CN105793233A - 苯胺衍生物及其利用 - Google Patents
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Abstract
例如,如由下述式表示的苯胺衍生物对有机溶剂的溶解性良好,同时,当将含有这些苯胺衍生物作为电荷传输性物质的薄膜应用于空穴注入层时,能够获得具有优良的亮度特性的有机EL元件。(式中,DPA表示二苯基氨基。)
Description
技术领域
本发明涉及苯胺衍生物及其利用。
背景技术
有机电致发光(以下称为有机EL)元件中,使用包含有机化合物的电荷传输性薄膜作为发光层或电荷注入层。特别地,空穴注入层承担着阳极与空穴传输层或发光层之间的电荷的授受,发挥用于实现有机EL元件的低电压驱动和高亮度的重要功能。
空穴注入层的形成方法大致分为以蒸镀法为代表的干式法以及以旋转涂布法为代表的湿式法,对这些方法进行比较,湿式法可以高效率地制造大面积且平坦性高的薄膜。因此,在有机EL显示器向大面积化进展的现在,希望采用能够以湿式法来形成的空穴注入层。
鉴于这种情况,本发明人等开发了能够适用于各种湿式法的电荷传输性材料,当将这种材料用于有机EL元件的空穴注入层时,能够形成可实现优良EL元件特性的薄膜,并且还开发了用于该电荷传输性材料的、在有机溶剂中的溶解性良好的化合物(参见例如专利文献1~4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2008/067276号
专利文献2:国际公开第2008/129947号
专利文献3:国际公开第2006/025342号
专利文献4:国际公开第2010/058777号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明与迄今为止开发的上述专利文献的技术同样,目的在于,提供:显示出在有机溶剂中具有良好溶解性的同时,在将其薄膜化并用于空穴注入层的情况下,能够实现具有优良的亮度特性的有机EL元件的苯胺衍生物及其的制备方法、包含该苯胺衍生物的电荷传输性物质、含有该电荷传输性物质的电荷传输性材料、含有该电荷传输性物质的电荷传输性清漆以及由该清漆得到的电荷传输性薄膜、使用该苯胺衍生物采用蒸镀法制作的电荷传输性薄膜、以及具备该薄膜的有机EL元件。
另外,本发明的目的还在于,提供适合作为该苯胺衍生物的前体的胺化合物或者芳基化合物以及它们的制备方法。
用于解决课题的手段
本发明人等为了达到上述目的而进行了深入的研究,结果发现,采用苯醌二胺结构所不能获得的特定的苯胺衍生物在有机溶剂中具有优良的溶解性,利用由该苯胺衍生物溶解于有机溶剂中而调制的清漆可得到发挥高电荷传输性的薄膜,以及在将该薄膜适用于有机EL元件的空穴注入层的情况下,可得到高亮度的元件,从而完成了本发明。
即,本发明提供:
1、苯胺衍生物,其特征在于,其由式(1)或(2)表示:
[化1]
式中,R1及R2相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Ph1表示由式(P1)表示的基团:
[化2]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团:
[化3]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z3表示卤原子、硝基或者氰基;Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
Ar2相互独立地表示由式(A1)~(A18)的任一个表示的基团:
[化4]
式中,R155表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R156及R157相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;DPA表示二苯基氨基;Ar4、Z1及Z3~Z5如上所述;
Ar3表示由式(C1)~(C8)的任一个表示的基团:
[化5]
k表示1~10的整数;l表示1或2。
2、1所述的苯胺衍生物,其中,上述Ar1为由式(B1')~(B11')的任一个表示的基团:
[化6]
式中,R7~R154及Ar4如上所述;
上述Ar3为由式(C1')~(C8')的任一个表示的基团:
[化7]
式中,DPA如上所述。
3、1或2所述的苯胺衍生物,其中,上述R3~R6、R7~R27、R30~R51及R53~R154为氢原子。
4、1所述的苯胺衍生物,其由式(1-1)表示:
[化8]
式中,Ar5同时表示由式(D1)~(D13)的任一个表示的基团;Ph1及k如上所述:
[化9]
式中,R52、R156、R157、Ar4及DPA如上所述。
5、1所述的苯胺衍生物,其由式(1-3)、(1-4)、(1-9)或者(1-10)表示:
[化10]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ar71表示由式(F2-2)表示的基团;Ar72表示由式(F1-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化11]
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及Ar4如上所述。
6、1所述的苯胺衍生物,其由式(1-5)、(1-6)、(1-11)或者(1-12)表示:
[化12]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ar71表示由式(F2-2)表示的基团;Ar72表示由式(F1-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化13]
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及Ar4如上所述。
7、电荷传输性物质,其包含1~6的任一项所述的苯胺衍生物。
8、电荷传输性材料,其含有7所述的电荷传输性物质。
9、电荷传输性清漆,其含有7所述的电荷传输性物质以及有机溶剂。
10、9所述的电荷传输性清漆,其还含有掺杂剂物质。
11、10所述的电荷传输性清漆,其中,上述掺杂剂物质含有选自卤代四氰基对醌二甲烷及苯醌衍生物中的至少1种。
12、11所述的电荷传输性清漆,其中,上述掺杂剂物质还含有杂多酸化合物。
13、9~12的任一项所述的电荷传输性清漆,其中还含有有机硅烷化合物。
14、电荷传输性薄膜,其是使用9~13的任一项所述的电荷传输性清漆制作的。
15、电荷传输性薄膜,其是使用1~6的任一项所述的苯胺衍生物采用蒸镀法制作的。
16、有机电致发光元件,其具备14或15所述的电荷传输性薄膜。
17、16所述的有机电致发光元件,其中,上述电荷传输性薄膜为空穴注入层、空穴传输层或者空穴注入传输层。
18、1~3的任一项所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,使式(3)表示的胺化合物与式(4)表示的芳基化合物在催化剂的存在下进行反应,或者使式(5)表示的胺化合物与式(6)表示的芳基化合物在催化剂的存在下进行反应:
[化14]
式中,Ar1、Ph1及k如上所述;
[化15]
Ar2-X(4)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar2如上所述;
[化16]
式中,R1、R2、Ph1及l如上所述;
[化17]
Ar3-X(6)
式中,X及Ar3如上所述。
19、4所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,使式(7)表示的胺化合物与式(8)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化18]
式中,Ph1及k如上所述;
[化19]
Ar5-X(8)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar5如上所述。
20、5所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,
(A)将式(1-3P)表示的芳基化合物或者式(1-4P)表示的芳基化合物脱保护;
(B)使式(1-3)表示的苯胺衍生物与式(10)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应,或者使式(1-4)表示的苯胺衍生物与式(11)表示的烃化合物在催化剂存在下进行反应;或者
(C)使所述式(1-3)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(10)表示的芳基化合物进行反应,或者使所述式(1-4)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(11)表示的烃化合物进行反应:
[化20]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化21]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
[化22]
式中,Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化23]
式中,P2表示氨基的保护基;
[化24]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化25]
式中,Ar4如上所述;
[化26]
Ar4-X(10)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar4如上所述;
[化27]
式中,Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化28]
[化29]
Cb155-X(11)¨
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及X如上所述。
21、6所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,
(A)将式(1-5P)表示的芳基化合物或者式(1-6P)表示的芳基化合物脱保护;
(B)使式(1-5)表示的苯胺衍生物与式(10)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应,或者使式(1-6)表示的苯胺衍生物与式(11)表示的烃化合物在催化剂存在下进行反应;或者
(C)使所述式(1-5)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(10)表示的芳基化合物进行反应,或者使所述式(1-6)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(11)表示的芳基化合物进行反应:
[化30]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化31]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
[化32]
式中,Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化33]
式中,P2表示氨基的保护基;
[化34]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化35]
式中,Ar4如上所述;
[化36]
Ar4-X(10)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar4如上所述;
[化37]
式中,Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化38]
[化39]
Cb155-X(11)¨
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及X如上所述。
22、胺化合物,其由式(3')表示:
[化40]
式中,Ph1表示由式(P1)表示的基团;
[化41]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,但是,2个Ar1不能同时成为由式(B1)表示的基团;
[化42]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z3表示卤原子、硝基或者氰基;Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
k表示1~10的整数。
23、芳基化合物,其由式(1-3P)或者(1-4P)表示:
[化43]
式中,Ph1表示由式(P1)表示的基团;
[化44]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,但是,2个Ar1不能同时成为由式(B1)表示的基团;
[化45]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z3表示卤原子、硝基或者氰基;Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
k表示1~10的整数;Ar61表示由式(P-1)表示的基团;
[化46]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化47]
式中,P2表示氨基的保护基。
24、芳基化合物,其由式(1-5P)或者(1-6P)表示:
[化48]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;
[化49]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化50]
式中,P2表示氨基的保护基。
25、22所述的胺化合物的制备方法,其特征在于,使式(10)表示的胺化合物与式(11)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化51]
式中,Ph1及k如上所述;
[化52]
Ar1-X(11)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar1如上所述。
26、23所述的芳基化合物的制备方法,其特征在于,使式(3)表示的胺化合物与式(G1P)表示的芳基化合物或者式(G2P)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化53]
式中,Ph1、Ar1及k如上所述;
[化54]
Ar61-X(G1P)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar61如上所述;
[化55]
Ar62-X(G2P)
式中,X及Ar62如上所述。
27、24所述的芳基化合物的制备方法,其特征在于,使式(7)表示的胺化合物与式(G1P)表示的芳基化合物或者式(G2P)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化56]
式中,Ph1及k如上所述;
[化57]
Ar61-X(G1P)¨
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar61如上所述;
[化58]
Ar62-X(G2P)
式中,X及Ar62如上所述。
发明的效果
本发明的苯胺衍生物容易溶解于有机溶剂中,通过将其单独地或者与掺杂剂一起溶解于有机溶剂中,能够容易地调制电荷传输性清漆。
由本发明的电荷传输性清漆制作的薄膜显示出高的电荷传输性,因此,能够较好地适用于以有机EL元件为代表的电子器件用薄膜。特别地,通过将该薄膜适用于有机EL元件的空穴注入层,能够得到亮度特性优良的有机EL元件。另外,该薄膜也能够用作有机EL元件的空穴传输层或空穴注入传输层。
另外,本发明的电荷传输性清漆即使在采用旋转涂布法或狭缝涂布法等可大面积成膜的各种湿式法的情况下,也能够再现性良好地制作电荷传输性优良的薄膜,因此,能够充分适应近年来的有机EL元件领域的进展。
另外,本发明的苯胺衍生物不仅电荷传输性优良,而且由于具有升华性,因此,按照使用该苯胺衍生物的蒸镀法,能够容易地制作电荷传输性薄膜,而通过将该薄膜适用于有机EL元件的空穴注入层,能够得到亮度特性优良的有机EL元件。
进而,通过使用本发明的胺化合物和芳基化合物,能够容易地制备上述苯胺衍生物。
具体实施方式
以下更详细地说明本发明。
本发明涉及的苯胺衍生物由式(1)或者(2)表示。
[化59]
式(2)中,R1和R2相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基。
作为卤原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子。
作为碳数1~20的烷基,可以是直链状、支链状、环状的任一种,可举出例如,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、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等碳数1~20的直链或支链状烷基;环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、双环丁基、双环戊基、双环己基、双环庚基、双环辛基、双环壬基、双环癸基等碳数3~20的环状烷基等。
作为碳数2~20的烯基的具体例,可举出乙烯基、正-1-丙烯基、正-2-丙烯基、1-甲基乙烯基、正-1-丁烯基、正-2-丁烯基、正-3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、正-1-戊烯基、正-1-癸烯基、正-1-二十碳烯基等。
作为碳数2~20的炔基的具体例,可举出乙炔基、正-1-丙炔基、正-2-丙炔基、正-1-丁炔基、正-2-丁炔基、正-3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、正-1-戊炔基、正-2-戊炔基、正-3-戊炔基、正-4-戊炔基、1-甲基-正丁炔基、2-甲基-正丁炔基、3-甲基-正丁炔基、1,1-二甲基-正丙炔基、正-1-己炔基、正-1-癸炔基、正-1-十五碳炔基、正-1-二十碳炔基等。
作为碳数6~20的芳基的具体例,可举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。
作为碳数2~20的杂芳基的具体例,可举出2-噻吩基、3-噻吩基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-唑基、4-唑基、5-唑基、3-异唑基、4-异唑基、5-异唑基等含氧杂芳基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基等含硫杂芳基、2-咪唑基、4-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-吡嗪基、3-吡嗪基、5-吡嗪基、6-吡嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、6-嘧啶基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、5-哒嗪基、6-哒嗪基、1,2,3-三嗪-4-基、1,2,3-三嗪-5-基、1,2,4-三嗪-3-基、1,2,4-三嗪-5-基、1,2,4-三嗪-6-基、1,3,5-三嗪-2-基、1,2,4,5-四嗪-3-基、1,2,3,4-四嗪-5-基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、2-喹唑啉基、4-喹唑啉基、5-喹唑啉基、6-喹唑啉基、7-喹唑啉基、8-喹唑啉基、3-噌啉基、4-噌啉基、5-噌啉基、6-噌啉基、7-噌啉基、8-噌啉基等含氮杂芳基等。
其中,R1和R2优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤原子取代的碳数6~20的芳基、可被卤原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的碳数1~10的烷基、可被卤原子取代的苯基,进一步优选为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基,以氢原子为最佳。
上述式(1)和(2)中的Ph1表示由式(P1)表示的基团。
[化60]
此处,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基,作为它们的具体例,可举出与上述R1和R2的说明中同样的基团。
特别地,作为R3~R6,优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤原子取代的碳数6~20的芳基、可被卤原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的碳数1~10的烷基、可被卤原子取代的苯基,进一步优选为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基,以氢原子为最佳。
以下列举出作为Ph1优选的基团的具体例,但不限定于这些基团。
[化61]
上述式(1)中的Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,特别优选为由式(B1')~(B11')的任一个表示的基团。
[化62]
[化63]
此处,R7~R27、R30~R51和R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R28和R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z3表示卤原子、硝基或者氰基;Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;作为这些卤原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基以及碳数2~20的杂芳基的具体例,可举出与上述R1和R2的说明中同样的基团。
