CN105051019A - 电子传输材料及使用该电子传输材料的有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明为下述式(1)所表示的化合物、电子传输材料及使用该电子传输材料的有机EL元件。本发明的化合物适合用作有助于改善有机EL元件的长寿命化、驱动电压的降低、高效率化等,其中尤其有助于改善高效率化的电子传输材料,且可提供优异的有机EL元件。Ar为来源于芳香族烃或芳香族杂环的m价基团;X1~X6为=CR1-或=N-,至少两个为=CR1-,两个=CR1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键,其他R1为氢或碳数1~4的烷基;Y为-O-或-S-;唑环的至少一个氢可经烷基、苯基或萘基取代;m为2~4的整数;而且,式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。

Description

电子传输材料及使用该电子传输材料的有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及一种具有噻唑基/噁唑基的新颖的电子传输材料、使用该电子传输材料的有机电致发光元件(以下有时记作有机EL(Electroluminescent)元件或简单地记作元件)等。
背景技术
近年来,作为下一代的全彩平板显示器(full-colorflatpaneldisplay),有机EL元件受到关注,且正在进行活跃的研究。为了促进有机EL元件的实用化,元件的消耗电力的降低(低电压化、外部量子产率提高)、长寿命化为不可或缺的要素,为了达成这些特性,正在开发新的电子传输材料。尤其蓝色发光元件的低消耗电力化、长寿命化成为课题,正在研究各种电子传输材料。像专利文献1~专利文献4及非专利文献1所记载那样,已知通过使用吡啶衍生物或联吡啶衍生物作为电子传输材料,能以低电压使有机EL元件驱动。其一部分已实用化,但为了将有机EL元件用于更多的显示器中,特性不充分。另外,也正在研究将苯并咪唑或苯并噻唑衍生物作为电子传输材料用于有机EL元件(参照专利文献5~专利文献7)。与吡啶衍生物或联吡啶衍生物同样地,其一部分已实用化,但特性不充分,需求进一步的改善。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2003-123983
[专利文献2]日本专利特开2002-158093
[专利文献3]日本专利特开2009-173642
[专利文献4]国际公开2007/086552
[专利文献5]美国专利公开2003/215667
[专利文献6]国际公开2003/060956
[专利文献7]国际公开2008/117976
[非专利文献]
[非专利文献1]《第十届无机及有机电致发光国际研讨会会议记录(Proceedingsofthe10thInternationalWorkshoponInorganicandOrganicElectroluminescence)》(2000)
发明内容
[发明所欲解决的问题]
本发明是鉴于此种现有技术所具有的问题而成。本发明的问题在于提供一种电子传输材料,所述电子传输材料有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等有机EL元件所需求的特性,尤其有助于改善高效率化。进而,本发明的问题在于提供一种使用所述电子传输材料的有机EL元件。
[解决问题的技术手段]
本发明人等进行了努力研究,结果发现,通过将两处以上经噻唑基苯基、噁唑基苯基、噻唑基吡啶基或噁唑基吡啶基所代表的一价基团取代的芳香族烃或芳香族杂环用于有机EL元件的电子传输层,而有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等特性,其中有助于改善高效率化,并根据该发现而完成了本发明。
所述问题是通过以下所示的各项而解决。
[1]一种下述式(1)所表示的化合物:
[化1]
式(1)中,
Ar为来源于碳数6~40的芳香族烃的m价基团或来源于碳数2~40的芳香族杂环的m价基团,这些基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基或碳数3~12的环烷基取代;
X1~X6独立地为=CR1-或=N-,X1~X6中的至少两个为=CR1-,X1~X6中的两个=CR1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键,其他=CR1-中的R1为氢或碳数1~4的烷基;
Y独立地为-O-或-S-;唑环的至少一个氢可经碳数1~4的烷基、苯基或萘基取代;
m为2~4的整数,由唑环与六员环所形成的基团可相同也可不同;而且,
式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。
[2]根据所述[1]项所记载的化合物,其中Ar为选自下述式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的组群中的一个:
[化2]
式(Ar-1)~式(Ar-22)中,Z独立地为-O-、-S-、下述式(2)或式(3)所表示的二价基团,各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代,
[化3]
式(2)中,R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基,式(3)中,R3独立地为甲基或苯基,两个R3也可相互连结而形成环。
[3]根据所述[1]项所记载的化合物,其中Ar为选自下述式(Ar-1)~式(Ar-13)所表示的基团的组群中的一个:
[化4]
式(Ar-1)~式(Ar-13)中,Z独立地为-O-、-S-、下述式(2)或式(3)所表示的二价基团,各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代,
[化5]
式(2)中,R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基,式(3)中,R3独立地为甲基或苯基,两个R3也可相互连结而形成环。
[4]根据所述[1]项所记载的化合物,其是由下述式(1-3)所表示,
[化6]
[5]根据所述[1]项所记载的化合物,其是由选自下述式(1-4)、式(1-21)、式(1-25)、式(1-29)、式(1-37)、式(1-45)、式(1-53)及式(1-85)中的一个所表示,
[化7]
[6]根据所述[1]项所记载的化合物,其是由下述式(1-166)或式(1-274)所表示,
[化8]
[7]根据所述[1]项所记载的化合物,其是由选自下述式(1-382)、式(1-383)、式(1-404)、式(1-408)、式(1-416)、式(1-424)、式(1-557)、式(1-558)及式(1-611)中的一个所表示,
[化9]
[8]一种电子传输材料,含有根据所述[1]至[7]中任一项所记载的化合物。
[9]一种有机电致发光元件,具有:包含阳极及阴极的一对电极;配置在所述一对电极间的发光层;以及配置在所述阴极与所述发光层之间、且含有根据所述[8]项所记载的电子传输材料的电子传输层及/或电子注入层。
[10]根据所述[9]项所记载的有机电致发光元件,其中所述电子传输层及电子注入层的至少一个进而含有选自由羟基喹啉系金属络合物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物及硼烷衍生物所组成的组群中的至少一种。
[11]根据所述[9]项或[10]项所记载的有机电致发光元件,其中电子传输层及电子注入层的至少一个进而含有选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的组群中的至少一种。
[发明的效果]
本发明的化合物具有以下特征:即便以薄膜状态施加电压也稳定,另外电荷的传输能力高。本发明的化合物适合作为有机EL元件中的电荷传输材料。通过将本发明的化合物用于有机EL元件的电子传输层,而有助于改善驱动电压降低、高效率化、长寿命化等特性,其中尤其有助于改善高效率化。通过使用本发明的有机EL元件,可制作全彩显示等的高性能的显示器装置。
具体实施方式
以下,对本发明进行更详细说明。此外,本说明书中,例如有时将“式(1-1)所表示的化合物”称为“化合物(1-1)”。有时将“式(1-2)所表示的化合物”称为“化合物(1-2)”。关于其他式记号、式编号,也同样地进行处理。
<化合物的说明>
本申请的第一发明为下述式(1)所表示的具有噻唑基或噁唑基的化合物。
[化10]
式(1)中,Ar为来源于碳数6~40的芳香族烃的m价基团或来源于碳数2~40的芳香族杂环的m价基团,这些基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基或碳数3~12的环烷基取代。
式(1)中,唑环的至少一个氢可经碳数1~4的烷基、苯基或萘基取代,Y独立地为-O-或-S-。另外,m为2~4的整数,优选m为2的情况,由唑环与六员环所形成的基团可相同也可不同,优选相同。进而,式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。
式(1)中,X1~X6独立地为=CR1-或=N-,X1~X6中的至少两个为=CR1-,X1~X6中的两个=CR1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键,其他=CR1-中的R1为氢或碳数1~4的烷基。
作为唑环的取代基的碳数1~4的烷基及R1为烷基时的碳数1~4的烷基为相同含意,碳数1~4的烷基可为直链及分支链的任一种。即,为碳数1~4的直链烷基或者碳数3或4的分支链烷基。具体例可举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基等,更优选甲基、乙基或叔丁基。
式(1)中,具体来说,优选的Ar为选自下述式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的组群中的一个,其中更优选的是选自式(Ar-1)~式(Ar-13)所表示的基团的组群中的一个。
[化11]
式中,Z独立地为-O-、-S-、下述式(2)或式(3)所表示的二价基团。
[化12]
式(2)中,R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基。式(3)中,R3独立地为甲基或苯基。两个R3也可相互连结而形成环。具体来说,可举出两个苯基的邻位经单键连结而形成螺环的结构。
式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代。
可将式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数1~12的烷基为碳数1~12的直链烷基或碳数3~12的分支链烷基。优选碳数1~6的烷基(碳数3~6的分支链烷基),更优选碳数1~4的烷基(碳数3~4的分支链烷基)。具体例可举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基或2-乙基丁基等,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基,更优选甲基、乙基或叔丁基。
