CN1500093A - 铑和铱配合物 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了新颖的磷光发射物质的有机金属化合物。在电子工业中被最广义分类的一系列不同类型的应用中,这些化合物可被用作有源元件(=官能材料)。本发明的化合物由分子式(I),(Ia),(II)和(IIa)表示。

Description

铑和铱配合物
不久的将来有机金属化合物,尤其是d8金属化合物,作为有源元件(=官能材料)在电子工业内被最广义分类的一系列不同类型的应用中将被用作为官能元件。
以有机元件(对于结构的概述说明参见US-A-4,539,507和US-A-5,151,629)及其单独部件为基础的有机场致发光器件和发光二极管(OLDEs)已经被引入市场,这可以由Pioneer制造的带有有机显示器的汽车收音机得到证实。更多的这种类型的产品不久将会被引入市场。尽管如此,这里仍然需要不同的改进以使这些显示器与目前市场主导的液晶显示器(LCD)形成真正地竞争或者超过这些液晶显示器。
最近两年在这个方向上已出现的发展是使用显示磷光而不是荧光的有机金属配合物[M.A.Baldo,S.Lamansky,P.E.Burrows,M.E.Thompson,S.R.Forrest,Applied Physics Letters,1999,75,4-6页]。
由于与自旋概率有关的理论原因,使用有机金属化合物作为磷光发射物质的能量效率和性能效率最多可以达到四倍。这种新的发展是否站得住脚很大程度上取决于是否可以发现利用OLEDs的这些优点的相应的器件组合物(对照于单重态发射=荧光,三重态发射=磷光)。为了实现移动应用,满足实用性的必要条件尤其是长期操作寿命、对热应力的高稳定性以及低的使用和操作电压。
另外,还要有可以获得相应的有机金属化合物的有效化学方法。在这个方面,人们尤其对有机铑和有机铱化合物感兴趣。尤其是考虑到铑和铱的成本,在这些金属中,可能实现相应衍生物的有效方法是决定性要素。
在文献中,迄今为止已经描述了具有磷光发射物质作为着色元件的OLEDs的两种设计。第一种类型(类型1)通常具有以下的薄层结构[M.E.Thompson等人,Proceedings of SPIE,31.07-02.08.2000,圣地亚哥,美国,第4105卷,119-124页]:
1.载板=底物(通常是玻璃或者塑料薄膜)。
2.透明阳极(通常是氧化铟锡,ITO)。
3.空穴传输层:通常以三芳基胺衍生物为基础。
4.电子传输和发射层:此层由掺杂有磷光发光物质的电子传输材料所组成。
5.电子传输层:大部分是以三-8-羟基喹喔啉酸铝(hydroxyquinoxalinate)(AIQ3)为基础。
6.阴极:这里通常使用具有低发射功能的金属、金属结合物或者金属合金,如Al-Li。
第二种类型(类型2)通常具有以下薄层结构[T.Tsutsui等人,Jpn.J.Appl.Phys.,1999,38,L1502-L504]:
1.载板=底物(通常是玻璃或者塑料薄膜)。
2.透明阳极(通常是氧化铟锡,ITO)。
3.空穴传输层:通常以三芳基胺衍生物为基础。
4.基质和发射层:此层由材料所组成,所述基质材料通常以掺杂有磷光发射物质的三芳基胺衍生物为基础的。
5.电子传输/空穴阻挡层:通常以含氮杂环为基础。
6.电子传输层:大部分是以三-8-羟基喹喔啉酸铝(AIQ3)为基础。
7. 阴极:这里通常使用具有低发射功能的金属、金属结合物或者金属合金,如Al。
也可能从薄透明阴极发光。这些器件被相应地(取决于应用)构建、连接并且最后还被气密封接,因为这些器件的寿命在水和/或空气的存在下通常会被剧烈的减少。
上述OLEDs的性质具有两个缺点:
首先,这里所述的以铱配合物为基础的磷光发射物质不适用于制造红色OLEDs,因为现存的磷光发射物质没有一种发射红光,即,在大于615nm的发射波长下发光。尽管已经报道了橙色磷光发射物质[M.E.Thompson等人,Proceedings of SPIE,31.07-02.08.2000,圣地亚哥,美国,第4105卷,119-124页],还没有报道任何产生饱和红色的磷光发射物质。
第二,由效率-亮度曲线可明显的看出效率随着亮度的增加急剧下降。这意味着实际所需的高亮度只能通过高的功率消耗而达到。然而,高的功率消耗需要移动器件(移动电话、laptops等)的高电池输出。另外,大量被转化成热的高的功率消耗可以导致显示器的热损害。
现有技术的这些不足引发以下的主题:首先,需要获得如红色三重态发光物质,其次,需提供甚至在高亮度时具有线性效率-亮度曲线的三重态发光物质。
本发明的技术主题是5′-单-,5′,5″-双-和5′,5″,5-三-二芳基胺-官能化的三-原金属化(tris-orthometallated)有机铑和有机铱化合物,化合物(I/Ia)或者(II/IIa)将是用于产生高效三重态发光物质的重要关键的元件块。可以使用合适的二芳基胺官能作用以调整决定性材料的性质如磷光发射波长,即,颜色、磷光量子收率以及发射物质的氧化还原和温度稳定性,仅以实例的方式提到了少数性质。
