CN111918950A - 用于电子器件的材料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及芴基胺化合物,其在电子器件中的用途,以及用于制备所述化合物的合成方法。
Description
技术领域
本申请涉及含有至少一个氨基的芴基化合物。所述化合物适用于电子器件中。
背景技术
在本申请的上下文中,电子器件应理解为是指所谓的有机电子器件,其含有有机半导体材料作为功能材料。更特别地,这些被理解为是指OLED(有机电致发光器件)。术语OLED被理解为是指具有包含有机化合物的一层或多层并在施加电压时发光的电子器件。OLED的结构和一般功能原理是本领域技术人员已知的。
在电子器件中,尤其是在OLED中,人们对改善性能数据,尤其是寿命、效率和工作电压非常感兴趣。在这些方面,尚未找到任何完全令人满意的解决方案。
另外,还寻求具有高玻璃化转变温度、低结晶趋势和高折射率的材料,尤其是用于OLED的空穴传输性和发光层的材料。
发光层和具有空穴传输性功能的层对电子器件的性能数据有很大的影响。还正在寻求在这些层中使用的新型化合物,尤其是空穴传输性化合物和可以用作发光层中的基质材料、尤其是磷光发光体的基质材料的化合物。
含有一个或多个直接或经由间隔基团键合至氨基的芴基的化合物在现有技术中已知为用于OLED的化合物,尤其是用作空穴传输性化合物。
然而,仍然需要适用于电子器件的替代化合物。还需要改善在电子器件中使用的性能数据,尤其是在寿命、工作电压和效率方面进行改善。
现已发现,来自上述结构类别的特定化合物非常适合用于电子器件,尤其是用于OLED中,甚至更尤其用作空穴传输材料和用作磷光发光体的基质材料。所述化合物优选导致器件的高寿命、高效率和低工作电压。进一步优选地,所述化合物具有低结晶趋势、高玻璃化转变温度和高折射率。
发明内容
因此,本申请提供了一种式(I)化合物,
其中芴基上的自由位置可各自被R2基团取代,并且其中另外:
R1在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、Si(R11)3、具有1至20个碳原子的直链烷基和烷氧基以及具有3至20个碳原子的支链或环状烷基或烷氧基,其中两个或更多个R1基团可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基和烷氧基可各自被一个或多个R11基团取代;
ArS在每种情况下相同或不同,并且选自具有6至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R3基团取代的芳族环系,以及具有5至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R3基团取代的杂芳族环系;
Ar1选自具有6至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R4基团取代的芳族环系,以及具有5至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R4基团取代的杂芳族环系;
HetAr1选自具有13至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R5基团取代的杂芳族环系;
R2、R3、R4、R5在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、C(=O)R11、CN、Si(R11)3、N(R11)2、P(=O)(R11)2、OR11、S(=O)R11、S(=O)2R11、具有1至20个碳原子的直链烷基或烷氧基、具有3至20个碳原子的支链或环状烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个选自R2基团的基团、两个或更多个选自R3基团的基团、两个或更多个选自R4基团的基团以及两个或更多个选自R5基团的基团在每种情况下可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基以及所提到的芳族环系和杂芳族环系可各自被一个或多个R11基团取代;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基中的一个或多个CH2基团可以被-R11C=CR11-、-C≡C-、Si(R11)2、C=O、C=NR11、-C(=O)O-、-C(=O)NR11-、NR11、P(=O)(R11)、-O-、-S-、SO或SO2替换;
R11在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、C(=O)R21、CN、Si(R21)3、N(R21)2、P(=O)(R21)2、OR21、S(=O)R21、S(=O)2R21、具有1至20个碳原子的直链烷基或烷氧基、具有3至20个碳原子的支链或环状烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个R11基团可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基以及所提到的芳族环系和杂芳族环系可各自被一个或多个R21基团取代;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基中的一个或多个CH2基团可以被-R21C=CR21-、-C≡C-、Si(R21)2、C=O、C=NR21、-C(=O)O-、-C(=O)NR21-、NR21、P(=O)(R21)、-O-、-S-、SO或SO2替换;
R21在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个R3基团可以彼此连接并可形成环;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基、芳族环系和杂芳族环系可被一个或多个选自F和CN的基团取代;
m、n相同或不同并且选自0、1、2和3,
其中标记m和n中的至少一个为0;并且
其中左侧的芴基通过标记#的位置之一键合至所述ArS基团或所述N。
式(I)的六元环内的圆是指所述环是芳族的。
以下内容适用于标记m和n:如果所述的标记是0,那么不存在由此指示的ArS基团,并且与此基团结合的基团直接彼此键合。如果所述的标记是2,那么存在两个ArS基团,其以-ArS-ArS-单元存在的方式彼此键合。如果所述的标记是3,那么存在三个ArS基团,其以-ArS-ArS-ArS-单元存在的方式彼此键合。
以下定义适用于本申请中使用的化学基团。除非给出任何更具体的定义,否则它们均适用。
在本发明的上下文中,芳基应理解为是指单个芳族环,即苯,或稠合芳族多环,例如萘、菲或蒽。在本申请的上下文中,稠合芳族多环由两个或更多个彼此稠合的单个芳族环组成。环之间的稠合在这里被理解为是指环彼此共享至少一个边。在本发明的上下文中,芳基含有6至40个芳族环原子,其中没有一个是杂原子。
在本发明的上下文中,杂芳基应理解为是指单个杂芳族环,例如吡啶、嘧啶或噻吩,或稠合杂芳族多环,例如喹啉或咔唑。在本申请的上下文中,稠合杂芳族多环由两个或更多个彼此稠合的单个芳族或杂芳族环组成,其中芳族和杂芳族环中的至少一个是杂芳族环。环之间的稠合在这里被理解为是指环彼此共享至少一个边。在本发明的上下文中,杂芳基含有5至40个芳族环原子,其中至少一个是杂原子。杂芳基的杂原子优选选自N、O和S。
