JP2009013109A - Carbazole-containing compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbazole-containing compound having high charge injection function and high thermal stability. <P>SOLUTION: The compound is expressed by general formula (I) (in the formula, A is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted silicon-containing hydrocarbon group; R<SB>1</SB>to R<SB>14</SB>are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted aralkyl group; Y<SB>1</SB>and Y<SB>2</SB>are each independently a group containing one or more elements selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin, a group having a substituted or unsubstituted aromatic group linked to a group containing one or more elements selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin, a substituted or unsubstituted aromatic group or a substituted or unsubstituted alkylene group; m and n are each 0 or 1; and the carbazole group bonded through Y<SB>1</SB>is linked to either one of R<SB>5</SB>, R<SB>6</SB>and R<SB>7</SB>, and the carbazole group bonded through Y<SB>2</SB>is linked to either one of R<SB>12</SB>, R<SB>13</SB>and R<SB>14</SB>). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カルバゾール含有化合物に関するものである。   The present invention relates to a carbazole-containing compound.

近年、パイ共役系などの有機材料は、光・電子機能材料として注目を集めてきており、不斉識別材料、不斉分離材料、高分子半導体、高分子導電体、エレクトロクロミック材料、電界発光材料、非線形光学材料などへの応用を指向した研究例が多く報告されている。
例えば、ある程度のキャリア移動度を有する有機半導体材料を用いた有機電子デバイスの代表例として、有機電界発光素子(以下、「有機EL素子」という場合がある)等があるが、有機EL素子の他にも、上記有機半導体材料を用いた有機電子デバイスの代表例として、有機太陽電池および有機写真感光体などが挙げられる。
In recent years, organic materials such as pi-conjugated systems have attracted attention as optical / electronic functional materials, and asymmetry identification materials, asymmetric separation materials, polymer semiconductors, polymer conductors, electrochromic materials, electroluminescent materials There have been many reports on research aimed at application to nonlinear optical materials.
For example, as a typical example of an organic electronic device using an organic semiconductor material having a certain degree of carrier mobility, there is an organic electroluminescent element (hereinafter sometimes referred to as “organic EL element”). In addition, as a typical example of an organic electronic device using the organic semiconductor material, an organic solar battery, an organic photographic photoreceptor, and the like can be given.

上記有機太陽電池および有機写真感光体は、言わば、前記有機EL素子と逆の機構を利用するものである。すなわち、最も基本的な構成は有機EL素子と同様であり、二層構造の有機薄膜を電極で挟んだ構造である(例えば、非特許文献1参照)。そして、光をその有機薄膜に吸収させることによって生じる光電流を利用し、起電力を得ることができる。このとき流れる電流は、光によって生じたキャリアが有機材料のキャリア移動度を利用して流れるものと考えてよい。したがって、有機材料と電極との電荷注入障壁が低減すれば、より効率的に起電力を得ることができる。   In other words, the organic solar cell and the organic photographic photoreceptor utilize a mechanism opposite to that of the organic EL element. That is, the most basic configuration is the same as that of the organic EL element, and is a structure in which an organic thin film having a two-layer structure is sandwiched between electrodes (see, for example, Non-Patent Document 1). Then, an electromotive force can be obtained by utilizing a photocurrent generated by absorbing light into the organic thin film. The current flowing at this time may be considered that carriers generated by light flow using the carrier mobility of the organic material. Therefore, if the charge injection barrier between the organic material and the electrode is reduced, an electromotive force can be obtained more efficiently.

また、有機電子デバイスの他の代表例である有機トランジスタは、π共役系の有機高分子や有機低分子からなる有機半導体材料をチャネル領域に使用した薄膜トランジスタである。一般的な有機トランジスタは、基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース・ドレイン電極、及び有機半導体層の構成からなる。有機トランジスタにおいては、ゲート電極に印加する電圧(ゲート電圧)を変化させることで、ゲート絶縁膜と有機半導体膜との界面の電荷量を制御し、ソース電極及びドレイン電極間の電流値を変化させてスイッチングを行なう。   An organic transistor, which is another typical example of an organic electronic device, is a thin film transistor using an organic semiconductor material composed of a π-conjugated organic polymer or an organic small molecule in a channel region. A general organic transistor includes a substrate, a gate electrode, a gate insulating layer, source / drain electrodes, and an organic semiconductor layer. In an organic transistor, by changing the voltage (gate voltage) applied to the gate electrode, the amount of charge at the interface between the gate insulating film and the organic semiconductor film is controlled, and the current value between the source electrode and the drain electrode is changed. Switch.

しかし、この有機トランジスタの半導体膜として有機半導体材料を用いた場合には、ソース電極またはドレイン電極との電荷注入障壁が大きく、素子駆動に問題があった。また、有機半導体層とソース電極またはドレイン電極との電荷注入障壁を低減すれば、有機トランジスタのオン電流値が向上し、かつ素子特性が安定化することが期待される。
したがって、有機電界発光素子等の有機電子デバイスの開発において、高い電荷注入機能と、優れた熱的安定性とを有する有機電子材料の開発が望まれている。
Appl.Phys.Lett., Vol.51, 913(1987)
However, when an organic semiconductor material is used as the semiconductor film of the organic transistor, there is a large charge injection barrier with the source electrode or the drain electrode, which causes a problem in element driving. Further, if the charge injection barrier between the organic semiconductor layer and the source electrode or the drain electrode is reduced, it is expected that the on-current value of the organic transistor is improved and the device characteristics are stabilized.
Therefore, in the development of organic electronic devices such as organic electroluminescent elements, development of organic electronic materials having a high charge injection function and excellent thermal stability is desired.
Appl. Phys. Lett. , Vol. 51, 913 (1987)

本発明の目的は、製造が容易であり、電極と有機層との電荷注入障壁が低く高電荷注入特性を有し、さらに高い熱的安定性を備えた新規なカルバゾール含有化合物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a novel carbazole-containing compound that is easy to produce, has a low charge injection barrier between the electrode and the organic layer, has high charge injection characteristics, and has high thermal stability. is there.

上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち本発明の請求項1に係る発明は、下記一般式(I)で示されるカルバゾール含有化合物である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention.
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a carbazole-containing compound represented by the following general formula (I).

Figure 2009013109
Figure 2009013109

上記一般式(I)中、Aは、置換もしくは未置換の炭化水素基または置換もしくは未置換のけい素を含む炭化水素基を表し、R〜R14は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基及び置換もしくは未置換のアラルキル基のうちのいずれかを表し、Y及びYは、それぞれ独立に酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基、置換もしくは未置換の芳香族基と酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基とが連結した基、置換もしくは未置換の芳香族基並びに置換もしくは未置換のアルキレン基のうちのいずれかを表し、m、nは各々0または1を表す。また、Yを介するカルバゾール基はR、R及びRのうちのいずれかに、Yを介するカルバゾール基はR12、R13及びR14のうちのいずれかに各々連結する。 In the above general formula (I), A represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group or a hydrocarbon group containing substituted or unsubstituted silicon, and R 1 to R 14 are each independently a hydrogen atom, Represents any one of an unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group and a substituted or unsubstituted aralkyl group, and Y 1 and Y 2 are each independently oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, A group having at least one selected from germanium and tin, a substituted or unsubstituted aromatic group and a group having at least one selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin are linked Any one of a selected group, a substituted or unsubstituted aromatic group and a substituted or unsubstituted alkylene group, m and n each represents 0 or 1; The carbazole group via Y 1 is linked to any of R 5 , R 6 and R 7 , and the carbazole group via Y 2 is linked to any of R 12 , R 13 and R 14 .