另外,需要在众多聚合物中共价引入这些活性发光中心。在这种情况下,从给定结构开始(参见实施例13,22,23,24),可能是通常的C-C键-体积反应(如STILLE或者SUZUKI偶合)以进一步官能化这些卤素-官能化化合物或者在相应聚合物的制备中使用它们作为单体(共聚单体)。
5′-单-,5′,5″-双-和5′,5″,5-三-二芳基胺-官能化的三-原金属化(tris-orthometallated)有机铑和有机铱化合物,化合物(I/Ia)或者(II/IIa)系列是新颖的,迄今为止在文献中尚未被描述,并且对于一系列电光应用,作为纯材料的所述化合物的有效制备和利用具有重要意义。
令人吃惊的是,目前已发现在宽的波长范围内可以精确地调节磷光发光物质的波长,即,发射光的“颜色”(参见表1)。
与未取代母体化合物,即在绿光下显示磷光的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]-铱(III)比较,实施例1,3,4,5的5-三-二芳基氨基-官能化的三-原金属化的(tris-orthometallated)有机铱化合物显示红移的磷光发射。在系列取代基N-咔唑基、二苯基氨基、N-(1-萘基)-N-苯基氨基、双(4-甲氧苯基)氨基中,磷光最大值的红移增加。相应地,如实施例5的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(N-双(4-甲氧苯基))苯基)-κC]-铱(III)在红光下发射(参加表1)。
表1:5′-取代基对吸收和磷光的影响
Figure A0280729600101
λmax吸收:吸收带的最长波长的最大值
λmax发射:在吸收带最长波长的最大值激发之后磷光带的最大值
测量条件:在二氯甲烷溶剂中,浓度:10-4-10-5M/水合肼10-3M,T=25℃,
参照物,Ir(2-PhPy)3:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]-铱(III),未取代的母体化合物
红色磷光发光物质尤其对于必须获得原色RED-GREEN-BLUE的彩色显示器的生产具有决定的重要性。
过渡金属催化的纯有机芳基氯、芳基溴、芳基碘的二芳基胺基化的最近现有技术特别参见J.F.Hartwig等人、S.L.Buchwald等人、以及S.P.Nolan等人的研究。关于此反应类型的大量公开出版物中,下文选择少数研究作为参考。
Harwig和Buchwald特别描述了使用膦配体和碱的镍-和钯-催化的氨基化反应[J.F.Hartwig等人:J.Am.Chem.Soc.2000,122(19),4618-4630;J.Org.Chem.1999,64(15);S.L.Buchwald等人:J.Organomet.Chem.1999,576(1-2),125-146;US-A-005,576,460;还参见EP 0 802 173 A1]。在这些反应类型中通常可达到70-90%的转化率。粗品的纯化是个问题并且经常受到复杂的色谱方法的影响。
除了上述方法之外,已经描述了使用含氮配体系统和碱对纯有机芳基卤,尤其是芳基氯的镍-和钯-催化的二芳基胺基化反应。已证实有用的含氮配体系统是咪唑-2-亚基及其质子化形式、咪唑鎓盐,还有胺[S.P.Nolan等人:Org.Lett.2000,2(14),2053-2055,Org.Lett.1999,1(8),1307-1309]。在这种情况下,在简单模型底物上通常也达到70-95%的转化率,并且粗品的纯化受到复杂的色谱方法的影响。
下文描述的过渡金属催化的与金属中心以配位键结合和的芳基卤,即,有机金属芳基卤的二芳基胺基化是新颖的,并且迄今为止在文献中尚未被描述。
已经令人惊讶的发现,根据方案1和2,在磷或者氮添加剂和碱的存在下,还选择合适的反应参数如反应温度、反应介质、浓度和反应次数,分别从5′-单-,5′,5″-双-和5′,5″,5-三卤取代的三-原金属化(tris-orthometallated)有机铑和有机铱化合物(III)和(IV)[制备按照未公开德国专利DE10109027.7],即,从有机金属芳基卤开始,通过与有机二芳基胺经过渡金属催化反应,不必使用色谱分离方法,可选择地,重结晶之后通过NMR或者HPLC,可达到>99%的纯度(参见实施例1-4)。
上述方法有三个性质尤其要特别注意:
第一,过渡金属选择催化的配位键键合的芳基卤,即有机金属芳基卤的5′-单-、5′,5″-双-和5′,5″,5-三-二芳基胺基化是意想不到的并且这种形式是未知的。
第二,得到高产率,这反映在分离产品有重现性很好的产率,所达到的高收率对于配位键和芳基卤的二芳基胺基化是意想不到的和独一无二的。
第三,无需使用复杂的色谱纯化,可选择地在重结晶之后,通过NMR和HPLC获得>99%的极好纯度的最终产品。这对于光电元件的使用,或者作为制备相应化合物的中间体的应用是必要的。