各自可被上述基团取代的芳基或杂芳基尤其应理解为是指衍生自以下物质的基团:苯、萘、蒽、菲、芘、二氢芘、苣、苝、联三苯叉、荧蒽、苯并蒽、苯并菲、并四苯、并五苯、苯并芘、呋喃、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、吡咯、吲哚、异吲哚、咔唑、吡啶、喹啉、异喹啉、吖啶、菲啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、吩噻嗪、吩嗪、吡唑、吲唑、咪唑、苯并咪唑、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、唑、苯并唑、萘并唑、蒽并唑、菲并唑、异唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、苯并噻唑、哒嗪、苯并哒嗪、嘧啶、苯并嘧啶、喹喔啉、吡嗪、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲咯啉、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯并三唑、1,2,3-二唑、1,2,4-二唑、1,2,5-二唑、1,3,4-二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、四唑、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪、嘌呤、蝶啶、吲哚嗪和苯并噻二唑。
在本发明的上下文中,芳族环系是不一定仅含有芳基,而是可以另外含有一个或多个与至少一个芳基稠合的非芳族环的体系。这些非芳族环仅含有碳原子作为环原子。此定义所涵盖的基团的实例是四氢萘、芴和螺二芴。另外,术语“芳族环系”包括由两个或更多个经由单键彼此连接的芳族环系组成的体系,例如联苯、三联苯、7-苯基-2-芴基、四联苯和3,5-二苯基-1-苯基。在本发明的上下文中,芳族环系含有6至40个碳原子并且在环系中没有杂原子。“芳族环系”的定义不包括杂芳基。
杂芳族环系符合芳族环系的上述定义,不同之处在于它必须含有至少一个杂原子作为环原子。和芳族环系的情况一样,杂芳族环系不必只含有芳基和杂芳基,而是可以另外含有一个或多个与至少一个芳基或杂芳基稠合的非芳族环。非芳族环可以仅含有碳原子作为环原子,或者它们可以另外含有一个或多个杂原子,其中杂原子优选选自N、O和S。这种杂芳族环系的一个实例是苯并吡喃基。另外,术语“杂芳族环系”应理解为是指由两个或更多个经由单键彼此键合的芳族或杂芳族环系组成的体系,例如4,6-二苯基-2-三嗪基。在本发明的上下文中,杂芳族环系含有5至40个选自碳和杂原子的环原子,其中至少一个环原子是杂原子。杂芳族环系的杂原子优选选自N、O和S。
因此,本申请中定义的术语“杂芳族环系”和“芳族环系”彼此不同之处在于,芳族环系不能具有杂原子作为环原子,而杂芳族环系必须具有至少一个杂原子作为环原子。此杂原子可以作为非芳族杂环的环原子或作为芳族杂环的环原子存在。
根据以上定义,任何芳基均被术语“芳族环系”所涵盖,并且任何杂芳基均被术语“杂芳族环系”所涵盖。
具有6至40个芳族环原子的芳族环系或具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系尤其应理解为是指衍生自上述在芳基和杂芳基下提及的基团,以及衍生自联苯、三联苯、四联苯、芴、螺二芴、二氢菲、二氢芘、四氢芘、茚并芴、三聚茚、异三聚茚、螺三聚茚、螺异三聚茚、茚并咔唑的基团,或衍生自这些基团的组合的基团。
在本发明的上下文中,其中个别氢原子或CH2基团还可以被上述在基团的定义下提及的基团取代的具有1至20个碳原子的直链烷基和具有3至20个碳原子的支链或环状烷基和具有2至40个碳原子的烯基或炔基,优选应理解为是指甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、新戊基、正己基、环己基、新己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、2-乙基己基、三氟甲基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基或辛炔基。
其中个别氢原子或CH2基团还可以被上述在基团的定义下提及的基团取代的具有1至20个碳原子的烷氧基或硫代烷基,优选应理解为是指甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、仲戊氧基、2-甲基丁氧基、正己氧基、环己氧基、正庚氧基、环庚氧基、正辛氧基、环辛氧基、2-乙基己氧基、五氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、甲基硫基、乙基硫基、正丙基硫基、异丙基硫基、正丁基硫基、异丁基硫基、仲丁基硫基、叔丁基硫基、正戊基硫基、仲戊基硫基、正己基硫基、环己基硫基、正庚基硫基、环庚基硫基、正辛基硫基、环辛基硫基、2-乙基己基硫基、三氟甲基硫基、五氟乙基硫基、2,2,2-三氟乙基硫基、乙烯基硫基、丙烯基硫基、丁烯基硫基、戊烯基硫基、环戊烯基硫基、己烯基硫基、环己烯基硫基、庚烯基硫基、环庚烯基硫基、辛烯基硫基、环辛烯基硫基、乙炔基硫基、丙炔基硫基、丁炔基硫基、戊炔基硫基、己炔基硫基、庚炔基硫基或辛炔基硫基。
在本申请的上下文中,两个或更多个基团可以一起形成环的措词应被理解为尤其是指两个基团通过化学键彼此连接。然而,另外,上述措辞还应理解为是指,如果两个基团之一是氢,那么第二个基团结合至氢原子键合的位置,从而形成环。
R1优选在每种情况下相同或不同,优选相同,并且选自具有1至10个碳原子的直链烷基和具有3至10个碳原子的支链或环状烷基,其中两个或更多个R1基团可以彼此连接并可形成环,并且其中所述烷基中的一个或多个氢原子可以被D替换。更优选地,R1在每种情况下相同或不同,优选相同,并且选自甲基、正辛基和环戊基;最优选地,R1是甲基。
优选的ArS基团选自苯、联苯、三联苯、萘、芴、茚并芴、茚并咔唑、螺二芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩和咔唑,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代。最优选地,ArS是苯,其在每种情况下可以被一个或多个R3基团取代。当ArS是苯时,R3优选地选自H、甲基和苯基。
m和n优选是0或1,其中标记m和n中的至少一个为0。更优选地,m和n都是0。
Ar1优选选自具有6至20个芳族环原子并且可以被一个或多个R4基团取代的芳族环系。特别优选的Ar1基团选自苯、联苯、三联苯、萘、苯基萘、芴、茚并芴、茚并咔唑、螺二芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩和咔唑,尤其是N-芳基咔唑,它们中的每一个可以被一个或多个R4基团取代。甚至更优选地,Ar1是苯或萘,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代,更优选苯,其在每种情况下可以被一个或多个R4基团取代。当Ar1是苯时,R4优选选自H、甲基和苯基。
优选的Ar1基团示于下表中:
HetAr1优选选自二苯并呋喃、苯并萘并呋喃、二苯并噻吩、苯并萘并噻吩、通过其碳原子之一键合的咔唑、通过其氮原子键合的咔唑、通过其碳原子之一键合的苯并咔唑和通过其氮原子键合的苯并咔唑,更优选二苯并呋喃、二苯并噻吩和咔唑,其中咔唑优选通过其碳原子之一键合,并且所提到的基团可以被一个或多个R5基团取代。
式(I)中的-Ar1-HetAr1基团优选符合以下式(H-1)或(H-2):
其中Y是O、S或NR5,更优选O、S或N-Ph,其中Ph是可以被一个或多个R11基团取代的苯基;并且
其中R4和R5和上文定义的相同,并且优选是H或苯基,更优选H;
并且其中所述基团通过自由键与式(I)中的氮原子键合。