請求項2に係る発明は、前記一般式(I)におけるAが、トリフルオロメチル基を有する請求項1に記載のカルバゾール含有化合物である。   The invention according to claim 2 is the carbazole-containing compound according to claim 1, wherein A in the general formula (I) has a trifluoromethyl group.

本発明の請求項1に係る発明によれば、製造が容易であり、電極と有機層との電荷注入障壁が低く高電荷注入特性を有し、さらに高い熱的安定性を備えたカルバゾール含有化合物を提供することができる。
請求項2に係る発明によれば、より電荷注入特性に優れたカルバゾール含有化合物を提供することができる。
According to the invention of claim 1 of the present invention, a carbazole-containing compound that is easy to manufacture, has a low charge injection barrier between the electrode and the organic layer, has high charge injection characteristics, and has high thermal stability. Can be provided.
According to the invention which concerns on Claim 2, the carbazole containing compound which was more excellent in the charge injection characteristic can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のカルバゾール含有化合物は、下記一般式(I)で示されることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The carbazole-containing compound of the present invention is represented by the following general formula (I).

Figure 2009013109
Figure 2009013109

なお、上記一般式(I)中、一般式(I)中、Aは、置換もしくは未置換の炭化水素基または置換もしくは未置換のけい素を含む炭化水素基を表し、R〜R14は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基及び置換もしくは未置換のアラルキル基のうちのいずれかを表し、Y及びYは、それぞれ独立に酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基、置換もしくは未置換の芳香族基と酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基とが連結した基、置換もしくは未置換の芳香族基並びに置換もしくは未置換のアルキレン基のうちのいずれかを表し、m、nは各々0または1を表す。また、Yを介するカルバゾール基はR、R及びRのうちのいずれかに、Yを介するカルバゾール基はR12、R13及びR14のうちのいずれかに各々連結する。 In the above general formula (I), in general formula (I), A represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group or a hydrocarbon group containing substituted or unsubstituted silicon, and R 1 to R 14 are Each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted aralkyl group, Y 1 and Y 2 are each independently oxygen, A group having at least one selected from sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin, a substituted or unsubstituted aromatic group and oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin Represents any one of a group linked to a group having one or more, a substituted or unsubstituted aromatic group, and a substituted or unsubstituted alkylene group, and m and n each represents 0 or 1 . The carbazole group via Y 1 is linked to any of R 5 , R 6 and R 7 , and the carbazole group via Y 2 is linked to any of R 12 , R 13 and R 14 .

前述のように、本発明は従来の有機半導体材料に比べ、電荷注入性に優れ、熱安定性の良好な新規化合物を得ることを目的としたものである。
前記電荷注入性に関しては、従来、例えばポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール含有化合物は、他の有機材料に比べ、ITO電極または金電極との整合性がよいことが知られている。一方、例えばジアリール構造を含む化合物は一般に融点が高く、熱安定性がよい。したがって、これらを組み合わせれば両者の特性を併せ持つ新規な化合物を得ることができる。
As described above, an object of the present invention is to obtain a novel compound having excellent charge injection properties and excellent thermal stability as compared with conventional organic semiconductor materials.
With regard to the charge injection property, it has been conventionally known that a carbazole-containing compound such as polyvinyl carbazole has better consistency with an ITO electrode or a gold electrode than other organic materials. On the other hand, for example, a compound containing a diaryl structure generally has a high melting point and good thermal stability. Therefore, if these are combined, a novel compound having both characteristics can be obtained.

しかし、一般式(I)で示されるような化合物は、構造的にバルキーであるため、もともと安定的に合成することが困難な化合物であり、例えば、カルバゾール基をR1やR2に単純に連結しようとしても目的生成物を得ることはできなかった。 However, since the compound represented by the general formula (I) is structurally bulky, it is originally a compound that is difficult to synthesize stably. For example, a carbazole group is simply represented by R 1 or R 2. Even if it tried to connect, the target product was not able to be obtained.

本発明者等が鋭意検討した結果、後述するように、特に第一級アミンとジハロゲン化アリールとの反応によりカルバゾール環を合成する方法をとることにより、安定的に目的とする新規化合物が得られることが見出された。
また、上記のようにして得られた本発明の新規化合物は、後述するように、電荷注入性、熱安定性に優れるものであるが、加えて、本発明の一般式(I)で示される化合物は、R〜R14といった置換基の数が多く、これらの組み合わせにより化合物の特性を種々変化させることができるため、前記電荷注入性、熱安定性等の特性変化を、容易にかつ多様に達成することができるという効果をも奏するものである。
As a result of intensive studies by the present inventors, as will be described later, a desired novel compound can be stably obtained by employing a method of synthesizing a carbazole ring by a reaction of a primary amine and an aryl dihalide. It was found.
Further, as described later, the novel compound of the present invention obtained as described above is excellent in charge injection property and thermal stability. In addition, it is represented by the general formula (I) of the present invention. The compound has a large number of substituents such as R 1 to R 14 , and the characteristics of the compound can be changed variously by combining them. Therefore, the characteristics change such as charge injection property and thermal stability can be easily and varied. This also has the effect that it can be achieved.

以下、一般式(I)で示される化合物について、実施形態により具体的に説明する。
前記一般式(I)中、Aで示される置換もしくは未置換の炭化水素基、または、置換もしくは無置換のけい素を含む炭化水素基としては、トリフルオロメチル基を有するものであることが好ましく、例えば以下の(a−1)〜(a−30)に示す構造から選択されるものである。
なお、下記構造においては、(a−1)〜(a−15)が置換もしくは未置換の炭化水素基の例を示し、(a−16)〜(a−30)が置換もしくは未置換のけい素を含む炭化水素基の例を示す。またこれらにおいて、中央のアリール基に連結する両末端を除き、末端のメチル基を省略している。以下も同様である。
Hereinafter, the compound represented by the general formula (I) will be specifically described with reference to embodiments.
In the general formula (I), the substituted or unsubstituted hydrocarbon group represented by A or the hydrocarbon group containing a substituted or unsubstituted silicon preferably has a trifluoromethyl group. For example, it is selected from the structures shown in the following (a-1) to (a-30).
In the structures below, (a-1) to (a-15) are examples of substituted or unsubstituted hydrocarbon groups, and (a-16) to (a-30) are substituted or unsubstituted silicate groups. Examples of hydrocarbon groups containing silicon are shown. Also, in these, the terminal methyl group is omitted except for both ends linked to the central aryl group. The same applies to the following.