如上所列,在本申请的优先日尚未有本发明化合物的描述,因此是新颖的。
因此本发明根据方案1提供式(I)和(II)化合物。
方案1:
Figure A0280729600131
其中的符号和指数定义如下:
M是Rh,Ir;
Y是O,S,Se;
Z是B-R1,C(R)2,-CH=CH-,-CR1=CH-,-CR1=CR1-,C=O,NH,NR1,PR1,P(O)R1,P(S)R1,O,S,S=O,S(=O)2,Se或者C-C单键;
R各自相同或者不同,是H,F,Cl,NO2,CN,具有1-20个碳原子、其中一个或者多个非相邻CH2-可以被-O-、-S-、-NR1-或者-CONR2-所替换和一个或者多个氢原子可以被F所取代的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基,或者是具有4-14个碳原子、可以被一个或者多个非芳香R基所取代的芳基或者杂芳基;以及在相同环上或者在两个不同的环上的多个R取代基,可以一起进一步形成单环或者多环系统;
Ar1,Ar2各自是具有2-40个碳原子的芳基或者杂芳基;
Q1,Q2相同或者不同,各自是F,Cl,Br,CN,NO2或者是具有1-20个碳原子、其中一个或者多个非相邻CH2基团可以被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-O-CO-、-NR1-、-(NR2R3)+A-或者-CONR4-所替换和其中一个或者多个氢原子可被F所取代的直链或支链或环状烷基或烷氧基,或者是具有4-14个碳原子、可以被一个或者多个非芳香R基所取代的芳基或者杂芳基;
A-是单荷电阴离子或者其等价物;
R1,R2,R3,R4相同或者不同,各自是H或者具有1-20个碳原子的脂族烃或者芳香烃基团;
a是0,1,2,3或者4,优选0,1或者2,更优选0或者1;
b是0,1,2或者3,优选0或者1;
c,d各自是0,1,2,3,4或者5,优选0,1或者2,更优选0或者1;
e是0或者1;
n是1,2或者3。
尽管由说明书显而易见,再次强调当e是1并且Z是C-C单键时,两个芳基Ar1和Ar2各自通过C-C单键成键。
同样强调,当对于任一所需的Z,e是0时,在Ar1和Ar2之间没有键。
本发明进一步的实施方案是那些同时具有与化合物(I)和化合物(II)中配体类型的配体类型,即混合配体系统的Rh和Ir配合物。根据方案2,由式(Ia)和(IIa)描述这些配合物:
方案2:
Figure A0280729600141
其中的符号和指数如式(I)和(II)的定义。
优选其中符号Y=O,S的本发明化合物(Ia),(II)和(IIa)。
同样优选其中符号Z=C(R)2,-CH=CH-,-CR1=CH-,-CR1=CR1-,C=O,NH,NR1,O,S,和C-C单键的本发明化合物(I),(Ia),(II)和(IIa)。
同样优选其中符号R=H,F,Cl,NO2,CN,具有1-6个碳原子的直链或者直链或者环状烷基或者烷氧基的本发明化合物(I),(Ia),(II)和(IIa)。
同样优选其中符号Ar1,Ar2相同或者不同,各自是苯基,1-或者2-萘基,1-,2-或者9-蒽基,2-,3-或者4-吡啶基,2-,4-或者5-嘧啶基,2-吡嗪基,3-或者4-哒嗪基,2-,3-,4-,5-,6-,7-或者8-喹啉基,2-或者3-吡咯基,3-,4-,5-吡唑基,2-,4-,5-咪唑基,2-,3-噻吩基,2-,3-硒吩基,2-或者3-呋喃基和2-(1,3,4-噁二唑)基的本发明的化合物(I),(Ia),(II)和(IIa)。
同样优选其中二芳基氨基单元Ar1-N-Ar2是二苯基氨基,N-(1-萘基)苯氨基,二(1-萘基)氨基,N-(2-萘基)苯基氨基,二(2-萘基)氨基,双(4-甲氧苯基)氨基,双(4-二甲基氨基苯基)氨基,咔唑基,3,6-二氯咔唑基,3,6-二溴咔唑基,吩噁嗪单元或者吩噻嗪单元的本发明化合物(I),(Ia),(II)和(IIa)。
同样优选其中符号Q1和Q2各自是H,F,Cl,Br,CN,NO2或者具有1-6个碳原子或其中一个CH2基团可以被-NR1-所替换的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基的本发明的化合物(I),(Ia),(II)和(IIa)。
本发明的化合物原则上可以通过各种方法制备,尽管下文所描述的方法已被证实是尤其适合的。
因此本发明进一步涉及、化合物(I)和化合物(II)的制备方法,该方法包括在反应介质中,以及在过渡金属或者过渡金属化合物及磷或者氮添加剂和碱的存在下,通过使化合物(III)和(IV):
Figure A0280729600161
其中X是Cl,Br或者I;
并且M,R基和指数a,b和n每个如化合物(I)或者(II)的定义;
与下式(I)的仲二芳基胺进行反应:
Figure A0280729600162
其中Z,Ar1,Ar2,Q1和Q2基团以及指数c,d和e每个如化合物(I)或者(II)的定义。