特别地,作为R7~R27、R30~R51和R53~R154,优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的二苯基氨基、可被卤原子取代的碳数1~20的烷基、可被卤原子取代的碳数6~20的芳基、可被卤原子取代的碳数2~20的杂芳基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、可被卤原子取代的碳数1~10的烷基、可被卤原子取代的苯基,进一步优选为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基,以氢原子为最佳。
另外,作为R28和R29,优选为可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基,更优选为可被Z1取代的碳数6~14的芳基,更进一步优选为可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基。
另外,作为R52,优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~20的芳基、可被Z1取代的碳数2~20的杂芳基、可被Z4取代的碳数1~20的烷基,更优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基、可被Z4取代的碳数1~10的烷基,进一步优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的含氮杂芳基、可被Z4取代的碳数1~10的烷基,更进一步优选为氢原子、可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基、可被Z1取代的2-吡啶基、可被Z1取代的3-吡啶基、可被Z1取代的4-吡啶基、可被Z4取代的甲基。
另外,Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基。
作为碳数6~20的芳基的具体例,可举出与R1和R2的说明中同样的芳基,作为二(碳数6~20的芳基)氨基的具体例,可举出二苯基氨基、1-萘基苯基氨基、二(1-萘基)氨基、1-萘基-2-萘基氨基、二(2-萘基)氨基等。
作为Ar4,优选为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、对-(二苯基氨基)苯基、对-(1-萘基苯基氨基)苯基、对-(二(1-萘基)氨基)苯基、对-(1-萘基-2-萘基氨基)苯基、对-(二(2-萘基)氨基)苯基,更优选为对-(二苯基氨基)苯基。
以下列举出作为Ar1优选的基团的具体例,但不限定于这些基团。
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
(式中,R52如上所述)
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
上述式(1)中的Ar2相互独立地表示由式(A1)~(A18)的任一个表示的基团。
[化72]
此处,式中,R155表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;R156和R157相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;DPA表示二苯基氨基;Ar4、Z1、Z3~Z5如上所述。作为这些卤原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基和碳数2~20的杂芳基的具体例,可举出与上述R1和R2的说明中同样的基团。
特别地,作为R155,优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~20的芳基、可被Z1取代的碳数2~20的杂芳基、可被Z4取代的碳数1~20的烷基,更优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基、可被Z4取代的碳数1~10的烷基,进一步优选为氢原子、可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的含氮杂芳基、可被Z4取代的碳数1~10的烷基,更进一步优选为氢原子、可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基、可被Z1取代的2-吡啶基、可被Z1取代的3-吡啶基、可被Z1取代的4-吡啶基、可被Z4取代的甲基。
另外,作为R156和R157,优选为可被Z1取代的碳数6~14的芳基、可被Z1取代的碳数2~14的杂芳基,更优选为可被Z1取代的碳数6~14的芳基,更进一步优选为可被Z1取代的苯基、可被Z1取代的1-萘基、可被Z1取代的2-萘基。
以下列举出作为Ar2优选的基团的具体例,但不限定于这些基团。
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
(式中,R155如上所述)
[化79]
予以说明,式(1)中,从合成所获苯胺衍生物的容易性考虑,优选Ar1全部为相同的基团、Ar2全部为相同的基团,更优选Ar1和Ar2全部为相同的基团。即,由式(1)表示的苯胺衍生物更优选为由式(1-1)表示的苯胺衍生物。
另外,如后文所述,从可以使用比较便宜的双(4-氨基苯基)胺作为原料化合物并且可以比较简便地合成、同时在有机溶剂中的溶解性优良的观点考虑,由式(1)表示的苯胺衍生物优选为由式(1-1)表示的苯胺衍生物。
[化80]
式(1-1)中,Ph1和k如上所述,同时,Ar5表示由式(D1)~(D13)的任一个表示的基团,特别地,优选为由式(D1')~(D13')的任一个表示的基团。
予以说明,作为Ar5的具体例,可举出与作为Ar1优选的基团的具体例中上述那些基团同样的基团。
[化81]
(式中,R28、R29、R52、Ar4和DPA如上所述)
[化82]
(式中,R28、R29、R52、Ar4和DPA如上所述)
另外,如后文所述,从可以使用比较便宜的双(4-氨基苯基)胺作为原料化合物并且可以比较简便地合成、同时所获苯胺衍生物在有机溶剂中的溶解性优良的观点考虑,由式(1)表示的苯胺衍生物优选为由式(1-2)表示的苯胺衍生物。
[化83]
同时,上述Ar6表示由式(E1)~(E14)的任一个表示的基团。
[化84]
(式中,R52如上所述)
上述式(2)中的Ar3表示由式(C1)~(C8)的任一个表示的基团;特别优选为由(C1')~(C8')的任一个表示的基团。
[化85]
[化86]
上述式(1)中的k表示1~10的整数,从提高化合物在有机溶剂中的溶解性的观点考虑,优选为1~5,更优选为1~3,进一步优选为1或者2,以1为最佳。
上述式(2)中的l表示1或者2。
予以说明,R28、R29、R52和R155~R157中,Z1优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~10的烷基、可被Z2取代的碳数2~10的烯基、可被Z2取代的碳数2~10的炔基,更优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、可被Z2取代的碳数2~3的炔基,进一步优选为氟原子、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、可被Z2取代的碳数2~3的炔基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z4优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z5取代的碳数6~14的芳基,更优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z5取代的碳数6~10的芳基,进一步优选为氟原子、可被Z5取代的碳数6~10的芳基,更进一步优选为氟原子、可被Z5取代的苯基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z2优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数6~14的芳基,更优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数6~10的芳基,进一步优选为氟原子、可被Z3取代的碳数6~10的芳基,更进一步优选为氟原子、可被Z3取代的苯基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z5优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~10的烷基、可被Z3取代的碳数2~10的烯基、可被Z3取代的碳数2~10的炔基,更优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、可被Z3取代的碳数2~3的炔基,进一步优选为氟原子、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、可被Z3取代的碳数2~3的炔基。
R28、R29、R52和R155~R157中,Z3优选为卤原子,更优选为氟原子。
另一方面,R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z1优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z2取代的碳数1~3的烷基、可被Z2取代的碳数2~3的烯基、可被Z2取代的碳数2~3的炔基,更优选为卤原子、可被Z2取代的碳数1~3的烷基,进一步优选为氟原子、可被Z2取代的甲基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z4优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z5取代的碳数6~10的芳基,更优选为卤原子、可被Z5取代的碳数6~10的芳基,进一步优选为氟原子、可被Z5取代的苯基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z2优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数6~10的芳基,更优选为卤原子、可被Z3取代的碳数6~10的芳基,进一步优选为氟原子、可被Z3取代的苯基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z5优选为卤原子、硝基、氰基、可被Z3取代的碳数1~3的烷基、可被Z3取代的碳数2~3的烯基、可被Z3取代的碳数2~3的炔基,更优选为卤原子、可被Z3取代的碳数1~3的烷基,进一步优选为氟原子、可被Z3取代的甲基。
R7~R27、R30~R51和R53~R154中,Z3优选为卤原子,更优选为氟原子。
本发明中,作为R52和R155的优选基团的具体例,可举出以下的基团,但不限定于这些基团。
[化87]
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
本发明中,上述烷基、烯基和炔基的碳数,优选为10以下,更优选为6以下,进一步优选为4以下。
另外,上述芳基和杂芳基的碳数,优选为14以下,更优选为10以下,进一步优选为6以下。
本发明的由式(1)表示的苯胺衍生物,可以通过使式(3)表示的胺化合物与式(4)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应来制备。
[化93]
(式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar1、Ar2、Ph1和k如上所述)
特别地,由式(1-1)表示的苯胺衍生物,可以通过使式(7)表示的胺化合物与式(8)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应来制备。
[化94]
(式中,X、Ar5、Ph1和k如上所述)
另外,由式(1-2)表示的苯胺衍生物,可以通过使双(4-氨基苯基)胺与式(9)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应来制备。
[化95]
(式中,X和Ar6如上所述)
另一方面,本发明的由式(2)表示的苯胺衍生物,可以通过使式(5)表示的胺化合物与式(6)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应来制备。
[化96]
(式中,X、R1、R2、Ar3、Ph1和l如上所述)
作为卤原子,可举出与上述同样的卤原子。
作为假卤素基,可举出甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基、九氟丁磺酰氧基等(氟)烷基磺酰氧基;苯磺酰氧基、甲苯磺酰氧基等芳香族磺酰氧基等。
由式(3)、(5)或者(7)表示的胺化合物或者双(4-氨基苯基)胺与由式(4)、(6)、(8)或者(9)表示的芳基化合物的加料比,相对于胺化合物或者双(4-氨基苯基)胺的全NH基的质量,芳基化合物可以为当量以上,但优选为1~1.2当量左右。
作为上述反应中使用的催化剂,可举出例如,氯化铜、溴化铜、碘化铜等铜催化剂;Pd(PPh3)4(四(三苯膦)钯)、Pd(PPh3)2Cl2(双(三苯膦)二氯钯)、Pd(dba)2(双(二亚苄基丙酮)钯)、Pd2(dba)3(三(二亚苄基丙酮)二钯)、Pd(P-t-Bu3)2(双(三(叔丁基膦))钯)、Pd(OAc)2(乙酸钯)等钯催化剂等。这些催化剂可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。另外,这些催化剂也可以与公知的适当的配体一起使用。
作为这样的配体,可举出三苯膦、三-邻-甲苯基膦、二苯基甲基膦、苯基二甲基膦、三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三叔丁基膦、二叔丁基(苯基)膦、二叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、1,3-双(二苯基膦基)丙烷、1,4-双(二苯基膦基)丁烷、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁等叔膦、三甲基亚磷酸酯、三乙基亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯等叔亚磷酸酯等。
相对于由式(4)、(6)、(8)或者(9)表示的芳基化合物1mol,催化剂的使用量可以为0.2mol左右,优选为0.15mol左右。
另外,在使用配体的情况下,相对于所使用的金属配合物,其使用量可以为0.1~5当量,优选为1~2当量。
从原料化合物全部为固体的情况或者从高效率地获得作为目标产物的苯胺衍生物的观点考虑,上述各反应在溶剂中进行。在使用溶剂的情况下,只要对反应没有不利影响,对溶剂的种类就没有特殊限制。作为具体例,可举出脂肪族烃类(戊烷、正己烷、正辛烷、正癸烷、萘烷等)、卤代脂肪族烃类(氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳等)、芳香族烃类(苯、硝基苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯等)、卤代芳香族烃类(氯苯、溴苯、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯等)、醚类(乙醚、二异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等)、酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二正丁酮、环己酮等)、酰胺类(N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等)、内酰胺和内酯类(N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯等)、尿素类(N,N-二甲基咪唑烷酮、四甲基脲等)、亚砜类(二甲亚砜、环丁砜等)、腈类(乙腈、丙腈、丁腈等)等,这些溶剂可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。
反应温度只要在所用溶剂的熔点至沸点的范围内适宜设定即可,特别地,优选为0~200℃左右,更优选为20~150℃。
反应结束后,按照常规方法进行后处理,可以获得作为目标产物的苯胺衍生物。
上述由式(1)表示的苯胺衍生物的制备方法中,能够用作原料的由式(3')表示的胺化合物,可以通过使式(10)表示的胺化合物与式(11)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应来高效率地制备。
[化97]
(式中,X、Ar1、Ph1和k如上所述。但是,2个Ar1不能同时为由式(B1)表示的基团。)
由式(3')表示的胺化合物的上述制备方法,为使式(10)表示的胺化合物与式(11)表示的芳基化合物进行偶联反应的方法,而式(10)表示的胺化合物与式(11)表示的芳基化合物的加料比,按质量比计,相对于胺化合物1,芳基化合物优选为2~2.4左右。
此外,与该偶联反应中的催化剂、配体、溶剂、反应温度等有关的各条件,与在由式(1)表示的苯胺衍生物的制备方法中说明的上述条件相同。
当在式(1)中,Ar1为由R52是氢原子的式(B4)表示的基团或者为由式(B10)表示的基团时,或者,Ar2为由式(A12)表示的基团或者为由R155(包含式(1-1)中的R52)是氢原子的式(A16)表示的基团时,则在制备本发明的苯胺衍生物的情况下,在上述的反应中,也可以使用在氨基上具有保护基的芳基化合物。
具体而言,在上述的反应中,代替由Ar2为式(A12)表示的基团的式(4)表示的芳基化合物(式(G1));由Ar2为式(A16)表示的基团、R155为氢原子的式(4)表示的芳基化合物(式(G2));由Ar5为式(D9)表示的基团的式(8)表示的芳基化合物(式(G1));由Ar5为式(D11)表示的基团、R52为氢原子的式(8)表示的芳基化合物(式(G2));由Ar6为式(E13)表示的基团、R52为氢原子的式(9)表示的芳基化合物(式(G3));由Ar6为式(E14)表示的基团、R52为氢原子的式(9)表示的芳基化合物(式(G4));由Ar1为式(B4)表示的基团、R52为氢原子的式(11)表示的芳基化合物(式(G5));由Ar1为式(B10)表示的基团的式(11)表示的芳基化合物(式(G6));而分别使用它们的各芳基化合物的氨基被保护起来的芳基化合物(式(G1P)~(G6P)),使这些各被保护的芳基化合物与上述的胺化合物在催化剂存在下进行反应之后,再在适当的时机进行脱保护。
[化98]
(式中,X、R45~R51、R139~R146和Ar4如上所述。)
P1~P6相互独立地表示氨基的保护基。作为这类的保护基,可以使用常用的保护基,具体可举出,取代或非取代的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基、烯丙氧基羰基、9-芴基甲氧基羰基)、取代或非取代的芳烷氧基羰基(例如,苄氧基羰基)、取代或非取代的芳氧基羰基(例如苯氧基羰基)等氧羰基型保护基;甲酰基;取代或非取代的烷酰基(例如乙酰基、三氟乙酰基、叔丁酰基)、取代或非取代的芳基羰基(例如苯甲酰基)等羰基型保护基;取代或非取代的烷基(例如叔丁基)、取代或非取代的芳烷基(例如苄基、二苯甲基、三苯甲基)等烷基型保护基、取代或非取代的磺酰基型保护基(例如苯磺酰基、对甲苯磺酰基、2-硝基苯磺酰基)等,但不限定于这些保护基。
其中,优选氧羰基型保护基、羰基型保护基、烷基型保护基。
予以说明,Ar51~Ar56和Ar61~Ar66分别表示在除去各芳基化合物的X(卤原子或者假卤素基)之后所表示的1价基团。例如,Ar61~Ar66分别表示下述的基团。
[化99]
(式中,P1~P6、R45~R51、R139~R146和Ar4如上所述。)
对于使用上述具有氨基的保护基的芳基化合物的制备方法,作为更具体的例子,可举出以下例子,但不限定于这些方法。
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
[化107]
在使用具有这类保护基的芳基化合物的制备方法中,关于原料的加料比、催化剂、配体、溶剂、反应温度等各条件,与对于由式(1)表示的苯胺衍生物或者由式(3')表示的胺化合物所说明的上述条件相同。
另外,至于脱保护应在酸性或碱性条件下进行处理、在氧化或还原条件下进行处理等,可以参考例如《GREEN'SPROTECTIVEGROUPSinOrganicSynthesis,4thEdition》,只要考虑到保护基的性质等,采用适当的公知的方法进行即可。
当要制备式(1)中Ar1为由R52不是氢原子的式(B4)表示的基团、或者为由式(B11)表示的基团,或者,Ar2为由式(A13)表示的基团、或者为由R155(包括式(1-1)中的R52)不是氢原子的式(A16)表示的基团的、具有叔胺部位的本发明的苯胺衍生物时,可以使用由式(1)表示的、具有仲胺部位的本发明的苯胺衍生物,也可以使用由式(3)表示的、具有仲胺部位的胺化合物,其中,在式(1)中,Ar1为由式(B4)表示的基团、R52为氢原子或者为由式(B10)表示的基团,或者,Ar2为由式(A12)表示的基团或者为由式(A16)表示的基团、R155(包括式(1-1)中的R52)为氢原子;在式(3)中,Ar1为由R52是氢原子的式(B4)表示的基团或者为由式(B10)表示的基团。
具体而言,如下述所示,使该具有仲胺部位的苯胺衍生物或者胺化合物中的胺部位与由式(10)表示的芳基化合物或者由式(11)或(12)表示的烃化合物进行反应。
[化108]
(式中,X、R139~R146和Ar4如上所述。)
[化109]
(式中,X和R45~R51如上所述。)
Cb52和Cb155相互独立地表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基,作为这些烷基、烯基、炔基、芳基和杂芳基,可举出与上述同样的基团。Z1和Z4如上所述。
对于使用上述具有仲胺部位的苯胺衍生物或者胺化合物的制备方法,作为更具体的例子,可举出以下例子,但不限定于这些例子。
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
[化115]
[化116]
[化117]