Figure 2009013109
Figure 2009013109

Figure 2009013109
Figure 2009013109

これらの中では、Aとしては、(a−1)、(a−16)などで示される構造の基であることが特に望ましい。   Among these, A is particularly preferably a group having a structure represented by (a-1), (a-16), or the like.

また、一般式(I)中、R〜R14は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基及び置換もしくは未置換のアラルキル基のうちのいずれかを表す。
前記アルキル基としては、炭素数が1〜10の範囲の直鎖アルキル基、炭素数が1〜10の範囲の分岐化したアルキル基が好ましく、直鎖アルキル基としては炭素数が1〜6の範囲、分岐アルキル基としては炭素数が1〜6の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
In general formula (I), R 1 to R 14 are each independently any of a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and a substituted or unsubstituted aralkyl group. Represents.
The alkyl group is preferably a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the linear alkyl group has 1 to 6 carbon atoms. As the range and the branched alkyl group, those having 1 to 6 carbon atoms are more preferable. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group.

前記アリール基としては、炭素数が6〜20の範囲のものが好ましく、炭素数が6〜12の範囲のものがより好ましい。具体的には例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる。   The aryl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, and more preferably has 6 to 12 carbon atoms. Specific examples include a phenyl group and a toluyl group.

前記アラルキル基としては、炭素数が6〜20の範囲のものが好ましく、炭素数が6〜12の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。   As the aralkyl group, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable, and those having 6 to 12 carbon atoms are more preferable. Specific examples include a benzyl group and a phenethyl group.

前記各種結合基の中では、合成の容易さ、反応性、収率の良さと、化合物としての光電子的特性、熱安定性等の特性のバランスの観点から、水素原子、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、または炭素数1〜4の分岐化したアルキル基が好ましい。より具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基がより好ましい。   Among the various linking groups, from the viewpoint of the balance between the ease of synthesis, the reactivity, the good yield, and the characteristics such as the optoelectronic properties and thermal stability of the compound, the hydrogen atom, the carbon number of 1 to 4 A linear alkyl group or a branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferred. More specifically, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an iso-propyl group, and a tert-butyl group are more preferable.

また、前記一般式(I)中、Y及びYは、例えば以下に示す構造から選択された構造を有する。なお下記において、(y−1)〜(y−20)は酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基の例を、(y−21)〜(y−26)は置換もしくは未置換の芳香族基と酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基とが連結した基の例を、(y−27)〜(y−29)は置換もしくは未置換の芳香族基の例を、(y−30)は置換もしくは未置換のアルキレン基の例を各々示す。 In the general formula (I), Y 1 and Y 2 have, for example, a structure selected from the structures shown below. In the following, (y-1) to (y-20) are examples of groups having one or more selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin, (y-21) to (Y-26) is an example of a group in which a substituted or unsubstituted aromatic group and a group having one or more selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin are linked (y -27) to (y-29) are examples of substituted or unsubstituted aromatic groups, and (y-30) are examples of substituted or unsubstituted alkylene groups.

Figure 2009013109
Figure 2009013109

これらの中では、Y、Yとしては、(y−1)、(y−24)などで示される構造の基であることが特に望ましい。
なお、一般式(I)において、Yを介するカルバゾール基はR、R及びRのうちのいずれかに、Yを介するカルバゾール基はR12、R13及びR14のうちのいずれかに各々連結するが、m、nは各々0または1であり、0のときは前記カルバゾール基がY、Yを介さず直接これらの基に結合することを意味する。
Among these, Y 1 and Y 2 are particularly preferably groups having a structure represented by (y-1), (y-24), or the like.
In general formula (I), the carbazole group via Y 1 is any of R 5 , R 6 and R 7 , and the carbazole group via Y 2 is any of R 12 , R 13 and R 14 M and n are each 0 or 1, and when 0, it means that the carbazole group is directly bonded to these groups not via Y 1 and Y 2 .

本実施形態において、一般式(I)で示される化合物は、Aを介して左右対称の構造であっても、非対称の構造であってもよいが、合成および精製の容易性から考慮すると対称構造であることが望ましい。
以下、表1〜3に、一般式(I)で示される構造を有する化合物である本実施形態のカルバゾール含有化合物の具体例として、例示化合物1〜23を示すが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。なお、表1〜3に記載の具体例は、中央のAを中心に左右対称構造の化合物である。また、表1において、1番左側の列(構造No)は例示化合物番号を示し、左から2番目の列は一般式(I)におけるAの構造を示し、左から3番目の列は一般式(I)におけるY、Yの構造(表中では同一構造のため、Yとして示す)を示す。さらに、左から4番目の列はY、Yの結合位置を含めた一般式(I)で表される化合物全体の構造を示す。
In this embodiment, the compound represented by the general formula (I) may have a bilaterally symmetric structure or an asymmetrical structure via A, but in view of easiness of synthesis and purification, a symmetric structure It is desirable that
Hereinafter, Tables 1 to 3 show exemplary compounds 1 to 23 as specific examples of the carbazole-containing compound of the present embodiment, which is a compound having a structure represented by the general formula (I), but the present embodiment is limited to these. Is not to be done. In addition, the specific example of Tables 1-3 is a compound of a left-right symmetric structure centering on A of the center. In Table 1, the leftmost column (structure No.) indicates the exemplified compound number, the second column from the left indicates the structure of A in the general formula (I), and the third column from the left indicates the general formula. The structures of Y 1 and Y 2 in (I) (shown as Y in the table because they are the same structure) are shown. Further, the fourth column from the left shows the structure of the entire compound represented by the general formula (I) including the bonding positions of Y 1 and Y 2 .

Figure 2009013109
Figure 2009013109

Figure 2009013109
Figure 2009013109

Figure 2009013109
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本実施形態のカルバゾール含有化合物のイオン化ポテンシャルは5.2eV以上6.2eV以下であることが望ましく、5.4eV以上6.1eV以下がより望ましい。また、融点は100℃以上300℃以下が望ましく、100℃以上250℃以下がより望ましい。なお、前記イオン化ポテンシャルは、大気雰囲気型紫外線光電子分光装置(理研計器社製、AC−2)により化合物の光電子放出特性を測定することにより求めることができる。
そして、このような特性を有する本実施形態のカルバゾール含有化合物は、電子写真感光体、有機電界発光素子(有機EL素子)、有機太陽電池、有機トランジスタ等の有機電子デバイスに有用である。
The ionization potential of the carbazole-containing compound of this embodiment is preferably from 5.2 eV to 6.2 eV, more preferably from 5.4 eV to 6.1 eV. The melting point is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. In addition, the said ionization potential can be calculated | required by measuring the photoelectron emission characteristic of a compound with an atmospheric-atmosphere type ultraviolet photoelectron spectrometer (the Riken Keiki Co., Ltd. make, AC-2).
The carbazole-containing compound of this embodiment having such characteristics is useful for organic electronic devices such as electrophotographic photosensitive members, organic electroluminescent elements (organic EL elements), organic solar cells, and organic transistors.

