后，經抽濾得出的乳白色固體就是所需合成物。一般保證操作過程各要點的嚴格管控，可將產率控制在86%，而且純度也相對較高，在后續制備處理上具有良好的應用效果。

圖3 BL的合成示圖

其二，BBS的合成。同樣需先制備BL硼酸，氮氣保護環境下將BL合成物、四氫呋喃依次添加到三口瓶中，并在其充分溶解后進行降溫處理，將溫度降低在-80℃后，再加注丁基鋰、硼酸三甲酯，中間保持具體反應1h時段依次滴加，共計2h的分段反應，經反應后顏色轉變為褐色并不斷加重，完成反應后即可恢復到室溫，并將溶液與酸水混合，對其中析出的物質加以抽濾并烘干即刻。隨后是BBS的實際合成，如圖4所示，合成工藝優化中同樣重點在于溫度的控制，將DMF、BL、水等材料以此放入三口瓶中，保證材料均勻攪拌之后可提高溫度，先將溫度升高到50℃，加注催化劑，隨后再提高到80℃進行48h時長的反應操作過程，完成各環節后，便可降低溫度，取得粗品材料，經提純后得到所需合成材料BBS[2]。

圖4 BBS的合成反應示圖

3 合成材料的具體應用

本文所談論的BBF及BBS有機合成物均屬于小分子類，經上述工藝優化之后，所生產的兩項材料在性能上都有顯著提升，DFT計算上均符合OLED在器件生產中的各項標準，電化學性質、熱力學性質以及光學性質都具有良好的應用價值，在電子傳輸層或是器件發光層上都可作為重要應用材料。將其二者分別作為器件發光層中的核心材料，制成磷光器件，經檢測后發現，在器件亮度提升、電壓控制方面都具可用性，降低啟亮電壓，在耗電量上大幅減少，而且亮度上要比以往應用材料亮度更高；除此之外，該兩項有機合成物也可應用在顯示器件的電子數據傳輸上，可有效實現材料構造一體化技術應用，是對OLED器件開發中的重要材料支持。

4 結語

總之，OLED技術在不斷改進發展中更需加強各項材料的創新發展，其中有機化合物的合成就是重要方向之一，充分發揮苯并噁唑類化合物中間體的應用優勢，對其合成工藝加以改進，實現合成材料的高效生產，更為該技術的應用提供更多材料支持，所以各研究工作中需進一步增進新合成材料的開發以及合成技術的優化，以促進相關產業的不斷發展。