由式(1-3)~(1-8)表示的苯胺衍生物与由式(10)表示的芳基化合物或者由式(11)~(12)表示的烃化合物的加料比,相对于苯胺衍生物的全NH基的质量,可以使用当量以上的、优选为1~1.2当量左右的芳基化合物或者烃化合物。
另外,由式(3'-1)~(3'-2)表示的胺化合物与由式(10)表示的芳基化合物或者由式(12)表示的烃化合物的加料比,按质量比计,相对于由式(3'-1)~(3'-2)表示的胺化合物1,由式(10)表示的芳基化合物或者由式(12)表示的烃化合物为2~2.4左右是优选的。
此外,除了加料以外的各条件如下。
在使用铜、钯等上述的催化剂制备由式(1-9)~(1-14)表示的苯胺衍生物或者由式(3'-3)~(3'-4)表示的胺化合物的情况下,关于催化剂、配体、溶剂、反应温度等的条件,可以采用对于由式(1)表示的苯胺衍生物的制备方法所说明的上述条件。
另一方面,在按照使用由式(1)表示的芳基化合物、Cb155为可被Z4取代的碳数1~20的烷基或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基的式(11)表示的烃化合物、或者Cb52为可被Z4取代的碳数1~20的烷基或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基的式(12)表示的烃化合物的取代反应,制备由式(1-9)~(1-14)表示的苯胺衍生物或者由式(3'-3)~(3'-4)表示的胺化合物的情况下,使由式(1-3)~(1-8)表示的苯胺衍生物或者由式(3'-1)~(3'-2)表示的胺化合物在溶剂中与碱进行反应,再使所获生成物与由式(11)~(12)表示的烃化合物或者由式(10)表示的芳基化合物进行反应。
作为碱,可举出锂、钠、钾、氢化锂、氢化钠、氢氧化钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属单体、氢氧化碱金属、烷氧基碱金属、碳酸碱金属、碳酸氢碱金属;碳酸钙等碳酸碱土类金属;正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等有机锂;三乙胺、二异丙基乙基胺、四甲基乙二胺、三乙二胺、吡啶等胺类等,只要是能被用于这种反应的,就没有特殊限定。特别地,从操作容易的观点考虑,优选氢化钠、碳酸钠、碳酸钾。
关于碱的使用量,对于由式(1-3)~(1-8)表示的苯胺衍生物的全NH基,分别为1~1.2当量左右,对于由式(3'-1)~(3'-2)表示的胺化合物1摩尔,分别为2~2.4左右。
作为溶剂的具体例,可举出对于由式(1)表示的苯胺衍生物的制备方法所示例的溶剂。
反应温度只要在所用溶剂的熔点至沸点的范围内适宜设定即可,为20~150℃左右。
反应结束后,按照分液处理、柱色谱法、再沉淀、重结晶等常规方法进行后处理。
予以说明,由于会受到原料的结构或所用溶剂的种类等的影响,不能一概而论,但当X为氟原子时,优选采用取代反应,当X不为氟原子时,优选使用催化剂的反应。
予以说明,在上述由式(1)表示的苯胺衍生物的制备方法中,能够作为原料使用的、2个Ar1均为由式(B1)表示的基团的式(3)表示的胺化合物,也可以按照国际公开第2008/129947号或国际公开第2013/08466号记载的方法来合成。
本发明的电荷传输性材料是一类含有包含由式(1)或者(2)表示的苯胺衍生物的电荷传输性物质的材料,从再现性良好地获得大面积的薄膜的观点考虑,优选为清漆形态。
以下列举出由式(1)或者(2)表示的苯胺衍生物的具体例,但不限定于这些例子。予以说明,在式和表中,“Me”表示甲基;“Et”表示乙基;“Prn”表示正丙基;“Pri”表示异丙基;“Bun”表示正丁基;“Bui”表示异丁基;“Bus”表示仲丁基;“But”表示叔丁基;“DPA”表示二苯基氨基;“SBF”表示9,9'-螺联[9H-芴]-2-基。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
[表18]
本发明的电荷传输性清漆含有包含由式(1)或者(2)表示的苯胺衍生物的电荷传输性物质以及有机溶剂,为了提高其电荷传输能等,还可以根据所获薄膜的用途含有掺杂剂物质。
作为掺杂剂,只要是能够溶解于清漆中使用的至少1种溶剂中,就没有特殊限定,可以使用无机系掺杂剂物质、有机系掺杂剂物质中的任一种。
另外,无机系和有机系的掺杂剂物质,可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
特别地,在本发明中,作为无机系的掺杂剂物质,优选杂多酸。
所谓杂多酸,是指具有以代表性的式(H1)所示Keggin型或者式(H2)所示Dawson型的化学结构来表示的、杂原子位于分子中心的结构,由钒(V)、钼(Mo)、钨(W)等的含氧酸的异多酸与不同元素的含氧酸缩合而成的多酸。作为这种不同元素的含氧酸,主要可举出硅(Si)、磷(P)、砷(As)的含氧酸。
[化118]
作为杂多酸的具体例,可举出:磷钼酸、硅钼酸、磷钨酸、硅钨酸、磷钨钼酸等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。予以说明,本发明中使用的杂多酸可以作为市售品购得,另外,也可以采用公知的方法来合成。
特别地,当使用1种杂多酸时,该1种杂多酸优选为磷钨酸或磷钼酸,以磷钨酸为最佳。另外,当使用2种以上杂多酸时,该2种以上杂多酸中的1种优选为磷钨酸或磷钼酸,更优选为磷钨酸。
予以说明,作为杂多酸,在元素分析等定量分析中,按照通式所示结构,不管杂多酸中的元素个数是多的或者是少的,只要它是作为市售品购得的、或者按照公知的合成方法适当合成得到的,均可以在本发明中使用。
即,例如,一般而言,磷钨酸由化学式H3(PW12O40)·nH2O表示,磷钼酸由化学式H3(PMo12O40)·nH2O表示,但在定量分析中,该式中的P(磷)、O(氧)或W(钨)或Mo(钼)的个数可能多些,或者也可能少些,只要它们是作为市售品购得的、或者按照公知的合成方法适当合成得到的,就可以在本发明中使用。该情况下,本发明中规定的杂多酸的质量不是指合成物或市售品中的纯的磷钨酸的质量(磷钨酸含量),而是指在可作为市售品购得的形态以及按照公知的合成法可分离的形态中,含有水合水或其他的杂质等的状态的全部质量。
按质量比计,相对于包含由式(1)或者式(2)表示的苯胺衍生物的电荷传输性物质1,本发明的电荷传输性清漆中所含的杂多酸可以为0.001~50.0左右,优选为0.01~20.0左右,更优选为0.1~10.0左右。
另一方面,作为有机系的掺杂剂物质,特别优选四氰基对醌二甲烷衍生物和苯醌衍生物。
作为四氰基对醌二甲烷衍生物的具体例,可举出7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷(TCNQ)和由式(H3)表示的卤代四氰基对醌二甲烷等。
另外,作为苯醌衍生物的具体例,可举出四氟-1,4-苯醌(F4BQ)、四氯-1,4-苯醌(四氯苯醌)、四溴-1,4-苯醌、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)等。
[化119]
式中,R500~R503相互独立地表示氢原子或者卤原子,至少1个为卤原子,优选至少2个为卤原子,更优选至少3个为卤原子,最优选全部为卤原子。
作为卤原子,可举出与上述相同的卤原子,优选为氟原子或者氯原子,更优选为氟原子。
作为这样的卤代四氰基对醌二甲烷的具体例,可举出2-氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2-氯-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,5-二氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,5-二氯-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,3,5,6-四氯-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷(F4TCNQ)等。
相对于由式(1)或者式(2)表示的苯胺衍生物,本发明电荷传输性清漆中的四氰基对醌二甲烷衍生物和苯醌衍生物的含量优选为0.0001~100当量,更优选为0.01~50当量,进一步优选为1~20当量。
另外,当清漆含有Ar1或者Ar2为由式(F2-1)~(F5-1)任一个表示的基团的式(1)表示的苯胺衍生物时,芳基磺酸化合物也可以作为掺杂剂物质使用。
[化120]
(式中,R45~R51如上所述。)
作为芳基磺酸化合物的具体例,可举出苯磺酸、甲苯磺酸、对苯乙烯磺酸、2-萘磺酸、4-羟基苯磺酸、5-磺基水杨酸、对-十二烷基苯磺酸、二己基苯磺酸、2,5-二己基苯磺酸、二丁基萘磺酸、6,7-二丁基-2-萘磺酸、十二烷基萘磺酸、3-十二烷基-2-萘磺酸、己基萘磺酸、4-己基-1-萘磺酸、辛基萘磺酸、2-辛基-1-萘磺酸、己基萘磺酸、7-己基-1-萘磺酸、6-己基-2-萘磺酸、二壬基萘磺酸、2,7-二壬基-4-萘磺酸、二壬基萘二磺酸、2,7-二壬基-4,5-萘二磺酸、国际公开第2005/000832号记载的1,4-苯并二烷二磺酸化合物、国际公开第2006/025342号记载的芳基磺酸化合物、国际公开第2009/096352号记载的芳基磺酸化合物等。
在本发明中作为掺杂剂物质优选的芳基磺酸化合物的例子,可举出由式(H4)或者(H5)表示的芳基磺酸化合物。
[化121]
A1表示O或者S,优选为O。
A2表示萘环或者蒽环,优选为萘环。
A3表示2~4价的全氟联苯基,p表示A1与A3的键合数,为满足2≤p≤4的整数,A3为全氟联苯二基,优选为全氟联苯-4,4'-二基,且p优选为2。
q表示与A2键合的磺酸基数,为满足1≤q≤4的整数,以2为最佳。
A4~A8相互独立地表示氢原子、卤原子、氰基、碳数1~20的烷基、碳数1~20的卤代烷基、或者碳数2~20的卤代烯基,A4~A8中至少有3个为卤原子。
作为碳数1~20的卤代烷基,可举出三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2,2-五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、1,1,2,2,3,3,3-七氟丙基、4,4,4-三氟丁基、3,3,4,4,4-五氟丁基、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基等。
作为碳数2~20的卤代烯基,可举出全氟乙烯基、全氟丙烯基(烯丙基)、全氟丁烯基等。
此外,作为卤原子、碳数1~20的烷基的例子,可举出与上述同样的卤原子和烷基,作为卤原子,优选为氟原子。
其中,A4~A8优选为氢原子、卤原子、氰基、碳数1~10的烷基、碳数1~10的卤代烷基、或者碳数2~10的卤代烯基,且A4~A8中的至少3个为氟原子;更优选为氢原子、氟原子、氰基、碳数1~5个烷基、碳数1~5个氟代烷基、或者碳数2~5的氟代烯基,且A4~A8中的至少3个为氟原子;进一步优选为氢原子、氟原子、氰基、碳数1~5的全氟烷基、或者碳数1~5的全氟烯基,且A4、A5和A8为氟原子。
予以说明,全氟烷基是指烷基的全部氢原子被取代为氟原子的基团;全氟烯基是指烯基的全部氢原子被取代为氟原子的基团。
r表示与萘环键合的磺酸基数,为满足1≤r≤4的整数,优选为2~4,以2为最佳。
对于作为掺杂剂物质使用的芳基磺酸化合物的分子量没有特殊限定,但考虑到与本发明的苯胺衍生物一起使用时在有机溶剂中的溶解性,优选为2000以下,更优选为1500以下。
以下列举出优选的芳基磺酸化合物的具体例,但不限定于这些化合物。
[化122]
相对于由式(1)表示的该苯胺衍生物,本发明的电荷传输性清漆中的芳基磺酸化合物的含量优选为0.1~10当量,更优选为0.5~5当量,进一步优选为0.8~3当量。
作为芳基磺酸化合物,可以使用市售品,也可以按照国际公开第2006/025342号、国际公开第2009/096352号等中记载的公知的方法来合成。
本发明中,从能够再现性良好地获得高电荷传输性的薄膜以及容易获得掺杂剂物质等的观点考虑,作为掺杂剂物质,优选含有卤代四氰基对醌二甲烷和苯醌衍生物中的至少1种,更优选含有F4TCNQ和DDQ中的至少1种。
另外,当将所获薄膜用作有机EL元件的空穴注入层时,从再现性良好地获得高寿命的元件以及容易获得掺杂剂物质等的观点考虑,作为掺杂剂物质,优选含有卤代四氰基对醌二甲烷和苯醌衍生物中的至少1种和杂多酸,更优选含有卤代四氰基对醌二甲烷和苯醌衍生物中的至少1种以及磷钨酸和磷钼酸中的至少1种,更优选含有F4TCNQ和DDQ中的至少1种和磷钨酸。
进而,当将所获薄膜用作有机EL元件的空穴注入层时,从再现性良好地获得高寿命的元件的观点考虑,本发明的电荷传输性清漆优选含有有机硅烷化合物。
作为有机硅烷化合物,可举出二烷氧基硅烷化合物、三烷氧基硅烷化合物或者四烷氧基硅烷化合物,它们可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
特别地,作为有机硅烷化合物,优选为二烷氧基硅烷化合物或者三烷氧基硅烷化合物,更优选为三烷氧基硅烷化合物。
作为这些烷氧基硅烷化合物,可举出例如,由式(S1)~(S3)表示的化合物。
Si(OR)4(S1)
SiR'(OR)3(S2)
Si(R')2(OR)2(S3)
式中,R相互独立地表示可被Z6取代的碳数1~20的烷基、可被Z6取代的碳数2~20的烯基、可被Z6取代的碳数2~20的炔基、可被Z7取代的碳数6~20的芳基、或者可被Z7取代的碳数2~20的杂芳基;R'相互独立地表示可被Z8取代的碳数1~20的烷基、可被Z8取代的碳数2~20的烯基、可被Z8取代的碳数2~20的炔基、可被Z9取代的碳数6~20的芳基、或者可被Z9取代的碳数2~20的杂芳基。
Z6表示卤原子、可被Z10取代的碳数6~20的芳基、或者可被Z10取代的碳数2~20的杂芳基;Z7表示卤原子、可被Z10取代的碳数1~20的烷基、可被Z10取代的碳数2~20的烯基、或者可被Z10取代的碳数2~20的炔基。
Z8表示卤原子、可被Z10取代的碳数6~20的芳基、可被Z10取代的碳数2~20的杂芳基、环氧环己基、环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、脲基(-NHCONH2)、硫醇基、异氰酸酯基(-NCO)、氨基、-NHY1基、或者-NY2Y3基;Z9表示卤原子、可被Z10取代的碳数1~20的烷基、可被Z10取代的碳数2~20的烯基、可被Z10取代的碳数2~20的炔基、环氧环己基、环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、脲基(-NHCONH2)、硫醇基、异氰酸酯基(-NCO)、氨基、-NHY1基、或者-NY2Y3基;Y1~Y3相互独立地表示可被Z10取代的碳数1~20的烷基、可被Z10取代的碳数2~20的烯基、可被Z10取代的碳数2~20的炔基、可被Z10取代的碳数6~20的芳基、或者可被Z10取代的碳数2~20的杂芳基。
Z10表示卤原子、氨基、硝基、氰基或者硫醇基。
作为式(S1)~(S3)中的卤原子、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基、以及碳数2~20的杂芳基,可举出与上述同样的卤原子和基团。
R和R'中,烷基、烯基和炔基的碳数优选为10以下,更优选为6以下,进一步优选为4以下。
另外,芳基和杂芳基的碳数优选为14以下,更优选为10以下,进一步优选为6以下。
作为R,优选为可被Z6取代的、碳数1~20的烷基或者碳数2~20的烯基、或者可被Z7取代的碳数6~20的芳基,更优选为可被Z6取代的、碳数1~6的烷基或者碳数2~6的烯基、或者可被Z7取代的苯基,进一步优选为可被Z6取代的碳数1~4的烷基或者可被Z7取代的苯基,更进一步优选为可被Z6取代的、甲基或者乙基。
另外,作为R',优选为可被Z8取代的碳数1~20的烷基或者可被Z9取代的碳数6~20的芳基,更优选为可被Z8取代的碳数1~10的烷基或者可被Z9取代的碳数6~14的芳基,进一步优选为可被Z8取代的碳数1~6的烷基、或者可被Z9取代的碳数6~10的芳基,更进一步优选为可被Z8取代的碳数1~4的烷基或者可被Z9取代的苯基。
予以说明,多个R可以全部相同或不同,多个R'也可以全部相同或不同。
作为Z6,优选为卤原子或者可被Z10取代的碳数6~20的芳基,更优选为氟原子或者可被Z10取代的苯基,以不存在(即,未取代)为最佳。
另外,作为Z7,优选为卤原子或者可被Z10取代的碳数6~20的烷基,更优选为氟原子或者可被Z10取代的碳数1~10的烷基,以不存在(即,未取代)为最佳。
另一方面,作为Z8,优选为卤原子、可被Z10取代的苯基、可被Z10取代的呋喃基、环氧环己基、环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、脲基、硫醇基、异氰酸酯基、氨基、可被Z10取代的苯基氨基、或者可被Z10取代的二苯基氨基,更优选为卤原子,更进一步优选为氟原子、或者不存在(即,未取代)。
另外,作为Z9,优选为卤原子、可被Z10取代的碳数1~20的烷基、可被Z10取代的呋喃基、环氧环己基、环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧基、脲基、硫醇基、异氰酸酯基、氨基、可被Z10取代的苯基氨基、或者可被Z10取代的二苯基氨基,更优选为卤原子,进一步优选为氟原子、或者不存在(即,未取代)。
另外,作为Z10,优选为卤原子,更优选为氟原子或者不存在(即,未取代)。
以下列举出本发明中可使用的有机硅烷化合物的具体例,但不限定于这些化合物。
作为二烷氧基硅烷化合物的具体例,可举出二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、甲基丙基二甲氧基硅烷、甲基丙基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷等。
作为三烷氧基硅烷化合物的具体例,可举出甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、庚基三甲氧基硅烷、庚基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基(4-(三氟甲基)苯基)硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、(三乙氧基甲硅烷基)环己烷、全氟辛基乙基三乙氧基硅烷、三乙氧基氟硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三乙氧基硅烷、五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三乙氧基硅烷、三乙氧基-2-噻吩基硅烷、3-(三乙氧基甲硅烷基)呋喃等。
作为四烷氧基硅烷化合物的具体例,可举出四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷等。
其中,优选3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基(4-(三氟甲基)苯基)硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、全氟辛基乙基三乙氧基硅烷或者五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷。
当本发明的电荷传输性清漆中含有有机硅烷化合物时,相对于电荷传输性物质和掺杂剂物质的总质量,有机硅烷化合物的含量通常为0.1~50质量%左右,而从抑制所获薄膜的电荷传输性的降低、且提高向在上述阴极侧按照与包含由该清漆形成的薄膜的空穴注入层等相互接触地叠层而成的层注入空穴的能力考虑,其含量优选为0.5~40质量%左右,更优选为0.8~30质量%左右,进一步优选为1~20质量%左右。
予以说明,本发明的电荷传输性清漆中,除了上述的包含苯胺衍生物的电荷传输性物质以外,还可以使用公知的其他电荷传输性物质。
作为调制电荷传输性清漆时使用的有机溶剂,还可以使用能够将电荷传输性物质和掺杂剂物质良好地溶解的高溶解性溶剂。
作为这样的高溶解性溶剂,可举出例如,环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、二甘醇单甲醚等有机溶剂,但不限定于这些溶剂。这些溶剂可以单独使用1种,或者将2种以上混合使用,相对于清漆中所使用的溶剂全体,有机溶剂的使用量可以为5~100质量%。
予以说明,电荷传输性物质和掺杂剂物质中的任一种均优选完全溶解于上述溶剂中。
另外,本发明中,通过使清漆中含有至少1种在25℃的粘度为10~200mPa·s、特别是35~150mPa·s、在常压(大气压)下的沸点为50~300℃、特别是150~250℃的高粘度有机溶剂,这样可以使清漆的粘度的调整变得容易,其结果,可以调制能够再现性良好地形成平坦性高的薄膜的、适于所采用的涂布方法的清漆。
作为高粘度有机溶剂,可举出例如,环己醇、乙二醇、乙二醇二缩水甘油醚、1,3-辛二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、丙二醇、己二醇等,但不限定于这些溶剂。这些溶剂可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。
相对于本发明清漆中所用的溶剂全体,高粘度有机溶剂的添加比例优选在不析出固体的范围内,只要不析出固体,添加比例优选为5~80质量%。
进而,为了提高对基板的润湿性、调整溶剂的表面张力、调整极性、调整沸点等,也可以按照相对于清漆中所用的溶剂全体为1~90质量%、优选为1~50质量%的比例混合其他溶剂。
作为这类溶剂,可举出例如,丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇单乙醚乙酸酯、二甘醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚、二丙酮醇、γ-丁内酯、乳酸乙酯、乙酸正己酯等,但不限定于这些溶剂。这些溶剂可以单独使用1种,或者将2种以上混合使用。
本发明的清漆的粘度可根据所需制作的薄膜的厚度等或固体成分的浓度来适宜设定,通常在25℃为1~50mPa·s。
另外,本发明的电荷传输性清漆的固体成分浓度,可考虑清漆的粘度和表面张力等,以及所需制作的薄膜的厚度等来适宜设定,通常为0.1~10.0质量%左右,从提高清漆的涂布性考虑,优选为0.5~5.0质量%左右,更优选为1.0~3.0质量%左右。