R2、R3、R4、R5优选在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、CN、Si(R11)3、N(R11)2、具有1至20个碳原子的直链烷基、具有3至20个碳原子的支链或环状烷基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系,其中所述烷基、所述芳族环系和所述杂芳族环系可各自被一个或多个R11基团取代。最优选地,R2、R3、R4、R5在每种情况下相同或不同,并且选自H、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系,所述芳族环系和所述杂芳族环系中的每一个可以被一个或多个R11基团取代。最优选地,R2、R3、R4、R5在每种情况下相同或不同,并且选自H和苯基,尤其H。
R11优选在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、CN、Si(R21)3、N(R21)2、具有1至20个碳原子的直链烷基、具有3至20个碳原子的支链或环状烷基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系,其中所述烷基、所述芳族环系和所述杂芳族环系可各自被一个或多个R21基团取代。
优选地,式(I)中的左侧的芴基在4位键合至ArS基团或N。优选地,式(I)中的右侧的芴基在4位或2位键合至ArS基团或N。
芴基上的这些位置定义如下:
式(I)的实施方案为以下式:
其中出现的基团和标记如上所定义的,其中芴基的未占据位置可以各自被R2基团取代,并且其中标记m和n中的至少一个为0。
这些式中,优选式(I-A)。
式(I-A)的优选实施方案为下式:
其中变量基团和上文定义的相同,并且其中芴基上的未占据位置可以各自被R2基团取代。优选地,在式中,ArS选自邻苯亚基、间苯亚基和对苯亚基,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代。这里R3优选选自H、具有1至10个碳原子的烷基和具有6至40个芳族环原子的芳族环系,更优选选自H、甲基和苯基。另外,-Ar1-HetAr1基团优选符合式(H-1)或(H-2),更优选符合式(H-1)。
式(I-B)的优选实施方案为下式:
其中变量基团如上文所定义,并且其中芴基上的未占据位置可以各自被R2基团取代。优选地,在式中,ArS选自邻苯亚基、间苯亚基和对苯亚基,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代。这里R3优选选自H、具有1至10个碳原子的烷基和具有6至40个芳族环原子的芳族环系,更优选选自H、甲基和苯基。另外,-Ar1-HetAr1基团优选符合式(H-1)或(H-2),更优选符合式(H-1)。
式(I-C)的优选实施方案为下式:
其中变量基团如上文所定义,并且其中芴基上的未占据位置可以各自被R2基团取代。优选地,在式中,ArS选自邻苯亚基、间苯亚基和对苯亚基,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代。这里R3优选选自H、具有1至10个碳原子的烷基和具有6至40个芳族环原子的芳族环系,更优选选自H、甲基和苯基。另外,-Ar1-HetAr1基团优选符合式(H-1)或(H-2),更优选符合式(H-1)。
下列化合物是式(I)的优选实施方案:
式(I)化合物可以通过有机化学中的已知反应,尤其是通过布赫瓦尔德偶联反应来制备。
制备式(I)化合物的优选合成路线在以下方案1中显示。
方案1
此处出现的变量如对于式(I)所定义的,并且X选自反应性基团,优选选自Cl、Br和I。
在方案1中,式HetAr1-Ar1-NH2的伯胺用作起始物质。在许多情况下,其合成在现有技术中是已知的。在其它情况下,其可以通过已知的合成方法制备。所提到的伯胺在布赫瓦尔德偶联反应中与带有反应性X基团的芴基衍生物反应。在第二布赫瓦尔德偶联反应中,使所得的中间体仲胺与另一芴基衍生物反应。得到式(I)化合物。
制备式(I)化合物的另一种同样优选的方法显示在下面的方案2中。在此方法中,伯胺HetAr1-Ar1-NH2在单个布赫瓦尔德偶联反应中转化为式(I)化合物。这使用了更多当量的带有反应性基团的芴基衍生物,因此叔胺在一个步骤中从伯胺直接获得。
方案2
本申请提供了一种制备式(I)化合物的方法,其特征在于,在布赫瓦尔德偶联反应中,使其中出现的变量和对于式(I)定义的相同的化合物HetAr1-Ar1-NH2与具有反应性X基团的芴反应。
优选地,反应性基团X选自Cl、Br和I。在一个优选实施方案中,式(I)化合物是由化合物HetAr1-Ar1-NH2在单个步骤中通过一个步骤中的双偶联反应获得的。在另一个优选实施方案中,式(I)化合物是在两个连续步骤中通过以下方式获得的:首先在第一布赫瓦尔德偶联反应中使化合物HetAr1-Ar1-NH2与带有反应性基团的芴在伯胺的两个N-H键之一上反应。随后,在第二布赫瓦尔德偶联反应中,使获得的中间体(其为仲胺)与带有反应性基团的另外的芴在剩余的N-H键处反应,得到式(I)化合物。
上述化合物,尤其是被反应性离去基团,诸如溴、碘、氯、硼酸或硼酸酯取代的化合物,可以用作生产相应的低聚物、树枝状大分子或聚合物的单体。合适的反应性离去基团是例如溴、碘、氯、硼酸、硼酸酯、胺、具有末端C-C双键或C-C三键的烯基或炔基、环氧乙烷、氧杂环丁烷、进行环加成(例如1,3-偶极环加成)的基团(例如二烯或叠氮化物)、羧酸衍生物、醇和硅烷。
因此,本发明进一步提供了低聚物、聚合物或树枝状大分子,其含有一种或多种式(I)化合物,其中一个或多个与所述聚合物、低聚物或树枝状大分子连接的键可位于式(I)中被R1、R2、R3、R4或R5取代的任何所需位置。根据化合物的连接,化合物是低聚物或聚合物的侧链的一部分或主链的一部分。在本发明的上下文中,低聚物应理解为是指由至少三个单体单元形成的化合物。在本发明的上下文中,聚合物应理解为是指由至少十个单体单元形成的化合物。本发明的聚合物、低聚物或树枝状大分子可以是共轭的、部分共轭的或非共轭的。本发明的低聚物或聚合物可以是线性的、支化的或树枝状的。在具有线性连接的结构中,式(I)的单元可以直接彼此连接,或者它们可以通过二价基团,例如通过取代或未取代的烷亚基、通过杂原子或通过二价芳族或杂芳族基团彼此连接。在支化和树枝状结构中,例如,三个或更多个式(I)的单元可以通过三价或更高价的基团,例如通过三价或更高价的芳族或杂芳族基团连接,以得到支化或树枝状的低聚物或聚合物。
对于低聚物、树枝状大分子和聚合物中的式(I)的重复单元,适用与以上对于式(I)化合物所述相同的优选方案。
为了制备低聚物或聚合物,使本发明的单体均聚或与其它单体共聚。合适的和优选的共聚单体选自芴、螺二芴、对苯亚基、咔唑、噻吩、二氢菲、顺式和反式茚并芴、酮、菲或这些单元中的两个或更多个。聚合物、低聚物和树枝状大分子通常还含有其它单元,例如发光(荧光或磷光)单元,例如乙烯基三芳基胺或磷光金属络合物,和/或电荷输送单元,尤其是基于三芳基胺的那些。
本发明的聚合物和低聚物通常通过一种或多种单体类型的聚合来制备,其中至少一种单体导致聚合物中式(I)的重复单元。合适的聚合反应是本领域技术人员已知的并且在文献中有所描述。导致形成C-C或C-N键的特别合适和优选的聚合反应是铃木聚合、山本聚合、斯蒂勒聚合和哈特维希-布赫瓦尔德聚合。
