理化性质
1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯是一类典型的含氮芳香电子传输小分子，分子式为C45H30N6。单晶结构研究表明，1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯并非完全平面分子，三个苯并咪唑环与中心苯环之间的二面角分别约为20.19°、34.57°和44.59°，外围苯基与苯并咪唑环之间也存在较大扭转。该非平面构型可降低过强的分子间π-π堆积，并对其晶体堆积、薄膜形貌和电荷传输特征产生影响[1]。
图1 1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯的结构式
制备方法
Song等报道了1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯较具代表性的合成路线。首先将N-苯基-1,2-苯二胺溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP），加入1,3,5-苯三甲酰氯，在室温及适度升温条件下反应形成三酰胺中间体；随后在氮气及减压环境下于553～568 K加热约1 h，使中间体发生脱水环化，构筑三个苯并咪唑环并生成1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。所得产物进一步在588 K、约2 Torr条件下重复升华，可获得高纯度材料。因此，三酰胺中间体构建、热环化及升华纯化是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯制备的关键步骤[1]。
成膜特性
传统OLED器件中1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯多采用真空蒸镀成膜，但其溶液加工能力近年来受到关注。Wang等采用等温饱和法，系统测定了1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯在正己烷、环己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙腈、乙酸乙酯、DMSO、THF、氯苯和氯仿等12种溶剂中，在283.15～323.15 K范围内的溶解度，并利用修正Apelblat方程进行模型关联。研究还通过高重力辅助溶剂/反溶剂沉淀实现1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯纳米化，从而改善成膜性能，为喷墨打印OLED电子传输层墨水的开发提供了理论和工艺基础[2]。
应用于电子输运与器件
1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯最主要的应用领域是OLED中的电子传输层，同时可承担空穴或激子阻挡功能。Wang等利用导纳谱研究150～260 nm厚1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯薄膜，得到其电子迁移率约为5.6×10-8～2.1×10-5 cm²·V-1·s-1，且迁移率随外加电场增强而增加。与TmPyPB和BmPyPB等电子传输材料相比，1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯的电子迁移率相对较低，但凭借适宜的能级结构、成膜稳定性以及较好的载流子和激子限制能力，仍被广泛用于OLED电子传输层、阻挡层及部分发光主体体系[1,3]。
参考文献
[1] SONG W F, WU Y, FAN Y, et al. 1,3,5-Tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene methanol solvate[J]. Acta Crystallographica Section E: Structure Reports Online, 2009, 65(10): o2461.
[2] WANG R, ZOU Y, GUO J, et al. Solubility and solubility modeling of 1,3,5-Tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene toward nanodispersions in organic solvents[J]. Journal of Chemical & Engineering Data, 2021, 66(6): 2568-2575.
[3] WANG Y, LI B, JIANG C, et al. Study on electron transport characterization in TPBi thin films and OLED application[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2021, 125(30): 16753-16758.