本実施形態のカルバゾール含有化合物は、種々の一般的な合成手法により製造することができるが、以下の(1)、(2)の製造方法(合成方法)によれば、効率よく製造することができるため好適である。
(1)第1級アミンとジハロゲン化アリールとの反応により、カルバゾール環を合成する方法。
(2)ハロゲン化アリールとカルバゾールとを直接反応させることにより合成する方法。
The carbazole-containing compound of the present embodiment can be produced by various general synthetic techniques, but according to the following production methods (1) and (2) (synthesis methods), the carbazole-containing compound can be efficiently produced. This is preferable because it is possible.
(1) A method of synthesizing a carbazole ring by a reaction between a primary amine and an aryl dihalide.
(2) A method of synthesis by directly reacting an aryl halide and carbazole.

特に本実施形態においては、一般式(I)で示される化合物の中心部分のジアリール骨格及び両側のカルバゾール骨格共にバルキーであるため、これらを直接結合させることが困難となる場合があった。この点、上記(2)の製造方法に対して上記(1)の製造方法により合成を行うと、比較的高い収率で目的の化合物が得られるため好適である。   In particular, in this embodiment, since the diaryl skeleton at the central portion of the compound represented by the general formula (I) and the carbazole skeletons on both sides are bulky, it may be difficult to directly bond them. In this respect, the synthesis by the production method (1) above with respect to the production method (2) is preferred because the target compound can be obtained in a relatively high yield.

以下、前記(1)、(2)のカルバゾール含有化合物の製造方法について具体的に説明する。
まず、(1)の製造方法に関しては、本実施形態においては、例えば、下記一般式(II)で示されるアミン化合物と下記一般式(III)で示されるジハロゲン化合物とをパラジウム触媒でカップリング反応させることにより、カルバゾール環を合成することができる(詳細については、例えば「Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,2051−2053」参照)。
なお、一般式(III)で示されるジハロゲン化合物の構造が(a)、(b)で異なる場合、 前記反応に用いられる一般式(III)で示されるジハロゲン化合物としては、(a)と(b)とを等モルとして反応させることが好ましい。この場合、(a)及び(b)を、一般式(II)で示されるアミン化合物と一緒に混合し反応させてもよいし、一般式(II)で示されるアミン化合物の1つのアミノ基に(a)または(b)のどちらかを反応させた後、残りのどちらかを、もう一方のアミノ基と反応させてもよい。
Hereinafter, the method for producing the carbazole-containing compounds (1) and (2) will be specifically described.
First, regarding the production method of (1), in this embodiment, for example, an amine compound represented by the following general formula (II) and a dihalogen compound represented by the following general formula (III) are coupled with a palladium catalyst. Thus, a carbazole ring can be synthesized (see, for example, “Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2051-2053” for details).
When the structure of the dihalogen compound represented by the general formula (III) is different between (a) and (b), the dihalogen compound represented by the general formula (III) used in the reaction includes (a) and (b ) In an equimolar amount. In this case, (a) and (b) may be mixed and reacted together with the amine compound represented by the general formula (II), or one amino group of the amine compound represented by the general formula (II) may be reacted. After reacting either (a) or (b), either the remaining may be reacted with the other amino group.

Figure 2009013109
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Figure 2009013109
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なお、上記一般式(II)中、A、R〜R、R12〜R14、Y、Yは、一般式(I)におけるA、R〜R、R12〜R14、Y、Yと同様である。また、上記一般式(III)中、R〜R、R〜R11は、一般式(I)におけるR〜R、R〜R11と同様であり、Xはハロゲン元素を示す。該ハロゲン原子は特に制限されないが、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素のうち好ましくはヨウ素、臭素であり、特に好ましくは臭素である。 Incidentally, in the general formula (II), A, R 5 ~R 7, R 12 ~R 14, Y 1, Y 2 are, A in formula (I), R 5 ~R 7 , R 12 ~R 14 , Y 1 and Y 2 are the same. Further, in the general formula (III), R 1 ~R 4 , R 8 ~R 11 is the same as R 1 ~R 4, R 8 ~R 11 in the general formula (I), X 1 is halogen Indicates. The halogen atom is not particularly limited, but iodine, bromine, chlorine and fluorine are preferably iodine and bromine, and particularly preferably bromine.

また、前記(2)の製造方法に関しては、下記一般式(IV)で示されるハロゲン化合物と下記一般式(V)で示されるカルバゾール化合物とを、パラジウム触媒もしくは銅触媒などでカップリング反応を行うことによりカルバゾール含有化合物を得ることができる。
この合成においても、一般式(V)で示されるジハロゲン化合物の構造が(a)、(b)で異なる場合、 前記反応に用いられる一般式(V)で示されるカルバゾール化合物としては、(a)と(b)とを等モルとして反応させることが好ましい。この場合、(a)及び(b)を、一般式(IV)で示されるハロゲン化合物と一緒に混合し反応させてもよいし、一般式(IV)で示されるハロゲン化合物の1つのハロゲン基に(a)または(b)のどちらかを反応させた後、残りのどちらかを、もう一方のハロゲン基と反応させてもよい。
Regarding the production method of (2) above, a coupling reaction is carried out between a halogen compound represented by the following general formula (IV) and a carbazole compound represented by the following general formula (V) using a palladium catalyst or a copper catalyst. Thus, a carbazole-containing compound can be obtained.
Also in this synthesis, when the structure of the dihalogen compound represented by the general formula (V) is different between (a) and (b), as the carbazole compound represented by the general formula (V) used in the reaction, (a) And (b) are preferably reacted in equimolar amounts. In this case, (a) and (b) may be mixed and reacted together with the halogen compound represented by the general formula (IV), or one halogen group of the halogen compound represented by the general formula (IV) may be reacted. After reacting either (a) or (b), either the remaining may be reacted with the other halogen group.

Figure 2009013109
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Figure 2009013109
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なお、上記一般式(IV)中、R〜R、R12〜R14は、一般式(I)におけるR〜R、R12〜R14と同様であり、Xはハロゲン元素を示す。該ハロゲン原子は特に制限されないが、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素のうち、好ましくはヨウ素、臭素であり、特に好ましくはヨウ素である。また、上記一般式(V)中、R〜R、R〜R11は、一般式(I)におけるR〜R、R〜R11と同様である。 In the general formula (IV), R 5 to R 7 and R 12 to R 14 are the same as R 5 to R 8 and R 12 to R 14 in the general formula (I), and X 2 is a halogen element. Indicates. The halogen atom is not particularly limited, but iodine, bromine, chlorine, and fluorine are preferably iodine and bromine, and particularly preferably iodine. Further, in the general formula (V), R 1 ~R 4 , R 8 ~R 11 is the same as R 1 ~R 4, R 8 ~R 11 in the general formula (I).