可将式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数3~12的环烷基的具体例可举出:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、环辛基或二甲基环己基等。
可将式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的至少一个氢取代的碳数6~24的芳基的具体例可举出:作为单环系芳基的苯基、(邻、间、对)甲苯基、(2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,4-、3,5-)二甲苯基、均三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、(邻、间、对)枯烯基,作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基,作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基,作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯-2'-基、间三联苯-4'-基、间三联苯-5'-基、邻三联苯-3'-基、邻三联苯-4'-基、对三联苯-2'-基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、邻三联苯-2-基、邻三联苯-3-基、邻三联苯-4-基、对三联苯-2-基、对三联苯-3-基、对三联苯-4-基),作为缩合三环系芳基的蒽-(1-、2-、9-)基、苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、萉-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基,作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、稠四苯-(1-、2-、5-)基,作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基等。
优选的“碳数6~24的芳基”为苯基、联苯基、三联苯基或萘基,更优选苯基、联苯基、1-萘基、2-萘基或间三联苯-5'-基。
式(1)中,
[化13]
所表示的环具体来说,优选苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三嗪环,更优选苯环或吡啶环。
式(1)中,
[化14]
所表示的基团具体可例示以下所举出的基团:
4-(噻唑-2-基)苯基、4-(噻唑-4-基)苯基、4-(噻唑-5-基)苯基、4-(噁唑-2-基)苯基、4-(噁唑-4-基)苯基、4-(噁唑-5-基)苯基、3-(噻唑-2-基)苯基、3-(噻唑-4-基)苯基、3-(噻唑-5-基)苯基、3-(噁唑-2-基)苯基、3-(噁唑-4-基)苯基、3-(噁唑-5-基)苯基、6-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、2-(噻唑-2-基)吡啶-4-基、2-(噻唑-4-基)吡啶-4-基、2-(噻唑-5-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-2-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-4-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-5-基)吡啶-4-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-5-基)吡啶-3-基、4-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、4-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、4-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、4-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、4-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、4-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、2-(噻唑-2-基)嘧啶-5-基、2-(噻唑-4-基)嘧啶-5-基、2-(噻唑-5-基)嘧啶-5-基、2-(噁唑-2-基)嘧啶-5-基、2-(噁唑-4-基)嘧啶-5-基、2-(噁唑-5-基)嘧啶-5-基、5-(噻唑-2-基)嘧啶-2-基、5-(噻唑-4-基)嘧啶-2-基、5-(噻唑-5-基)嘧啶-2-基、5-(噁唑-2-基)嘧啶-2-基、5-(噁唑-4-基)嘧啶-2-基、5-(噁唑-5-基)嘧啶-2-基、2-(噻唑-2-基)嘧啶-4-基、2-(噻唑-4-基)嘧啶-4-基、2-(噻唑-5-基)嘧啶-4-基、2-(噁唑-2-基)嘧啶-4-基、2-(噁唑-4-基)嘧啶-4-基、2-(噁唑-5-基)嘧啶-4-基、4-(噻唑-2-基)嘧啶-2-基、4-(噻唑-4-基)嘧啶-2-基、4-(噻唑-5-基)嘧啶-2-基、4-(噁唑-2-基)嘧啶-2-基、4-(噁唑-4-基)嘧啶-2-基、4-(噁唑-5-基)嘧啶-2-基、6-(噻唑-2-基)嘧啶-4-基、6-(噻唑-4-基)嘧啶-4-基、6-(噻唑-5-基)嘧啶-4-基、6-(噁唑-2-基)嘧啶-4-基、6-(噁唑-4-基)嘧啶-4-基、6-(噁唑-5-基)嘧啶-4-基、5-(噻唑-2-基)吡嗪-2-基、5-(噻唑-4-基)吡嗪-2-基、5-(噻唑-5-基)吡嗪-2-基、5-(噁唑-2-基)吡嗪-2-基、5-(噁唑-4-基)吡嗪-2-基、5-(噁唑-5-基)吡嗪-2-基、6-(噻唑-2-基)吡嗪-2-基、6-(噻唑-4-基)吡嗪-2-基、6-(噻唑-5-基)吡嗪-2-基、6-(噁唑-2-基)吡嗪-2-基、6-(噁唑-4-基)吡嗪-2-基、6-(噁唑-5-基)吡嗪-2-基、6-(噻唑-2-基)哒嗪-3-基、6-(噻唑-4-基)哒嗪-3-基、6-(噻唑-5-基)哒嗪-3-基、6-(噁唑-2-基)哒嗪-3-基、6-(噁唑-4-基)哒嗪-3-基、6-(噁唑-5-基)哒嗪-3-基、4-(噻唑-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基、4-(噻唑-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基、4-(噻唑-5-基)-1,3,5-三嗪-2-基、4-(噁唑-2-基)-1,3,5-三嗪-2-基、4-(噁唑-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基、4-(噁唑-5-基)-1,3,5-三嗪-2-基。
这些中,优选的基团为4-(噻唑-2-基)苯基、4-(噻唑-4-基)苯基、4-(噻唑-5-基)苯基、4-(噁唑-2-基)苯基、4-(噁唑-4-基)苯基、4-(噁唑-5-基)苯基、3-(噻唑-2-基)苯基、3-(噻唑-4-基)苯基、3-(噻唑-5-基)苯基、3-(噁唑-2-基)苯基、3-(噁唑-4-基)苯基、3-(噁唑-5-基)苯基、6-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、5-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、2-(噻唑-2-基)吡啶-4-基、2-(噻唑-4-基)吡啶-4-基、2-(噻唑-5-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-2-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-4-基)吡啶-4-基、2-(噁唑-5-基)吡啶-4-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-5-基)吡啶-3-基、4-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、4-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、4-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、4-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、4-(噁唑-4-基)吡啶-2-基及4-(噁唑-5-基)吡啶-2-基。
更优选的基团为4-(噻唑-2-基)苯基、4-(噻唑-4-基)苯基、4-(噻唑-5-基)苯基、4-(噁唑-2-基)苯基、4-(噁唑-4-基)苯基、4-(噁唑-5-基)苯基、3-(噻唑-2-基)苯基、3-(噻唑-4-基)苯基、3-(噻唑-5-基)苯基、3-(噁唑-2-基)苯基、3-(噁唑-4-基)苯基、3-(噁唑-5-基)苯基、6-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噻唑-5-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-4-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-5-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噻唑-5-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-4-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-5-基)吡啶-3-基。进而优选的基团为4-(噻唑-2-基)苯基、4-(噁唑-2-基)苯基、3-(噻唑-2-基)苯基、3-(噁唑-2-基)苯基、6-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-3-基、6-(噻唑-2-基)吡啶-2-基、6-(噁唑-2-基)吡啶-2-基、5-(噻唑-2-基)吡啶-3-基、5-(噁唑-2-基)吡啶-3-基,最优选的基团为4-(噻唑-2-基)苯基。
<化合物的具体例>
本发明的化合物的具体例是由以下列出的式子所表示,本发明不受这些具体结构的公开的限定。
<式(1)所表示的化合物的具体例>
式(1)所表示的化合物的具体例是由下述式(1-1)~式(1-500)及式(1-511)~式(1-934)所表示。
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
[化60]
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
<化合物的合成法>
