2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的合成与应用研究

简述

2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽](2-Bromospiro[9H-fluorene-9,9'-[9H]xanthene])是一种分子式为C₂₅H₁₅BrO，分子量为411.29的杂环物质，一般表现为白色至近白色固体粉末。该物质的核心结构为螺[芴-9,9'-氧杂蒽](SFX)，其具有高的空穴迁移率，玻璃化转变温度和折射率，较好的空穴传输能力，以及较高的稳定性和成膜效率，可作为空穴传输材料应用于有机电致发光材料[1]。

合成研究

因为关于2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的合成研究较少，以结构类似物4-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的合成为模板展开合成工艺探究：以二苯醚为原料，惰性气体保护下，与仲丁基锂反应后，再加入2-溴-9-芴酮(原模板反应为4-溴-9-芴酮)，在冰乙酸溶剂中闭环或可实现2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的合成。在原反应4-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的合成中，目标产物的收率可以达到85%以上，适合工业化生产[2]。

应用

2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]等螺环[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]类化合物具有较好的热稳定性和玻璃化温度，还具有高发光效率、高发光纯度，故其可以作为蓝光材料或掺杂材料用于制作有机电致发光器件，应用于有机发光半导体(OLED)器件生产制备，还可用于有机太阳能电池，有机薄膜晶体管材料研究中[1,3]。

比如，器件技术领域公开了一种基于螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]的钙钛矿太阳能电池空穴传输材料。该材料采用的钙钛矿太阳能电池器件结构为单节结构，具有如下优点：(1)合成路线简单，原料易得；(2)在螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]核的氧杂蒽单元引入芳胺基团显著提高了材料的玻璃化转变温度和热分解温度；(3)相比于sprioOMeTAD,本发明中基于螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]核的空穴传输材料具有更高的玻璃转化温度和热分解温度，更高的氧化还原电位，更高的空穴迁移率和导电率，在钙钛矿太阳能电池和其他有机电子器件领域有巨大的应用价值和广阔的应用前景[4]。基于该应用研究，以2-溴螺[9H-芴-9,9'-[9H]氧杂蒽]作为材料核心作进一步的研究探索具有一定意义。

参考文献

[1]李瑞,杨振强,陈鹏丽,等.一种螺[芴-9,9'-氧杂蒽]类化合物及其制备方法.CN202011509474.0.

[2]孙敏青,杨振强,曹继红,等.一种4-溴螺环[芴-9,9'-氧杂蒽]的合成方法:CN201611127293.5[P].

[3]李瑞,汪波洋,李国防,等.3-溴螺环[芴-9,9'-氧杂蒽]的合成工艺研究[J].化工技术与开发, 2022(004):051.DOI:10.3969/j.issn.1671-9905.2022.04.003.

[4]佚名.一种螺[芴-9,9′-氧杂蒽]核基新型钙钛矿太阳能电池材料及其制备方法以及应用:CN202310288867.0[P].