为了从液相例如通过旋涂或通过印刷方法加工本发明的化合物,需要本发明的化合物的制剂。这些制剂可以是例如溶液、分散液或乳液。为此,可优选使用两种或更多种溶剂的混合物。合适的和优选的溶剂是例如甲苯,苯甲醚,邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯,苯甲酸甲酯,均三甲苯,四氢萘,藜芦醚,THF,甲基-THF,THP,氯苯,二烷,苯氧基甲苯,尤其3-苯氧基甲苯,(-)-葑酮,1,2,3,5-四甲基苯,1,2,4,5-四甲基苯,1-甲基萘,2-甲基苯并噻唑,2-苯氧基乙醇,2-吡咯烷酮,3-甲基苯甲醚,4-甲基苯甲醚,3,4-二甲基苯甲醚,3,5-二甲基苯甲醚,苯乙酮,α-松油醇,苯并噻唑,苯甲酸丁酯,异丙苯,环己醇,环己酮,环己基苯,十氢萘,十二烷基苯,苯甲酸乙酯,茚满,苯甲酸甲酯,NMP,对伞花烃,苯乙醚,1,4-二异丙基苯,二苄基醚,二甘醇丁基甲基醚,三甘醇丁基甲基醚,二甘醇二丁基醚,三甘醇二甲基醚,二甘醇单丁基醚,三丙二醇二甲基醚,四甘醇二甲基醚,2-异丙基萘,戊基苯,己基苯,庚基苯,辛基苯,1,1-双(3,4-二甲基苯基)乙烷,或这些溶剂的混合物。
因此,本发明还提供一种制剂,尤其是溶液、分散液或乳液,其包含至少一种式(I)化合物,和至少一种溶剂,优选有机溶剂。可以制备这种溶液的方式是本领域技术人员已知的。
本发明化合物适用于电子器件,尤其是有机电致发光器件(OLED)中。取决于取代,所述化合物用于不同的功能和层中。
因此,本发明还提供了式(I)化合物在电子器件中的用途。此电子器件优选地选自有机集成电路(OIC)、有机场效应晶体管(OFET)、有机薄膜晶体管(OTFT)、有机发光晶体管(OLET)、有机太阳能电池(OSC)、有机光学检测器、有机感光体、有机场猝熄器件(OFQD)、有机发光电化学电池(OLEC)、有机激光二极管(O-激光),更优选有机电致发光器件(OLED)。
如上所述,本发明还提供了一种电子器件,其包含至少一种式(I)化合物。此电子器件优选地选自上述器件。
更优选的是一种有机电致发光器件(OLED),其包含阳极、阴极和至少一个发光层,其特征在于,至少一个可以是发光层、空穴传输性层或其它层的有机层包含至少一种式(I)化合物。
除了阴极、阳极和发光层之外,有机电致发光器件还可以包含其它层。这些在每种情况下选自例如一个或多个空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、电子阻挡层、激子阻挡层、中间层、电荷产生层和/或有机或无机p/n结。
包含式(I)化合物的有机电致发光器件的层的顺序优选如下:
阳极-空穴注入层-空穴传输层-任选另外的空穴传输层-任选的电子阻挡层-发光层-任选的空穴阻挡层-电子传输层-电子注入层-阴极。另外可以在OLED中存在其它层。
本发明的有机电致发光器件可以含有两个或更多个发光层。更优选地,在这种情况下,这些发光层在380nm与750nm之间总共具有多个发光峰值,使得总体结果是白色发光;换句话说,在发光层中使用可以发荧光或发磷光并且发出蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光的多种发光化合物。尤其优选的是三层体系,即具有三个发光层的体系,其中三个层显示蓝色、绿色和橙色或红色发光。本发明化合物在此优选存在于空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层和/或发光层中,更优选存在于发光层中作为基质材料和/或存在于电子阻挡层中。
根据本发明,优选将式(I)化合物用于包含一种或多种磷光发光化合物的电子器件中。在这种情况下,化合物可以存在于不同的层中,优选存在于空穴传输层、电子阻挡层、空穴注入层和/或发光层中。更优选地,它存在于电子阻挡层或与磷光发光化合物组合存在于发光层中。在后一种情况下,磷光发光化合物优选选自红色或绿色磷光发光化合物。它最优选存在于电子阻挡层中。
术语“磷光发光化合物”通常包括其中通过自旋禁止跃迁实现光的发射的化合物,所述自旋禁止跃迁例如是从激发三重态或具有更高自旋量子数的状态(例如五重态)的跃迁。
合适的磷光发光化合物(=三重态发光体)尤其是这样的化合物,其在适当激发时优选在可见光区发光,并且还含有至少一个原子序数大于20,优选大于38且小于84,更优选大于56且小于80的原子。优选使用含有铜、钼、钨、铼、钌、锇、铑、铱、钯、铂、银、金或铕的化合物,尤其是含有铱、铂或铜的化合物,作为磷光发光化合物。在本发明的上下文中,所有发光的铱、铂或铜络合物被认为是磷光发光化合物。
一般来说,根据现有技术用于磷光OLED和有机电致发光器件领域的本领域技术人员已知的所有磷光络合物都是合适的。对于本领域技术人员而言,也可以在不付出创造性劳动的情况下在有机电致发光器件中与式(I)化合物组合而使用其它磷光络合物。下表列出了其它实例:
另外,可以使用以下化合物:
在本发明的一个优选实施方案中,式(I)化合物用作空穴传输性材料。然后优选将所述化合物置于空穴传输性层中。空穴传输性层的优选实施方案是空穴传输层、电子阻挡层和空穴注入层。当式(I)化合物存在于空穴传输性层中时,空穴传输性层优选为电子阻挡层。这优选在阳极侧直接邻接发光层。
根据本申请的空穴传输层是在阳极与发光层之间的具有空穴传输性功能的层。更具体地,它是空穴传输性层,但其不是空穴注入层,也不是电子阻挡层。
在本申请的上下文中,空穴注入层和电子阻挡层被理解为空穴传输性层的具体实施方案。在阳极与发光层之间有多个空穴传输性层的情况下,空穴注入层是直接邻接于阳极或仅通过阳极的单个涂层与阳极隔开的空穴传输性层。在阳极与发光层之间有多个空穴传输性层的情况下,电子阻挡层是在阳极侧与发光层直接邻接的那个空穴传输性层。优选地,本发明的OLED在阳极与发光层之间包含两个、三个或四个空穴传输性层,其中至少一个优选地含有式(I)化合物,并且更优选地,恰好一个或两个含有式(I)化合物。
如果式(I)化合物用作空穴传输层、空穴注入层或电子阻挡层中的空穴传输材料,那么所述化合物可以作为纯材料使用,即以100%的比例用于空穴传输层,或者它可以与一种或多种其它化合物组合使用。在一个优选实施方案中,包含式(I)化合物的有机层然后另外含有一种或多种p型掺杂剂。根据本发明使用的p型掺杂剂优选是那些能够氧化混合物中一种或多种其它化合物的有机电子受体化合物。
特别优选作为p型掺杂剂的是醌二甲烷化合物、氮杂茚并芴二酮、氮杂莒、氮杂联三苯叉、I2、金属卤化物(优选过渡金属卤化物)、金属氧化物(优选包含至少一种过渡金属或第3主族金属的金属氧化物)以及过渡金属络合物(优选Cu、Co、Ni、Pd和Pt与含有至少一个氧原子作为结合位点的配体的络合物)。还优选过渡金属氧化物作为掺杂剂,优选铼、钼和钨的氧化物,更优选Re2O7、MoO3、WO3和ReO3。
p型掺杂剂优选在p型掺杂层中基本上均匀分布。这可以例如通过p型掺杂剂和空穴传输材料基质的共蒸发来实现。
优选的p型掺杂剂尤其是以下化合物:
在本发明的另一个优选实施方案中,式(I)化合物作为空穴传输材料与六氮杂联三苯叉衍生物组合用在OLED中。在此特别优选在单独的层中使用六氮杂联三苯叉衍生物。
在本发明的一个优选实施方案中,式(I)化合物作为基质材料与一种或多种发光化合物、优选磷光发光化合物组合用在发光层中。在此,磷光发光化合物优选选自红色磷光和绿色磷光化合物。
在这种情况下,基质材料在发光层中的比例按体积计在50.0%与99.9%之间,优选按体积计在80.0%与99.5%之间,更优选按体积计在85.0%与97.0%之间。
相应地,发光化合物的比例按体积计在0.1%与50.0%之间,优选按体积计在0.5%与20.0%之间,并且更优选按体积计在3.0%与15.0%之间。
有机电致发光器件的发光层还可以含有包含多种基质材料的体系(混合基质体系)和/或多种发光化合物。同样在这种情况下,发光化合物通常是在体系中具有较小比例的那些化合物,而基质材料是在体系中具有较大比例的那些化合物。然而,在个别情况下,体系中单一基质材料的比例可以小于单一发光化合物的比例。