本发明的过渡金属或者过渡金属化合物是镍或者镍化合物,或是钯或者钯化合物。
根据本发明,镍或者镍化合物是,如元素镍,镍粉,镍海绵,硅藻土载镍,铝载镍,二氧化硅载镍,碳载镍,乙酸镍(II),乙酰丙酮酸镍(II),氯化镍(II),溴化镍(II),碘化镍(II),X是氯、溴、碘和L是中性配体如氨、乙腈、丙腈、苄腈的NiL2X2类型的加合化合物,或者是硝酸镍(II)、硫酸镍(II)、草酸镍(II)、双环辛二烯镍(0)。
根据本发明,钯或者钯化合物是,如元素钯、钯粉,钯海绵,钯黑,活性碳载钯,铝载钯,二氧化硅载钯,碱金属或者碱土金属碳酸盐如碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸锶或者碳酸钡载钯,硫酸锶或者硫酸钡载钯;或者是钯化合物,如乙酸钯(II)、三氟乙酸钯(II)、丙酸钯(II)、乙酰丙酮酸钯(II)、氯化钯(II)、溴化钯(II)、碘化钯(II)、X是氯、溴、碘和L是中性配体如氨、乙腈、丙腈、苄腈、环丁二烯的PdL2X2类型的加合化合物,或者是硝酸钯(II)、硫酸钯(II)、乙酸四氨基钯(II)、四氟硼酸四(乙腈)钯(II)、四(三苯膦)钯(0)和三(二亚苄基丙酮)二钯(0)。
根据本发明,镍、镍化合物、钯或者钯化合物与化合物(III)或者(IV)的摩尔比是0.1n∶1-0.00001n∶1。
根据本发明,使用的磷添加剂是膦。本发明的膦配体选自三芳基膦、二芳基烷基膦、芳基二烷基膦、三烷基膦、三杂芳基膦、二杂芳基烷基膦、杂芳基二烷基膦,并且磷上的取代基可以相同或者不同,可以是手性的或者非手性的,并且一个或者多个取代基可以与多个膦的磷基相键合,并且这些键合中的一些键合还可以是一个或者多个金属原子,如三-邻-甲苯基膦、三基膦、三-邻-茴香基膦、三-(2,4,6-三甲氧苯基)膦、叔-丁基-二-邻-甲苯基膦、二-叔-丁基-邻-甲苯基膦、二环己基-2-二苯基膦、二-叔-丁基-2-二苯基膦、三乙基膦、三异丙基膦、三环己基膦、三-叔-丁基膦、三-叔-戊基膦、双(二-叔-丁基膦)甲烷、1,1’-双(二-叔-丁基膦)二茂铁。
尤其优选膦为二环己基-2-二苯基膦、二-叔-丁基-2-二苯基膦、三-叔-丁基膦和三-叔-戊基膦。
根据本发明,使用的氮添加剂是咪唑鎓盐、imidazol-zylidene或者胺和氨基羧酸。
优选使用的氮添加剂是咪唑鎓盐,如1,3-双(苯基)咪唑鎓,氯化1,3-双(2-甲基苯基)咪唑鎓盐酸化物,1,3-双(2,6-二甲基苯基)咪唑鎓盐酸化物,1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑鎓盐酸化物,1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑鎓盐酸化物,1,3-双(2,6-二-叔-丁基苯基)咪唑鎓盐酸化物;或者是咪唑-2-亚基,如1,3-双(苯基)咪唑-2-亚基,1,3-双(2-甲基苯基)咪唑-2-亚基,1,3-双(2,6-二甲基苯基)咪唑-2-亚基,1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基,1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基,1,3-双(2,6-二-叔-丁基苯基)咪唑-2-亚基,或者是芳基胺和氨基羧酸,如吡啶、二甲基吡啶、2,2′-二吡啶基或者喹啉,或者α,β,γ,δ-氨基羧酸或者它们的N-烷基化形式或者它们的钠盐或者钾盐,如氨基苯甲酸,二甲基氨基苯甲酸,2-吡啶羧酸,二甲基氨基乙酸,二甲基氨基丁酸或者3-吲哚乙酸。
根据本发明,镍,镍化合物,钯或者钯化合物中的磷或者氮添加物的摩尔比是0.5∶1-1000∶1。
本发明的碱是有机碱,如碱金属和碱土金属的醇盐,如锂、钠、钾、镁、锶和钡的甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐、丁醇盐、异丙醇盐、异丁醇盐、仲丁醇盐、叔丁醇盐、苯酚盐;有机胺,如三甲胺、三乙胺、三丁基胺、二异丙基胺、N-乙基二异丙基胺、吗啉、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、吡啶、2-,3-,4-甲基吡啶、二甲基吡啶或者三甲基吡啶;氢氧化四烷基铵,如氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵和氢氧化四丁基铵;碱金属和碱土金属羧酸盐,如锂、钠、钾、镁、锶和钡的甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、草酸盐或者苯甲酸盐;或者是上述碱的混合物。