次に、(1)の製造方法(合成方法)を以下に具体的に示す。
(1)の製造方法により、一般式(I)で示されるカルバゾール含有化合物を合成する場合には、前記一般式(II)で示されるジアミン化合物と前記一般式(III)で示されるジハロゲン化合物とを、三級ホスフィン類、パラジウム化合物、塩基の存在下反応させる。
一般式(II)で示されるジアミン化合物の使用量は、一般式(III)で示されるジハロゲン化合物に対してモル比で0.1〜0.7倍の範囲とすることが好ましく、より好ましくは0.3〜0.5倍の範囲である。
Next, the production method (synthesis method) of (1) is specifically shown below.
When the carbazole-containing compound represented by the general formula (I) is synthesized by the production method of (1), the diamine compound represented by the general formula (II) and the dihalogen compound represented by the general formula (III) Is reacted in the presence of a tertiary phosphine, a palladium compound, and a base.
The amount of the diamine compound represented by the general formula (II) is preferably in the range of 0.1 to 0.7 times in terms of molar ratio with respect to the dihalogen compound represented by the general formula (III), more preferably The range is 0.3 to 0.5 times.

前記三級ホスフィン類としては、特に限定されるものではなく、トリフェニルホスフィン、トリ(ターシャリーブチル)ホスフィン、トリ(p−トリルホスフィン)、トリ(m−トリルホスフィン)、トリイソブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリイソプロピルホスフィンなどの三級アルキルホスフィン類が挙げられるが、好ましくはトリ(ターシャリーブチル)ホスフィンである。三級ホスフィンの使用量は特に限定されるものではないが、パラジウム化合物に対してモル比で0.5〜10倍の範囲が好ましく、より好ましくはパラジウム化合物に対してモル比で2.0〜8.0倍の範囲である。   The tertiary phosphines are not particularly limited, and are triphenylphosphine, tri (tertiarybutyl) phosphine, tri (p-tolylphosphine), tri (m-tolylphosphine), triisobutylphosphine, tricyclohexyl. Tertiary alkyl phosphines such as phosphine and triisopropylphosphine can be mentioned, and tri (tertiary butyl) phosphine is preferable. The amount of tertiary phosphine used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 10 times in molar ratio with respect to the palladium compound, more preferably in the molar ratio of 2.0 to 2.0 with respect to the palladium compound. The range is 8.0 times.

また、前記パラジウム化合物としては、特に限定されるものではなく、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、パラジウムトリフルオロアセテ−ト(II)などの2価パラジウム化合物類;トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、パラジウム−カーボンなどの0価パラジウム化合物類;が挙げられ、特に好ましくは酢酸パラジウム、トリスジベンジリデンアセトン二パラジウム(0)である。パラジウム化合物の使用量は、特に限定されるものではないが、一般式(II)で示されるジアミン化合物に対してパラジウム換算で0.001〜10モル%の範囲であり、より好ましくは、パラジウム換算で0.01〜5.0モル%の範囲である。   The palladium compound is not particularly limited, and is a divalent palladium compound such as palladium acetate (II), palladium chloride (II), palladium bromide (II), palladium trifluoroacetate (II), etc. And tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0), (dibenzylideneacetone) dipalladium (0), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), and zero-valent palladium compounds such as palladium-carbon; Particularly preferable are palladium acetate and trisdibenzylideneacetone dipalladium (0). Although the usage-amount of a palladium compound is not specifically limited, It is the range of 0.001-10 mol% in conversion of palladium with respect to the diamine compound shown by general formula (II), More preferably, conversion of palladium In the range of 0.01 to 5.0 mol%.

前記塩基としては、特に限定されるものではなく、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、ターシャリーブトキシカリウム、ターシャリーブトキシナトリウム、ナトリウム金属、カリウム金属、水素化カリウムなどが挙げられ、好ましくは炭酸ルビジウム、ターシャリーブトキシナトリウムである。これらの塩基の使用量は、一般式(II)で示されるジアミン化合物に対してモル比で1.0〜10倍の範囲であり、より好ましくは3.0〜6.0倍の範囲である。   The base is not particularly limited, but potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, tertiary butoxy potassium, tertiary butoxy sodium, sodium metal, potassium metal, hydrogen Examples thereof include potassium fluoride, and preferred are rubidium carbonate and tertiary butoxy sodium. The amount of these bases to be used is in the range of 1.0 to 10 times, more preferably in the range of 3.0 to 6.0 times in terms of molar ratio with respect to the diamine compound represented by the general formula (II). .

前記カルバゾール環化反応は、通常不活性溶媒下で実施される。使用できる溶媒としては、本反応を著しく阻害しない溶媒であればよく、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル溶媒、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどを例示することができる。これらのうち、より好ましくは、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒である。   The carbazole cyclization reaction is usually performed in an inert solvent. As a solvent that can be used, any solvent that does not significantly inhibit this reaction may be used. Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile, dimethylformamide, dimethyl A sulfoxide etc. can be illustrated. Of these, more preferred are aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene.

また、前記アミノ化反応は、常圧下、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で実施されるが、加圧条件下で実施することもできる。反応温度20℃〜300℃の範囲で実施されるが、より好ましくは50℃〜180℃の範囲である。反応時間は反応条件により異なるが、数分〜20時間の範囲から選択すればよい。   The amination reaction is carried out under an atmospheric pressure and an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, but can also be carried out under a pressurized condition. The reaction is carried out in the range of 20 to 300 ° C, more preferably in the range of 50 to 180 ° C. Although reaction time changes with reaction conditions, what is necessary is just to select from the range of several minutes-20 hours.

反応後は、反応溶液をセライトろ過により無機物を除去した後トルエンなどの溶媒で希釈し、希塩酸、水の順に中性になるまで洗浄し、硫酸マグネシウムなどの乾燥剤で乾燥する。ろ過により乾燥剤を除去した後、溶媒を減圧下留去する。得られた粗生成物をシリカゲル、アルミナ等でカラム精製するか、または活性白土、活性炭等の吸着剤を添加し、不要分を吸着させる等の処理を行い、さらに、反応生成物が結晶の場合にはヘキサン、メタノール、アセトン、エタノール、酢酸エチル、トルエン等の適当な溶剤から、再結晶させて精製することで、一般式(I)で示されるカルバゾール含有化合物が合成できる。   After the reaction, the reaction solution is subjected to cerite filtration to remove inorganic substances, then diluted with a solvent such as toluene, washed in order of dilute hydrochloric acid and water until neutral, and dried with a drying agent such as magnesium sulfate. After removing the desiccant by filtration, the solvent is distilled off under reduced pressure. If the resulting crude product is column purified with silica gel, alumina, etc., or an adsorbent such as activated clay or activated carbon is added to adsorb unnecessary components, and the reaction product is crystalline Can be synthesized by recrystallization from an appropriate solvent such as hexane, methanol, acetone, ethanol, ethyl acetate, toluene, etc. to purify the carbazole-containing compound represented by the general formula (I).