优选将式(I)化合物用作混合基质体系的组分,优选用于磷光发光体的混合基质体系。混合基质体系优选包含两种或三种不同的基质材料,更优选两种不同的基质材料。优选地,在这种情况下,两种材料中的一种是具有空穴传输性质的材料,而另一种材料是具有电子传输性质的材料。式(I)化合物优选为具有空穴传输性质的基质材料。相应地,当将式(I)化合物用作OLED的发光层中的磷光发光体的基质材料时,在发光层中存在具有电子传输性质的第二基质化合物。两种不同的基质材料可以以1:50至1:1,优选1:20至1:1,更优选1:10至1:1,最优选1:4至1:1的比率存在。
然而,混合基质组分的期望的电子传输和空穴传输性质也可以主要或完全组合在单个混合基质组分中,在这种情况下,其它混合基质组分实现其它功能。
混合基质体系可包含一种或多种发光化合物,优选一种或多种磷光发光化合物。通常,混合基质体系优选用于磷光有机电致发光器件中。
可以与本发明化合物组合用作混合基质体系的基质组分的特别合适的基质材料选自以下针对磷光发光化合物指定的优选基质材料,其中尤其是选自具有电子传输性质的那些。可以与本发明化合物组合用作混合基质体系的基质组分的特别优选的基质材料是以下材料。
在下文中列出了电子器件中不同功能材料的优选实施方案。
优选的荧光发光化合物选自芳基胺类。在本发明的上下文中,芳基胺或芳族胺应理解为是指含有三个直接键合于氮的取代或未取代的芳族或杂芳族环系的化合物。优选地,这些芳族或杂芳族环系中的至少一个是稠合环系,更优选具有至少14个芳族环原子。这些的优选实例是芳族蒽胺、芳族蒽二胺、芳族芘胺、芳族芘二胺、芳族苣胺或芳族苣二胺。芳族蒽胺应理解为是指其中二芳基氨基直接键合至蒽基,优选在9位上键合的化合物。芳族蒽二胺应理解为是指其中两个二芳基氨基直接键合至蒽基,优选在9,10位上键合的化合物。芳族的芘胺、芘二胺、苣胺和苣二胺类似地定义,其中二芳基氨基优选在1位或1,6位上与芘键合。还优选的发光化合物是茚并芴胺或茚并芴二胺、苯并茚并芴胺或苯并茚并芴二胺和二苯并茚并芴胺或二苯并茚并芴二胺以及具有稠合芳基的茚并芴衍生物。同样优选的是芘芳基胺、苯并茚并芴胺、苯并芴胺、扩展的苯并茚并芴、吩嗪和被呋喃单元或被噻吩单元取代的芴衍生物。
有用的基质材料,优选用于荧光发光化合物的基质材料,包括多种物质类别的材料。优选的基质材料选自以下类别:低聚芳亚基(例如2,2’,7,7’-四苯基螺二芴或二萘基蒽),尤其含有稠合芳族基团的低聚芳亚基,低聚芳亚基乙烯亚基(例如DPVBi或螺-DPVBi),多足金属络合物,空穴传导化合物,电子传导化合物,尤其酮、氧化膦和氧化硫,阻转异构体,硼酸衍生物,或苯并蒽。特别优选的基质材料选自以下类别:包含萘、蒽、苯并蒽和/或芘的低聚芳亚基或这些化合物的阻转异构体、低聚芳亚基乙烯亚基、酮、氧化膦和亚砜。非常特别优选的基质材料选自以下类别:包含蒽、苯并蒽、苯并菲和/或芘的低聚芳亚基或这些化合物的阻转异构体。在本发明的上下文中,低聚芳亚基应理解为是指其中至少三个芳基或芳亚基彼此键合的化合物。
磷光发光化合物的优选基质材料是芳族酮,芳族氧化膦或芳族亚砜或砜,三芳基胺,咔唑衍生物,吲哚并咔唑衍生物,茚并咔唑衍生物,氮杂咔唑衍生物,双极基质材料,硅烷,硼氮杂环戊熳或硼酸酯,三嗪衍生物,锌络合物,硅二氮杂环戊熳或硅四氮杂环戊熳衍生物,磷二氮杂环戊熳衍生物,桥接咔唑衍生物,联三苯叉衍生物,或内酰胺,以及式(I)化合物。
适用于本发明电子器件的空穴注入或空穴传输层或电子阻挡层或电子传输层中的合适的电荷传输材料是例如Y.Shirota等人,Chem.Rev.2007,107(4),953-1010中公开的化合物,或根据现有技术在这些层中使用的其它材料,以及式(I)化合物。
OLED的空穴传输层的优选材料是以下材料:
优选地,本发明OLED包含两个或更多个不同的空穴传输性层。式(I)化合物在此可以在一个或多个或所有空穴传输性层中使用。在一个优选实施方案中,式(I)化合物在恰好一个或恰好两个空穴传输性层中使用,而其它化合物、优选芳族胺化合物,在存在的另外的空穴传输性层中使用。与式(I)化合物一起优选在本发明OLED的空穴传输性层中使用的另外的化合物尤其是茚并芴胺衍生物、胺衍生物、六氮杂联三苯叉衍生物、具有稠合芳族体系的胺衍生物、单苯并茚并芴胺、二苯并茚并芴胺、螺二芴胺、芴胺、螺二苯并吡喃胺、二氢吖啶衍生物、螺二苯并呋喃和螺二苯并噻吩,菲二芳基胺、螺三苯并环庚三烯酚酮、具有间苯二胺基的螺二芴、螺双吖啶、呫吨二芳基胺和具有二芳基氨基的9,10-二氢蒽螺化合物。
用于电子传输层的材料可以是根据现有技术用作电子传输层中的电子传输材料的任何材料。尤其合适的是铝络合物,例如Alq3,锆络合物,例如Zrq4,锂络合物,例如Liq,苯并咪唑衍生物,三嗪衍生物,嘧啶衍生物,吡啶衍生物,吡嗪衍生物,喹喔啉衍生物,喹啉衍生物,二唑衍生物,芳族酮,内酰胺,硼烷,磷二氮杂环戊熳衍生物和氧化膦衍生物。下表中所示的化合物是特别优选的:
电子器件的优选阴极是具有低逸出功的金属、由多种金属组成的金属合金或多层结构,所述多种金属例如碱土金属、碱金属、主族金属或镧系元素(例如Ca、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)。另外,合适的是由碱金属或碱土金属和银组成的合金,例如由镁和银组成的合金。在多层结构的情况下,除了提到的金属外,还可以使用其它具有相对高逸出功的金属,例如Ag或Al,在这种情况下,通常使用诸如Ca/Ag、Mg/Ag或Ba/Ag的金属的组合。在金属阴极与有机半导体之间引入介电常数高的材料的薄中间层也是优选的。用于此目的的有用材料的实例是碱金属或碱土金属的氟化物,但还有相应的氧化物或碳酸盐(例如LiF、Li2O、BaF2、MgO、NaF、CsF、Cs2CO3等)。为此也可以使用喹啉锂(LiQ)。此层的层厚度优选在0.5与5nm之间。
优选的阳极是具有高逸出功的材料。优选地,阳极相对于真空具有大于4.5eV的逸出功。首先,具有高氧化还原电势的金属例如Ag、Pt或Au适合于此目的。其次,金属/金属氧化物电极(例如Al/Ni/NiOx、Al/PtOx)也可以是优选的。对于某些应用,电极中的至少一个必须是透明的或部分透明的,以便能够辐照有机材料(有机太阳能电池)或发出光(OLED,O-激光)。这里优选的阳极材料是导电混合金属氧化物。特别优选氧化锡铟(ITO)或氧化铟锌(IZO)。还优选导电掺杂的有机材料,尤其是导电掺杂的聚合物。另外,阳极也可以由两个或更多个层组成,例如由ITO的内层和金属氧化物的外层组成,所述金属氧化物优选是氧化钨、氧化钼或氧化钒。
器件被适当结构化(根据应用情况)、设置接触连接并最终密封,以排除水和空气的破坏作用。
在一个优选实施方案中,电子器件特征在于一个或多个层通过升华工艺涂覆。在这种情况下,通过在真空升华系统中的气相沉积以小于10-5毫巴、优选小于10-6毫巴的初始压力施加材料。然而,在这种情况下,初始压力也可以甚至更低,例如小于10-7毫巴。
同样优选一种电子器件,其特征在于,一个或多个层通过OVPD(有机气相沉积)方法或借助载气升华涂覆。在这种情况下,以10-5毫巴与1巴之间的压力施加材料。这种方法的一种特殊情况是OVJP(有机蒸汽喷射印刷)方法,在所述方法中,材料直接通过喷嘴施加,从而结构化(例如M.S.Arnold等人,Appl.Phys.Lett.2008,92,053301)。
另外,优选一种电子器件,其特征在于,例如通过旋涂或通过任何印刷方法,例如丝网印刷、柔性版印刷、喷嘴印刷或胶版印刷,但更优选LITI(光诱导热成像,热转移印刷)或喷墨印刷,从溶液产生一个或多个层。为此目的,需要可溶性的式(I)化合物。通过化合物的适当取代可以实现高溶解度。
还优选本发明的电子器件是从溶液中施加一个或多个层并且通过升华法施加一个或多个层来制造的。
根据本发明,包含一种或多种式(I)化合物的电子器件可以用在显示器中,用作照明应用中的光源以及用作医学和/或美容应用中的光源。
