JP2009542026A - 架橋カルベン配位子を有するPtとPdのビスカルベン錯体及びテトラカルベン錯体のOLED内での利用 - Google Patents

架橋カルベン配位子を有するPtとPdのビスカルベン錯体及びテトラカルベン錯体のOLED内での利用 Download PDF

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Abstract

架橋カルベン配位子を有するPtとPdのビスカルベン錯体及びテトラカルベン錯体の有機発光ダイオード内での利用、少なくとも一種の上記のPtまたはPdのカルベン錯体を含む有機発光ダイオード、少なくとも一種の一般式I及び/又は一般式IIの遷移金属−カルベン錯体が発光層、電子遮断層、励起子遮断層及び/又は空孔遮断層に存在する有機発光ダイオード、少なくとも一種の上記のPtまたはPdのカルベン錯体を含む発光層、少なくとも一種の本発明の発光層を含む有機発光ダイオード、および少なくとも一種の本発明の有機発光ダイオードを含む装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、架橋カルベン配位子を有するPtとPdのビスカルベン錯体及びテトラカルベン錯体の有機発光ダイオード内での利用、少なくとも一種の上記のPtまたはPdのカルベン錯体を含む有機発光ダイオード、少なくとも一種の一般式I及び/又は一般式IIの遷移金属−カルベン錯体が発光層、電子遮断層、励起子遮断層及び/又は空孔遮断層に存在する有機発光ダイオード、少なくとも一種の上記のPtまたはPdのカルベン錯体を含む発光層、少なくとも一種の本発明の発光層を含む有機発光ダイオード、および少なくとも一種の本発明の有機発光ダイオードを含む装置に関する。
有機発光ダイオード(OLED)では、電流で励起されると発光する材料の性質が検討されている。OLEDは、特にCRT(陰極線管)や液晶表示装置に変わる平面型画像表示装置の製造に興味がもたれている。非常に設計がコンパクトであり、元来低電力使用量であるため、OLEDを用いる装置は、特に携帯用途、例えば携帯電話やラップトップコンピューターに適している。
OLEDや、OLEDを組み立てた(張り合わせた)ものの基本作動原理は、例えば、WO2005/113704およびそこに引用されている文献に記載されている。
先行技術により、電流での励起で発光する材料が数多く提案されている。
WO2005/019373は、少なくとも一種のカルベン配位子を含む無電荷の遷移金属錯体のOLEDでの利用を、最初に開示したものである。WO2005/019373によると、これらの遷移金属錯体は、OLED内のどの層においても使用可能であり、配位子の構造や中心金属によって遷移金属錯体の望ましい性質に調整される。例えば、遷移金属錯体を、OLEDの電子遮断層、励起子遮断層、空孔遮断層、または発光層で用いることが可能であるが、この遷移金属錯体をOLED中で発光分子として用いることが好ましい。
WO2005/113704は、カルベン配位子を有する発光性化合物に関する。WO2005/113704は、いろいろなカルベン配位子をもつ数多くの遷移金属錯体を示してあり、これらの遷移金属錯体を、リン光性の発光材料、より好ましくはドーピング物質として用いることが好ましい。
WO2005/019373とWO2005/113704で開示されている遷移金属−カルベン錯体のいずれにおいても、そのカルベン配位子は、シクロメタル化により遷移金属に結合している。この一個以上のカルベン配位子は、第一にはカルベン炭素原子で、第二には他の炭素原子またはヘテロ原子で、遷移金属に結合している。
上記のような先行技術のもとで、本発明の目的は、バランスのある諸性質を示す、例えば高安定性、高効率及び/又は長寿命である、新たなOLED用遷移金属−カルベン錯体を提供することである。
本目的は、一般式(I)及び一般式(II)の遷移金属−カルベン錯体から選ばれる遷移金属−カルベン錯体を有機発光ダイオードで使用することにより達成される。
Figure 2009542026
式中、記号は、それぞれ以下の通りである:
1は、Pt(II)またはPd(II)である;
Lは、単座のモノアニオン性配位子であり;
1とR1は、各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、またはアラルキルであり;
2、R3、R2'、およびR3'は、各々独立して、水素、アルキル、またはアリールであり;
XとXは、各々独立して、アルキレン、
Figure 2009542026
であり;
-は、モノアニオン性対イオンである。
発明により用いられる上記の一般式I及び一般式IIの遷移金属−カルベン錯体には、他の炭素原子やヘテロ原子を経由するカルベン配位子のシクロメタル化が含まれていない。驚くべきことに、他の炭素原子やヘテロ原子を経由するカルベン配位子のシクロメタル化の必要なくして、OLEDでの使用に好適な、十分に安定な遷移金属−カルベン錯体が得られることが明らかとなった。
