苯并噁唑类光电材料的合成与应用及中间体合成工艺的优化探究

李向阳，宋 贺，王海燕，王 宇

(烟台九目化学股份有限公司 山东 烟台 264006)

新时代技术背景下，各式照明显示领域中的有机分子材料应用越来越广泛，有机发光二极管(OLED)对以往应用材料与技术展开更全面的革新与优化，实现应用性能的显著提升，但从生产制造过程而言，还存在器件性能不佳等多种问题，制约着相关组件及显示系统应用价值的发挥。在更多材料的开发应用中，合成材料在光电领域中的应用越来越受重视，在更多先进技术与相关应用材料的关联指导下，OLED新应用材料可以苯并噁唑类为基础，构筑BBF、BBS的化合光电应用材料，以此为材料应用性能提供予以更多支持。

1 OLED发展的发展应用

该技术是平面显示领域发展的关键内容，不仅在应用结构上比较简单，而且具有高清度、广视角等多种应用优势，经其高分子领域的不断扩展以及小分子领域成果的持续化巩固，如今该技术的应用效果已经得到显著提升，无论是技术理论研究亦或是技术产品的开发都取得良好成果。不过就其技术开发程度而言，还处于研究发展的初期阶段，实现技术的进一步革新仍是必要过程，在成本压缩、效率提升以及个性化标准建设方面都还需加强技术与材料的改进，其中有机化合物的开发就是关键内容之一，通过苯并噁唑类化合物中间体应用价值的开发，可构建出BBF、BBS的化合材料，以此为OLED技术的应用提供更多先进有效的应用材料。但从以往合成应用过程而言，还存在不少问题，不仅容易产生一定的污染物质，而且合成效率不高，成本投入过大，并不具备良好的开发改进应用价值，亟需深入探究合成技术的改进办法[1]。

2 苯并噁唑类化合材料的合成工艺优化

作为一种常用化合物中间体，苯并噁唑类化合材料在合成中会涉及到多种辅用中间体的合成，所以在进行BBF、BBS的合成时要综合考虑中间体的全面性以此才能保证制备合成的优化性。

2.1 BBF的实验合成优化

应首先明确合成过程中的具体操作流程，对其核心要点加以管控：应先展开中间体AL的合成，随后再据此进行BBF的合成，最后经产物性质详细检测并记录。具体合成过程如下：

其一，合成AL中间体。在这一过程中多会涉及到如AL-1至AL-4不同流程的合成操作，而且都需对其具体材料使用量、温度、反应时间等进行综合管控，作为中间体AL具体制备中的关键参考。应保证以规密氮气保护环境下展开合成操作，将各项材料按既定顺序投入三口瓶中，如图1示图表示，亚硝酸异戊酯、THF以及铜粉添加组，随后缓慢搅拌并逐渐加热，维持温度在40℃，注意过程中的反应状况，如果发现材料物逐渐转变为蓝色即可加注AL-4过程中制备的溶液，并使之后的反应过程持续6h左右，以材料颜色渐进褐色并呈浊液体时为止。这种工艺优化改进一般可将产率提高到65%左右。

图1 AL的合成示图

其二，合成BBF。首先制备AL硼酸，将合成的AL与四氢呋喃按标准计量投入三口瓶并在搅拌中降温，过程中逐次添加丁基锂、硼酸三甲酯，并分别保持1h的反应时间，完成后转为室温即可，并将反应液与7%盐酸混合，将其中析出的固体物质提取并烘干。其次进行BBF的合成，如图一所示，将DMF、AL硼酸、苯并噁唑类化合材料及水等依次加入到三口瓶中，加热到50℃，搅拌均匀的过程中进一步添加催化剂，本文建议以四三苯基膦肥为宜，随后将温度提升到80℃，并持续反应48h之后再进行降温处理，经系列制备后可得出绿色固体，对其加以提纯，最终所得BBF产物为黄绿色物质，产率提高到68%。

图2 BBF合成反应示图

2.2 BBS的实验合成优化

BBS在合成优化上与上述BBF工艺管控办法有很大的相似点，都从中间体的合成与制备阶段出发，完成中间体BL合成后，再进行具体产物BBS的合成，所以要在工艺优化时要对这两项操作环节中的要点合理管控。

其一，合成中间体BL。BL在合成中并无更多辅用合成操作，所以合成过程相对简单，而且在操作环境的控制上也并不过于严格，所以在工艺优化时，应重点关注操作过程的管控。如图3示图所示，将邻氨基苯酚加入研钵中，并加入溴苯甲醛、12-磷钨杂多酸，经常温环境下将之持续研磨30分钟，并将研磨后的材料加水打浆，并缓慢而充分搅拌，待其中各物质均混合均匀之后，经抽滤得出的乳白色固体就是所需合成物。一般保证操作过程各要点的严格管控，可将产率控制在86%，而且纯度也相对较高，在后续制备处理上具有良好的应用效果。

图3 BL的合成示图

其二，BBS的合成。同样需先制备BL硼酸，氮气保护环境下将BL合成物、四氢呋喃依次添加到三口瓶中，并在其充分溶解后进行降温处理，将温度降低在-80℃后，再加注丁基锂、硼酸三甲酯，中间保持具体反应1h时段依次滴加，共计2h的分段反应，经反应后颜色转变为褐色并不断加重，完成反应后即可恢复到室温，并将溶液与酸水混合，对其中析出的物质加以抽滤并烘干即刻。随后是BBS的实际合成，如图4所示，合成工艺优化中同样重点在于温度的控制，将DMF、BL、水等材料以此放入三口瓶中，保证材料均匀搅拌之后可提高温度，先将温度升高到50℃，加注催化剂，随后再提高到80℃进行48h时长的反应操作过程，完成各环节后，便可降低温度，取得粗品材料，经提纯后得到所需合成材料BBS[2]。

图4 BBS的合成反应示图

3 合成材料的具体应用

本文所谈论的BBF及BBS有机合成物均属于小分子类，经上述工艺优化之后，所生产的两项材料在性能上都有显著提升，DFT计算上均符合OLED在器件生产中的各项标准，电化学性质、热力学性质以及光学性质都具有良好的应用价值，在电子传输层或是器件发光层上都可作为重要应用材料。将其二者分别作为器件发光层中的核心材料，制成磷光器件，经检测后发现，在器件亮度提升、电压控制方面都具可用性，降低启亮电压，在耗电量上大幅减少，而且亮度上要比以往应用材料亮度更高；除此之外，该两项有机合成物也可应用在显示器件的电子数据传输上，可有效实现材料构造一体化技术应用，是对OLED器件开发中的重要材料支持。

4 结语

总之，OLED技术在不断改进发展中更需加强各项材料的创新发展，其中有机化合物的合成就是重要方向之一，充分发挥苯并噁唑类化合物中间体的应用优势，对其合成工艺加以改进，实现合成材料的高效生产，更为该技术的应用提供更多材料支持，所以各研究工作中需进一步增进新合成材料的开发以及合成技术的优化，以促进相关产业的不断发展。