作为电荷传输性清漆的调制法,没有特殊限定,可举出例如,将本发明的苯胺衍生物溶解于高溶解性溶剂中,向其中加入高粘度有机溶剂的方法;或是将高粘度性溶剂与高粘度有机溶剂混合,使本发明的苯胺衍生物溶解于其中的方法。
本发明中,从再现性良好地获得平坦性更高的薄膜的观点考虑,为了获得电荷传输性清漆,希望在将电荷传输性物质、掺杂剂物质等溶解于有机溶剂之后,使用亚微米的过滤器等将其过滤。
以上说明的本发明的电荷传输性物质和电荷传输性清漆,可以用来容易地制作电荷传输性薄膜,因此在制造电子器件、特别是在制造有机EL有机电致发光元件时非常适用。
本发明的电荷传输性薄膜可以通过将上述说明的电荷传输性清漆涂布到基材上并进行烘烤来使其形成于基材上。
作为清漆的涂布方法,没有特殊限定,可举出浸涂法、旋转涂布法、转印法、辊涂法、刷涂法、喷墨法、喷涂法、狭缝涂布法等,优选根据涂布方法调节清漆的粘度和表面张力。
另外,当使用本发明的清漆时,对于烘烤气氛没有特殊限定,不仅在大气气氛中,而且在氮气等惰性气体或真空中,都能得到具有均匀成膜面和高电荷传输性的薄膜,但根据与本发明的苯胺衍生物一起使用的掺杂剂物质的种类,通过将清漆在大气气氛中烘烤,往往可以再现性良好地获得具有电荷传输性的薄膜。
从所获薄膜的用途、向所获薄膜赋予的电荷传输性的程度、溶剂的种类和沸点等考虑,烘烤温度可在100~260℃左右的范围内适宜设定,当将所获薄膜用作有机EL元件的空穴注入层时,优选140~250℃左右,更优选145~240℃左右。
予以说明,烘烤时,为了使其发挥更高的均匀成膜性、或是为了使其在基材上进行反应,可以采用2阶段以上的温度变化,加热操作只要使用例如,加热板或烘箱等适当的设备来进行即可。
对电荷传输性薄膜的膜厚没有特殊限定,当用作有机EL元件的空穴注入层、空穴传输层或者空穴注入传输层时,优选5~200nm。作为使膜厚发生变化的方法,有改变清漆中的固体成分浓度、或是改变涂布时基板上的溶液量等的方法。
予以说明,本发明的苯胺衍生物具有升华性,使用它可以容易地形成蒸镀膜。因此,根据用途,不仅可以使用由上述说明的电荷传输性清漆得到的电荷传输性薄膜,而且也可以使用通过使用本发明苯胺衍生物的蒸镀法获得的电荷传输性薄膜。
本发明的有机EL元件具有一对电极,在这些电极之间,具有上述的本发明的电荷传输性薄膜。
作为有机EL元件的代表性构成,可举出以下(a)~(f),但不限定于这些构成。予以说明,下述构成中,也可以根据需要,在发光层与阳极之间设置电子阻断层等,在发光层与阴极之间设置空穴(hole)阻断层等。另外,空穴注入层、空穴传输层或者空穴注入传输层也可以兼有作为电子阻断层等的功能,电子注入层、电子传输层或者电子注入传输层也可以兼有作为空穴(hole)阻断层等的功能。
(a)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/电子传输层/阴极
(b)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入传输层/阴极
(c)阳极/空穴注入传输层/发光层/电子注入层/电子传输层/阴极
(d)阳极/空穴注入传输层/发光层/电子注入传输层/阴极
(e)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/阴极
(f)阳极/空穴注入传输层/发光层/阴极
“空穴注入层”、“空穴传输层”和“空穴注入传输层”是在发光层与阳极之间形成的层,具有将空穴从阳极向发光层传输的功能,当在发光层与阳极之间仅设置1层空穴传输性材料的层时,其为“空穴注入传输层”,当在发光层与阳极之间设置2层以上空穴传输性材料的层时,靠近阳极的层为“空穴注入层”,其以外的层为“空穴传输层”。特别地,作为空穴注入(传输)层,使用不仅从阳极的空穴受容性、而且向空穴传输(发光)层的空穴注入性均优良的薄膜。
“电子注入层”、“电子传输层”和“电子注入传输层”是在发光层与阴极之间形成的层,具有将电子从阴极向发光层传输的功能,当在发光层与阴极之间仅设置1层电子传输性材料的层时,其为“电子注入传输层”,当在发光层与阴极之间设置2层以上电子传输性材料的层时,靠近阴极的层为“电子注入层”,其以外的层为“电子传输层”。
“发光层”是具有发光功能的有机层,当采用掺杂体系时,含有主体材料和掺杂剂材料。此时,主体材料的功能主要是促进电子与空穴的再结合并将激子关闭在发光层内,掺杂剂材料的功能是使通过再结合而得到的激子有效地发光。在磷光元件的情况下,主体材料的功能主要是将由掺杂剂生成的激子关闭在发光层内。
本发明的电荷传输性薄膜在有机EL元件中适合用作空穴注入层、空穴传输层、空穴注入传输层,更适合用作空穴注入层。
当使用本发明的电荷传输性清漆制作有机EL元件时,作为其使用材料和制作方法,可举出下述的材料和方法,但不限定于这些材料和方法。
对所使用的电极基板优选预先用洗涤剂、醇、纯水等进行液体洗涤来净化,例如,优选在临使用前对阳极基板进行UV臭氧处理、氧-等离子体处理等表面处理。但当阳极材料以有机物作为主成分时,也可以不进行表面处理。
具有包含由本发明的电荷传输性清漆制得的薄膜的空穴注入层的有机EL元件,其制作方法的例子如下所述。
采用上述的方法,在阳极基板上涂布本发明的电荷传输性清漆并进行烘烤,在电极上制作空穴注入层。
在该空穴注入层之上,依次设置空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层可以根据所用材料的特性等,采用蒸镀法、涂布法(湿法)中的任一种方法来形成。
作为阳极材料,可举出以氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)为代表的透明电极、由以铝为代表的金属以及它们的合金等构成的金属阳极,优选进行了平坦化处理。也可以使用具有高电荷传输性的聚噻吩衍生物或聚苯胺衍生物。
予以说明,作为构成金属阳极的其他金属,可举出钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、镉、铟、钪、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、铪、铊、钨、铼、锇、铱、铂、金、钛、铅、铋或它们的合金等,但不限定于这些金属。
作为用于形成空穴传输层的材料,可举出(三苯胺)二聚体衍生物、[(三苯胺)二聚体]螺二聚体、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺(α-NPD)、N,N'-双(萘-2-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-螺联芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-螺联芴、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二甲基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二甲基-芴、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二苯基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-9,9-二苯基-芴、N,N'-双(萘-1-基)-N,N'-双(苯基)-2,2'-二甲基联苯胺、2,2',7,7'-四(N,N-二苯基氨基)-9,9-螺联芴、9,9-双[4-(N,N-双-联苯-4-基-氨基)苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(N,N-双-萘-2-基-氨基)苯基]-9H-芴、9,9-双[4-(N-萘-1-基-N-苯基氨基)-苯基]-9H-芴、2,2',7,7'-四[N-萘基(苯基)-氨基]-9,9-螺联芴、N,N'-双(菲-9-基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺、2,2'-双[N,N-双(联苯-4-基)氨基]-9,9-螺联芴、2,2'-双(N,N-二苯基氨基)-9,9-螺联芴、二-[4-(N,N-二(对甲苯基)氨基)-苯基]环己烷、2,2',7,7'-四(N,N-二(对甲苯基))氨基-9,9-螺联芴、N,N,N',N'-四-萘-2-基-联苯胺、N,N,N',N'-四-(3-甲基苯基)-3,3'-二甲基联苯胺、N,N'-二(萘基)-N,N'-二(萘-2-基)-联苯胺、N,N,N',N'-四(萘基)-联苯胺、N,N'-二(萘-2-基)-N,N'-二苯基联苯胺-1,4-二胺、N1,N4-二苯基-N1,N4-二(间甲苯基)苯-1,4-二胺、N2,N2,N6,N6-四苯基萘-2,6-二胺、三(4-(喹啉-8-基)苯基)胺、2,2'-双(3-(N,N-二(对甲苯基)氨基)苯基)联苯、4,4',4”-三[3-甲基苯基(苯基)氨基]三苯胺(m-MTDATA)、4,4',4”-三[1-萘基(苯基)氨基]三苯胺(1-TNATA)等三芳基胺类、5,5”-双-{4-[双(4-甲基苯基)氨基]苯基}-2,2':5',2”-三联噻吩(BMA-3T)等低聚噻吩类等的空穴传输性低分子材料等。
作为形成发光层的材料,可举出三(8-羟基喹啉)铝(III)(Alq3)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(Znq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(对苯基苯酚)铝(III)(BAlq)、4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯、9,10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽、2,7-双[9,9-二(4-甲基苯基)-芴-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)芴、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽、2-(9,9-螺联芴-2-基)-9,9-螺联芴、2,7-双(9,9-螺联芴-2-基)-9,9-螺联芴、2-[9,9-二(4-甲基苯基)-芴-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)芴、2,2'-二芘基-9,9-螺联芴、1,3,5-三(芘-1-基)苯、9,9-双[4-(芘基)苯基]-9H-芴、2,2'-双(9,10-二苯基蒽)、2,7-二芘基-9,9-螺联芴、1,4-二(芘-1-基)苯、1,3-二(芘-1-基)苯、6,13-二(联苯-4-基)并五苯、3,9-二(萘-2-基)苝、3,10-二(萘-2-基)苝、三[4-(芘基)-苯基]胺、10,10'-二(联苯-4-基)-9,9'-联蒽、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-[1,1':4',1”:4”,1”'-四联苯基]-4,4”'-二胺、4,4'-二[10-(萘-1-基)蒽-9-基]联苯、二苯并{[f,f']-4,4',7,7'-四苯基}二茚并[1,2,3-cd:1',2',3'-1m]苝、1-(7-(9,9'-联蒽-10-基)-9,9-二甲基-9H-芴-2-基)芘、1-(7-(9,9'-联蒽-10-基)-9,9-二己基-9H-芴-2-基)芘、1,3-双(咔唑-9-基)苯、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-双(咔唑-9-基)联苯(CBP)、4,4'-双(咔唑-9-基)-2,2'-二甲基联苯、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二甲基芴、2,2',7,7'-四(咔唑-9-基)-9,9-螺联芴、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二(对甲苯基)芴、9,9-双[4-(咔唑-9-基)-苯基]芴、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-螺联芴、1,4-双(三苯基甲硅烷基)苯、1,3-双(三苯基甲硅烷基)苯、双(4-N,N-二乙基氨基-2-甲基苯基)-4-甲基苯基甲烷、2,7-双(咔唑-9-基)-9,9-二辛基芴、4,4”-二(三苯基甲硅烷基)-对三联苯、4,4'-二(三苯基甲硅烷基)联苯、9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑、9-(4-叔丁基苯基)-3,6-二三苯甲基-9H-咔唑、9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(9-(4-甲氧基苯基)-9H-芴-9-基)-9H-咔唑、2,6-双(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶、三苯基(4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基)硅烷、9,9-二甲基-N,N-二苯基-7-(4-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基)-9H-芴-2-胺、3,5-双(3-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶、9,9-螺联芴-2-基-二苯基-氧化膦、9,9'-(5-(三苯基甲硅烷基)-1,3-亚苯基)双(9H-咔唑)、3-(2,7-双(二苯基磷酰基)-9-苯基-9H-芴-9-基)-9-苯基-9H-咔唑、4,4,8,8,12,12-六(对甲苯基)-4H-8H-12H-12C-吖二苯并[cd,mn]芘、4,7-二(9H-咔唑-9-基)-1,10-菲咯啉、2,2'-双(4-(咔唑-9-基)苯基)联苯、2,8-双(二苯基磷酰基)二苯并[b,d]噻吩、双(2-甲基苯基)二苯基硅烷、双[3,5-二(9H-咔唑-9-基)苯基]二苯基硅烷、3,6-双(咔唑-9-基)-9-(2-乙基-己基)-9H-咔唑、3-(二苯基磷酰基)-9-(4-(二苯基磷酰基)苯基)-9H-咔唑、3,6-双[(3,5-二苯基)苯基]-9-苯基咔唑等,通过与发光性掺杂剂一起蒸镀,可以形成发光层。
作为发光性掺杂剂,可举出3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素、2,3,6,7-四氢-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1gh]香豆素、喹吖酮、N,N'-二甲基-喹吖酮、三(2-苯基吡啶)铱(III)(Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(ppy)2(acac))、三[2-(对甲苯基)吡啶]铱(III)(Ir(mppy)3)、9,10-双[N,N-二(对甲苯基)氨基]蒽、9,10-双[苯基(间甲苯基)氨基]蒽、双[2-(2-羟苯基)苯并噻唑]锌(II)、N10,N10,N10',N10'-四(对甲苯基)-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、N10,N10,N10',N10'-四苯基-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、N10,N10'-二苯基-N10,N10'-二萘基-9,9'-联蒽-10,10'-二胺、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑-1,2-亚乙烯基)-1,1'-联苯、苝、2,5,8,11-四-叔丁基苝、1,4-双[2-(3-N-乙基咔唑基)乙烯基]苯、4,4'-双[4-(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯、4-(二-对甲苯基氨基)-4'-[(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]茋、双[3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)]铱(III)、4,4'-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]联苯、双(2,4-二氟苯基吡啶)四(1-吡唑基)硼酸铱(III)、N,N'-双(萘-2-基)-N,N'-双(苯基)-三(9,9-二甲基亚芴基)、2,7-双{2-[苯基(间甲苯基)氨基]-9,9-二甲基-芴-7-基}-9,9-二甲基-芴、N-(4-((E)-2-(6((E)-4-(二苯基氨基)苯乙烯基)萘-2-基)乙烯基)苯基)-N-苯基苯胺、fac-铱(III)三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2-亚基-C,C2')、mer-铱(III)三(1-苯基-3-甲基苯并咪唑啉-2-亚基-C,C2')、2,7-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]-9,9-螺联芴、6-甲基-2-(4-(9-(4-(6-甲基苯并[d]噻唑-2-基)苯基)蒽-10-基)苯基)苯并[d]噻唑、1,4-二[4-(N,N-二苯基)氨基]苯乙烯基苯、1,4-双(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯、(E)-6-(4-(二苯基氨基)苯乙烯基)-N,N-二苯基萘-2-胺、双(2,4-二氟苯基吡啶)(5-(吡啶-2-基)-1H-四唑)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)((2,4-二氟苄基)二苯基膦酸)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)(苄基二苯基膦酸)铱(III)、双(1-(2,4-二氟苄基)-3-甲基苯并咪唑)(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)铱(III)、双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶基)吡唑)(4',6'-二氟苯基吡啶)铱(III)、双(4',6'-二氟苯基吡啶)(3,5-双(三氟甲基)-2-(2'-吡啶基)吡咯)铱(III)、双(4',6'-二氟苯基吡啶)(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)铱(III)、(Z)-6-基-N-(6-基喹啉-2(1H)-亚基)喹啉-2-胺-BF2、(E)-2-(2-(4-(二甲基氨基)苯乙烯基)-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-久洛里定基-9-烯基-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛里定基-9-烯基)-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛里定基-4-基-乙烯基)-4H-吡喃、三(二苯甲酰基甲烷)菲咯啉铕(III)、5,6,11,12-四苯基并四苯、双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮)铱(III)、三(1-苯基异喹啉)铱(III)、双(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)铱(III)、双[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、双[2-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、三[4,4'-二叔丁基-(2,2')-联吡啶]钌(III)·双(六氟磷酸盐)、三(2-苯基喹啉)铱(III)、双(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)铱(III)、2,8-二叔丁基-5,11-双(4-叔丁基苯基)-6,12-二苯基并四苯、双(2-苯基苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱(III)、5,10,15,20-四苯基四苯并卟啉铂、锇(II)双(3-三氟甲基-5-(2-吡啶)-吡唑)二甲基苯基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(4-叔丁基吡啶基)-1,2,4-三唑)二苯基甲基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑)二甲基苯基膦、锇(II)双(3-(三氟甲基)-5-(4-叔丁基吡啶基)-1,2,4-三唑)二甲基苯基膦、双[2-(4-正己基苯基)喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、三[2-(4-正己基苯基)喹啉]铱(III)、三[2-苯基-4-甲基喹啉]铱(III)、双(2-苯基喹啉)(2-(3-甲基苯基)吡啶)铱(III)、双(2-(9,9-二乙基-芴-2-基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑)(乙酰丙酮)铱(III)、双(2-苯基吡啶)(3-(吡啶-2-基)-2H-色烯-2-酯基)铱(III)、双(2-苯基喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酯基)铱(III)、双(苯基异喹啉)(2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酯基)铱(III)、铱(III)双(4-苯基噻吩并[3,2-c]吡啶-N,C2')乙酰丙酮化物、(E)-2-(2-叔丁基-6-(2-(2,6,6-三甲基-2,4,5,6-四氢-1H-吡咯并[3,2,1-ij]喹啉-8-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈、双(3-三氟甲基-5-(1-异喹啉基)吡唑)(甲基二苯基膦)钌、双[(4-正己基苯基)异喹啉](乙酰丙酮)铱(III)、铂(II)八乙基卟吩、双(2-甲基二苯并[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)、三[(4-正己基苯基)氧喹啉]铱(III)等。