接着,对本发明的化合物的制造方法进行说明。本发明的化合物基本上可使用众所周知的化合物,利用众所周知的合成法、例如铃木偶合反应或根岸偶合反应(例如《金属催化交叉偶合反应-第二版、完全修订及扩充版(Metal-CatalyzedCross-CouplingReactions-Second,CompletelyRevisedandEnlargedEdition)》等中记载)来合成。另外,也可将两反应组合来进行合成。以下例示通过铃木偶合反应或根岸偶合反应来合成式(1)所表示的化合物的流程。
制造本发明的化合物的情况下,可举出以下方法:(1)合成使噻唑基或噁唑基与苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环键结的基团(以下,有时将这些基团总称而表述作“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”),使该基团键结在各种芳香族烃或芳香族杂环上的方法;(2)使苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环键结在芳香族烃或芳香族杂环上后,使噻唑基或噁唑基键结的方法。另外,这些方法中的各键结时,基本上可使用卤素官能基或三氟甲磺酸酯官能基、与氯化锌络合物或硼酸/硼酸酯的偶合反应。进而例如在亚芳基为蒽骨架的情况下,也可使用如下反应:使蒽醌与苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环的锂或镁试剂反应而制成二醇体后,进行芳香族化。
(1)将“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”键结在芳香族烃或芳香族杂环上的方法
<具有反应性取代基的苯基噻唑或苯基噁唑的合成>
首先,按照下述反应式(1)来合成噻唑的氯化锌络合物,然后按照下述反应式(2)使噻唑的氯化锌络合物与对二溴苯反应,由此可合成2-(4-溴苯基)噻唑。此外,反应式(1)中的“ZnCl2·TMEDA”为氯化锌的四甲基乙二胺络合物。反应式(1)中的“R'Li”或“R'MgX”中,R'表示直链或分支的烷基,优选碳数1~4的直链烷基或碳数3~4的分支烷基,X为卤素。
[化106]
这里例示了使用2-溴噻唑作为噻唑基的原料的合成方法,但通过使用4-溴噻唑或5-溴噻唑或2-噁唑、4-噁唑、5-噁唑作为原料,可分别获得对应的目标物。
另外,这里例示了使用对二溴苯的合成方法,但通过使用间二溴苯、2,6-二溴吡啶、2,5-二溴吡啶、3,5-二溴吡啶、2,4-二溴嘧啶、2,5-二溴嘧啶、4,6-二溴嘧啶、2,6-二溴吡嗪、2,5-二溴吡嗪、3,6-二溴哒嗪等作为原料,进而通过使用例如2,4-二氯三嗪那样的二氯体、或二碘体或双(三氟甲磺酸酯)或这些的混杂物(例如:1-溴-4-碘苯等)而非二溴体,也可获得对应的目标物。另外,通过使像溴苯甲醚那样具有卤素原子及烷氧基作为取代基的苯或吡啶衍生物等与噻唑或噁唑的氯化锌络合物反应后,经过使用三溴化硼或吡啶盐酸盐的脱甲基化、然后三氟甲磺酸酯化,也可获得目标物。
进而,这里例示了未经取代的情况的合成方法,但通过使用在所需位置上具有取代基的原料,可获得具有取代基的目标物。
另外,通过使噻唑或噁唑的硼酸、或者噻唑或噁唑的硼酸酯进行反应的偶合反应来代替使噻唑或噁唑的氯化锌络合物与对二溴苯反应,也可获得所述目标物。
<将反应性取代基转变成硼酸或硼酸酯的方法>
按照下述反应式(3),使用有机锂试剂将2-(4-溴苯基)噻唑加以锂化,或者使用镁或有机镁试剂制成格氏(Grignard)试剂,与硼酸三甲酯、硼酸三乙酯或硼酸三异丙酯等反应,由此可合成4-(2-噻唑基)苯基硼酸酯。进而,按照下述反应式(4),将该4-(2-噻唑基)苯基硼酸酯水解,由此可合成4-(2-噻唑基)苯基硼酸。反应式(3)中的“R'Li”或“R'MgX”中,R'表示直链或分支的烷基,优选碳数1~4的直链烷基或碳数3~4的分支烷基,X为卤素。
[化107]
另外,按照下述反应式(5),使用钯催化剂及碱使2-(4-溴苯基)噻唑与双(频哪醇合)二硼(bis(pinacolato)diboron)或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷进行偶合反应,由此可合成同样的4-(2-噻唑基)苯基硼酸酯。反应式(5)中的“R'Li”或“R'MgX”中,R'表示直链或分支的烷基,优选碳数1~4的直链烷基或碳数3~4的分支烷基,X为卤素。
[化108]
此外,所述反应式(3)或反应式(5)中,即便使用其他位置异构物代替2-(4-溴苯基)噻唑,使用噁唑环代替噻唑环,也可合成对应的硼酸或硼酸酯。进而,即便将溴苯基替换为溴吡啶基、溴嘧啶基、溴吡嗪基、溴哒嗪基及溴三嗪基,也可同样地合成。另外,在反应式(3)中,即便使用氯化物或碘化物代替溴化物,在反应式(6)中,即便使用氯化物、碘化物或三氟甲磺酸酯,也可同样地合成。
<具有反应性取代基的蒽的合成>
<9,10-二溴蒽>
像下述反应式(6)所示那样,使用适当的溴化剂将蒽溴化,由此可获得9,10-二溴蒽。适当的溴化剂可举出溴或N-溴化琥珀酰亚胺(N-Bromobutanimide,NBS)等。
[化109]
此外,在需要在2位上具有取代基(烷基、环烷基、芳基等)的蒽衍生物的情况下,通过2位经卤素或三氟甲磺酸酯取代的蒽与和所述取代基相对应的基团的硼酸(或硼酸酯)的铃木偶合,可合成在2位上具有取代基的蒽衍生物。另外,其他方法可举出:2位经卤素或三氟甲磺酸酯取代的蒽与和所述取代基相对应的基团的锌络合物的根岸偶合的合成法。进而也可举出:2-蒽硼酸(或硼酸酯)与经卤素或三氟甲磺酸酯取代的和所述取代基相对应的基团的铃木偶合的合成法、进而2-蒽锌络合物与经卤素或三氟甲磺酸酯取代的和所述取代基相对应的基团的根岸偶合的合成法。此外,关于在2位以外具有取代基的蒽衍生物,也可通过使用将取代在蒽上的卤素、三氟甲磺酸酯、硼酸(或硼酸酯)或锌络合物的位置设定为所需位置的原料,而同样地合成。
<9,10-二蒽锌络合物>
像下述反应式(7)所示那样,使用有机锂试剂将9,10-二溴蒽加以锂化,或者使用镁或有机镁试剂制成格氏(Grignard)试剂,与氯化锌或氯化锌四甲基乙二胺络合物(ZnCl2·TMEDA)反应,由此可合成9,10-二蒽锌络合物。反应式(7)中,R'表示直链或分支的烷基,优选碳数1~4的直链烷基或碳数3~4的分支烷基。此外,即便使用氯化物或碘化物代替9,10-二溴蒽那样的溴化物,也可同样地合成。
[化110]
<9,10-蒽二硼酸(或硼酸酯)>
像下述反应式(8)所示那样,使用有机锂试剂将9,10-二溴蒽加以锂化,或者使用镁或有机镁试剂制成格氏(Grignard)试剂,与硼酸三甲酯、硼酸三乙酯或硼酸三异丙酯等反应,由此可合成9,10-蒽二硼酸酯。进而,通过下述反应式(9)将该9,10-蒽二硼酸酯水解,由此可合成9,10-蒽二硼酸。反应式(8)中,R'表示直链或分支的烷基,优选碳数1~4的直链烷基或碳数3~4的分支烷基。
[化111]
另外,像下述反应式(10)所示那样,使用钯催化剂及碱使9,10-二溴蒽与双(频哪醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷进行偶合反应,由此可合成同样的9,10-蒽二硼酸酯。
[化112]
此外,在所述反应式(8)或式(10)中,即便使用氯化物或碘化物代替9,10-二溴蒽那样的溴化物,在所述反应式(10)中,即便使用氯化物、碘化物或三氟甲磺酸酯代替溴化物,也可同样地合成。
这里,作为与“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”键结的芳香族烃或芳香族杂环的例子,举出了具有反应性取代基的蒽衍生物,但通过使用2处~4处具有卤素或三氟甲磺酸酯的芳香族烃或芳香族杂环作为原料,可获得各种具有反应性取代基的芳香族烃或芳香族杂环。另外,通过使用在所需位置上具有取代基的原料,可在这些各种具有反应性取代基的芳香族烃或芳香族杂环上适当导入取代基。
<将具有反应性取代基的蒽与“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”键结的方法>
像上文所述那样,关于“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”,可合成溴体(反应式(1)~反应式(2))、硼酸、硼酸酯(反应式(3)~反应式(5)),关于具有反应性取代基的蒽,可合成溴体(反应式(6))、氯化锌络合物(反应式(7))、硼酸、硼酸酯(反应式(8)~(10)),因此可参考迄今为止的说明中所用的偶合反应,将“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”与蒽键结,由此合成本发明的噻唑衍生物或噁唑衍生物。
该最终的偶合反应中,为了使式(1)所表示的化合物的两个以上的“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”成为不同结构,首先使具有反应性取代基的蒽与相当于1倍摩尔的“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”的化合物反应后,使与先前不同的“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”的化合物与该中间体反应(即,分二阶段以上进行反应)。
(2)使苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环键结在亚芳基或亚杂芳基上后,使噻唑基或噁唑基键结的方法
关于该方法,也只要参考上文所述各种偶合反应,首先使苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环键结在亚芳基或亚杂芳基的两处以上,在其上键结噻唑基或噁唑基即可。此时,为了使式(1)所表示的化合物的两个“包含噻唑/噁唑衍生物的部位”成为不同结构,通过在对亚芳基或亚杂芳基键结苯环、吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环或三唑环的阶段中通过二阶段反应来键结不同的基团,或在噻唑基或噁唑基的键结阶段中通过二阶段反应来键结不同的噻唑基或噁唑基,可合成所需的衍生物。
<关于反应中所用的试剂>
偶合反应中所用的钯催化剂的具体例可举出:四(三苯基膦)钯(0):Pd(PPh3)4、二氯化双(三苯基膦)钯(II):PdCl2(PPh3)2、乙酸钯(II):Pd(OAc)2、三(二亚苄基丙酮)二钯(0):Pd2(dba)3、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)氯仿络合物:Pd2(dba)3·CHCl3、双(二亚苄基丙酮)钯(0):Pd(dba)2、双(三叔丁基膦基)钯(0):Pd(t-Bu3P)2、二氯化[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II):Pd(dppf)Cl2、二氯化[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)二氯甲烷络合物(1:1):Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2、或PdCl2[P(t-Bu)2-(p-NMe2-Ph)]2:(A-taPhos)2PdCl2(Pd-132:商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司)。