类似的,本发明的碱是无机碱,如氨、碱金属和碱土金属氧化物,如氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化锶和氧化钡;碱金属和碱土金属的氢氧化物,如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化锶和氢氧化钡;碱金属和碱土金属的碳酸盐,如碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸锶和碳酸钡;碱金属的碳酸氢盐,如碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾;碱金属的磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐,如锂、钠和钾的磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐;或者上述碱的混合物。
根据本发明,有机或者无机碱与化合物(III)和(IV)的摩尔比是0.5n∶1-100n∶1。
本发明的反应介质是质子溶剂或非质子溶剂、无卤素或者卤代溶剂,如醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇;多元醇如乙二醇或者丙二醇;腈如乙腈、丙腈或者苄腈;醚如乙醚、THF或者二氧六环;芳香烃如甲苯、邻-、间-、对-二甲苯、或者异构二甲苯的混合物、三甲苯、茴香醚、硝基苯或者氯苯;N,N-二烷基酰胺如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或者N-甲基吡咯啉酮;亚砜如二甲亚砜;砜如二甲基砜或者环丁砜;卤代烃如二氯甲烷、三氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷,1,1,2,2-四氯乙烷。
根据本发明,进行反应的温度范围是0-200℃,优选20-150℃,更优选40-130℃。
根据本发明,铑或者铱反应物,化合物(III)或者化合物(IV)的浓度范围是0.0005-2mol/l,更优选0.002-0.1mol/l。
根据本发明,铑或者铱反应物可以被溶解在或者悬浮在反应介质中。
根据本发明,进行反应的时间为1小时-100小时,优选1-60小时。
根据本发明,可以添加惰性研磨介质如陶瓷、玻璃或者金属球、或者鲍尔环(Pall ring)或者拉西环(Raschig ring)进行反应。
可以使用本文提到的合成方法,特别是用于制备下文所描述的化合物(I)或者(II)的实施例。
Figure A0280729600201
Figure A0280729600221
然后将以这种方法获得的本发明的化合物,如实施例13,22,23和24的化合物,作为共聚单体共聚成为共轭或者半共轭聚合物。它们也可以通过聚合作用,特别是被引入到可溶解的聚芴(如根据EP-A-842208或者WO 00/22026)、聚-螺-二芴(如根据EP-A-707020)、聚-对-亚苯基(如WO 92/18552)、聚咔唑、聚噻吩(如根据EP-A-1028136)或者其它的含有多个本文所提到的单元的共聚物中。
这些聚合物在电子元件,如有机发光二极管(OLEDs)、有机集成电路(O-ICs),有机场效晶体管(OFETs)、有机薄膜晶体管(OTFTs)、有机太阳能电池(O-SCs)或有机激光二极管(O-lasers)中可以作为有源元件。
在EP-A-842208和WO 00/22026中公开的聚芴成为本说明书的一部分。
在EP-A-707020公开的聚-螺旋-二芴成为本说明书的一部分。
在WO 92/18552公开的聚-对-亚苯基成为本说明书的一部分。
在EP-A-1028136中公开的聚噻吩成为本说明书的一部分。
另外,本发明的化合物当然还可以,例如通过上述的反应类型被进一步的官能化,并由此被转化成扩展的低分子量Rh或者Ir配合物。本文将要提到的实例是根据SUZUKI用芳基硼酸(arylboronic acid)或者根据HARTWIG-BUCHWALD使用胺进行的官能化。
通过以下实施例详细说明本发明,所述实施例构成对本发明的限制。本领域的技术人员可以从没有创造性的解释中制备本发明的更多的配合物或者应用本发明的方法。
1.对称地或者不对称地官能化三-原-金属化的有机铑或者有机铱化合物的合成
除非特别说明,以下的合成在保护气体和干燥溶剂中进行。反应物从ALDRICH获得[二苯胺,苯基-1-萘胺,咔唑,叔丁醇钠,无水磷酸钾,乙酸钯(II),三-叔-丁基膦]。按照未公开申请DE 10109027.7中的描述制备fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC]-铱(III)。
通过DEPT-135光谱确定每种情况下的13C{1H}NMR信号(p=伯碳原子,t=叔碳原子,q=季碳原子)。
实施例1:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(N-咔唑基)苯基)-κC]-铱(III)