作为形成电子传输层的材料,可举出8-羟基喹啉锂、2,2',2”-(1,3,5-苯甲腈)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)、2-(4-联苯基)5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、双(2-甲基-8-喹啉)-4-(苯基苯酚)铝、1,3-双[2-(2,2'-联吡啶-6-基)-1,3,4-二唑-5-基]苯、6,6'-双[5-(联苯-4-基)-1,3,4-二唑-2-基]-2,2'-联吡啶、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、2,7-双[2-(2,2'-联吡啶-6-基)-1,3,4-二唑-5-基]-9,9-二甲基芴、1,3-双[2-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑-5-基]苯、三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)硼烷、1-甲基-2-(4-(萘-2-基)苯基)-1H-咪唑并[4,5f][1,10]菲咯啉、2-(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、苯基-二芘基氧化膦、3,3',5,5'-四[(间吡啶基)-葑-3-基]联苯、1,3,5-三[(3-吡啶基)-葑-3-基]苯、4,4'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)联苯、1,3-双[3,5-二(吡啶-3-基)苯基]苯、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍、二苯基双(4-(吡啶-3-基)苯基)硅烷、3,5-二(芘-1-基)吡啶等。
作为形成电子注入层的材料,可举出氧化锂(Li2O)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化镁(MgF2)、氟化铯(CsF)、氟化锶(SrF2)、三氧化钼(MoO3)、铝、Li(acac)、乙酸锂、苯甲酸锂等。
作为阴极材料,可举出铝、镁-银合金、铝-锂合金、锂、钠、钾、铯等。
另外,具有包含由本发明电荷传输性清漆制得的薄膜的空穴注入层的有机EL元件的制作方法的其他例子如下。
在上述EL元件制作中,通过依次形成空穴传输层(以下称为空穴传输性高分子层)、发光层(以下称为发光性高分子层)来代替进行空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层的真空蒸镀操作,可以制作具有由本发明电荷传输性清漆形成的电荷传输性薄膜的有机EL元件。
具体而言,在阳极基板上涂布本发明的电荷传输性清漆,采用上述方法制作空穴注入层,在其上依次形成空穴传输性高分子层、发光性高分子层,进而蒸镀阴极电极,制成有机EL元件。
作为所使用的阴极和阳极材料,可以使用与上述同样的材料,进行同样的洗涤处理和表面处理。
作为空穴传输性高分子层和发光性高分子层的形成法,可举出向空穴传输性高分子材料或者发光性高分子材料、或者其中已加入了掺杂剂物质的材料中加入溶剂并使其溶解或均匀分散,将其涂布到空穴注入层或者空穴传输性高分子层上之后,通过分别烘烤来成膜的方法。
作为空穴传输性高分子材料,可举出聚[(9,9-二己基芴基-2,7-二基)-co-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,4-二氨基亚苯基)]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,1'-亚联苯基-4,4-二胺)]、聚[(9,9-双{1'-戊烯-5'-基}芴基-2,7-二基)-co-(N,N'-双{对-丁基苯基}-1,4-二氨基亚苯基)]、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺]-以聚倍半硅氧烷封端、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对-丁基苯基))二苯基胺)]等。
作为发光性高分子材料,可举出聚(9,9-二烷基芴)(PDAF)等聚芴衍生物、聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基1,2-亚乙烯基)(MEH-PPV)等聚亚苯基1,2-亚乙烯基衍生物、聚(3-烷基噻吩)(PAT)等聚噻吩衍生物、聚乙烯基咔唑(PVCz)等。
作为溶剂,可举出甲苯、二甲苯、氯仿等,作为溶解或者均匀分散法,可举出搅拌、加热搅拌、超声波分散等方法。
对涂布方法没有特殊限定,可举出喷墨法、喷涂法、浸涂法、旋转涂布法、转印法、辊涂法、刷涂法等。予以说明,涂布操作优选在氮、氩等惰性气体中进行。
作为烘烤方法,可举出在惰性气体中或者在真空中,用烘箱或者加热板进行加热的方法。
具有包含由本发明电荷传输性清漆制得的薄膜的空穴传输层的EL元件的制作方法的例子如下。
在阳极基板上形成空穴注入层。在该层上,采用上述方法涂布本发明的电荷传输性清漆并进行烘烤,制作空穴传输层。
在该空穴传输层上,按顺序设置发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。作为发光层、电子传输层和电子注入层的形成方法和具体例,可举出与上述同样的形成方法和具体例。另外,空穴注入层可以根据所用材料的特性等,采用蒸镀法、涂布法(湿法)的任一种来形成。
作为形成空穴注入层的材料,可举出铜酞菁、氧化钛酞菁、铂酞菁、吡嗪并[2,3-f][1,10]菲咯啉-2,3-二腈、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)联苯胺、2,7-双[N,N-双(4-甲氧基-苯基)氨基]-9,9-螺联芴、2,2'-双[N,N-双(4-甲氧基-苯基)氨基]-9,9-螺联芴、N,N'-二苯基-N,N'-二[4-(N,N-二甲苯基氨基)苯基]联苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二[4-(N,N-二苯基氨基)苯基]联苯胺、N4,N4'-(联苯-4,4'-二基)双(N4,N4',N4'-三苯基联苯-4,4'-二胺)N1,N1'-(联苯-4,4'-二基)双(N1-苯基-N4,N4'-二-间甲苯基苯-1,4-二胺)、国际公开第2004/043117号、国际公开第2004/105446号、国际公开第2005/000832号、国际公开第2005/043962号、国际公开第2005/042621号、国际公开第2005/107335号、国际公开第2006/006459号、国际公开第2006/025342号、国际公开第2006/137473号、国际公开第2007/049631号、国际公开第2007/099808号、国际公开第2008/010474号、国际公开第2008/032617号、国际公开第2008/032616号、国际公开第2008/129947号、国际公开第2009/096352号、国际公开第2010/041701号、国际公开第2010/058777号、国际公开第2010/058776号、国际公开第2013/042623号、国际公开第2013/129249号、国际公开第2014/115865号、国际公开第2014/132917号、国际公开第2014/141998号以及国际公开2014/132834中记载的电荷传输材料等。
作为阳极材料、用于形成发光层、发光性掺杂剂、电子传输层和电子阻断层的材料、阴极材料,可举出与上述相同的材料。
具有包含由本发明电荷传输性清漆制得的薄膜的空穴注入传输层的有机EL元件的制作方法的例子如下。
在阳极基板上形成空穴注入传输层,在该空穴注入传输层上,按顺序设置发光层、电子传输层、电子注入层、阴极。作为发光层、电子传输层和电子注入层的形成方法和具体例,可举出与上述同样的形成方法和具体例。
作为阳极材料、用于形成发光层、发光性掺杂剂、电子传输层和电子阻断层的材料、阴极材料,可举出上述同样的材料。
予以说明,也可以根据需要,在电极和上述各层之间的任意之间设置空穴阻断层、电子阻断层等。例如,作为形成电子阻断层的材料,可举出三(苯基吡唑)铱等。
用于构成阳极和阴极以及在它们之间形成的层的材料,在制造具有底部发光(bottomemission)结构、顶部发光(topemission)结构的任一种的元件是不同的,从这一点考虑,应选择适宜的材料。
通常情况下,对于底部发光结构的元件而言,在基板侧使用透明阳极,从基板侧取出光,而对于顶部发光结构的元件而言,使用包含金属的反射阳极,从处于与基板成相反方向的透明电极(阴极)侧取出光,因此,例如对于阳极材料而言,在制造底部发光结构的元件时,使用ITO等透明阳极,在制造顶部发光结构的元件时,使用Al/Nd等反射阳极。
本发明的有机EL元件,为了防止特性恶化,可按照常规方法,也可以根据需要,将其与干燥剂等一起密封。
实施例
以下,列举出制备例和实施例更具体地说明本发明,但本发明不限定于下述的实施例。予以说明,所使用的装置如下。
(1)MALDI-TOF-MS:Bruker社制、autoflexIIIsmartbeam
(2)1H-NMR:日本电子(株)制JNM-ECP300FTNMRSYSTEM
(3)基板洗涤:长州产业(株)制基板洗涤装置(减压等离子体方式)
(4)清漆的涂布:Mikasa(株)制旋转涂布机MS-A100
(5)膜厚测定:(株)小坂研究所制微细形状测定机SurfcorderET-4000
(6)EL元件的制作:长州产业(株)制多功能蒸镀装置系统C-E2L1G1-N
(7)EL元件的亮度等的测定:(有)TechWorld制I-V-L测定系统
(8)EL元件的寿命测定(半衰期的测定):(株)EHC制有机EL亮度寿命评价系统PEL-105S
[1]化合物的合成
[制备例1]
[化123]
(式中,DPA表示二苯基氨基。以下同样。)
向烧瓶内加入N1,N1'-(1,4-亚苯基)双(N4-苯基苯-1,4-二胺)1.94g、4-溴-N,N-二苯基苯胺4.68g、Pd(dba)275.3mg、以及叔丁醇钠1.69g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯30mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.3mL(浓度40.5g/L),在50℃搅拌4.5小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温,向其中加入甲苯,进行过滤,将所获滤液与饱和食盐水混合,进行分液处理。向得到的有机层中加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。然后,将该浓缩液与通过将反应液过滤得到的滤渣合并,将其与甲苯/四氢呋喃的混合溶剂以及去离子水混合,进行分液处理。然后,将所获有机层用硫酸钠干燥后,浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物1(收量4.72g,收率76%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1414.17([M]+calcd:1414.63)
[制备例2]
[化124]
向烧瓶内加入N1,N1'-([1,1'-联苯]-4,4'-二基)双(N4-苯基苯-1,4-二胺)1.00g、4-溴-N,N-二苯基苯胺3.13g、Pd(dba)244.8mg以及叔丁醇钠1.13g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.73mL(浓度43g/L),在50℃搅拌1小时,接着在40℃搅拌12小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温,将冷却了的反应液与氯仿和去离子水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌一夜。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(400mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌3小时。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物2(收量2.69g,收率94%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:7.46(d,J=8.6Hz,4H),7.18-7.24(m,19H),6.92-7.12(m,55H).
[制备例3]
[化125]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺3.00g、4-溴-N,N-二苯基苯胺7.09g、Pd(dba)275.1mg、以及叔丁醇钠2.54g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯50mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.3mL(浓度40.5g/L),在50℃搅拌15小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温后,过滤,将滤液与甲苯和饱和食盐水混合,进行分液处理(2次)。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌30分钟。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物3(收量5.95g,收率96%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:7.17-7.27(m,22H),6.91-7.05(m,56H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1414.04([M]+calcd:1414.63)
[制备例4]
[化126]
向烧瓶内加入N1,N1'-((1,4-亚苯基双(氮烷二基))双(4,1-亚苯基))双(N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺)2.00g、4-溴-N,N-二苯基苯胺4.17g、Pd(dba)259.3mg以及叔丁醇钠1.50g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.0mL(浓度43g/L),在50℃搅拌1小时,接着在40℃搅拌12小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温后,过滤,将滤液与饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物4(收量4.37g,收率97%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:7.16-7.21(m,24H),6.90-7.04(m,72H).
[制备例5]
[化127]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺3.00g、1-溴萘3.1mL、Pd(dba)275.5mg以及叔丁醇钠2.53g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯40mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.3mL(浓度42.6g/L),在50℃搅拌4小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温后,过滤,将滤液与甲苯和饱和食盐水混合,进行分液处理(2次)。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌1小时。
最后,将浆液溶液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物5(收量4.21g,收率90%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:7.95-8.00(m,4H),7.82-7.86(m,4H),7.69-7.73(m,4H),7.28-7.46(m,15H),6.80-7.00(m,30H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1063.39([M]+calcd:1063.46).
[制备例6]
[化128]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺3.01g、9-溴菲5.63g、Pd(dba)276.0mg以及叔丁醇钠2.54g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯40mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.3mL(浓度42.6g/L),在50℃搅拌6小时。
搅拌结束后,将反应液冷却至室温,将冷却了的反应液与四氢呋喃和甲苯及去离子水混合,进行分液处理。将所获有机层减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体与四氢呋喃、甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂(40g/5g/5g)以及活性炭0.5g混合,在60℃搅拌30分钟。
然后,趁热过滤除去活性炭,一边搅拌滤液一边冷却至0℃,向其中依次加入甲醇25mL、乙酸乙酯2mL,将得到的浆液在0℃再搅拌2小时。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物6(收量4.75g,收率89%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:8.70-8.78(m,6H),8.09-8.12(m,3H),7.75-7.79(m,3H),7.44-7.65(m,14H),7.06-7.21(m,12H),6.84-6.99(m,25H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1213.52([M]+calcd:1213.51).
[制备例7]
[化129]
向烧瓶内加入N1,N1'-((1,4-亚苯基双(氮烷二基))双(4,1-亚苯基))双(N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺)2.00g、9-溴菲3.17g、Pd(dba)259.2mg以及叔丁醇钠1.44g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.880mL(浓度47.2g/L),在50℃搅拌6.5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温后,过滤,将滤渣依次用去离子水、甲醇洗涤。
最后,将经过洗涤的滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物7(收量3.24g,收量85%)。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:8.75-8.86(m,7H),7.81-8.00(m,7H),7.47-7.70(m,18H),7.12-7.28(m,16H),6.78-6.94(m,28H).
[制备例8]
[化130]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺2.00g、2-溴二苯并[b,d]噻吩2.79g、Pd(dba)250.3mg、以及叔丁醇钠1.21g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.750mL(浓度47.2g/L),在50℃搅拌7小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物与甲苯和饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液减压蒸馏以除去溶剂,将所获残留物溶解于甲苯20mL中。将所获溶液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌,接着,将浆液过滤,回收滤渣。然后,使用由所获滤渣溶解于甲苯20mL中而成的溶液,按照与上述同样的方法进行从向混合溶剂中滴入直到滤渣回收的操作。
最后,将回收的滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物8(收量3.23g,收率90%)。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:8.19(d,J=7.8Hz,3H),8.05(s,3H),7.91-8.00(m,6H),7.42-7.51(m,6H),7.24-7.29(m,11H),6.94-7.04(m,28H).
[制备例9]
[9-1]
向烧瓶内加入3-溴咔唑10.0g、氢氧化钠1.75g、以及N,N-二甲基甲酰胺100mL,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中滴入苄基溴7.42g,在室温下搅拌19小时后,将反应混合物滴入到搅拌着的去离子水中,再在室温下搅拌。
最后,将所获浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的9-苄基-3-溴咔唑(收量13.1g,收率96%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.23(d,J=2.1Hz,1H),8.07(d,J=8.0Hz,1H),7.49(dd,J=8.6,2.1Hz,1H),7.42-7.45(m,1H),7.36(d,J=8.0Hz,1H),7.21-7.31(m,5H),7.08-7.11(m,2H),5.49(s,2H).