另外,为了促进反应,视情况不同也可在这些钯化合物中添加膦化合物。该膦化合物的具体例可举出:三(叔丁基)膦、三环己基膦、1-(N,N-二甲基氨基甲基)-2-(二叔丁基膦基)二茂铁、1-(N,N-二丁基氨基甲基)-2-(二叔丁基膦基)二茂铁、1-(甲氧基甲基)-2-(二叔丁基膦基)二茂铁、1,1'-双(二叔丁基膦基)二茂铁、2,2'-双(二叔丁基膦基)-1,1'-联萘、2-甲氧基-2'-(二叔丁基膦基)-1,1'-联萘或2-二环己基膦基-2',6'-二甲氧基联苯。
反应中所用的碱的具体例可举出:碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙醇钠、叔丁醇钠、乙酸钠、乙酸钾、磷酸三钾或氟化钾。
另外,反应中所用的溶剂的具体例可举出:苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二乙醚、叔丁基甲基醚、1,4-二噁烷、甲醇、乙醇、环戊基甲基醚或异丙醇。这些溶剂可适当选择,可单独使用,也能以混合溶剂的形式使用。另外,也可将所述溶剂的至少一种与水混合而使用。
在将本发明的化合物用于有机EL元件中的电子注入层或电子传输层的情况下,在施加电场时稳定。这表示本发明的化合物作为电致发光型元件的电子注入材料或电子传输材料而优异。这里所说的电子注入层,是指从阴极向有机层接受电子的层,所谓电子传输层是指用来向发光层传输所注入的电子的层。另外,电子传输层也可兼作电子注入层。将各层中所用的材料称为电子注入材料及电子传输材料。
<有机EL元件的说明>
本申请的第二发明为一种有机EL元件,其在电子注入层或电子传输层中含有本发明的式(1)所表示的化合物。本发明的有机EL元件的驱动电压低,驱动时的耐久性高。
本发明的有机EL元件的结构有各种态样,基本上为在阳极与阴极之间至少夹持着空穴传输层、发光层、电子传输层的多层结构。元件的具体构成例为(1)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极、(2)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极、(3)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极等。
本发明的化合物具有高的电子注入性及电子传输性,因此可单独或与其他材料并用而用于电子注入层或电子传输层。本发明的有机EL元件通过对本发明的电子传输材料组合使用了其他材料的空穴注入层、空穴传输层、发光层等,也可获得蓝色、绿色、红色或白色的发光。
可用于本发明的有机EL元件的发光材料或发光性掺杂剂为高分子学会编的高分子功能材料系列《光功能材料》(共同出版(1991)、P236)中记载那样的昼光萤光材料、萤光增白剂、激光色素、有机闪烁体、各种萤光分析试剂等发光材料,城戸淳二监制的《有机EL材料与显示器》(CMC公司出版(2001)P155~156)中记载那样的掺杂剂材料、P170~172中记载那样的三重态材料的发光材料等。
可用作发光材料或发光性掺杂剂的化合物为多环芳香族化合物、杂芳香族化合物、有机金属络合物、色素、高分子系发光材料、苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、香豆素衍生物、硼烷衍生物、噁嗪衍生物、具有螺环的化合物、噁二唑衍生物、芴衍生物等。多环芳香族化合物的例子为蒽衍生物、菲衍生物、稠四苯衍生物、芘衍生物、(chrysene)衍生物、苝衍生物、六苯并苯衍生物、红荧烯衍生物等。杂芳香族化合物的例子为具有二烷基氨基或二芳基氨基的噁二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、吡啶衍生物、吡喃衍生物、菲咯啉衍生物、硅杂环戊二烯(silole)衍生物、具有三苯基氨基的噻吩衍生物、喹吖啶酮衍生物等。有机金属络合物的例子为锌、铝、铍、铕、铽、镝、铱、铂、锇、金、等与羟基喹啉衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、吡咯衍生物、吡啶衍生物、菲咯啉衍生物等的络合物。色素的例子可举出:呫吨衍生物、聚次甲基衍生物、卟啉衍生物、香豆素衍生物、二氰基亚甲基吡喃衍生物、二氰基亚甲基噻喃衍生物、氧代苯并蒽衍生物、喹诺酮(carbostyril)衍生物、苝衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物等色素。高分子系发光材料的例子为聚对苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚硅烷衍生物、聚芴衍生物、聚对苯衍生物等。苯乙烯基衍生物的例子为含胺的苯乙烯基衍生物、苯乙烯基亚芳基衍生物等。
本发明的有机EL元件中使用的其他电子传输材料可从光导电材料中可用作电子传导化合物的化合物、有机EL元件的电子传输层及电子注入层中可使用的化合物中任意选择使用。
这种电子传输材料的具体例为羟基喹啉系金属络合物、2,2'-联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物、二苯醌衍生物、苝衍生物、噁二唑衍生物、噻吩衍生物、三唑衍生物、噻二唑衍生物、8-羟基喹啉(oxin)衍生物的金属络合物、喹噁啉衍生物、喹噁啉衍生物的聚合物、苯并唑类化合物、镓络合物、吡唑衍生物、全氟化苯衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物、咪唑并吡啶衍生物、硼烷衍生物等。
关于本发明的有机EL元件中使用的空穴注入材料及空穴传输材料,可从光导电材料中一直以来惯用作空穴的电荷传输材料的化合物、或有机EL元件的空穴注入层及空穴传输层中使用的众所周知的化合物中选择使用任意的化合物。这些化合物的具体例为咔唑衍生物、三芳基胺衍生物、酞菁衍生物等。
构成本发明的有机EL元件的各层可通过利用蒸镀法、旋涂法或浇铸法等方法将应构成各层的材料制成薄膜而形成。像这样而形成的各层的膜厚并无特别限定,可根据材料的性质而适当设定,通常为2nm~5000nm的范围。此外,关于将发光材料制成薄膜的方法,从容易获得均质的膜、且不易产生针孔等方面来看,优选采用蒸镀法。在使用蒸镀法制成薄膜的情况下,其蒸镀条件根据本发明的发光材料的种类而不同。蒸镀条件通常优选的是在舟加热温度50℃~400℃、真空度10-6Pa~10-3Pa、蒸镀速度0.01nm/s~50nm/s、基板温度-150℃~+300℃、膜厚5nm~5μm的范围内适当设定。
无论本发明的有机EL元件为所述哪一结构,均优选的是由基板所支撑。基板只要具有机械强度、热稳定性及透明性即可,可使用玻璃、透明塑料膜等。阳极物质可使用具有大于4eV的功函数的金属、合金、导电性化合物及这些的混合物。其具体例为Au等金属、CuI、氧化铟锡(IndiumTinOxide,以下简称为ITO)、SnO2、ZnO等。
阴极物质可使用功函数小于4eV的金属、合金、导电性化合物及这些的混合物。其具体例为铝、钙、镁、锂、镁合金、铝合金等。合金的具体例为铝/氟化锂、铝/锂、镁/银、镁/铟等。为了高效地取出有机EL元件的发光,理想的是将至少一个电极的光透射率设定为10%以上。作为电极的薄片电阻优选几百Ω/□以下。此外,膜厚也取决于电极材料的性质,通常是在10nm~1μm、优选10nm~400nm的范围内设定。这种电极可通过使用所述电极物质利用蒸镀或溅镀等方法形成薄膜而制作。
然后,作为使用本发明的发光材料制作有机EL元件的方法的一例,对所述包含阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/本发明的电子传输材料/阴极的有机EL元件的制作法进行说明。在适当的基板上通过蒸镀法形成阳极材料的薄膜而制作阳极后,在该阳极上形成空穴注入层及空穴传输层的薄膜。在其上形成发光层的薄膜。在该发光层上真空蒸镀本发明的电子传输材料,而形成薄膜作为电子传输层。进而,通过蒸镀法形成包含阴极用物质的薄膜作为阴极,由此可获得目标有机EL元件。此外,在所述有机EL元件的制作中,也可将制作顺序颠倒而依次制作阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层及阳极。
在对像这样而获得的有机EL元件施加直流电压的情况下,只要使阳极为正(+)极性、阴极为负(-)极性来施加电压即可,若施加2V~40V左右的电压,则从透明或半透明的电极侧(阳极或阴极及两者)可观察到发光。另外,该有机EL元件在施加交流电压的情况下也发光。此外,所施加的交流波形可为任意。
[实施例]
以下,根据实施例对本发明加以更详细说明。首先,以下对实施例中所用的化合物的合成例进行说明。
[合成例1]化合物(1-3)的合成
<2-(4-溴苯基)噻唑的合成>
利用冰浴将加入有2-溴噻唑(16.4g)及50ml的四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)的烧瓶冷却,在氮气环境下一面搅拌一面滴加55ml的2M氯化异丙基镁THF溶液。滴加结束后,搅拌1小时后,一面搅拌一面添加氯化锌四甲基乙二胺络合物(30.3g)。然后在室温下搅拌1小时,添加1-溴-4-碘苯(28.3g)及Pd(PPh3)4(3.5g),在回流温度下加热搅拌1.5小时。将反应液冷却到室温后,为了将催化剂的金属离子去除,添加将相对于目标化合物而相当于2倍摩尔的乙二胺四乙酸·四钠盐二水合物溶解在适量的水中而成的溶液(以下简称为EDTA·4Na水溶液)并进行搅拌。然后,在该溶液中进一步添加甲苯进行分液,将溶剂减压蒸馏去除后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=50/1(体积比))进行纯化,获得2-(4-溴苯基)噻唑(18.3g)。
<化合物(1-3)的合成>
将加入有参照日本专利特开2008-247895所记载的方法合成的2,2'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(3.5g)、2-(4-溴苯基)噻唑(3.7g)、磷酸三钾(5.9g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌7.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。将溶剂减压蒸馏去除后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=50/1(体积比))进行纯化。使将溶剂减压蒸馏去除所得的固体从氯苯中再结晶,获得化合物(1-3):2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(1.9g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.23(d,4H),7.95(m,3H),7.83(d,1H),7.74(m,2H),7.58-7.67(m,5H),7.56(d,2H),7.34-7.43(m,6H),7.30(t,1H).