具体实施方式
实施例
A)合成实施例:
除非另有说明,否则随后的合成是在保护性气体气氛下在无水溶剂中进行。溶剂和试剂可以从例如Sigma-ALDRICH或ABCR购买。方括号中的相应数字或对于单个化合物引用的数字与文献中已知的化合物的CAS编号有关。
A-1)制备合成子:
S1:
首先将4-二苯并呋喃硼酸[CAS-100124-06-9](70.10g;330.7mmol)、3-溴苯胺[CAS-591-19-5](52.00g;302.2mmol)和20%w/w氢氧化钠溶液(180ml;1.37mol)装入四氢呋喃(750ml)和水(100ml)中,并且用氩气饱和45分钟。之后,引入三(二苄叉丙酮)二钯(0)[CAS-51364-51-3](276mg;0.30mmol)和三-邻甲苯基膦(920mg;3.02mmol),将反应混合物在回流下搅拌10小时。冷却混合物后,将其用冰醋酸调节至pH 7,并且将有机相在分液漏斗中分离出来并分离。随后,将有机相通过硅胶的玻璃料以乙酸乙酯浆液的形式过滤。将硅胶用乙酸乙酯洗涤两次(每次150ml),滤液经Na2SO4干燥,然后浓缩至干燥。粗产物从乙酸乙酯中重结晶。产率:66.5g(244mmol),81%;纯度:通过1H NMR,>95%。
S15:
程序类似于S1的实验描述,但其中使用2-二苯并噻吩硼酸[CAS-668983-97-9]而非4-二苯并呋喃硼酸,使用4-溴苯胺[CAS-106-40-1]而非3-溴苯胺。后面处理是类似的。粗产物从正丁醇中重结晶。产率73.5g(267mmol,88%);通过1H NMR,纯度>97%。
S23:
程序类似于S1的实验描述,但其中使用3-N-苯基咔唑硼酸[CAS-854952-58-2]而非4-二苯并呋喃硼酸,使用2-溴苯胺[CAS-615-36-1]而非3-溴苯胺。后面处理是类似的。粗产物通过柱色谱法纯化。产率48.0g(144mmol,47%);通过1H NMR,纯度>95%。
随后的化合物可以类似的方式制备。在这种情况下,也可以使用柱色谱法纯化;或使用其它标准溶剂,诸如乙醇、丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃、乙酸正丁酯、1,4-二烷重结晶或热萃取进行纯化;或使用高沸点物质,诸如二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等重结晶进行纯化。产率通常在40%与90%之间的范围内。
S100
首先将4-(9-苯基咔唑-3-基)苯胺[CAS-1370034-59-5](16.72g;50.0mmol)、4-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-942615-32-9](14.34g;52.5mmol)和碳酸铯(32.58g;100.0mmol)装入邻二甲苯(300ml),并用氩气饱和45分钟。之后,引入1,1-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯(II)与DCM的络合物[CAS-95464-05-4](1.22g;1.5mmol),并且将反应混合物在回流下搅拌24小时。混合物冷却后,向其中加入400ml甲苯进行扩充,并且有机相用水(2×400ml)洗涤。有机相用于形成硅藻土床浆液,并用甲苯过滤,滤液经Na2SO4干燥并浓缩至干燥。残余物从环己烷中重结晶。产率:20.4g(38.7mmol),77%;纯度:通过1H NMR,>98%。
S101:
程序类似于S100的实验描述,但其中使用S19而非4-(9-苯基咔唑-3-基)苯胺,使用3-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-1190360-23-6]而非4-溴-9,9-二甲基-9H-芴。粗产物通过柱色谱法纯化。产率:10.9g(24.2mmol),48%;纯度:通过1H NMR,>97%。
S102
程序类似于S100的实验描述,但其中使用S8而非4-(9-苯基咔唑-3-基)苯胺,使用1-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-1225053-54-2]而非4-溴-9,9-二甲基-9H-芴。粗产物从乙腈中重结晶。产率:15.9g(33.9mmol),68%;纯度:通过1H NMR,>97%。
以类似的方式,可以制备以下化合物:在这种情况下,所用的催化剂体系也可以是三(二苄叉丙酮)二钯(0)[CAS-51364-51-3](0.02当量)和S-Phos[CAS-657408-07-6](0.04当量)而非1,1-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯(II)与DCM的络合物[CAS-95464-05-4]。在这种情况下,也可以使用柱色谱法纯化;或使用其它标准溶剂,诸如乙醇、丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃、乙酸正丁酯、1,4-二烷重结晶或热萃取进行纯化;或使用高沸点物质,诸如二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等重结晶进行纯化。产率通常在40%与85%之间的范围内。
A-2)制备最终产物
P1:
首先将4-二苯并呋喃-4-基苯胺[CAS 578027-21-1](12.00g;46.26mmol)、4-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-942615-32-9](26.55g;97.2mmol)和叔丁醇钠(13.34g;138.83mmol)装入甲苯(500ml),并用氩气饱和45分钟。之后,引入乙酸钯(II)[3375-31-3](519mg;2.31mmol)和1.0M三叔丁基膦的甲苯溶液[13716-12-6](4.63ml;4.63mmol),并且将混合物在回流下搅拌16小时。将此混合物冷却后,加入200ml正庚烷进行扩充,将沉淀的固体抽滤出并与500ml水一起搅拌,然后将固体再次滤出并用乙醇(4×50ml)洗涤。粗产物用甲苯/正庚烷在氧化铝上进行碱性热萃取两次,然后在邻二甲苯中重结晶两次,最后在高真空下升华。
产率:16.0g(24.9mmol),54%;纯度:通过HPLC,>99.9%。
化合物1
程序类似于P1的实验描述,但其中使用4-溴-9,9-二苯基-9H-芴[CAS-713125-22-5]而非4-溴-9,9-二甲基-9H-芴。通过在氧化铝上用甲苯进行碱性热萃取两次,从邻二甲苯中重结晶一次并在高真空下最终升华来进行纯化。产率:26.4g(29.6mmol,64%);纯度:通过HPLC,>99.9%
P2
程序类似于P1的实验描述,但其中使用S10(46.26mmol)而非4-二苯并呋喃-4-基苯胺,使用1-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-1225053-54-2]而非4-溴-9,9-二甲基-9H-芴。通过在氧化铝上用甲苯/正庚烷进行碱性热萃取两次,从乙酸正丁酯重结晶两次并在高真空下最终升华来进行纯化。产率:6.6g(9.1mmol,20%);纯度:通过HPLC,>99.9%
P3