[9-2]
[化131]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺2.00g、上述获得的9-苄基-3-溴咔唑3.24g、Pd(dba)250.5mg、以及叔丁醇钠1.21g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.56mL(浓度:63.4g/L),在50℃搅拌24小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯、饱和食盐水混合,进行分液处理。向得到的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟,接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将所获浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的N1,N4-双(9-苄基-9H-咔唑-3-基)-N1-(4-((9-苄基-9H-咔唑-3-基)(4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)-N4-(4-(二苯基氨基)苯基)苯-1,4-二胺(收量3.92g,收率93%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1451.52([M]+calcd:1450.63).
[9-3]
[化132]
向烧瓶内加入上述得到的N1,N4-双(9-苄基-9H-咔唑-3-基)-N1-(4-((9-苄基-9H-咔唑-3-基)(4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)-N4-(4-(二苯基氨基)苯基)苯-1,4-二胺2.00g以及二甲亚砜40mL,然后将烧瓶内用氧气置换。向其中滴入预先调制的叔丁醇钾的四氢呋喃溶液25mL(浓度1M),在室温下搅拌23小时。
搅拌结束后,将反应混合物滴入到去离子水和甲醇的混合溶剂中,搅拌得到的混合物,向其中滴入5M盐酸5mL,进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物9(收量1.62g,收率99%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1180.10([M]+calcd:1180.49).
[制备例10]
[化133]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.50g、3-溴-9-乙基-9H-咔唑3.00g、Pd(dba)237.9mg、以及叔丁醇钠1.28g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯15mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.64mL(浓度41.7g/L),在50℃搅拌6小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、氯仿、饱和食盐水混合,进行分液处理(2次)。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到甲醇中,将得到的浆液在室温下搅拌一夜。
最后,将浆液过滤,使用得到的滤渣,进行柱色谱分离(展开溶剂:甲苯/己烷=70/30→90/10),利用色谱(TLC)法确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。最后,在减压下从分离收集的级分中除去溶剂,得到作为目标的苯胺衍生物10(收量1.41g,收率51%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1264.03([M]+calcd:1264.59).
[制备例11]
[化134]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺2.00g、3-溴-9-苯基-9H-咔唑3.38g、Pd(dba)251.1mg、以及叔丁醇钠1.21g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯30mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.720mL(浓度49.1g/L),在50℃搅拌6小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯和饱和食盐水混合,进行分液处理。将得到的有机层用硫酸钠干燥。
接着,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,将其残留物溶解于甲苯中。然后,将所获溶液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(200mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物11(收量3.35g,收率81%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d6)δ[ppm]:7.96-8.07(m,6H),7.57-7.64(m,11H),7.46-7.48(m,3H),7.14-7.34(m,24H),6.87-7.04(m,28H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1409.48([M]+calcd:1408.59).
[制备例12]
[12-1]
向烧瓶内加入3-溴咔唑3.00g、氢氧化钠0.52g以及N,N-二甲基甲酰胺30mL,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中滴入4-(氯甲基)苯乙烯1.9mL,在室温下搅拌20小时。
然后,向搅拌着的去离子水中滴入得到的反应混合物,在室温下进一步搅拌。
最后,将所获浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的N-(4-乙烯基苄基)-3-溴咔唑(收量3.97g,收率90%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.23(d,J=2.1Hz,1H),8.07(d,J=7.7Hz,1H),7.20-7.51(m,7H),7.05(d,J=8.1Hz,2H),6.64(dd,J=17.7,10.8Hz,1H),5.67(d,J=17.7Hz,1H),5.47(s,2H),5.20(d,J=10.8Hz,1H).
[12-2]
[化135]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺2.18g、3-溴-9-(4-乙烯基苄基)咔唑3.80g、Pd(dba)21110mg以及叔丁醇钠1.32g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.1mL(浓度:70.9g/L),在50℃搅拌5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温后,将冷却了的反应混合物、甲苯、饱和食盐水混合,进行分液处理。向所获有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟,接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将所获浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物12(收量4.51g,收率93%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1527.85([M]+calcd:1528.68).
[制备例13]
[13-1]
向烧瓶内加入3-溴咔唑2.00g、氢氧化钠0.349g以及N,N-二甲基甲酰胺20mL,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中滴入4-(溴甲基)-1,2-二氟苯1.10mL,在室温下搅拌3天。
然后,向搅拌着的去离子水中滴入所获反应混合物,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到3-溴-9-(3,4-二氟苄基)咔唑(收量2.91g,收率96%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.23(d,J=2.1Hz,1H),8.07(d,J=7.7Hz,1H),7.43-7.52(m,2H),7.28-7.32(m,2H),7.17(d,J=8.6Hz,1H),7.00-7.09(m,1H),6.80-6.91(m,2H),5.41(s,2H).
[13-2]
[化136]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.03g、3-溴-9-(3,4-二氟苄基)咔唑1.84g、Pd(dba)226.3mg、以及叔丁醇钠0.635g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯10mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.20mL(浓度:93.2g/L),在50℃搅拌9小时。
搅拌结束后,将所获反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯、饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌3小时。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将所获浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物13(收量2.18g,收率93%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1559.48([M]+calcd:1558.58).
[制备例14]
[14-1]
向烧瓶内加入3-溴咔唑2.00g、氢氧化钠0.352g、以及N,N-二甲基甲酰胺20mL,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中滴入1-(溴甲基)-4-(三氟甲基)苯2.05g,在室温下搅拌15小时。
然后,向搅拌着的去离子水中滴入反应混合物,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的3-溴-9-(4-(三氟甲基)苄基)咔唑(收量3.20g,收率97%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.24(d,J=1.5Hz,1H),8.08(d,J=8.0Hz,1H),7.43-7.53(m,4H),7.16-7.32(m,5H),5.53(s,2H).
[14-2]
[化137]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.03g、3-溴-9-(4-(三氟甲基)苄基)咔唑2.00g、Pd(dba)226.0mg、以及叔丁醇钠0.637g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯10mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.20mL(浓度:93.2g/L),在50℃搅拌2.5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯、饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物14(收量2.25g,收率91%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1655.44([M]+calcd:1654.60).
[制备例15]
[化138]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.00g、2-溴-9,9'-螺联[芴]2.08g、Pd(dba)225mg、以及叔丁醇钠0.607g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯10mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.35mL(浓度0.050g/L),在50℃搅拌4小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯和去离子水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,向该有机层内加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液减压蒸馏以除去溶剂,将残留物溶解于甲苯15mL中。将所获溶液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(200mL/50mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌,接着,将浆液过滤,回收滤渣。
然后,再次将所获滤渣溶解于甲苯10mL中,将所获溶液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(200mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物15(收量1.86g,收率78%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1628.01([M]+calcd:1627.65).
[制备例16]
[16-1]
[化139]
向烧瓶内加入4-溴-4'-碘-1,1'-联苯20g、Pd(PPh3)43.2g以及叔丁醇钠6.4g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯200mL和苯胺6.1g,在回流条件下搅拌6.5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、氯仿和去离子水混合,进行分液处理。将分液后的有机层减压蒸馏以除去溶剂,使用由其残留物溶解于氯仿中得到的溶液进行柱色谱分离,利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分浓缩,将该浓缩液与甲醇和甲苯的混合溶剂(3/1(w/w))100g混合。将所获混合物在回流条件下搅拌,将固体溶解,直接在回流条件下搅拌30分钟后,放冷至室温,然后,在室温下再搅拌1小时。
最后,将析出的固体过滤,将滤渣干燥,得到4'-溴-N-苯基-[1,1'-联苯基]-4-胺(收量11.20g,收率62%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:7.53-7.40(m,6H),7.32-7.26(m,2H),7.11(d,J=8.6Hz,4H),6.99-6.94(t,J=7.4Hz,1H),5.78(s,1H).
[16-2]
[化140]
(式中,BOC是指叔丁氧基羰基。下同。)
向烧瓶内加入4'-溴-N-苯基-[1,1'-联苯基]-4-胺5.0g、N,N-二甲基-4-氨基吡啶0.09g以及四氢呋喃50mL,然后将混合物加热回流,向其中滴入二碳酸二叔丁酯10g,将所获混合物直接在回流条件下搅拌1.5小时。
然后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物减压蒸馏以除去溶剂,将其残留物溶解于氯仿中。使用所获溶液进行柱色谱分离,利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分,将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂。
最后,将所获残留物与正己烷20mL混合,过滤回收析出的固体并将其干燥,得到作为目标的(4'-溴-[1,1'-联苯]-4-基)(苯基)氨基甲酸叔丁酯(收量5.4g,收率83%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:7.54(d,J=6.3Hz,2H),7.41-7.49(m,4H),7.18-7.36(m,7H),1.47(s,9H).
[16-3]
[化141]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)-N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺2.00g、(4'-溴-[1,1'-联苯]-4-基)(苯基)氨基甲酸叔丁酯4.09g、Pd(dba)250mg、以及叔丁醇钠1.40g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及三叔丁基膦的甲苯溶液0.88mL(浓度0.040g/L),在50℃搅拌7小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、氯仿和去离子水混合,进行分液处理。然后,将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将浓缩液与甲苯30mL混合,将其滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌,接着,将浆液过滤,回收滤渣(滤渣A)。然后,再次将所获滤液浓缩,将浓缩液与甲苯15mL混合,将其滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(180mL/60mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌,接着,将浆液过滤,回收滤渣(滤渣B)。
将回收的滤渣A和滤渣B用甲醇洗涤,将它们溶解于甲苯中,将所获溶液减压蒸馏以除去溶剂,将残留物干燥,得到固体。
将得到的固体、甲苯21mL以及三氟乙酸6.29g混合,将该混合物在室温下搅拌4小时,然后向其中加入饱和碳酸氢钠水溶液100mL和甲苯300mL,在室温下进一步搅拌。
搅拌结束后,将反应混合物过滤,将滤渣用甲醇洗涤,将其溶解于四氢呋喃200mL中,将得到的溶液用硅藻土过滤。将所获滤液减压蒸馏以除去溶剂,将所获残留物溶解于四氢呋喃20mL中,将该溶液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的N4-(4-(二苯基氨基)苯基)-N4(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)(4'-(苯基氨基)-[1,1'-联苯]-4-基)氨基)苯基)(4'-(苯基氨基)-[1,1'-联苯]-4-基)氨基)苯基)-N4'-苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺(收量2.18g,收率63%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1414.23([M]+calcd:1414.63).
[16-4]
[化142]
向烧瓶内加入N4-(4-(二苯基氨基)苯基)-N4(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)(4'-(苯基氨基)-[1,1'-联苯]-4-基)氨基)苯基)(4'-(苯基氨基)-[1,1'-联苯基]-4-基)氨基)苯基)-N4'-苯基-[1,1'-联苯基]-4,4'-二胺2.00g、4-溴-N,N'-二苯基苯胺1.65g、Pd(dba)224.9mg以及叔丁醇钠0.584g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯20mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.43mL(浓度:40.1g/L),在50℃搅拌4小时,接着,升温至80℃,升温后搅拌12小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、氯仿和饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液与甲苯30mL混合,将其滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(300mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物16(收量2.34g,收率77%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:2144.64([M]+calcd:2143.95).
[制备例17]
[17-1]
[化143]
向烧瓶内加入双(4-氨基苯基)胺0.500g、2-溴-9,9'-螺联[芴]2.18g、Pd(PPh3)40.117g以及叔丁醇钠0.579g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入二甲苯20mL,在加热回流条件下搅拌5小时。
然后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯和去离子水混合,进行分液处理,将得到的有机层用去离子水洗涤,再用饱和食盐水洗涤。
接着,将洗净后的有机层用硫酸钠干燥后,浓缩,对浓缩液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:甲苯),利用色谱(TLC)法确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
最后,在减压下从分离收集的级分中除去溶剂,得到作为目标的N1-(9,9'-螺联[芴]-2-基)-N4-(4-(9,9'-螺联[芴]-2-基氨基)苯基)苯-1,4二胺(收量0.926g,收率46%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:826.45([M]+calcd:827.33).
[17-2]
[化144]
向烧瓶内加入上述得到的N1-(9,9'-螺联[芴]-2-基)-N4-(4-(9,9'-螺联[芴]-2-基氨基)苯基)苯-1,4二胺0.500g、3-溴-9-苯基咔唑0.700g、Pd(dba)210.7mg、以及叔丁醇钠0.259g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯10mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.11mL(浓度:65.6g/L),在50℃搅拌5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯和饱和食盐水混合,进行分液处理。将得到的有机层用硫酸钠干燥后,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟。
接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到搅拌着的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物17(收量0.772g,收率83%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1551.41([M]+calcd:1550.60).
[制备例18]
[化145]
向烧瓶内加入N1-(4-氨基苯基)苯-1,4-二胺1.00g、3-溴-9-苯基-9H-咔唑8.89g、乙酸钯112mg、以及叔丁醇钠3.47g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯30mL、以及预先调制的二叔丁基(苯基)膦的甲苯溶液2.75mL(浓度81.0g/L),在90℃搅拌6小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯和去离子水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,浓缩。将浓缩液用硅胶进行过滤,向得到的滤液中加入活性炭0.2g,在室温下搅拌30分钟。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(500mL/500mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌一夜,接着将浆液过滤,回收滤渣。将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物18(收量5.88g,收率83%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:8.08(d,J=7.7Hz,2H),7.99(d,J=7.7Hz,8H),7.60-7.64(m,19H),7.42-7.47(m,6H),7.28-7.36(m,19H),7.09-7.21(m,6H),7.00(m,8H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1404.68([M]+calcd:1404.56).
[制备例19]
[19-1]
[化146]
向烧瓶内加入N1-(4-氨基苯基)苯-1,4-二胺5.00g、9-苄基-3-溴-9H-咔唑8.09g、Pd(dba)2252mg、叔丁醇钠3.03g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯50mL、以及预先调制的二叔丁基(苯基)膦的甲苯溶液2.02mL(浓度96.4g/L),在90℃搅拌3小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯200mL和饱和食盐水150mL混合,进行分液处理。向所获有机层中加入活性炭0.5g,在室温下搅拌1小时。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将浓缩液滴入到甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂(200mL/200mL)中,将得到的浆液在室温下搅拌1小时,接着将浆液过滤,回收滤渣。将所获滤渣干燥,得到作为目标的N1,N1,N4-三(9-苄基-9H-咔唑-3-基)-N4-(4-(双(9-苄基-9H-咔唑-3-基)氨基)苯基)苯-1,4-二胺(收量8.46g,收率80%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:7.91-8.00(m,10H),7.52-7.58(m,10H),7.34-7.39(m,6H),7.17-7.26(m,29H),7.03-7.11(m,5H),6.83(d,J=9.0Hz,4H),6.76(d,J=9.0Hz,4H),5.58(s,10H).
[19-2]
[化147]
向烧瓶内加入叔丁醇钾5.05g、二甲亚砜18mL和四氢呋喃6mL,然后将烧瓶内用氧气置换。在10℃,向其中滴入由上述得到的N1,N1,N4-三(9-苄基-9H-咔唑-3-基)-N4-(4-(双(9-苄基-9H-咔唑-3-基)氨基)苯基)苯-1,4-二胺3.00g与四氢呋喃9mL混合而调制的溶液,将所获混合物升温至室温后搅拌4小时。
搅拌结束后,将反应混合物滴入到去离子水120mL中,向其中滴入盐酸(5M)9mL,将得到的浆液在室温下搅拌1小时。接着,将浆液过滤,回收滤渣。将所获滤渣与四氢呋喃90mL充分混合,将该混合物用硅胶过滤,将所获滤液浓缩。将浓缩液滴入到甲醇150mL中,将得到的浆液在室温下搅拌1小时。
最后,将浆液过滤,回收滤渣,将所获滤渣干燥,得到作为目标的苯胺衍生物19(收量2.20g,收率90%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1024.13([M]+calcd:1024.40).
[制备例20]
[20-1]
[化148]
向烧瓶内加入双(氨基苯基)胺0.30g、(4'-溴-[1,1'-联苯]-4-基(苯基)氨基甲酸叔丁酯3.51g、Pd(dba)244mg、以及叔丁醇钠1.05g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯30mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液510μL(浓度60g/L),在50℃搅拌26小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、甲苯、饱和食盐水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸钠干燥,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌1小时。
接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将浓缩液滴入到搅拌着的甲醇中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到作为目标的中间体(收量2.40g,收率83%)。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6)δ[ppm]:7.56-7.58(m,20H),7.33-7.38(m,11H),7.19-7.24(m,24H),7.06-7.11(m,18H),1.38(s,45H).
[20-2]
[化149]
向烧瓶内加入上述得到的中间体2.20g、甲苯15mL以及三氟乙酸2.5mL,在室温下搅拌6小时。搅拌结束后,向反应混合物中加入甲苯与饱和碳酸氢钠水溶液,搅拌得到的浆液。
接着,将浆液过滤,将所获滤渣溶解于四氢呋喃中,将所获溶液滴入到搅拌着的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物20(收量1.24g,收率74%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:7.46-7.51(m,23H),7.39(s,5H),7.07-7.22(m,44H),6.78-6.83(m,6H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1414.17([M]+calcd:1414.63).