次に、(2)の製造方法(合成方法)を以下に具体的に示す。
(2)の製造方法により、一般式(I)で示されるカルバゾール含有化合物を合成する場合には、前記一般式(IV)で示されるジハロゲン化合物と一般式(V)で示されるカルバゾール化合物とを、銅触媒、塩基の存在下でカップリング反応させる。
上記反応における一般式(V)で示されるカルバゾール化合物の使用量は、一般式(IV)で示されるジハロゲン化合物1当量に対して、好ましくは2.0〜3.0当量の範囲、より好ましくは2.0〜2.4当量の範囲である。
Next, the production method (synthesis method) of (2) is specifically shown below.
When the carbazole-containing compound represented by the general formula (I) is synthesized by the production method (2), the dihalogen compound represented by the general formula (IV) and the carbazole compound represented by the general formula (V) are prepared. , A copper catalyst and a coupling reaction in the presence of a base.
The amount of the carbazole compound represented by the general formula (V) in the above reaction is preferably in the range of 2.0 to 3.0 equivalents, more preferably relative to 1 equivalent of the dihalogen compound represented by the general formula (IV). The range is from 2.0 to 2.4 equivalents.

前記銅触媒としては、特に限定されるものではないが、銅紛、酸化銅(I)、硫酸銅(II)、酢酸銅(III)、ヨウ化銅(I)等が挙げられ、好ましくは硫酸銅(II)である。使用量は、一般式(IV)で示されるジハロゲン化合物1質量部に対し、好ましくは0.001〜3質量部の範囲、より好ましくは0.01〜2質量部の範囲である。   Examples of the copper catalyst include, but are not limited to, copper powder, copper (I) oxide, copper (II) sulfate, copper (III) acetate, and copper (I) iodide, preferably sulfuric acid. Copper (II). The amount used is preferably in the range of 0.001 to 3 parts by mass, more preferably in the range of 0.01 to 2 parts by mass with respect to 1 part by mass of the dihalogen compound represented by the general formula (IV).

前記塩基としては、特に限定されるものではないが、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸水素カリウム等挙げられ、好ましくは炭酸カリウムである。使用量は、一般式(IV)で示されるジハロゲン化合物1当量に対し、好ましくは1〜6当量の範囲、より好ましくは2.0〜4.0当量の範囲である。   Although it does not specifically limit as said base, Potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, potassium hydrogen carbonate etc. are mentioned, Preferably it is potassium carbonate. The amount used is preferably in the range of 1 to 6 equivalents, more preferably in the range of 2.0 to 4.0 equivalents, relative to 1 equivalent of the dihalogen compound represented by the general formula (IV).

溶剤は必要に応じて使用し、無溶媒で反応を行なっても良い。特に限定されるものではないが、好ましいものとしては、n−トリデカン、テトラリン、p−シメン、テルピノレン等の高沸点の非水溶性炭化水素系溶剤や、o−ジクロロベンゼン、クロロベンゼン等の高沸点のハロゲン系溶剤が挙げられ、一般式(IV)で示されるジハロゲン化合物1質量部に対し、好ましくは0.1〜3質量部の範囲、より好ましくは0.2〜2質量部の範囲で使用される。またこの反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、好ましくは100〜300℃の範囲、より好ましくは150〜270℃の範囲、さらに好ましくは180〜250℃の範囲で十分に効率よく攪拌しながら行い、さらに反応中に生成する水を除去しながら反応させることが好ましい。   A solvent may be used as necessary, and the reaction may be carried out without a solvent. Although not particularly limited, preferred are high-boiling water-insoluble hydrocarbon solvents such as n-tridecane, tetralin, p-cymene and terpinolene, and high-boiling waters such as o-dichlorobenzene and chlorobenzene. A halogen-based solvent is mentioned, and it is preferably used in a range of 0.1 to 3 parts by mass, more preferably in a range of 0.2 to 2 parts by mass with respect to 1 part by mass of the dihalogen compound represented by the general formula (IV). The This reaction is sufficiently efficient in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, preferably in the range of 100 to 300 ° C, more preferably in the range of 150 to 270 ° C, and still more preferably in the range of 180 to 250 ° C. It is preferable to carry out the reaction while stirring and further to remove water generated during the reaction.

反応の終了後は、反応生成物をトルエン、アイソパー、n−トリデカン等の溶剤に溶解させ、必要に応じて、水洗またはろ過により、不要物を除去し、さらに、シリカゲル、アルミナでカラム精製するか、活性白土、活性炭等で溶液中にこれらの吸着剤を添加し、不要分を吸着させる等の処理を行い、さらに、エタノール、酢酸エチル、トルエン等の適当な溶剤から、再結晶させて精製する。   After completion of the reaction, the reaction product is dissolved in a solvent such as toluene, isopar, n-tridecane, etc., and if necessary, unnecessary substances are removed by washing with water or filtration, and column purification with silica gel or alumina is performed. Add these adsorbents to the solution with activated clay, activated carbon, etc., and perform treatments such as adsorption of unnecessary components, and recrystallize from an appropriate solvent such as ethanol, ethyl acetate, toluene, etc. .

本発明のカルバゾール含有化合物は、優れた電荷輸送性、アルキル基または連結基などの置換基による溶解性制御性、トリフルオロメチル基またはアルキル基などの置換基による電荷注入特性制御性を有している。特に、様々な置換基を導入することによりイオン化ポテンシャル(IP)やガラス転移温度(Tg)等の物性をコントロールすることが可能であり、したがって有機感光体や有機太陽電池、有機電界発光素子、有機トランジスタ等の有機電子デバイスに用いられる材料として非常に有用な化合物である。   The carbazole-containing compound of the present invention has excellent charge transportability, solubility controllability by a substituent such as an alkyl group or a linking group, and charge injection property controllability by a substituent such as a trifluoromethyl group or an alkyl group. Yes. In particular, physical properties such as ionization potential (IP) and glass transition temperature (Tg) can be controlled by introducing various substituents. Therefore, organic photoreceptors, organic solar cells, organic electroluminescent elements, organic It is a very useful compound as a material used in organic electronic devices such as transistors.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
(例示化合物[1]の製造)
下記反応式(I)にしたがって、表1に示した例示化合物[1]を合成した。
まず、2,2’−ジブロモビフェニル5.7g(18mmol)、酢酸パラジウム255mg、ナトリウム−t−ブトキシド4.0g(42mmol)及びキシレン200mlを500mlの三口フラスコに入れ、窒素気流下、トリ−t−ブチルホスフィン4.0g(3.6mmol)を加え、還流撹拌させた。次に、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン3.08g(9.0mmol)をキシレン100mlに溶解させ、これを前記混合物中に滴下した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
<Example 1>
(Production of Exemplified Compound [1])
Exemplified compound [1] shown in Table 1 was synthesized according to the following reaction formula (I).
First, 5.7 g (18 mmol) of 2,2′-dibromobiphenyl, 255 mg of palladium acetate, 4.0 g (42 mmol) of sodium-t-butoxide and 200 ml of xylene were placed in a 500 ml three-necked flask, and tri-t- 4.0 g (3.6 mmol) of butylphosphine was added and stirred at reflux. Next, 3.08 g (9.0 mmol) of 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane was dissolved in 100 ml of xylene, and this was dropped into the mixture.

