2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴，常溫常壓下為白色至灰白色固體粉末，它具有優(yōu)異的熒光發(fā)光性質(zhì)，難溶于水和醚類有機(jī)溶劑但是可溶于N,N-二甲基甲酰胺。2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴是一種有機(jī)半導(dǎo)體材料，它具有特殊的大共軛體系，可用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）、有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器件等器件的制備，在有機(jī)光電材料的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)性質(zhì)

2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴結(jié)構(gòu)中含有豐富的電子云密度，它表現(xiàn)出極其高的熒光發(fā)光性質(zhì)，它是一種非晶態(tài)有機(jī)聚合物，具有優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性能。該物質(zhì)具有特殊的大共軛體系，由于其分子內(nèi)部含有苯環(huán)和芴環(huán)，這些環(huán)系統(tǒng)通過(guò)氨基和甲氧基連接在一起形成了穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于電子的傳輸和激子的形成，是其作為有機(jī)半導(dǎo)體材料的關(guān)鍵特征之一。該分子中含有氨基和甲氧基等電子給體基團(tuán)，這些基團(tuán)能夠與電子接受體形成穩(wěn)定的配位結(jié)構(gòu)，從而提高了TAPC作為半導(dǎo)體材料的電子親和性，有利于電子的傳輸和注入。作為一種摻雜材料，2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴可以應(yīng)用于OLED的發(fā)光層和電子傳輸層。在發(fā)光層中，該物質(zhì)作為主要摻雜劑，可以通過(guò)電子傳遞和激發(fā)來(lái)產(chǎn)生高效的電子-空穴復(fù)合，使OLED的發(fā)光效果更亮、更穩(wěn)定。在電子傳輸層中，該物質(zhì)作為次要摻雜劑可以提高電子的傳輸速度和效率，進(jìn)而改善OLED的電荷注入平衡性。

合成方法

圖1 2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴的合成反應(yīng)

在氮?dú)夥諊峦?0mL雙頸燒瓶中加入4,4'-二甲氧基二苯胺（2.00g，8.72mmol），2,2'，7,7'-四溴-9,9'-螺環(huán)[9H-芴]（1.23） g，1.94mmol），叔丁醇鈉（1.12g，11.6mmol），三（二亞芐基丙酮）二鈀（0）（0.071g，0.078mmol）和三叔丁基膦（0.025g，0.12mmol）。然后往上述反應(yīng)混合物中加入無(wú)水甲苯，將所得的反應(yīng)混合物加熱至110℃并在該溫度下攪拌反應(yīng)大約12小時(shí)。 反應(yīng)結(jié)束后將所得的反應(yīng)混合物冷卻至室溫并用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，合并所有的有機(jī)層并將其用無(wú)水硫酸鎂進(jìn)行干燥處理。過(guò)濾除去干燥劑并將所得的濾液在真空下進(jìn)行濃縮，所得的殘余物通過(guò)硅膠柱層析法進(jìn)行分離純化即可得到目標(biāo)產(chǎn)物分子2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（45％，1.07克）。[1]

化學(xué)應(yīng)用

2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴是一種有效的有機(jī)半導(dǎo)體材料，可用于有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）、有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器件等器件的制備。其優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性能，它還可應(yīng)用于顯示器、太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。該物質(zhì)優(yōu)異的電荷傳輸性能和潛在的發(fā)光性質(zhì)，[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴的應(yīng)用使得OLED顯示器和照明設(shè)備具有更高的亮度、更低的功耗、更長(zhǎng)的壽命和更廣的色域范圍。該化合物還具有熱穩(wěn)定性良好、易于加工、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，使其成為一種非常有前景的OLED材料。[2]

穩(wěn)定性

值得注意的是2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴結(jié)構(gòu)中含有豐富的電子，在空氣中易于氧化，降低其穩(wěn)定性。適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存條件可以有效地延長(zhǎng)其在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)應(yīng)用中的使用壽命并確保其在各種有機(jī)光電器件中的性能表現(xiàn)。一般要求將[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴置于密封容器中確保容器密封性良好，以防止空氣中的氧氣和水分侵入從而減緩其氧化速度。

參考文獻(xiàn)

[1] Journal of the American Chemical Society, 2014,136,7837-7840.

[2] 冀婷,王英奎,張恒康等. 空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽(yáng)電池中的應(yīng)用[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2020,54:14.