[制备例21]
[化150]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.00g、N-(4-溴苯基)-N-苯基萘-1-胺1.96g、Pd(dba)251.0mg、以及叔丁醇钠0.61g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯10mL以及预先调制的二叔丁基(苯基)膦的甲苯溶液410μL(浓度96g/L),在100℃搅拌2.5小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、甲苯及饱和食盐水混合,进行分液处理。向所获有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟。
接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩。将浓缩液滴入到搅拌着的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物21(收量1.58g,收率69%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1565.38([M]+calcd:1564.68).
[制备例22]
[化151]
向烧瓶内加入苯胺衍生物190.50g、碳酸钾0.67g以及N,N-二甲基甲酰胺5mL,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中滴入五氟苄腈330μL,在室温下搅拌15小时。
搅拌结束后,将反应混合物滴入到去离子水中,将所获浆液在室温下搅拌30分钟。接着,将浆液过滤,将滤渣干燥,将得到的粉末溶解于甲苯中,使用所获溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:甲苯),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到苯胺衍生物22(收量0.37g,收率40%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1890.54([M]+calcd:1889.34).
[制备例23]
[23-1]
向烧瓶内加入氢化钠(60%/液体石蜡)1.59g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入N,N-二甲基甲酰胺20mL以及1,2,3,4,5-五氟-6-甲基苯7.46g,接着,滴入预先调制的3-溴-9H-咔唑的N,N-二甲基甲酰胺溶液40mL(浓度123g/L),在室温下搅拌1小时。
搅拌结束后,将反应混合物、去离子水及氯仿混合,进行分液处理,将所获有机层减压蒸馏以除去溶剂,接着,将所获残留物与正己烷及去离子水混合,进行分液处理,将所获有机层减压蒸馏以除去溶剂。进而,将所获残留物与己烷和乙酸乙酯的混合溶剂(1/1(v/v))及去离子水混合,进行分液处理,将所获有机层与饱和食盐水混合,再次进行分液处理。
将所获有机层用硫酸钠干燥,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,使用由所获残留物溶解于己烷和乙酸乙酯的混合溶剂(1/1(v/v))中而得到的溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-甲基苯基)-9H-咔唑(收量6.21g,收率76%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.24(d,J=2.0Hz,1H),8.08(d,J=7.8Hz,1H),7.52(dd,J=8.9,2.0Hz,1H),7.47(td,J=7.8,1.4Hz,1H),7.34(t,J=7.8Hz,1H),7.13(d,J=7.8Hz,1H),7.02(d,J=8.9Hz,1H),1.55(s,3H).
[23-2]
[化152]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.37g、3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-甲基苯基)-9H-咔唑3.32g、Pd(dba)2211mg、以及叔丁醇钠2.48g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯15mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液2.1mL(浓度:70g/L),在50℃搅拌51小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将冷却了的反应混合物、乙酸乙酯及去离子水混合,进行分液处理。将所获有机层用硫酸镁干燥,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌30分钟。
接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该残留物溶解于四氢呋喃中,将所获溶液滴入到搅拌着的乙腈中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物23(收量1.18g,收率35%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:8.08(d,J=7.7Hz,3H),8.02(d,J=1.5Hz,3H),6.88-7.42(m,51H),2.50(s,9H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1667.79([M]+calcd:1667.53).
[制备例24]
[24-1]
向烧瓶内加入氢化钠(60%/液体石蜡)1.43g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入N,N-二甲基甲酰胺9mL以及1,2,3,4,5-五氟-6-(三氟甲基)苯20.2g,接着,滴入预先调制的3-溴-9H-咔唑的N,N-二甲基甲酰胺溶液18mL(浓度123g/L),在室温下搅拌1小时。
搅拌结束后,将反应混合物、去离子水及乙酸乙酯混合,进行分液处理,将所获有机层依次用去离子水、饱和食盐水洗涤,将经过洗涤的有机层用硫酸钠干燥。然后,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,使用由所获残留物溶解于己烷和乙酸乙酯的混合溶剂(1/1(v/v))中而得到的溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯基)-9H-咔唑(收量4.10g,收率98%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.10(d,J=1.7Hz,1H),7.91(d,J=7.5Hz,1H),7.41(dd,J=8.9,1.7Hz,1H),7.37(t,J=7.5Hz,1H),7.24(t,J=7.5Hz,1H),7.08(d,J=7.5Hz,1H),6.92(d,J=8.9Hz,1H).
[24-2]
[化153]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.37g、3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-(三氟甲基)苯基)-9H-咔唑3.16g、Pd(dba)270.4mg以及叔丁醇钠0.83g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯15mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液750μL(浓度65g/L),在50℃搅拌5小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、乙酸乙酯及去离子水混合,进行分液处理。将得到的有机层依次用去离子水、饱和食盐水洗涤,将经过洗涤的有机层用硫酸镁干燥。然后,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,将所获浓缩液滴入到搅拌着的甲醇中,将得到的浆液溶液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物24(收量3.24g,收率89%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:8.09(d,J=8.0Hz,3H),8.03(d,J=1.8Hz,3H),6.90-7.46(m,51H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1829.52([M]+calcd:1829.44).
[制备例25]
[25-1]
向烧瓶内加入氢化钠(60%/液体石蜡)3.97g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入N,N-二甲基甲酰胺25mL以及2,3,4,5,6-五氟苯乙烯10.7g,接着,滴入预先调制的3-溴-9H-咔唑的N,N-二甲基甲酰胺溶液50mL(浓度246g/L),在室温下搅拌2小时。
搅拌结束后,将反应混合物、去离子水及氯仿混合,进行分液处理。将所获有机层依次用去离子水、饱和食盐水洗涤,将经过洗涤的有机层用硫酸镁干燥。然后,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,使用由所获残留物溶解于己烷和乙酸乙酯的混合溶剂(1/1(v/v))中而得到的溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:己烷/乙酸乙酯),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-乙烯基苯基)-9H-咔唑(收量12.7g,收率59%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.40(d,J=2.0Hz,1H),8.17(d,J=7.8Hz,1H),7.66(dd,J=8.9,2.0Hz,1H),7.59(t,J=7.8Hz,1H),7.45(t,J=7.8Hz,1H),7.36(d,J=7.8Hz,1H),7.21(d,J=8.9Hz,1H),6.91(dd,J=18.1,11.9Hz,1H),6.37(d,J=18.1Hz,1H),5.90(d,J=11.9Hz,1H).
[25-2]
[化154]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.37g、Pd(dba)269.7mg以及叔丁醇钠0.83g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入预先调制的3-溴-9-(2,3,5,6-四氟-4-乙烯基苯基)-9H-咔唑的甲苯溶液8.4mL(浓度31g/L)、预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液0.70mL(浓度12g/L)以及甲苯6.5mL,在50℃搅拌3小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、乙酸乙酯及去离子水混合,进行分液处理。将得到的有机层依次用去离子水、饱和食盐水洗涤,将经过洗涤的有机层用硫酸镁干燥。然后,将干燥了的有机层减压蒸馏以除去溶剂,将由所获残留物溶解于四氢呋喃中而得到的溶液滴入到搅拌着的乙腈中,将得到的浆液溶液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物25(收量2.88g,收率85%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:8.07(d,J=7.8Hz,3H),8.03(d,J=1.7Hz,3H),6.83-7.43(m,54H),6.24(d,J=17.7Hz,3H),5.87(d,J=11.9Hz,3H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1703.84([M]+calcd:1703.53).
[制备例26]
[化155]
向烧瓶内加入苯胺衍生物92.36g、N,N-二甲基甲酰胺20mL以及碳酸钾1.66g,然后将烧瓶内用氮气置换。接着,一边将烧瓶用冰浴冷却一边向其中滴入五氟苄腈1.29g,一边搅拌一边缓慢升温至室温,然后直接在室温下搅拌24小时。
搅拌结束后,将反应混合物过滤,将所获滤液减压蒸馏以除去溶剂,使用由所获残留物溶解于甲苯和正己烷的混合溶剂(3/2(v/v))中而得到的溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:甲苯/己烷),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到苯胺衍生物26(收量1.34g,收率40%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:8.02-8.10(m,6H),6.90-7.46(m,51H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1699.75([M]+calcd:1700.46).
[制备例27]
[化156]
向烧瓶内加入苯胺衍生物92.84g、Pd(dba)2420mg、5-溴甲基吡啶腈(bromopicolinonitrile)1.45g以及叔丁醇钠1.40g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯120mL以及预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液2.5mL(浓度175g/L),在120℃搅拌2小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物过滤。然后,将滤液浓缩,将由所获残留物溶解于四氢呋喃中而得到的溶液滴入到搅拌着的甲醇中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
接着,将浆液过滤,使用由所获滤渣溶解于甲苯中而得到的溶液进行硅胶柱色谱分离(展开溶剂:甲苯/乙酸乙酯),利用薄层色谱(TLC)法等确认有无目标物,分离收集含有目标物的级分。
将分离收集的级分减压蒸馏以除去溶剂,将所获固体干燥,得到苯胺衍生物27(收量1.59g,收率45%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:9.06(d,J=2.7Hz,3H),8.28(dd,J=8.5,2.7Hz,3H),8.11(d,J=8.5Hz,3H),8.08(d,J=7.8Hz,3H),8.01(d,J=2.1Hz,3H),7.38-7.51(m,9H),7.16-7.31(m,14H),6.89-7.04(m,28H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1487.02([M]+calcd:1487.56).
[制备例28]
[化157]
向烧瓶内加入双(氨基苯基)胺0.25g、N-(4-溴苯基)-N-苯基萘-1-胺2.58g、Pd(dba)272.2mg以及叔丁醇钠0.87g,然后将烧瓶内用氮气置换。向其中加入甲苯15mL、预先调制的二叔丁基(苯基)膦的甲苯溶液530μL(浓度:96g/L),在100℃搅拌3.5小时。
搅拌结束后,将反应混合物冷却至室温,将冷却了的反应混合物、甲苯及饱和食盐水混合,进行分液处理。向得到的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌1小时。
接着,过滤除去活性炭,将滤液浓缩,将该浓缩液滴入到搅拌着的甲醇/乙酸乙酯混合溶剂中,将得到的浆液在室温下进一步搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物28(收量1.70g,收率81%)。
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1665.40([M]+calcd:1664.71).
[制备例29]
[29-1]
向烧瓶内加入氢氧化钠790mg、N,N-二甲基甲酰胺50mL以及3-溴-9H-咔唑4.43g,在冰浴条件下一边搅拌一边向其中滴入五氟苄基溴5.04g。然后,滴加结束后,让所获混合物恢复至室温,再搅拌4天。
搅拌结束后,将反应混合物注入到去离子水中,将得到的混合物与乙酸乙酯混合,进行分液处理。将所获有机层用去离子水洗涤,将经过洗涤的有机层减压蒸馏以除去溶剂,使用得到的残留物以及己烷/乙酸乙酯进行重结晶。
最后,将所获固体干燥,得到3-溴-9-五氟苄基咔唑(收量3.31g,收率43%)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)δ[ppm]:8.15(d,J=1.4Hz,1H),7.99(d,J=7.8Hz,1H),7.44-7.55(m,3H),7.23-7.35(m,2H),5.46(s,2H).
[29-2]
[化158]
向烧瓶内加入N1-(4-((4-((4-(二苯基氨基)苯基)氨基)苯基)氨基)苯基)N4,N4-二苯基苯-1,4-二胺1.37g、3-溴-9-五氟苄基咔唑2.81g、Pd(dba)269.6mg以及叔丁醇钠861mg,将烧瓶内用氮气置换。向其中加入预先调制的三叔丁基膦的甲苯溶液1.0mL(浓度:47g/L)以及甲苯15mL,在50℃搅拌7小时。
搅拌结束后,将反应混合物放冷至室温,将放冷了的反应混合物、乙酸乙酯、去离子水及饱和食盐水混合,进行分液处理。将得到的有机层用硫酸镁干燥,接着,向干燥了的有机层中加入活性炭,在室温下搅拌0.5小时。
然后,过滤除去活性炭,将滤液浓缩后,将该浓缩液溶解于乙酸乙酯中,滴入到搅拌着的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,将得到的浆液在室温下搅拌。
最后,将浆液过滤,将所获滤渣干燥,得到苯胺衍生物29(收量2.14g,收率62%)。
1H-NMR(300MHz,THF-d8)δ[ppm]:7.94-7.99(m,6H),6.87-7.55(m,51H),5.67(s,6H).
MALDI-TOF-MSm/Zfound:1719.19([M]+calcd:1721.50).