程序类似于P1的实验描述,但其中使用1-二苯并噻吩-2-基苯胺[CAS-1850406-53-9](46.26mmol)而非4-二苯并呋喃-4-基苯胺,使用3-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-1190360-23-6]而非4-溴-9,9-二甲基-9H-芴。使用的催化剂体系是三(二苄叉丙酮)二钯(0)[CAS-51364-51-3](0.01当量)和S-Phos[CAS-657408-07-6](0.03当量)而非乙酸钯(II)和三-叔丁基膦。通过在氧化铝上用甲苯/正庚烷进行碱性热萃取两次,从甲苯中重结晶一次并在高真空下最终升华来进行纯化。产率:10.1g(15.3mmol,33%);纯度:通过HPLC,>99.9%
以类似的方式,可以制备以下化合物:在这种情况下,也可以使用柱色谱法纯化;或使用其它标准溶剂,诸如乙醇、丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃、乙酸正丁酯、1,4-二烷重结晶或热萃取进行纯化;或使用高沸点物质,诸如二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等重结晶进行纯化。产率通常在15%与75%之间的范围内。
P200
首先将N-(4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-4-胺[CAS-1933454-49-9](20.4g;45.27mmol)、2-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-28320-31-2](14.1g;50.0mmol)和叔丁醇钠(6.78g;70.55mmol)装入甲苯(350ml),并用氩气饱和45分钟。之后,引入三(二苄叉丙酮)二钯(0)[CAS-51364-51-3](831mg;0.91mmol)和S-Phos[CAS-657408-07-6](745mg;1.91mmol),并且将反应混合物在回流下搅拌16小时。将此混合物冷却后,加入水(300ml)进行扩充,并通过在分液漏斗中萃取进行处理。将有机相用水洗涤两次(每次300ml),经Na2SO4干燥并浓缩至干燥。粗产物用甲苯/正庚烷在氧化铝上进行碱性热萃取两次,然后在正丁醇中重结晶两次,最后在高真空下升华。产率:13.6g(19.6mmol),43%;纯度:通过HPLC,>99.9%。
P201
程序类似于P200的实验描述,但其中使用9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基咔唑-3-基)苯基]芴-3-胺[CAS-2110513-13-6]而非N-(4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-4-胺。粗产物用甲苯/正庚烷在氧化铝上进行碱性热萃取两次,然后在乙酸乙酯中重结晶两次,最后在高真空下升华。产率:12.4g(17.2mmol),38%;纯度:通过HPLC,>99.9%。
P202
程序类似于P200的实验描述,但其中使用S102而非N-(4-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)苯基)-9,9-二甲基-9H-芴-4-胺,使用3-溴-9,9-二甲基-9H-芴[CAS-1190360-23-6]而非2-溴-9,9-二甲基-9H-芴。粗产物用甲苯/正庚烷在氧化铝上进行碱性热萃取两次,然后在乙酸正丁酯中重结晶两次,最后在高真空下升华。产率:14.1g(21.3mmol),47%;纯度:通过HPLC,>99.9%。
以类似的方式,可以制备以下化合物:在这种情况下,所用的催化剂体系也可以是乙酸钯(II)[3375-31-3](0.02当量)和1.0M三叔丁基膦的甲苯溶液[13716-12-6](0.05当量)而非三(二苄叉丙酮)二钯(0)[CAS-51364-51-3]和S-Phos[CAS-657408-07-6]。在这种情况下,也可以使用柱色谱法纯化;或使用其它标准溶剂,诸如乙醇、丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲醇、四氢呋喃、乙酸正丁酯、1,4-二烷重结晶或热萃取进行纯化;或使用高沸点物质,诸如二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等重结晶进行纯化。产率通常在15%与75%之间的范围内。
B)器件实施例
OLED如下制造:
处理涂有厚度为50nm的结构化ITO(氧化锡铟)的玻璃板,随后用氧等离子体,然后用氩等离子体涂覆。这些经过等离子体处理的玻璃板形成了将OLED施加于其上的基底。
OLED基本具有以下层结构:基底/空穴注入层(HIL)/空穴传输层(HTL)/电子阻挡层(EBL)/发光层(EML)/空穴阻挡层(HBL)/电子传输层(ETL),最后是阴极。阴极由厚度为100nm的铝层形成。OLED的确切结构可以在表1中找到。制造OLED所需的材料在表2中显示。OLED的数据在表3中列出。
所有材料都是通过在真空室中进行热气相沉积来施加的。在这种情况下,发光层总是由至少一种基质材料(主体材料)和发光掺杂剂(发光体)组成,所述发光掺杂剂通过共蒸发以特定的体积比添加到基质材料中。以IC1:EG1:TEG1(55%:35%:10%)这样的形式给出的细节在这里意味着材料IC1以55%的体积比,EG1以35%的体积比,和TEG1以10%的体积比存在于层中。
类似地,电子传输层也由两种材料的混合物组成。
表1:OLED的结构
表2:用于OLED的材料的结构式
OLED以标准方式表征。为此,确定电致发光光谱,在假定朗伯发光特性下从电流-电压-亮度特性计算作为亮度函数的电流效率(SE,以cd/A为单位测量)和外量子效率(EQE,以%为单位测量),也确定寿命。在1000cd/m2的亮度下确定电致发光光谱,并由此计算CIE1931x和y色坐标。表3中的参数U1000是指亮度为1000cd/m2所需的电压。SE1000和EQE1000分别表示在1000cd/m2下可获得的电流效率和外量子效率。
寿命LD定义为在恒定电流密度j0的操作过程中,亮度从起始亮度下降到一定比例L1的时间。表3中L1=80%的数字表示LD列中报告的寿命对应于亮度降至其初始值的80%之后的时间。
本发明化合物EG1和EG2在实施例E1和E2中用作包含绿色三重态发光体的发光层中的基质材料。对于上述性能数据获得了非常好的结果(表3a)。
表3a:OLED的数据
根据实施例E1和E2的模型,通过使用本发明的其它化合物,如表4所示,获得了具有优异性能数据的OLED,这证明了本发明化合物的广泛适用性。在实施例中,本发明化合物因非常好的寿命而显著。
表4
同时,获得了良好的性能数据,尤其是良好的寿命。
在OLED V1(现有技术,使用SdT1)和E2(本发明,使用EG2)中的两种化合物SdT1和EG2的直接比较中,发现包含本发明化合物EG2的OLED的寿命要长得多,工作电压略有降低。
表3b:OLED的数据
Claims (18)
1.一种式(I)的化合物,
其中芴基上的自由位置可各自被R2基团取代,并且其中另外:
R1在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、Si(R11)3、具有1至20个碳原子的直链的烷基和烷氧基以及具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基或烷氧基,其中两个或更多个R1基团可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基和烷氧基可各自被一个或多个R11基团取代;
ArS在每种情况下相同或不同,并且选自具有6至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R3基团取代的芳族环系,以及具有5至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R3基团取代的杂芳族环系;