1時間加熱撹拌した後、セライトろ過によりアルカリ、パラジウムを除去した。この際トルエン100mlで洗浄した。その後、1N HCl200ml、蒸留水200mlで2回、飽和食塩水200mlで1回の順で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して得られた溶液をエバポレーターにて濃縮し、メタノール100mlを加えることにより粗結晶を得た。得られた粗結晶をトルエン/ヘキサンから再結晶することにより、表1に示した例示化合物[1]を収率32%で得た。   After stirring with heating for 1 hour, alkali and palladium were removed by Celite filtration. At this time, it was washed with 100 ml of toluene. Then, it was washed with 200 ml of 1N HCl, 200 ml of distilled water twice and once with 200 ml of saturated saline. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solution obtained by filtration was concentrated with an evaporator, and 100 ml of methanol was added to obtain crude crystals. The obtained crude crystals were recrystallized from toluene / hexane to obtain Exemplified Compound [1] shown in Table 1 with a yield of 32%.

Figure 2009013109
Figure 2009013109

(例示化合物[1]の特性)
得られた例示化合物[1]について、各特性及び構造確認を行った。結果は以下の通りである。
−構造分析−
得られた例示化合物[1]の赤外吸収(IR)スペクトル(KBr法)を図1に示す。
(Characteristics of Exemplified Compound [1])
Each characteristic and structure confirmation were performed about the obtained exemplary compound [1]. The results are as follows.
-Structural analysis-
An infrared absorption (IR) spectrum (KBr method) of the obtained exemplary compound [1] is shown in FIG.

また、NMRスペクトル(H−NMR、溶媒:CDCl)を図2に示す。シグナルの詳細は以下の通りである。
・NMRスペクトルデータ:
δ7.32(ppm)(t,4H,Ar)、δ7.46(ppm)(t,4H,Ar)、δ7.53(ppm)(d,4H,Ar)、δ7.6(ppm)(d,4H,Ar)、δ7.76(ppm)(d,4H,Ar)、δ8.16(ppm)(d,4H,Ar)
An NMR spectrum ( 1 H-NMR, solvent: CDCl 3 ) is shown in FIG. Details of the signal are as follows.
・ NMR spectrum data:
δ 7.32 (ppm) (t, 4H, Ar), δ 7.46 (ppm) (t, 4H, Ar), δ 7.53 (ppm) (d, 4H, Ar), δ 7.6 (ppm) (d , 4H, Ar), δ 7.76 (ppm) (d, 4H, Ar), δ 8.16 (ppm) (d, 4H, Ar)

−特性−
例示化合物[1]について、示差走査熱量計(DSC)(セイコーインスツルメンツ社製、Tg/DTA6200)により融点を測定したところ、278.8℃であった。また、大気雰囲気型紫外線光電子分光装置(理研計器社製、AC−2)により光電子放出特性を測定し、その立ち上がりの照射光エネルギーから求めたイオン化ポテンシャルは6.01eVであった。
-Characteristic-
It was 278.8 degreeC when melting | fusing point was measured with the differential scanning calorimeter (DSC) (the Seiko Instruments make, Tg / DTA6200) about exemplary compound [1]. Further, the photoelectron emission characteristics were measured by an atmospheric-type ultraviolet photoelectron spectrometer (AC-2, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and the ionization potential obtained from the rising irradiation light energy was 6.01 eV.

<実施例2>
(例示化合物[12]の製造)
下記反応式(II)にしたがって、例示化合物[12]を合成した。
まず、2,2’−ジブロモビフェニル6.2g(20mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)288mg(0.50mmol)、ナトリウム−t−ブトキシド4.3g(45mmol)及びキシレン80mlを300mlの三口フラスコに入れ、窒素気流下、トリ−t−ブチルホスフィン810mg(4.0mmol)を加え、還流撹拌させた。次に、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン3.6g(10mmol)をキシレン50mlに溶解させ、これを前記混合物中に滴下した。
<Example 2>
(Production of Exemplified Compound [12])
Exemplified compound [12] was synthesized according to the following reaction formula (II).
First, 6.2 g (20 mmol) of 2,2′-dibromobiphenyl, 288 mg (0.50 mmol) of bis (dibenzylideneacetone) palladium (0), 4.3 g (45 mmol) of sodium-t-butoxide, and 80 ml of xylene were added to 300 ml. Into a three-necked flask, under a nitrogen stream, 810 mg (4.0 mmol) of tri-t-butylphosphine was added and stirred at reflux. Next, 3.6 g (10 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane was dissolved in 50 ml of xylene, and this was dropped into the mixture.

3時間加熱撹拌した後、セライトろ過によりアルカリ、パラジウム除去した。この際トルエン100mlで洗浄した。その後、1N HCl200ml、蒸留水200mlで3回、飽和食塩水200mlで1回の順で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して得られた溶液をエバポレーターにて濃縮し、メタノール100mlを加えることにより粗結晶を得た。得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより酢エチ/ヘキサンから精製することにより、表1に示した例示化合物[12]を収率42%で得た。   After heating and stirring for 3 hours, alkali and palladium were removed by Celite filtration. At this time, it was washed with 100 ml of toluene. Then, it was washed with 200 ml of 1N HCl, 200 ml of distilled water three times and once with 200 ml of saturated saline. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solution obtained by filtration was concentrated with an evaporator, and 100 ml of methanol was added to obtain crude crystals. The obtained crude crystals were purified from ethyl acetate / hexane by silica gel column chromatography to obtain Exemplified Compound [12] shown in Table 1 in a yield of 42%.

Figure 2009013109
Figure 2009013109

(例示化合物[12]の特性)
得られた例示化合物[12]について、各特性及び構造確認を行った。結果は以下の通りである。
−構造分析−
得られた例示化合物[12]の赤外吸収スペクトル(KBr法)を図3に示す。
(Characteristics of Exemplary Compound [12])
Each characteristic and structure confirmation were performed about the obtained exemplary compound [12]. The results are as follows.
-Structural analysis-
FIG. 3 shows an infrared absorption spectrum (KBr method) of the obtained exemplary compound [12].

また、NMRスペクトル(H−NMR、溶媒:CDCl)を図4に示す。シグナルの詳細は以下の通りである。
・NMRスペクトルデータ:
δ1.96(ppm)(s,6H,CH)、δ6.90(ppm)(d,4H,Ar)、δ7.28(ppm)(m,8H,Ar)、δ7.49(ppm)(m,4H,Ar)、δ7.60(ppm)(d,2H,Ar)、δ8.16(ppm)(d,4H,Ar)
Further, FIG. 4 shows an NMR spectrum ( 1 H-NMR, solvent: CDCl 3 ). Details of the signal are as follows.
・ NMR spectrum data:
δ 1.96 (ppm) (s, 6H, CH 3 ), δ 6.90 (ppm) (d, 4H, Ar), δ 7.28 (ppm) (m, 8H, Ar), δ 7.49 (ppm) ( m, 4H, Ar), δ 7.60 (ppm) (d, 2H, Ar), δ 8.16 (ppm) (d, 4H, Ar)

−特性−
例示化合物[12]について、前記示差走査熱量計により融点を測定したところ、91.2℃であった。また、前記大気雰囲気型紫外線光電子分光装置により求めたイオン化ポテンシャルは6.3eVであった。
-Characteristic-
It was 91.2 degreeC when melting | fusing point was measured for the exemplary compound [12] with the said differential scanning calorimeter. The ionization potential determined by the atmospheric-type ultraviolet photoelectron spectrometer was 6.3 eV.