[2]电荷传输性清漆的调制
[实施例1-1]
将作为电荷传输性物质的苯胺衍生物10.105g、作为掺杂剂物质的磷钨酸(PTA)0.202g以及四氟四氰基对醌二甲烷(F4TCNQ)0.097g溶解于环己酮20g中。向所获溶液中加入3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)0.007g以及苯基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)0.013g,搅拌,使用孔径0.2μm的PTFE制过滤器将得到的溶液过滤,调制电荷传输性清漆。
[实施例1-2~1-64]
除了根据表19~21变更苯胺衍生物的种类和各成分的配合量以外,其余按照与实施例1-1同样的方法调制电荷传输性清漆。
予以说明,表中,“F4BQ”表示四氟-1,4-苯醌;“PMA”表示磷钼酸;“DDQ”表示2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌;“SAC”表示由式(H4-1)表示的芳基磺酸化合物;“硅烷A”表示3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷;“硅烷B”表示苯基三甲氧基硅烷;“CHN”表示环己酮;“DMI”表示1,3-二甲基-2-咪唑烷酮;“2,3-B,D”表示2,3-丁二醇;“PGME”表示丙二醇单甲醚;“PG”表示丙二醇;“ECA”表示二甘醇单乙醚乙酸酯;“CHA”表示环己醇;“DPM”表示二丙二醇单甲醚;“DMIB”表示N,N-二甲基异丁基酰胺;括弧内的各数字表示使用量(单位:g)。予以说明,由式(H4-1)表示的芳基磺酸化合物按照国际公开第2006/025342号中记载的方法来合成(下同)。
[化159]
[表19]
[表20]
[表21]
[3]有机EL元件的制作及特性评价
[3-1]作为空穴注入层的利用
[实施例2-1]
使用旋转涂布机将实施例1-1中得到的清漆涂布到ITO基板上,然后,在80℃干燥1分钟,进而在大气气氛中、150℃烘烤5分钟,在ITO基板上形成30nm的均匀薄膜。作为ITO基板,使用由氧化铟锡(ITO)在表面上按膜厚150nm形成了图案的25mm×25mm×0.7t的玻璃基板,在使用之前通过O2等离子体洗涤装置(150W、30秒钟)除去表面上的杂质。
接着,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa),按0.2nm/秒的条件,将α-NPD(N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基联苯胺)在形成了薄膜的ITO基板上成膜30nm。接着,将CBP和Ir(PPy)3进行共蒸镀。共蒸镀时控制蒸镀速率,以便使Ir(PPy)3的浓度保持6%,使其叠层40nm。接着,依次叠层BAlq、氟化锂和铝的薄膜,制得有机EL元件。此时,对于BAlq和铝,各自均按照蒸镀速率为0.2nm/秒的条件进行,而对于氟化锂,其蒸镀速率则为0.02nm/秒,上述三者的膜厚分别为20nm、0.5nm和120nm。
予以说明,为了防止空气中的氧、水等的影响所导致的特性劣化,利用密封基板将有机EL元件密封后,评价其特性。密封按以下的顺序进行。在氧浓度2ppm以下、露点-85℃以下的氮气氛中,将有机EL元件置于密封基板之间,将密封基板用胶粘剂(NagaseChemtex(株)制,XNR5516Z-B1)贴合。此时,将干燥剂(Dynic(株)制,HD-071010W-40)与有机EL元件一起置于密封基板内。向贴合了的密封基板照射UV光(波长:365nm、照射量:6,000mJ/cm2)后,在80℃退火处理1小时,使胶粘剂固化。
[化160]
[实施例2-2~12、14、16、18、20~24]
分别使用实施例1-2~1-12、1-14、1-16、1-18、1-20~1-24中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-13、15、17、19]
分别使用实施例1-13、1-15、1-17、1-19中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,并使在ITO基板上形成的薄膜的膜厚为100nm,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-25~38]
使铝的膜厚为100nm,并且分别使用实施例1-27~1-35、1-47、1-51~1-53、1-58中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-39~53]
使铝的膜厚为100nm,分别使用实施例1-23、1-36~1-43、1-49~1-50、1-54~1-57中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,并且使150℃的烘烤时间为10分钟,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-54]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-44中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,使150℃的烘烤时间为10分钟,并且使在ITO基板上形成的薄膜的厚度为90nm,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-55]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-23中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,使150℃的烘烤时间为10分钟,并且使在ITO基板上形成的薄膜的厚度为100nm,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-56]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-52中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,并且采用在真空中烘烤代替在大气气氛中烘烤,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-57]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-23中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,使150℃的烘烤时间为10分钟,并且采用在真空中烘烤代替在大气气氛中烘烤,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-58]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-23中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,使150℃的烘烤时间为10分钟,采用在真空中烘烤代替在大气气氛中烘烤,并且使在ITO基板上形成的薄膜的厚度为100nm,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-59~67]
使铝的膜厚为100nm,分别使用实施例1-25~1-26、1-23、1-44~1-46、1-48、1-54~1-55中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,并且采用在230℃烘烤15分钟代替在150℃烘烤5分钟,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-68]
使铝的膜厚为100nm,使用实施例1-44中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,采用在230℃烘烤15分钟代替在150℃烘烤5分钟,并且使在ITO基板上形成的薄膜的厚度为90nm,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例2-69~70]
使铝的膜厚为100nm,分别使用实施例1-63~1-64中制得的清漆代替实施例1-1中制得的清漆,并且使150℃的烘烤时间为10分钟,除此之外,按照与实施例2-1同样的方法制作有机EL元件。
对于实施例2-1~2-22、2-25~39、2-55~61以及2-63~65的元件,测定驱动电流0.7mA时的驱动电压、亮度和发光效率、以及亮度的半衰期(当将驱动电流保持在0.7mA来持续驱动元件时,亮度达到初期值的一半所需要的时间)。
另外,对于实施例2-23~2-24、2-40~54、2-62、2-66~68的元件,测定以亮度5000cd/m2驱动时的驱动电压、电流密度和发光效率、以及亮度的半衰期(初期亮度5000cd/m2达到一半所需要的时间)。结果示于表22~25。
[表22]
[表23]
[表24]
[表25]
如表22~25所示,可以看出,具有由本发明的电荷传输性清漆制得的电荷传输性薄膜作为空穴注入层的有机EL元件,显示出高的亮度,进而,不仅当其膜厚比较薄时(30nm),而且即使当其膜厚比较厚时(90nm、100nm),耐久性也优良。
[实施例3-1]
使用旋转涂布机将实施例1-59中制得的清漆涂布到Al/Nd基板上,然后在80℃干燥1分钟,进而在大气气氛中、150℃烘烤5分钟,在Al/Nd基板上形成30nm的均匀薄膜。予以说明,Al/Nd基板通过在玻璃基板上溅射150nm的Al和Nd来制作,在使用之前通过O2等离子体洗涤装置(150W、30秒钟)除去表面上的杂质。
接着,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa),按0.2nm/秒的条件,将α-NPD在形成了薄膜的Al/Nd基板上成膜30nm。接着,将CBP和Ir(PPy)3共蒸镀。予以说明,共蒸镀时控制蒸镀速率,以便使Ir(PPy)3的浓度保持6%,使其叠层40nm。
接着,依次叠层BAlq和氟化锂的薄膜。此时,在蒸镀速率对于BAlq为0.2nm/秒的条件下进行,而对于氟化锂则在0.02nm/秒的条件下进行,膜厚分别为20nm和0.5nm。
最后,将镁和银共蒸镀,制得有机EL元件。予以说明,共蒸镀时控制蒸镀速率,以便使镁的浓度成为90%,使其叠层20nm。
予以说明,采用与实施例2-1同样的方法将元件密封后,评价其特性。
[实施例3-2~3-3]
分别使用实施例1-60~1-61中制得的清漆代替实施例1-59中制得的清漆,除此之外,按照与实施例3-1同样的方法制作有机EL元件。
对于实施例3-1~3-3的元件,测定以亮度3000cd/m2驱动时的驱动电压、电流密度和发光效率、以及亮度的半衰期(初期亮度3000cd/m2达到一半所需要的时间)。结果示于表26。
[表26]
如表26所示,可以看出,由本发明的电荷传输性清漆制得的电荷传输性薄膜,可以适用于作为顶部发光结构的有机EL元件的空穴注入层。
[实施例4-1]
在氮气氛中,将式(H6-1)表示的三苯胺衍生物0.165g、式(H4-1)表示的芳基磺酸化合物0.325g溶解于1,3-二甲基-2-咪唑烷酮8g中。向所获溶液中加入环己醇12g和丙二醇4g,搅拌,进而向其中加入3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)0.016g以及苯基三甲氧基硅烷(信越化学工业(株)制)0.033g,搅拌,得到空穴注入层形成用组合物。予以说明,式(H6-1)表示的三苯胺衍生物按照国际公开第2013/084664号记载的方法来合成(下同)。
[化161]
接着,使用旋转涂布机将该空穴注入层形成用组合物涂布到ITO基板上,然后,在80℃干燥1分钟,进而在大气气氛中、230℃烘烤15分钟,在ITO基板上形成30nm的均匀薄膜作为空穴注入层。作为ITO基板,使用由氧化铟锡(ITO)在表面上按膜厚150nm形成了图案的25mm×25mm×0.7t的玻璃基板,在使用之前通过O2等离子体洗涤装置(150W、30秒钟)除去表面上的杂质。
然后,对于形成了薄膜的ITO基板,采用以苯胺衍生物6作为蒸镀源的蒸镀法(蒸镀速率0.2nm/秒),在空穴注入层上形成只包含苯胺衍生物6的30nm的均匀薄膜。
接着,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa),将CBP和Ir(PPy)3进行共蒸镀。共蒸镀时控制蒸镀速率,以便使Ir(PPy)3的浓度保持6%,使其叠层40nm。
最后,依次叠层BAlq、氟化锂和铝的薄膜,制得有机EL元件。此时,对于BAlq和铝,各自均按照蒸镀速率为0.2nm/秒的条件进行,而对于氟化锂,其蒸镀速率则为0.02nm/秒,上述三者的膜厚分别为20nm、0.5nm和100nm。
予以说明,采用与实施例2-1同样的方法将元件密封后,评价其特性。
对于实施例4-1的元件,测定驱动电流0.7mA时的驱动电压、亮度和发光效率。结果示于表27。
[表27]
如表27所示,可以看出,包含本发明苯胺衍生物的蒸镀膜的电荷传输性薄膜,其电荷传输性优良,适合作为有机EL元件的空穴注入层。
[3-2]薄膜作为空穴传输层或者空穴注入传输层的利用
[实施例5-1]
通过使用实施例1-62中制得的清漆,使用旋转涂布机进行涂布后,在80℃干燥1分钟,进而在大气气氛中、150℃烘烤5分钟,在空穴注入层上形成30nm的均匀薄膜,代替在空穴注入层上形成苯胺衍生物6的蒸镀膜,除此之外,按照与实施例4-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例5-2]
除了使烘烤时间为10分钟以外,其余按照与实施例5-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例5-3]
除了使烘烤温度为230℃以外,其余按照与实施例5-1同样的方法制作有机EL元件。
[实施例6-1]
使用旋转涂布机将实施例1-62中制得的清漆涂布到ITO基板上,然后在80℃干燥1分钟,进而在大气气氛中、150℃烘烤5分钟,在ITO基板上形成30nm的均匀薄膜。作为ITO基板,使用由氧化铟锡(ITO)在表面上按膜厚150nm形成了图案的25mm×25mm×0.7t的玻璃基板,在使用之前通过O2等离子体洗涤装置(150W、30秒钟)除去表面上的杂质。
接着,使用蒸镀装置(真空度1.0×10-5Pa),在形成了薄膜的ITO基板上共蒸镀CBP和Ir(PPy)3。共蒸镀时控制蒸镀速率,以便使Ir(PPy)3的浓度保持6%,使其叠层40nm。接着,依次叠层BAlq、氟化锂和铝的薄膜,制得有机EL元件。此时,对于BAlq和铝,各自均按照蒸镀速率为0.2nm/秒的条件进行,而对于氟化锂,其蒸镀速率则为0.02nm/秒,上述三者的膜厚分别为20nm、0.5nm和100nm。
予以说明,按照与实施例2-1同样的方法将元件密封后,评价其特性。
对于实施例5-1~5-3以及6-1的元件,测定以亮度1000cd/m2驱动时的驱动电压、电流密度和发光效率、以及驱动电流0.7mA时的亮度的半衰期(当将驱动电流保持在0.7mA来持续驱动元件时,亮度达到初期值的一半所需要的时间)。结果示于表28。
[表28]
如表28所示,可以看出,由本发明电荷传输性清漆制得的电荷传输性薄膜,能够作为空穴传输层或空穴注入传输层使用,利用该薄膜,能够制得亮度特性和耐久性均优良的有机EL元件。
Claims (27)
1.苯胺衍生物,其特征在于,其由式(1)或(2)表示:
[化1]
式中,R1及R2相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ph1表示由式(P1)表示的基团:
[化2]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团:
[化3]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z3表示卤原子、硝基或者氰基;
Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
Ar2相互独立地表示由式(A1)~(A18)的任一个表示的基团:
[化4]
式中,R155表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R156及R157相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
DPA表示二苯基氨基;
Ar4、Z1及Z3~Z5如上所述;
Ar3表示由式(C1)~(C8)的任一个表示的基团:
[化5]
k表示1~10的整数;
l表示1或2。
2.权利要求1所述的苯胺衍生物,其中,
上述Ar1为由式(B1')~(B11')的任一个表示的基团:
[化6]
式中,R7~R154及Ar4如上所述;
上述Ar3为由式(C1')~(C8')的任一个表示的基团:
[化7]
式中,DPA如上所述。
3.权利要求1或2所述的苯胺衍生物,其中,上述R3~R6、R7~R27、R30~R51及R53~R154为氢原子。
4.权利要求1所述的苯胺衍生物,其由式(1-1)表示:
[化8]
式中,Ar5同时表示由式(D1)~(D13)的任一个表示的基团;Ph1及k如上所述。
[化9]
式中,R52、R156、R157、Ar4及DPA如上所述。
5.权利要求1所述的苯胺衍生物,其由式(1-3)、(1-4)、(1-9)或者(1-10)表示:
[化10]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ar71表示由式(F2-2)表示的基团;Ar72表示由式(F1-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化11]
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及Ar4如上所述。
6.权利要求1所述的苯胺衍生物,其由式(1-5)、(1-6)、(1-11)或者(1-12)表示:
[化12]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ar71表示由式(F2-2)表示的基团;Ar72表示由式(F1-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化13]
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及Ar4如上所述。
7.电荷传输性物质,其包含权利要求1~6的任1项所述的苯胺衍生物。
8.电荷传输性材料,其含有权利要求7所述的电荷传输性物质。
9.电荷传输性清漆,其含有权利要求7所述的电荷传输性物质和有机溶剂。
10.权利要求9所述的电荷传输性清漆,其还含有掺杂剂物质。
11.权利要求10所述的电荷传输性清漆,其中,上述掺杂剂物质含有选自卤代四氰基对醌二甲烷及苯醌衍生物中的至少1种。
12.权利要求11所述的电荷传输性清漆,其中,上述掺杂剂物质还含有杂多酸化合物。
13.权利要求9~12的任1项所述的电荷传输性清漆,其中还含有有机硅烷化合物。
14.电荷传输性薄膜,其是使用权利要求9~13的任1项所述的电荷传输性清漆制作的。
15.电荷传输性薄膜,其是使用权利要求1~6的任1项所述的苯胺衍生物采用蒸镀法制作的。
16.有机电致发光元件,其具备权利要求14或15所述的电荷传输性薄膜。
17.权利要求16所述的有机电致发光元件,其中,上述电荷传输性薄膜为空穴注入层、空穴传输层或者空穴注入传输层。
18.权利要求1~3的任1项所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,使式(3)表示的胺化合物与式(4)表示的芳基化合物在催化剂的存在下进行反应,或者使式(5)表示的胺化合物与式(6)表示的芳基化合物在催化剂的存在下进行反应:
[化14]
式中,Ar1、Ph1及k如上所述;
[化15]
Ar2-X(4)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar2如上所述;
[化16]
式中,R1、R2、Ph1及l如上所述;
[化17]
Ar3-X(6)
式中,X及Ar3如上所述。
19.权利要求4所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,使式(7)表示的胺化合物与式(8)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化18]
式中,Ph1及k如上所述;
[化19]
Ar5-X(8)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar5如上所述。
20.权利要求5所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,
(A)将式(1-3P)表示的芳基化合物或者式(1-4P)表示的芳基化合物脱保护;
(B)使式(1-3)表示的苯胺衍生物与式(10)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应,或者使式(1-4)表示的苯胺衍生物与式(11)表示的烃化合物在催化剂存在下进行反应;或者
(C)使所述式(1-3)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(10)表示的芳基化合物进行反应,或者使所述式(1-4)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(11)表示的烃化合物进行反应:
[化20]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化21]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
[化22]
式中,Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化23]
式中,P2表示氨基的保护基;
[化24]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化25]
式中,Ar4如上所述;
[化26]
Ar4-X(10)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar4如上所述;
[化27]
式中,Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化28]
[化29]
Cb155-X(11)
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及X如上所述。
21.权利要求6所述的苯胺衍生物的制备方法,其特征在于,
(A)将式(1-5P)表示的芳基化合物或者式(1-6P)表示的芳基化合物脱保护;
(B)使式(1-5)表示的苯胺衍生物与式(10)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应,或者使式(1-6)表示的苯胺衍生物与式(11)表示的烃化合物在催化剂存在下进行反应;或者
(C)使所述式(1-5)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(10)表示的芳基化合物进行反应,或者使所述式(1-6)表示的苯胺衍生物与碱进行反应,使所获得的生成物与所述式(11)表示的芳基化合物进行反应:
[化30]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化31]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
[化32]
式中,Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化33]
式中,P2表示氨基的保护基;
[化34]
式中,Ar51表示由式(F1-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化35]
式中,Ar4如上所述;
[化36]
Ar4-X(10)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar4如上所述;
[化37]
式中,Ar52表示由式(F2-1)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化38]
[化39]
Cb155-X(11)
式中,Cb155表示可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;Z1、Z4及X如上所述。
22.胺化合物,其由式(3')表示:
[化40]
式中,Ph1表示由式(P1)表示的基团;
[化41]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,但是,2个Ar1不能同时成为由式(B1)表示的基团;
[化42]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z3表示卤原子、硝基或者氰基;
Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
k表示1~10的整数。
23.芳基化合物,其由式(1-3P)或者(1-4P)表示:
[化43]
式中,Ph1表示由式(P1)表示的基团;
[化44]
式中,R3~R6相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar1相互独立地表示由式(B1)~(B11)的任一个表示的基团,但是,2个Ar1不能同时成为由式(B1)表示的基团;
[化45]
式中,R7~R27、R30~R51及R53~R154相互独立地表示氢原子、卤原子、硝基、氰基、或者可被卤原子取代的、二苯基氨基、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基、碳数2~20的炔基、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R28及R29相互独立地表示可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
R52表示氢原子、可被Z4取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基、或者可被Z1取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Ar4相互独立地表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Z1表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z2取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
Z2表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z3表示卤原子、硝基或者氰基;
Z4表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z5取代的、碳数6~20的芳基或者碳数2~20的杂芳基;
Z5表示卤原子、硝基、氰基、或者可被Z3取代的、碳数1~20的烷基、碳数2~20的烯基或者碳数2~20的炔基;
k表示1~10的整数;
Ar61表示由式(P-1)表示的基团;
[化46]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1、Ar1及k如上所述;
[化47]
式中,P2表示氨基的保护基。
24.芳基化合物,其由式(1-5P)或者(1-6P)表示:
[化48]
式中,Ar61表示由式(P-1)表示的基团;
[化49]
式中,P1表示氨基的保护基;Ar4表示可被二(碳数6~20的芳基)氨基取代的碳数6~20的芳基;
Ar62表示由式(P-2)表示的基团;Ph1及k如上所述;
[化50]
式中,P2表示氨基的保护基。
25.权利要求22所述的胺化合物的制备方法,其特征在于,使式(10)表示的胺化合物与式(11)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化51]
式中,Ph1及k如上所述;
[化52]
Ar1-X(11)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar1如上所述。
26.权利要求23所述的芳基化合物的制备方法,其特征在于,使式(3)表示的胺化合物与式(G1P)表示的芳基化合物或者式(G2P)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化53]
式中,Ph1、Ar1及k如上所述;
[化54]
Ar61-X(G1P)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar61如上所述;
[化55]
Ar62-X(G2P)
式中,X及Ar62如上所述。
27.权利要求24所述的芳基化合物的制备方法,其特征在于,使式(7)表示的胺化合物与式(G1P)表示的芳基化合物或者式(G2P)表示的芳基化合物在催化剂存在下进行反应:
[化56]
式中,Ph1及k如上所述;
[化57]
Ar61-X(G1P)
式中,X表示卤原子或者假卤素基;Ar61如上所述;
[化58]
Ar62-X(G2P)
式中,X及Ar62如上所述。
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