8.915g(10mmol)的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC]-铱(III),10.033g(60mmol)的咔唑,25.474g(120mmol)的磷酸三钾(无水),134.7mg(0.6mmol)乙酸钯(II),607.0mg(3mmol)的三-叔-丁基膦,200g的玻璃珠(直径0.6cm)和200ml的二甲苯(异构体混合物)的混合物用精密玻璃搅拌棒在搅拌良好条件下加热到130℃反应60小时。冷却后,过滤除去玻璃珠。用水洗涤滤液两次,每次使用200ml水,然后过滤得到微晶沉淀物(P4)。将微晶沉淀物溶解在500ml的氯仿中,然后通过Celite过滤溶液,浓缩使体积达50ml,并最后与400ml乙醇搅拌混合。以这种方法生产的黄色微晶沉淀物被过滤(P4)并用乙醇洗涤三次,每次使用100ml乙醇,然后减压干燥(60℃,10-4mbar)。由1H NMR测定纯度>99.0%的收率:10.838-11.140g,相当于94.2-96.8%。
1H NMR(CDCl3,50μl的N2H4·H2O):[ppm]=8.13-8.09(br.M,6H),7.82-7.77(br.M,6H),7.69-7.67(br.m,3H),7.62-7.58(m,3H),7.41-7.37(br.m,6H),7.34-7.29(br.m,6H),7.25-7.19(m,9H),7.14-7.11(m,3H),7.02-6.98(m,3H)。
13C{1H}NMR(CDCl3,50μlN2H4·H2O):[ppm]=166.01(q),160.06(q),147.35(q),145.16(q),141.51(q),138.11(t),136.64(t),130.41(t),129.32(t),125.68(t),123.05(q),122.95(t),122.71(t),120.17(t),119.40(t),119.35(t),110.08(t)。
实施例2:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(N-咔唑基)苯基)-κC]-铱(III)
除了使用10.325g(10mmol)的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-碘苯基)-κC]-铱(III)替换fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC]铱(III)之外,制备方法与实施例1相似。
1H NMR测定纯度>99.0%的收率:10.943-11.162g,相当于95.1-97.0%。
1H和13C{1H}NMR光谱参见实施例1。
实施例3:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(N-二苯氨基)苯基)-κC]-铱(III)
8.915g(10mmol)的fac-三(2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC)-铱(III),6.769g(40mmol)的二苯胺,4.806g(50mmol)的叔丁醇钠,22.5mg(0.1mmol)的乙酸钯(II),40.5mg(0.2mmol)的三-叔-丁基膦,和200ml的甲苯的混合物用精密玻璃搅拌棒在搅拌良好条件下加热回流16小时。冷却的反应混合物用水洗涤两次,每次使用200ml的水。随后过滤得到微晶沉淀物(P4)。将微晶沉淀物溶解在500ml的氯仿中,并且溶液通过Celite过滤,浓缩使体积达50ml,并最后与400ml乙醇搅拌混合。过滤以这种方法得到的橙色微晶沉淀物(P4),并用乙醇洗涤三次,每次使用100ml乙醇,然后减压干燥(60℃,10-4mbar)。由1H NMR测定的纯度>99.0%的收率:11.022-11.290g,对应95.3-97.6%。
1H NMR(CDCl3,50μl的N2H4·H2O):[ppm]=7.70-7.67(br.m,3H),7.56-7.51(m,6H),7.46-7.44(m,3H),7.17-7.12(m,12H),7.05-7.02(m,12H),6.89-6.84(m,12H),6.73-6.71(m,3H)。
13C{1H}NMR(CDCl3,50μlN2H4·H2O):[ppm]=166.30(q),156.65(q),148.32(q),147.11(t),144.64(q),140.09(q),137.66(t),135.90(t),129.21(t),128.89(t),122.54(t),122.46(t),121.96(t),121.13(t),119.22(t)。
实施例4:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(N-(1-萘基)-苯基)苯基)]-κC]-铱(III)