<化合物(1-4)的合成>
将加入有2,2'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(4.0g)、利用《药物化学期刊(J.Med.Chem.)》(2000,43,3111-3117)中记载的方法合成的2-(4-溴苯基)噁唑(4.2g)、碳酸钾(4.4g)、溴化四丁基铵(0.5g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌5.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯)进行纯化。此时,参考《有机化学实验的入门(1)-物质处理法与分离纯化法-》(化学同人股份有限公司出版,94页)中记载的方法,使展开液中的乙酸乙酯的比率逐渐增加而使目标物溶出。进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-4):2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))二噁唑(1.0g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.32(d,4H),7.90(m,1H),7.79(m,3H),7.71(m,2H),7.64(m,5H),7.55(d,2H),7.27-7.44(m,7H).
<化合物(1-21)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2,2'-((2,3-二苯基萘-1,4-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)。
将加入有利用国际公开2007/105884中记载的方法合成的1,4-双(4-溴苯基)-2,3-二苯基萘(6.0g)、双(频哪醇合)二硼(6.2g)、Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2(0.3g)、乙酸钾(4.0g)及环戊基甲基醚(30ml)的烧瓶在氮气环境下、回流温度下加热搅拌3小时。加热结束后,将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后,利用活性炭管柱色谱仪(展开液:甲苯)进行纯化,获得2,2'-((2,3-二苯基萘-1,4-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(4.1g)。使用所得的2,2'-((2,3-二苯基萘-1,4-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)像以下那样来合成化合物(1-21)。
将加入有2,2'-((2,3-二苯基萘-1,4-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(2.5g)、2-溴噻唑(1.4g)、磷酸三钾(3.1g)、溴化四丁基铵(0.2g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌3.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液,然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯)进行纯化。此时,使展开液中的乙酸乙酯的比率逐渐增加而使目标物溶出。进而,利用NH修饰硅胶(DM1020:富士硅化学(FujiSilysia)制造)管柱色谱仪(展开液:甲苯)进行纯化后,从苯甲醚中再结晶,获得化合物(1-21):2,2'-((2,3-二苯基萘-1,4-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(0.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=7.87(d,4H),7.84(m,2H),7.66(m,2H),7.42(m,2H),7.30(m,6H),6.80-6.92(m,10H).
<化合物(1-25)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑。
将加入有2-(4-溴苯基)噻唑(9.0g)、双(频哪醇合)二硼(11.4g)、Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2(0.9g)、乙酸钾(7.4g)及环戊基甲基醚(50ml)的烧瓶在氮气环境下、回流温度下加热搅拌3小时。加热结束后,将反应液冷却到室温,进行抽吸过滤,将不溶物去除。将溶剂减压蒸馏去除后,利用活性炭短管柱进行纯化,接着利用NH修饰硅胶短管柱进行纯化,获得2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(7.7g)。使用所得的2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑像以下那样合成化合物(1-25)。
将加入有2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(4.3g)、2,7-二溴-9-苯基-9H-咔唑(2.5g)、磷酸三钾(5.3g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌4小时。将反应液冷却到室温,添加水使无机盐溶解后,进行抽吸过滤。利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))将所得的固体纯化,进而从邻二氯苯中再结晶,获得化合物(1-25):2,2'-((9-苯基-9H-咔唑-2,7-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(1.7g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.23(d,2H),8.04(d,4H),7.89(m,2H),7.74(d,4H),7.59-7.70(m,8H),7.54(t,1H),7.34(m,2H).
<化合物(1-29)的合成>
将加入有2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(5.4g)、7-苯基-7H-苯并[c]咔唑-5,9-二基双(三氟甲磺酸酯)(5.0g)、磷酸三钾(7.2g)、Pd(PPh3)4(0.3g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)、叔丁醇(5ml)及水(1ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌3小时。将反应液冷却到室温,添加水使无机盐溶解后,进行抽吸过滤。利用NH修饰硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯)将所得的固体纯化,进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-29):2,2'-((7-苯基-7H-苯并[c]咔唑-5,9-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(0.5g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.97(d,1H),8.73(d,1H),8.09(d,2H),8.05(m,3H),7.90(m,2H),7.50-7.81(m,13H),7.47(t,1H),7.36(m,2H).
<化合物(1-37)的合成>
将加入有2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(3.6g)、5,9-二溴-7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴(2.1g)、磷酸三钾(4.4g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(10ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌3.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=19/1(体积比))进行纯化后,将溶剂减压蒸馏去除,通过添加庚烷进行再沉淀,获得化合物(1-37):2,2'-((7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴-5,9-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(1.0g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.85(d,1H),8.43(d,1H),8.13(d,2H),8.09(d,2H),8.04(d,1H),7.91(dd,2H),7.81(m,3H),7.76(d,1H),7.63-7.71(m,3H),7.60(s,1H),7.50(t,1H),7.36(dd,2H),1.67(s,6H).
<化合物(1-45)的合成>
将加入有2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(7.5g)、[1,1'-联萘]-4,4'-二基双(三氟甲磺酸酯)(6.5g)、磷酸三钾(10.0g)、Pd(PPh3)4(0.4g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)、叔丁醇(5ml)及水(1ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌7.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用活性炭短管柱进行纯化后,利用乙酸乙酯清洗,获得化合物(1-45):4,4'-双(4-(噻唑-2-基)苯基)-1,1'-联萘(0.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.18(d,4H),8.01(m,4H),7.87(m,2H),7.77(d,4H),7.67(m,4H),7.56(t,2H),7.43(m,4H).
<化合物(1-53)的合成>
将加入有2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)噻唑(2.3g)、三联苯-2,7-二基双(三氟甲磺酸酯)(1.9g)、磷酸三钾(3.1g)、溴化四丁基铵(0.2g)、Pd(dba)2(0.1g)、4-(二-叔丁基膦基)-N,N-二甲基苯胺(0.1g)、甲苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌17小时。将反应液冷却到室温,添加水使无机盐溶解后,通过抽吸过滤来采取析出物。利用甲醇进行清洗,接着利用甲苯进行清洗后,溶解在邻二氯苯中,利用NH修饰硅胶短管柱进行纯化。进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-53):2,7-双(4-(噻唑-2-基)苯基)三联苯(0.5g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.93(s,2H),8.79(m,4H),8.15(d,4H),7.97(d,2H),7.92(m,6H),7.74(m,2H),7.39(m,2H).