<実施例3>
(例示化合物[5]の製造)
下記反応式(III)にしたがって、表1に示した例示化合物[5]を合成した。
まず、2,2’−ジブロモビフェニル3.1g(10mmol)、酢酸パラジウム56mg(0.25mmol)、ナトリウム−t−ブトキシド2.1g(23mmol)及びキシレン100mlを300mlの三口フラスコに入れ、窒素気流下、トリ−t−ブチルホスフィン410mg(2.0mmol)を加え、還流撹拌させた。次に、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン3.1g(10mmol)をキシレン50mlに溶解させ、これを前記混合物に滴下した。
<Example 3>
(Production of Exemplary Compound [5])
Exemplified compound [5] shown in Table 1 was synthesized according to the following reaction formula (III).
First, 3.1 g (10 mmol) of 2,2′-dibromobiphenyl, 56 mg (0.25 mmol) of palladium acetate, 2.1 g (23 mmol) of sodium tert-butoxide and 100 ml of xylene were placed in a 300 ml three-necked flask, , 410 mg (2.0 mmol) of tri-t-butylphosphine was added, and the mixture was stirred at reflux. Next, 3.1 g (10 mmol) of 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane was dissolved in 50 ml of xylene, and this was added dropwise to the mixture.

1時間加熱撹拌した後、セライトろ過によりアルカリ、パラジウム除去した。この際トルエン50mlで洗浄した。その後、1N HCl100ml、蒸留水150mlで3回、飽和食塩水150mlで1回の順で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過して得られた溶液をエバポレーターにて濃縮し、メタノール100mlを加えることにより粗結晶を得た。得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより酢エチ/ヘキサンから精製することにより、表1に示した例示化合物[5]を収率34%で得た。   After stirring with heating for 1 hour, alkali and palladium were removed by Celite filtration. At this time, it was washed with 50 ml of toluene. Then, it was washed with 100 ml of 1N HCl, 150 ml of distilled water three times, and once with 150 ml of saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solution obtained by filtration was concentrated with an evaporator, and 100 ml of methanol was added to obtain crude crystals. The obtained crude crystals were purified from ethyl acetate / hexane by silica gel column chromatography to obtain Exemplified Compound [5] shown in Table 1 at a yield of 34%.

Figure 2009013109
Figure 2009013109

(例示化合物[5]の特性)
得られた例示化合物[5]について、各特性及び構造確認を行った。結果は以下の通りである。
−構造分析−
得られた例示化合物[5]の赤外吸収スペクトル(KBr法)を図5に示す。
(Characteristics of Exemplary Compound [5])
Each characteristic and structure confirmation were performed about the obtained exemplary compound [5]. The results are as follows.
-Structural analysis-
An infrared absorption spectrum (KBr method) of the obtained exemplary compound [5] is shown in FIG.

また、NMRスペクトル(H−NMR、溶媒:CDCl)を図6に示す。シグナルの詳細は以下の通りである。
・NMRスペクトルデータ:
δ7.12(ppm)(d,4H,Ar)、δ7.30(ppm)(m,8H,Ar)、δ7.36−7.50(ppm)(m,12H,Ar)、δ7.56(ppm)(d,4H,Ar)、δ8.16(ppm)(d,4H,Ar)
An NMR spectrum ( 1 H-NMR, solvent: CDCl 3 ) is shown in FIG. Details of the signal are as follows.
・ NMR spectrum data:
δ 7.12 (ppm) (d, 4H, Ar), δ 7.30 (ppm) (m, 8H, Ar), δ 7.36-7.50 (ppm) (m, 12H, Ar), δ 7.56 ( ppm) (d, 4H, Ar), δ 8.16 (ppm) (d, 4H, Ar)

−特性−
例示化合物[5]について、前記示差走査熱量計により融点を測定したところ、100.0℃であった。また、前記大気雰囲気型紫外線光電子分光装置により求めたイオン化ポテンシャルは6.13(±0.1)eVであった。
-Characteristic-
With respect to the exemplified compound [5], the melting point was measured by the differential scanning calorimeter and found to be 100.0 ° C. The ionization potential obtained by the atmospheric-type ultraviolet photoelectron spectrometer was 6.13 (± 0.1) eV.

実施例1で得られた化合物のIRスペクトルである。2 is an IR spectrum of the compound obtained in Example 1. 実施例1で得られた化合物のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of the compound obtained in Example 1. 実施例2で得られた化合物のIRスペクトルである。2 is an IR spectrum of the compound obtained in Example 2. 実施例2で得られた化合物のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of the compound obtained in Example 2. 実施例3で得られた化合物のIRスペクトルである。3 is an IR spectrum of the compound obtained in Example 3. 実施例3で得られた化合物のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of the compound obtained in Example 3.

Claims (2)

下記一般式(I)で示されることを特徴とするカルバゾール含有化合物。
Figure 2009013109


(一般式(I)中、Aは、置換もしくは未置換の炭化水素基または置換もしくは未置換のけい素を含む炭化水素基を表し、R〜R14は、それぞれ独立に水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基及び置換もしくは未置換のアラルキル基のうちのいずれかを表し、Y及びYは、それぞれ独立に酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基、置換もしくは未置換の芳香族基と酸素、硫黄、リン、ホウ素、けい素、ゲルマニウム及びすずから選択される1種以上を有する基とが連結した基、置換もしくは未置換の芳香族基並びに置換もしくは未置換のアルキレン基のうちのいずれかを表し、m、nは各々0または1を表す。また、Yを介するカルバゾール基はR、R及びRのうちのいずれかに、Yを介するカルバゾール基はR12、R13及びR14のうちのいずれかに各々連結する。)
A carbazole-containing compound represented by the following general formula (I):
Figure 2009013109


(In General Formula (I), A represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group or a hydrocarbon group containing substituted or unsubstituted silicon, and R 1 to R 14 are each independently a hydrogen atom, Represents any one of an unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group and a substituted or unsubstituted aralkyl group, and Y 1 and Y 2 are each independently oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, A group having at least one selected from germanium and tin, a substituted or unsubstituted aromatic group and a group having at least one selected from oxygen, sulfur, phosphorus, boron, silicon, germanium and tin are linked the group represents one of a substituted or unsubstituted aromatic group and a substituted or unsubstituted alkylene group, m, n each represents 0 or 1. also, mosquitoes through Y 1 Bazoru groups in any of R 5, R 6 and R 7, carbazole group via the Y 2 are respectively connected to one of R 12, R 13 and R 14.)
前記一般式(I)におけるAが、トリフルオロメチル基を有することを特徴とする請求項1に記載のカルバゾール含有化合物。   The carbazole-containing compound according to claim 1, wherein A in the general formula (I) has a trifluoromethyl group.
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