Ar1选自具有6至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R4基团取代的芳族环系,以及具有5至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R4基团取代的杂芳族环系;
HetAr1选自具有13至40个芳族环原子并且可以被一个或多个R5基团取代的杂芳族环系;
R2、R3、R4、R5在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、C(=O)R11、CN、Si(R11)3、N(R11)2、P(=O)(R11)2、OR11、S(=O)R11、S(=O)2R11、具有1至20个碳原子的直链的烷基或烷氧基、具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个选自R2基团的基团、两个或更多个选自R3基团的基团、两个或更多个选自R4基团的基团以及两个或更多个选自R5基团的基团在每种情况下可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基以及所提到的芳族环系和杂芳族环系可各自被一个或多个R11基团取代;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基中的一个或多个CH2基团可以被-R11C=CR11-、-C≡C-、Si(R11)2、C=O、C=NR11、-C(=O)O-、-C(=O)NR11-、NR11、P(=O)(R11)、-O-、-S-、SO或SO2替换;
R11在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、C(=O)R21、CN、Si(R21)3、N(R21)2、P(=O)(R21)2、OR21、S(=O)R21、S(=O)2R21、具有1至20个碳原子的直链的烷基或烷氧基、具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个R11基团可以彼此连接并可形成环;其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基以及所提到的芳族环系和杂芳族环系可各自被一个或多个R21基团取代;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基中的一个或多个CH2基团可以被-R21C=CR21-、-C≡C-、Si(R21)2、C=O、C=NR21、-C(=O)O-、-C(=O)NR21-、NR21、P(=O)(R21)、-O-、-S-、SO或SO2替换;
R21在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、CN、具有1至20个碳原子的烷基或烷氧基、具有2至20个碳原子的烯基或炔基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系;其中两个或更多个R3基团可以彼此连接并可形成环;并且其中所提到的烷基、烷氧基、烯基和炔基、芳族环系和杂芳族环系可被一个或多个选自F和CN的基团取代;
m、n相同或不同并且选自0、1、2和3,
其中标记m和n中的至少一个为0;并且
其中左侧的芴基通过标记#的位置之一键合至ArS基团或N。
2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,R1在每种情况下相同或不同,并且选自具有1至10个碳原子的直链烷基和具有3至10个碳原子的支链或环状的烷基,其中两个或更多个R1基团可以彼此连接并可形成环,并且其中所述烷基中的一个或多个氢原子可以被D替换。
3.根据权利要求1或2所述的化合物,其特征在于,ArS选自苯、联苯、三联苯、萘、芴、茚并芴、茚并咔唑、螺二芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩和咔唑,它们中的每一个可以被一个或多个R3基团取代。
4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,n和m为0。
5.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,Ar1为在每种情况下可以被一个或多个R4基团取代的苯。
6.根据权利要求1至5中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,HetAr1选自二苯并呋喃、二苯并噻吩和咔唑,它们中的每一个可以被一个或多个R5基团取代。
7.根据权利要求1至6中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,R2、R3、R4、R5在每种情况下相同或不同,并且选自H、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系,所述芳族环系和所述杂芳族环系中的每一个可以被一个或多个R11基团取代。
8.根据权利要求1至7中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,R11在每种情况下相同或不同,并且选自H、D、F、CN、Si(R21)3、N(R21)2、具有1至20个碳原子的直链烷基、具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、具有6至40个芳族环原子的芳族环系以及具有5至40个芳族环原子的杂芳族环系,其中所提到的烷基、所提到的芳族环系和所提到的杂芳族环系可各自被一个或多个R21基团取代。
9.根据权利要求1至8中的一项或多项所述的化合物,其特征在于,式(I)中的左侧的芴基在4位键合至所述ArS基团或所述N,并且其特征在于,式(I)中的右侧的芴基在4位或2位键合至ArS基团或所述N。
12.一种用于制备根据权利要求1至11中的一项或多项所述的化合物的方法,其特征在于,在布赫瓦尔德偶联反应中,使化合物HetAr1-Ar1-NH2与具有反应性X基团的芴反应,在化合物HetAr1-Ar1-NH2中出现的变量和权利要求1至11中的一项或多项中对于式(I)定义的相同。
13.一种低聚物、聚合物或树枝状大分子,所述低聚物、聚合物或树枝状大分子含有一种或多种根据权利要求1至11中的一项或多项所述的式(I)的化合物,其中一个或多个与所述聚合物、低聚物或树枝状大分子连接的键可位于式(I)中被R1、R2、R3、R4或R5取代的任何所需位置。
14.一种制剂,所述制剂包含至少一种根据权利要求1至11中的一项或多项所述的化合物或者根据权利要求13所述的聚合物、低聚物或树枝状大分子和至少一种溶剂。
15.一种电子器件,所述电子器件包含至少一种根据权利要求1至11中的一项或多项所述的化合物或者根据权利要求13所述的聚合物、低聚物或树枝状大分子。
16.根据权利要求15所述的电子器件,其特征在于,所述电子器件是包含阳极、阴极和至少一个发光层的有机电致发光器件,其中器件的至少一个选自发光层和空穴传输性层的有机层包含所述至少一种化合物。
17.根据权利要求16所述的有机电致发光器件,所述有机电致发光器件包含阳极、阴极和至少一个发光层,其特征在于,所述至少一种化合物与至少一种磷光发光体组合存在于发光层中。
18.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的化合物在电子器件中的用途。
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