<化合物(1-85)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇。
将1,3-二溴苯(47.7g)的CPME(250ml)溶液冷却到-78℃,滴加2.6M丁基锂己烷溶液(81.7ml)。搅拌30分钟后,添加2-苯基-9,10-蒽醌(23.0g),进而搅拌5小时。使反应液升温到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用硅胶短管柱进行纯化,获得9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇(46.3g)。使用该9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇,然后像以下那样合成9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基蒽。
将加入有9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇(46.3g)、次磷酸钠一水合物(79.4g)、碘化钾(32.3g)及乙酸(200ml)的烧瓶在回流温度下搅拌2.5小时。将反应液冷却到室温后,通过抽吸过滤来采取析出物,利用水来清洗所得的固体。然后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:庚烷/甲苯=4/1(体积比))进行纯化,获得9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基蒽(29.2g)。使用所得的9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基蒽,像以下那样合成2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)。
将加入有9,10-双(3-溴苯基)-2-苯基蒽(29.0g)、双(频哪醇合)二硼(31.3g)、Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2(2.1g)、乙酸钾(20.2g)及环戊基甲基醚(200ml)的烧瓶在氮气环境下、回流温度下加热搅拌6小时。加热结束后,将反应液冷却到室温,通过抽吸过滤将无机盐去除。然后通过在活性炭短管柱中经过而进行脱色,利用甲苯对将溶剂减压蒸馏去除所得的固体进行清洗,由此获得2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(11.0g)。使用所得的2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)像以下那样合成化合物(1-85)。
将加入有2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(5.6g)、2-溴噻唑(3.1g)、磷酸三钾(7.2g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(50ml)及水(10ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌8小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用活性炭短管柱进行纯化,进而从甲苯中再结晶,获得化合物(1-85):2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))二噻唑(0.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.23(d,1H),8.12(s,2H),7.93(s,1H),7.90(m,2H),7.83(d,1H),7.74(m,5H),7.65(d,1H),7.60(m,1H),7.55(d,2H),7.36(m,7H),7.30(m,1H).
<化合物(1-166)的合成>
首先,将成为原料的1,3-二溴苯变更为1,4-二溴苯,使用与所述2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(3,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)相同的方法,由此合成成为原料的2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)。使用所得的2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)像以下那样合成化合物(1-166)。
将加入有2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(3.3g)、5-溴噻唑(2.0g)、碳酸钾(2.8g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌7小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用硅胶色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))进行纯化后,从氯苯中再结晶,获得化合物(1-166):5,5'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(1.6g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.83(m,2H),8.26(s,2H),7.93(m,1H),7.85(m,5H),7.74(m,2H),7.65(dd,1H),7.57(m,6H),7.35-7.44(m,4H),7.32(t,1H).
<化合物(1-274)的合成>
将加入有2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(3.3g)、4-溴噻唑(2.0g)、溴化四丁基铵(0.2g)、碳酸钾(2.8g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌6小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用硅胶色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))进行纯化后,从氯苯中再结晶。进而从苯甲醚中再结晶,获得化合物(1-274):4,4'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))二噻唑(1.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.98(m,2H),8.20(m,4H),7.99(m,1H),7.86(d,1H),7.78(m,2H),7.71(m,2H),7.59-7.65(m,5H),7.57(d,2H),7.33-7.41(m,4H),7.30(t,1H).
<化合物(1-382)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2-(5-溴吡啶-2-基)噻唑。
将加入有2-溴噻唑(22.2g)及THF(50ml)的烧瓶冷却到0℃,在其中添加2M氯化异丙基镁THF溶液(75.0ml)。滴加后搅拌1小时,添加氯化锌四甲基乙二胺络合物(37.6g),缓缓升温到室温。添加2,5-二溴吡啶(35.2g)及Pd(PPh3)4(4.7g),在回流温度下加热搅拌4小时。将反应液冷却到室温,添加EDTA水溶液及甲苯进行分液。然后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=4/1(体积比))进行纯化,获得2-(5-溴吡啶-2-基)噻唑(14.0g)。使用所得的2-(5-溴吡啶-2-基)噻唑像以下那样合成化合物(1-382)。
将加入有2,2'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(3.0g)、2-(5-溴吡啶-2-基)噻唑(3.1g)、溴化四丁基铵(0.1g)、磷酸三钾(5.0g)、Pd(PPh3)4(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌4.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用硅胶色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=7/3(体积比))进行纯化后,从甲苯/庚烷混合溶剂中再结晶,获得化合物(1-382):2,2'-(5,5'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(吡啶-5,2-亚苯基))二噻唑(0.9g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.80(m,2H),8.51(d,2H),7.98-8.03(m,4H),7.88(m,1H),7.81(d,1H),7.68-7.78(m,3H),7.51-7.60(m,4H),7.38-7.46(m,4H),7.35(t,1H).
<化合物(1-383)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2-(5-溴吡啶-2-基)噁唑。
将加入有噁唑(4.5g)及THF(150ml)的烧瓶冷却到-78℃,在其中添加2.6M的正丁基锂己烷溶液(27.0ml)。滴加后搅拌1小时,添加氯化锌四甲基乙二胺络合物(18.1g),缓缓升温到室温。添加2,5-二溴吡啶(15.4g)及Pd(PPh3)4(3.8g),在回流温度下加热搅拌10小时。将反应液冷却到室温,添加EDTA水溶液及甲苯进行分液。将溶剂减压蒸馏去除后,利用庚烷来清洗所得的固体,获得2-(5-溴吡啶-2-基)噁唑(10.2g)。使用所得的2-(5-溴吡啶-2-基)噁唑像以下那样合成化合物(1-383)。
将加入有2,2'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(3.0g)、2-(5-溴吡啶-2-基)噁唑(3.1g)、溴化四丁基铵(0.1g)、碳酸钾(1.6g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(10ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌5小时。将反应液冷却到室温,通过抽吸过滤来采取析出物,利用水来清洗所得的固体。然后,利用NH修饰硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=5/1(体积比))进行纯化,获得化合物(1-383):2,2'-(5,5'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(吡啶-5,2-二基))二噁唑(0.2g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.90(d,2H),8.46(t,2H),8.03(m,2H),7.92(m,2H),7.85(s,1H),7.78(m,1H),7.65-7.74(m,3H),7.55(d,2H),7.39-7.48(m,6H),7.34(t,1H).
<化合物(1-404)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑。
将加入有2-(5-溴吡啶-2-基)噻唑(10.0g)、双频哪醇合二硼(12.6g)、Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2(1.0g)、乙酸钾(8.1g)及环戊基甲基醚(50ml)的烧瓶在氮气环境下、回流温度下加热搅拌3小时。加热结束后,将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用活性炭管柱色谱仪进行纯化,获得2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑(10.7g)。使用所得的2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑像以下那样合成化合物(1-404)。
将加入有2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑(1.5g)、2,7-二溴-9-苯基-9H-咔唑(1.3g)、碳酸钾(0.7g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.2g)及甲苯(5ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌8小时。将反应液冷却到室温,通过抽吸过滤来采取析出物,利用水来清洗所得的固体。进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-404):2,2'-(5,5'-(9-苯基-9H-咔唑-2,7-二基)双(吡啶-5,2-二基))二噻唑(0.1g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.92(m,2H),8.27(m,4H),8.07(dd,2H),7.94(m,2H),7.53-7.72(m,9H),7.45(m,2H).
<化合物(1-408)的合成>
将加入有2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑(2.7g)、7-苯基-7H-苯并[c]咔唑-5,9-二基双(三氟甲磺酸酯)(2.5g)、碳酸钾(2.3g)、溴化四丁基铵(0.3g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌8小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后,利用NH修饰硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯)进行纯化后,将溶剂减压蒸馏去除,通过添加庚烷进行再沉淀,获得化合物(1-408):2,2'-(5,5'-(7-苯基-7H-苯并[c]咔唑-5,9-二基)双(吡啶-5,2-二基))二噻唑(1.9g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.96(m,2H),8.79(m,2H),8.33(d,1H),8.29(d,1H),8.09(dd,1H),7.92-8.03(m,4H),7.81(t,1H),7.74(m,2H),7.60-7.71(m,4H),7.40-7.59(m,5H).
<化合物(1-416)的合成>
将加入有2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑(1.6g)、5,9-二溴-7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴(1.0g)、碳酸钾(0.7g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(5ml)及水(1ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌3小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用活性炭短管柱进行纯化后,在氯苯/庚烷混合溶剂中再结晶,获得化合物(1-416):2,2'-(5,5'-(7,7-二甲基-7H-苯并[c]芴-5,9-二基)双(5,2-亚苯基-二基))二噻唑(0.2g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=9.00(m,1H),8.88(d,1H),8.83(s,1H),8.50(d,1H),8.38(d,1H),8.32(d,1H),8.15(d,1H),7.95-8.05(m,4H),7.81(s,1H),7.77(d,1H),7.73(t,1H),7.61(s,1H),7.55(t,1H),7.49(dd,2H),1.66(s,6H).
