2-溴-9,9'-螺二芴的应用与研究

简述

2-溴-9,9'-螺二芴（2-Bromo-9,9'-spirobi[9H-fluorene]）的分子式为C₂₅H₁₅Br，分子量为395.29，一般性状为白色晶体固体，具有强烈的臭味。2-溴-9,9'-螺二芴的化学结构中包含两个芴环，通过螺旋桥连接在一起，并且在其中一个芴环上有一个溴原子取代。它是一种有机半导体材料，具有良好的光电性能。

以溴苯为起始原料，经过格氏反应，偶联反应，加成反应，酸催化闭环可以合成2-溴-9,9'-螺二芴[1]。

理化性质

密度：1.522 g/cm3

熔点：184℃

沸点：517.213℃ at 760 mmHg

闪点：259.774℃

应用

有机合成领域，2-溴-9,9'-螺二芴与二苯基膦锂锂化反应可以合成二苯基-2-(9,9'-螺二芴基)膦，总收率为60.6％[1]。高分子化学领域，文献报道了一种覆盖层分子结构，其包括由第一中心结构和第二中心结构键合而成的高分子结构，其中第一中心结构为9,9-二甲基-2-溴芴，2-溴-9,9'-螺二芴以及2-溴-9,9-二苯基芴其中之一；第二中心结构为3-对甲苯-4-间甲苯二苯胺以及4,4'-二(3,5-二甲苯)二苯胺其中之一。该发明降低了OLED器件的制作成本，减小的OLED器件的制作难度[2]。

有关研究

选择合适的空穴传输材料插入钙钛矿和金属电极之间可以提高电池性能，Spiro-OMeTAD作为成功的空穴传输材料，由于其优良的电子传输性能和稳定的氧化还原性能在钙钛矿太阳能电池领域一直是被常用的空穴传输材料。但是其仍然存在一定的缺陷：分子结构复杂，合成比较困难，在有机溶剂中的溶解性较差等。为了弥补以上缺陷，科研人员开发具有结构简单溶解性更好的空穴传输材料对于钙钛矿太阳能电池的发展具有重要的意义。研究发现，在反应温度105℃，n(CZ-OMEAD)：n(2-溴-9,9'-螺二芴)：n(Pd2(dba)3)：n((t-Bu)3P·BF4)：n(叔丁醇钾)=1：1.2：0.04：0.08：2，反应24 h条件下，目标产物Spiro-014的收率可达89.1%，较佳的精制条件为：m(甲苯)：m(正己烷)：m(粗品)=10：10：1，直接70~75℃热过滤，得到的Spiro-014的产品纯度可达99.7%，可在钙钛矿太阳能电池中用作空穴传输材料[3]。

参考文献

[1]屈凤波,杨振强,樊燕鸽,等.二苯基-2-(9,9'-螺二芴基)膦的合成与表征[J].合成材料老化与应用, 2015(2):3.DOI:CNKI:SUN:HOCE.0.2015-02-015.

[2]迟明明,李相烨,洪澈广,等.覆盖层分子结构,制作方法及对应的OLED器件:CN201811058526.X[P].CN109251148A.

[3]李军.树枝状螺芴类空穴传输材料的合成与性能研究[D].青岛科技大学,2016.DOI:10.7666/d.D846000.