8.915g(10mmol)的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC]-铱(III),8.772g(40mmol)的N-(1-萘基)-苯胺,4.806g(50mmol)的叔丁醇钠,22.5mg(0.1mmol)的乙酸钯(II),40.5mg(0.2mmol)的三-叔-丁基膦和200ml甲苯的混合物通过精密玻璃搅拌棒在搅拌良好条件下加热回流12小时。冷却的反应混合物用水洗涤两次,每次使用200ml的水。随后过滤得到微晶沉淀物(P4)。将微晶沉淀物溶解在500ml的氯仿中,并且溶液通过Celite过滤,浓缩使体积达50ml,并最后与400ml乙醇搅拌混合。过滤以这种方法得到的微晶沉淀物(P4),并且用乙醇洗涤三次,每次使用100ml乙醇,然后减压干燥(60℃,10- 4mbar)。由1H NMR测定的纯度>99.0%的收率:12.417-12.683g,对应95.0-96.8%。
1H NMR(CD2Cl2,50μl的N2H4·H2O):[ppm]=7.99-7.95(m,3H),7.84-7.80(m,3H),7.70-7.67(m,3H),7.61-7.56(m,3H),7.56-7.53(m,3H),7.53-7.45(m,6H),7.43-7.32(m,6H),7.32-7.24(m,6H),7.06-7.01(m,6H),6.87-6.83(m,3H),6.77-6.70(m,12H),6.68-6.65(m,3H)。
13C{1H}NMR(CD2Cl2,50μlN2H4·H2O):[ppm]=166.36(q),155.68(q),149.98(q),147.48(t),144.87(q),144.29(q),141.44(q),141.44(q),137.51(t),136.38(t),135.64(q),131.58(q),129.03(t),128.54(t),127.56(t),127.01(t),126.64(t),126.20(t),126.20(t),126.02(t),124.77(t),122.55(t),120.89(t),119.58(t),119.34(t),119.18(t)。
实施例5:fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-(双(4-甲氧苯基)苯基))-κC]-铱(III)
8.915g(10mmol)的fac-三[2-(2-吡啶基-κN)(5-溴苯基)-κC]-铱(III),9.171g(40mmol)的双(4-甲氧苯基)胺,4.806g(50mmol)的叔丁醇钠,22.5mg(0.1mmol)的乙酸钯(II),40.5mg(0.2mmol)的三-叔-丁基膦和200ml甲苯的混合物通过精密玻璃搅拌棒在搅拌良好条件下加热回流12小时。冷却的反应混合物用水洗涤两次,每次使用200ml的水。随后过滤得到微晶沉淀物(P4)。将微晶沉淀物溶解在500ml的氯仿中,并且溶液通过Celite过滤,浓缩体积达50ml,并最后与400ml乙醇搅拌混合。过滤以这种方法得到的微晶沉淀物(P4),并且用乙醇洗涤三次,每次使用100ml乙醇,然后减压干燥(60℃,10-4mbar)。由1H NMR测定的纯度>99.0%的收率:12.763-12.994g,对应94.6-96.3%。
1H NMR(CDCl3,50μl的N2H4·H2O):[ppm]=7.58-7.55(m,3H),7.47-7.41(m,6H),7.29-7.27(m,3H),6.90-6.85(m,12H),6.79-6.75(m,3H),6.72-6.69(m,3H),6.68-6.63(m,12H),6.60-6.57(m,3H),3.73(s,18H,CH3)。
13C{1H}NMR(CDCl3,50μlN2H4·H2O):[ppm]=166.45(q),154.73(q),154.33(q),147.06(t),144.19(q),142.37(q),141.18(q),137.30(t),135.67(t),127.27(t),124.29(t),121.77(t),120.28(t),119,01(t),114.34(t),55.47(p)。

Claims (20)

1.分子式(I)和(II)的化合物:
Figure A0280729600021
其中M是Rh,Ir;
Y是O,S,Se;
Z是B-R1,C(R)2,-CH=CH-,-CR1=CH-,-CR1=CR1-,C=O,NH,NR1,PR1,P(O)R1,P(S)R1,O,S,S=O,S(=O)2,Se或者C-C单键;
R相同或者不同,各自是H,F,Cl,NO2,CN,具有1-20个碳原子、其中一个或者多个非相邻CH2-可以被-O-、-S-、-NR1-或者-CONR2-所替换和一个或者多个氢原子可以被F所取代的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基,或者是具有4-14个碳原子并且可以被一个或更多个非芳香R基所取代的芳基或者杂芳基;以及在相同环上或者在两个不同的环上的多个R取代基,可以一起进一步形成单环或者多环系统;