<化合物(1-424)的合成>
将加入有2-(5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶-2-基)噻唑(5.5g)、[1,1'-联萘]-4,4'-二基双(三氟甲磺酸酯)(6.3g)、碳酸钾(5.5g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.2g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用活性炭短管柱进行纯化后,从甲苯/庚烷中再结晶,获得化合物(1-424):4,4'-双(6-(噻唑-2-基)吡啶-3-基)-1,1'-联萘(1.7g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.89(m,2H),8.40(d,2H),8.08(d,2H),7.99(m,4H),7.56-7.67(m,6H),7.50(m,4H),7.40(t,2H).
<化合物(1-557)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)。
将加入有2,6-二溴吡啶(142.6g)及甲苯(600ml)的烧瓶冷却到-78℃,在其中添加2.6M的正丁基锂己烷溶液(24.6ml)。滴加结束后搅拌1小时,添加2-苯基蒽-9,10-二酮(59.8g)。进而搅拌4小时后,添加饱和氯化铵水溶液进行分液。然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=1/1(体积比))进行纯化,获得9,10-双(6-溴吡啶-2-基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇(108.2g)。使用所得的9,10-双(6-溴吡啶-2-基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇,像以下那样合成6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)。
将加入有9,10-双(6-溴吡啶-2-基)-2-苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇(105.1g)、次磷酸钠一水合物(225.7g)、碘化钾(75.5g)及乙酸(600ml)的烧瓶在回流温度下搅拌3.5小时。将反应液冷却到室温后,添加水使无机盐溶解后,通过抽吸过滤来采取析出物。然后,利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=1/1(体积比))进行纯化,将溶剂适量地减压蒸馏去除,此时添加甲醇,由此进行再沉淀,获得6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)(40.1g)。使用所得的6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)像以下那样合成化合物(1-557)。
将加入有6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)(4.7g)、0.5M的2-噻唑基溴化锌THF溶液(50ml)及Pd(PPh3)4(1.5g)的烧瓶在回流温度下加热搅拌11小时。将反应液冷却到室温,添加EDTA水溶液及甲苯进行分液。然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))进行纯化,进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-557):2,2'-(6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(吡啶-6,2-二基))二噻唑(2.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.40(m,2H),8.07(m,2H),7.99(m,2H),7.92(m,1H),7.81(d,1H),7.73(m,2H),7.67(d,1H),7.61(m,2H),7.55(d,2H),7.34-7.44(m,6H),7.30(t,1H).
<化合物(1-558)的合成>
将加入有噁唑(1.5g)及THF(20ml)的烧瓶冷却到-78℃,在其中添加2.6M的正丁基锂己烷溶液(8.6ml)。滴加后搅拌1小时,添加氯化锌四甲基乙二胺络合物(6.4g),缓缓升温到室温。添加6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(2-溴吡啶)(4.0g)及Pd(PPh3)4(1.2g),在回流温度下加热搅拌24小时。将反应液冷却到室温,添加EDTA水溶液及甲苯进行分液。然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=7/3(体积比))进行纯化,进而从邻二氯苯中再结晶,获得化合物(1-558):2,2'-(6,6'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(吡啶-6,2-二基))噁唑(0.4g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=8.39(m,2H),8.11(m,2H),7.71-7.81(m,3H),7.55-7.69(m,6H),7.53(d,2H),7.28-7.40(m,7H).
<化合物(1-611)的合成>
首先,像以下那样合成成为原料的2-(5-溴吡啶-3-基)噻唑。
将加入有2-溴噻唑(15.0g)及THF(30ml)的烧瓶冷却到0℃,在其中添加2M氯化异丙基镁THF溶液(51.0ml)。滴加后搅拌1小时,添加氯化锌四甲基乙二胺络合物(25.4g),缓缓升温到室温。添加3,5-二溴吡啶(23.8g)及Pd(PPh3)4(3.2g),在回流温度下加热搅拌6小时。将反应液冷却到室温,添加EDTA水溶液及甲苯进行分液。然后利用硅胶管柱色谱仪(展开液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))进行纯化,获得2-(5-溴吡啶-3-基)噻唑(1.9g)。使用所得的2-(5-溴吡啶-3-基)噻唑像以下那样合成化合物(1-611)。
将加入有2,2'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷)(1.8g)、2-(5-溴吡啶-3-基)噻唑(1.9g)、磷酸三钾(3.0g)、溴化四丁基铵(0.1g)、Pd-132(商标;庄信万丰(JohnsonMatthey)公司制造)(0.1g)、1,2,4-三甲基苯(20ml)及水(2ml)的烧瓶在回流温度下加热搅拌5.5小时。将反应液冷却到室温,添加水及甲苯进行分液。然后利用NH修饰硅胶管柱色谱仪(展开液:氯苯)进行纯化,进而从氯苯中再结晶,获得化合物(1-611):2,2'-(5,5'-(2-苯基蒽-9,10-二基)双(吡啶-5,3-二基))二噻唑(0.8g)。
1H-NMR(CDCl3):δ=9.45(m,2H),8.83(m,2H),7.44(m,2H),7.97(m,2H),7.85(s,1H),7.79(m,1H),7.70(m,3H),7.55(d,2H),7.35-7.50(m,6H),7.33(t,1H).
通过适当变更原料的化合物,可利用依照所述合成例的方法来合成本发明的其他化合物。
以下,为了更详细地说明本发明,示出使用本发明的化合物的有机EL元件的实施例,但本发明不限定于这些实施例。
制作实施例1及比较例1的元件,分别进行恒定电流驱动试验中的驱动开始电压(V)、保持初期值的80%以上的亮度的时间(hr)的测定。以下,对实施例及比较例进行详细说明。
将所制作的实施例1及比较例1~比较例2的元件中的各层的材料构成示于下述表1中。
[表1]
表1
※电子传输层是由表中的化合物与Liq的混合物形成。
表1中,“HI”为N4,N4'-二苯基-N4,N4'-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、“HAT-CN”为1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯基己腈,“NPB”为N4,N4'-二萘-1-基-N4,N4'-二苯基-联苯-4,4'-二胺,化合物(A)为9-苯基-10-(4-苯基萘-1-基)蒽,化合物(B)为7,7-二甲基-N5,N9-二苯基-N5,N9-双(4-(三甲基硅烷基)苯基)-7H-苯并[c]芴-5,9-二胺,化合物(C)为4,4'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基))二吡啶,化合物(D)为2,2'-((2-苯基蒽-9,10-二基)双(4,1-亚苯基)双(苯并[d]噻唑)。以下与用于阴极的“Liq”一起示出化学结构。
[化113]
[实施例1]
<将化合物(1-3)用于电子传输层的元件>
将藉由溅镀以180nm的厚度制膜而成的ITO研磨至150nm,将26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光科技(Optoscience)(股)制造)作为透明支撑基板。将该透明支撑基板固定在市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固持器上,安装加入有HI的钼制蒸镀用舟、加入有HAT-CN的钼制蒸镀舟、加入有NPB的钼制蒸镀用舟、加入有化合物(A)的钼制蒸镀用舟、加入有化合物(B)的钼制蒸镀用舟、加入有本发明的化合物(1-3)的钼制蒸镀用舟、加入有Liq的钼制蒸镀用舟、加入有镁的钼制蒸镀用舟及加入有银的钨制蒸镀用舟。
在透明支撑基板的ITO膜上依次形成下述各层。将真空槽减压到5×10-4Pa,首先将加入有HI的蒸镀用舟加热,以膜厚成为60nm的方式蒸镀,进而将加入有HAT-CN的蒸镀用舟加热,以膜厚成为10nm的方式蒸镀,由此形成包含两层的空穴注入层,接着将加入有NPB的蒸镀用舟加热,以膜厚成为10nm的方式蒸镀而形成空穴传输层。然后,将加入有化合物(A)的蒸镀用舟与加入有化合物(B)的蒸镀用舟同时加热,以膜厚成为20nm的方式蒸镀而形成发光层。以化合物(A)与化合物(B)的重量比大致成为95比5的方式调节蒸镀速度。然后,将加入有化合物(1-3)的蒸镀用舟与加入有Liq的蒸镀用舟同时加热,以膜厚成为30nm的方式蒸镀而形成电子传输层。此时,以化合物(1-3)与Liq的重量比大致成为1比1的方式调节蒸镀速度。各层的蒸镀速度为0.01nm/秒~1nm/秒。
然后,将加入有Liq的蒸镀用舟加热,以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/秒~0.1nm/秒的蒸镀速度蒸镀。然后,将加入有镁的舟与加入有银的舟同时加热,以膜厚成为100nm的方式蒸镀而形成阴极,获得有机EL元件。此时,以镁与银的原子数比成为10比1的方式在0.1nm/秒~10nm/秒之间调节蒸镀速度。
若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.45V,外部量子效率为4.75%。另外,通过用来获得初期亮度2000cd/m2的电流密度来实施恒定电流驱动试验,结果保持初期值的90%(1800cd/m2)以上的亮度的时间为76小时。
[比较例1]
除了将化合物(1-3)换成化合物(D)以外,利用依照实施例1的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.68V,外部量子效率为4.42%。另外,通过用来获得初期亮度2000cd/m2的电流密度来实施恒定电流驱动试验,结果保持初期值的90%(1800cd/m2)以上的亮度的时间为77小时。
[比较例2]
除了将化合物(1-3)换成化合物(C)以外,利用依照实施例1的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.62V,外部量子效率为4.28%。另外,通过用来获得初期亮度2000cd/m2的电流密度来实施恒定电流驱动试验,结果保持初期值的90%(1800cd/m2)以上的亮度的时间为80小时。
制作实施例2~实施例21及比较例3~比较例4的元件,分别进行恒定电流驱动试验中的驱动开始电压(V)、外部量子效率(%)的测定。以下,对实施例及比较例进行详细说明。
将所制作的实施例2~实施例21及比较例3~比较例4的元件中的各层的材料构成示于下述表2中。
[表2]
表2
※电子传输层是由表中的化合物与Liq的混合物形成。