Ar1,Ar2各自是具有1-40个碳原子的芳基或者杂芳基;
Q1,Q2相同或者不同,各自每个是F,Cl,Br,CN,NO2或者是具有1-20个碳原子、其中一个或者多个非相邻CH2基团可以被-O-、-S-、-CO-、-COO-、-O-CO-、-NR1-、-(NR2R3)+A-或者-CONR4-所替换并且其中一个或者多个氢原子可被F所替换的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基,或者是具有4-14个碳原子并且可以被一个或者多个非芳香R基所取代的芳基或者杂芳基;
A-是单荷电的阴离子或者其等价物
R1,R2,R3,R4相同或者不同,各自是H或者是具有1-20个碳原子的脂族烃或者芳香烃基团;
a是0,1,2,3或者4,优选0,1或者2,更优选0或者1;
b是0,1,2或者3,优选0或者1;
c,d各自是0,1,2,3,4或者5,优选0,1或者2,更优选0或者1;
e是0或者1;
n是1,2或者3。
2.分子式(Ia)或者(IIa)的化合物:
Figure A0280729600031
其中符号和指数的定义同权利要求1。
3.如权利要求1和/或2所述的化合物,其中符号Y=O,S。
4.如权利要求1-3的一项或多项权利要求所述的化合物,其特征在于Z=C(R)2,-CH=CH-,-CR1=CH-,-CR1=CR1-,C=O,NH,NR1,O,S和C-C单键。
5.如权利要求1-4的一项或多项权利要求所述的化合物,其特征在于R=H,F,Cl,NO2,CN,具有1-6个碳原子的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基。
6.如权利要求1-5的一项或多项权利要求所述的化合物,其特征在于Ar1,Ar2相同或者不同,各自是苯基,1-或者2-萘基,1-、2-或者9-蒽基,2-、3-或者4-吡啶基,2-、4-或者5-嘧啶基,2-吡嗪基,3-或者4-哒嗪基,2-、3-、4-、5-、6-、7-或者8-喹啉基,2-或者3-吡咯基,3-、4-、5-吡唑基,2-、4-、5-咪唑基,2-、3-噻吩基,2-,3-硒吩基,2-或者3-呋喃基和2-(1,3,4-噁二唑)基。
7.如权利要求1-6的一项或多项权利要求所述的化合物,其特征在于二芳基氨基单元Ar1-N-Ar2是二苯基氨基,N-(1-萘基)-苯基氨基,二(1-萘基)氨基,N-(2-萘基)苯基氨基,二(2-萘基)氨基,双(4-甲氧苯基)氨基,双(4-二甲基氨基苯基)氨基,咔唑基,3,6-二氯咔唑基,3,6-二溴咔唑基,吩噁嗪或者吩噻嗪单元。
8.如权利要求1-7的一项或多项权利要求所述的化合物,其特征在于Q1和Q2每个是F,Cl,Br,CN,NO2或者是具有1-6个碳原子和一个CH2基团可以被-NR1-所替换的直链或者支链或者环状烷基或者烷氧基。
9.制备权利要求1所要求保护的化合物的方法,该方法包括在反应介质以及在过渡金属或者过渡金属化合物、磷或者氮添加剂和碱的存在下,使化合物(III)和(IV):
Figure A0280729600051
其中,X是Cl,Br或者I;
与分子式(I)的二芳基仲胺反应:
其余符号和指数的定义同权利要求1。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于使用的过渡金属或者过渡金属化合物是镍或者镍化合物或者钯或者钯化合物。
11.如权利要求10和/或11所述的方法,其特征在于镍或者镍化合物,或者钯或者钯化合物与化合物(III)和(IV)的摩尔比是0.1n∶1-0.00001n∶1。
12.如权利要求9-11的一项或多项权利要求所述的方法,其特征在于使用的磷添加剂是膦。
13.如权利要求9-12的一项或多项权利要求所述的方法,其特征在于使用的氮添加剂是咪唑鎓盐、imidazol-2-ylidene、胺或者氨基羧酸。
14.如权利要求9-13的一项或多项权利要求所述的方法,其特征在于磷或者氮添加剂与过渡金属或者过渡金属化合物镍和镍化合物、钯或者钯化合物的摩尔比是0.5∶1-1000∶1。
15.如权利要求9-14的一项或多项权利要求所述的方法,其特征在于有机或者无机碱与化合物(III)或者(IV)的摩尔比是0.5n∶1-100n∶1。
16.如权利要求1或者2所述的化合物,其特征在于其纯度(通过1HNMR和/或HPLC确定)大于99%。
17.共轭或者半共轭聚合物,其中含有一种或多种如权利要求1或者2所述的分子式(I)/(Ia)和/或(II)/(IIa)的化合物。
18.如权利要求17所述的聚合物,该聚合物选自聚芴、聚-螺-二芴、聚-对-亚苯基、聚咔唑、聚乙烯基咔唑、聚噻吩或者其它具有多个本发明所指定单元的共聚物。
19.如权利要求17和/或18所述的聚合物,该聚合物可以溶解在有机溶剂中。
20.电子元件,其中含有至少一种如权利要求17-19任一项所述的聚合物。
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