表2中,“HT”为N-([1,1'-联苯]-4-基)-9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺,化合物(E)为4,4”-双(苯并[d]噻唑-2-基)-1,1':3',1”-三联苯。以下示出化学结构。
[化114]
[实施例2]
<将化合物(1-3)用于电子传输层的元件其二>
将通过溅镀以180nm的厚度制膜而成的ITO研磨到150nm,将26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光科技(Optoscience)(股))作为透明支撑基板。将该透明支撑基板固定在市售的蒸镀装置(长州产业(股))的基板固持器上,安装加入有HI的钽制蒸镀用坩埚、加入有HAT-CN的钼制蒸镀舟、加入有HT的钽制蒸镀用坩埚、加入有化合物(A)的钼制蒸镀用舟、加入有化合物(B)的钽制蒸镀用坩埚、加入有本发明的化合物(1-3)的钼制蒸镀用舟、加入有Liq的钽制蒸镀用坩埚、加入有镁的钽制蒸镀用坩埚及加入有银的钽制蒸镀用坩埚。
在透明支撑基板的ITO膜上依次形成下述各层。将真空槽减压到2.0×10-4Pa,首先将加入有HI的蒸镀用坩埚加热,以膜厚成为60nm的方式蒸镀,进而将加入有HAT-CN的蒸镀用舟加热,以膜厚成为10nm的方式蒸镀,由此形成包含两层的空穴注入层,然后将加入有HT的蒸镀用坩埚加热,以膜厚成为10nm的方式蒸镀而形成空穴传输层。接着,将加入有化合物(A)的蒸镀用舟与加入有化合物(B)的蒸镀用坩埚同时加热,以膜厚成为20nm的方式蒸镀而形成发光层。以化合物(A)与化合物(B)的重量比大致成为95比5的方式调节蒸镀速度。然后,将加入有化合物(1-3)的蒸镀用舟与加入有Liq的蒸镀用坩埚同时加热,以膜厚成为30nm的方式蒸镀而形成电子传输层。此时,以化合物(1-3)与Liq的重量比大致成为1比1的方式调节蒸镀速度。各层的蒸镀速度为0.01nm/秒~1nm/秒。
然后,将加入有Liq的蒸镀用坩埚加热,以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/秒~0.1nm/秒的蒸镀速度蒸镀。然后,将加入有镁的蒸镀用坩埚与加入有银的蒸镀用坩埚同时加热,以膜厚成为100nm的方式蒸镀而形成阴极,获得有机EL元件。此时,以镁与银的原子数比成为10比1的方式在0.1nm/秒~10nm/秒之间调节蒸镀速度。
若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.41V,外部量子效率为6.23%。
[实施例3]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-4)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.38V,外部量子效率为6.60%。
[实施例4]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-21)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为5.24V,外部量子效率为6.35%。
[实施例5]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-25)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.73V,外部量子效率为7.15%。
[实施例6]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-29)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.79V,外部量子效率为6.53%。
[实施例7]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-37)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.49V,外部量子效率为7.82%。
[实施例8]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-45)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.83V,外部量子效率为7.73%。
[实施例9]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-53)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.85V,外部量子效率为6.68%。
[实施例10]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-85)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.34V,外部量子效率为6.21%。
[实施例11]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-166)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.53V,外部量子效率为5.66%。
[实施例12]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-274)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.48V,外部量子效率为6.53%。
[实施例13]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-382)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.35V,外部量子效率为4.98%。
[实施例14]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-383)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.65V,外部量子效率为4.41%。
[实施例15]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-404)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.21V,外部量子效率为5.79%。
[实施例16]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-408)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.33V,外部量子效率为5.70%。
[实施例17]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-416)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.11V,外部量子效率为6.22%。
[实施例18]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-424)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.79V,外部量子效率为5.88%。
[实施例19]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-557)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.65V,外部量子效率为6.41%。
[实施例20]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-558)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.91V,外部量子效率为5.91%。
[实施例21]
除了将化合物(1-3)换成化合物(1-611)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为4.30V,外部量子效率为5.18%。
[比较例3]
除了将化合物(1-3)换成化合物(D)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为3.64V,外部量子效率为5.40%。
[比较例4]
除了将化合物(1-3)换成化合物(E)以外,利用依照实施例2的方法获得有机EL元件。若将ITO电极作为阳极、镁/银电极作为阴极而施加直流电压,测定1000cd/m2发光时的特性,则驱动电压为8.59V,外部量子效率为0.46%。
[工业上的可利用性]
根据本发明的优选实施方式,可提供一种达成驱动电压低、效率高、寿命长等有机EL元件所需求的特性,其中达成效率高的有机EL元件,且可提供一种全彩显示等的性能高的显示器装置。

Claims (11)

1.一种化合物,其是由下述式(1)所表示:
[化1]
式(1)中,
Ar为来源于碳数6~40的芳香族烃的m价基团或来源于碳数2~40的芳香族杂环的m价基团,所述基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基或碳数3~12的环烷基取代;
X1~X6独立地为=CR1-或=N-,X1~X6中的至少两个为=CR1-,X1~X6中的两个=CR1-中的R1为与Ar或唑环键结的结合键,其他=CR1-中的R1为氢或碳数1~4的烷基;
Y独立地为-O-或-S-;唑环的至少一个氢可经碳数1~4的烷基、苯基或萘基取代;
m为2~4的整数,由唑环与六员环所形成的基团可相同也可不同;而且,
式中的各环及烷基的至少一个氢可经氘取代。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中Ar为选自下述式(Ar-1)~式(Ar-22)所表示的基团的组群中的一个:
[化2]
式(Ar-1)~式(Ar-22)中,Z独立地为-O-、-S-、下述式(2)所表示的二价基团或下述式(3)所表示的二价基团,各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代,
[化3]
式(2)中,R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基,式(3)中,R3独立地为甲基或苯基,两个R3也可相互连结而形成环。
3.根据权利要求1所述的化合物,其中Ar为选自下述式(Ar-1)~式(Ar-13)所表示的基团的组群中的一个:
[化4]
式(Ar-1)~式(Ar-13)中,Z独立地为-O-、-S-、下述式(2)所表示的二价基团或下述式(3)所表示的二价基团,各基团的至少一个氢可经碳数1~12的烷基、碳数3~12的环烷基或碳数6~24的芳基取代,
[化5]
式(2)中,R2为苯基、萘基、联苯基或三联苯基,式(3)中,R3独立地为甲基或苯基,两个R3也可相互连结而形成环。
4.根据权利要求1所述的化合物,其是由下述式(1-3)所表示,
[化6]
5.根据权利要求1所述的化合物,其是由选自下述式(1-4)、式(1-21)、式(1-25)、式(1-29)、式(1-37)、式(1-45)、式(1-53)及式(1-85)中的一个所表示,
[化7]
6.根据权利要求1所述的化合物,其是由下述式(1-166)或式(1-274)所表示,
[化8]
7.根据权利要求1所述的化合物,其是由选自下述式(1-382)、式(1-383)、式(1-404)、式(1-408)、式(1-416)、式(1-424)、式(1-557)、式(1-558)及式(1-611)中的一个所表示,
[化9]
8.一种电子传输材料,含有根据权利要求1至7中任一项所述的化合物。
9.一种有机电致发光元件,具有:包含阳极及阴极的一对电极;配置在所述一对电极间的发光层;以及配置在所述阴极与所述发光层之间、且含有根据权利要求8所述的电子传输材料的电子传输层及/或电子注入层。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光元件,其中所述电子传输层及电子注入层的至少一个进而含有选自由羟基喹啉系金属络合物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物及硼烷衍生物所组成的组群中的至少一种。
11.根据权利要求9或10所述的有机电致发光元件,其中电子传输层及电子注入层的至少一个进而含有选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的组群中的至少一种。
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