本発明で用いられる式Iまたは式IIの遷移金属−カルベン錯体に異なる異性体が存在する場合、本発明は、式Iの遷移金属−カルベン錯体の異性体それぞれを、また任意の比率の異なる異性体の混合物を含んでいる。一般に、式Iと式IIの金属錯体の異なる異性体は、当業界の熟練者には公知の方法により、例えばクロマトグラフィー、昇華または結晶化により分離可能である。
式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、OLEDのいずれの層で使用してもよく、金属錯体を所望の性質に調整するために、その配位子構造や中心金属を変更してもよい。
例えば、式(I)と式(II)の遷移金属−カルベン錯体の、OLEDの電子遮断層、励起子遮断層、空孔遮断層、または発光層での利用か可能である。
一般式I及び一般式IIの遷移金属−カルベン錯体を、OLED中の発光分子として利用することが好ましい。
「単座配位子」とは、配位子上の一部位により遷移金属原子M1に配位する配位子を意味するものとする。
カルベン配位子のみが、そのカルベン炭素原子でもって遷移金属原子に結合している遷移金属−カルベン錯体は公知である。
W. J. Youngs et al., J. Organomet. Chem. 671 (2003) 183 to 186は、二個のビス(イミダゾール−2−イリデン)−Pt(II)錯体の合成と構造決定に関する。しかしながら、これらの錯体の利用に関しては特に述べられていない。
M. Albrecht et al., Inorganica Chimica Acta (2006), 1929−1938は、ビスイミダゾリウム配位子を有するパラジウム−ビスカルベン錯体の合成と構造解析に関する。特に、M. Albrecht et al. は、ビスイミダゾリウム配位子のメタル化の機構的な解析に関する。
Ch.−M. Che et al., Organometallics 1998, 17, 1622 to 1630は、芳香族の光活性ジイミン配位子を有する発光性のレニウム(I)−N−複素環式カルベン錯体の分光的性質の分析に関する。これらの錯体の分光的性質の分析により、これら錯体の電子的な条件の認識が深まる。これらのN−複素環式レニウム(l)−カルベン錯体の利用や、エレクトロルミネッセンスの性能についての記載は、Ch.−M. Cheにはない。
また、DE−A102005058206は、白金及びパラジウムのN−複素環式ビスカルベン錯体の製造、およびその触媒としての、特に炭化水素や炭化水素含有物の部分酸化用触媒としての利用について開示している、DE−A102005058206は、開示の錯体の発光的な性質に関しては、なんら情報を含んでいない。
本発明の式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体がOLED用途に好適であることは、上記のいずれの文書にも述べられていない。このため、本出願に記載の式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体がOLEDの用途に好適であることが明らかとなった。
好適な単座モノアニオン性配位子Lは、通常単座モノアニオン性配位子として用いらている配位子である。
通常、用いる配位子Lは、非光活性の配位子である。好適な配位子Lは、ハライド類、特にCI-やBr-、I-、擬ハライド類、特にCN-、及びアルコキシやOAc-である。好ましい配位子Lは、Br-、I-、およびOAc-である。
好適なモノアニオン性対イオンW-は、例えば、ハライド類、特にCI-やBr-、I-、および擬ハライド類、特にCN-、アルコキシ、OAc-、BF4-、PF6-、SbF6-、AsF6-、SCN-、OCN-及びClO4-である。好ましいモノアニオン性対イオンは、Br-とI-である。
本出願において、「アリール基(またはグループ)」とは、下に定義されるアルキル基(またはグループ)、シクロアルキル基(またはグループ)、アラルキル基(またはグループ)、アルコキシ基(またはグループ)である:
アリール基(またはグループ)とは、一個の芳香族環または複数の縮合芳香族環からなる、炭素原子数が6〜18の基本構造を持つ基を意味するものとする。好適な基本構造は、例えば、フェニル、ナフチル、アントラセニルまたはフェナントレニルである。この基本構造は、無置換(即ち、すべての置換可能な炭素原子が水素原子を持つ)であっても、基本構造中の一個以上の部位であるいはすべての置換可能な部位で置換されていてもよい。好適な置換基は、例えば、アルキル基、好ましくは炭素原子数が1〜8のアルキル基、より好ましくはメチル、エチルまたはi−プロピルである。このアリール基は、好ましくはC6−アリール基、この基は必要に応じて上記置換基の少なくとも一種で置換されていてもよい。このC6−アリール基は、より好ましくは、一個、二個、または三個のアルキル基を有し、その際、一つの置換基はアリール基の他の結合部位に対してオルト、メタまたはパラ位に配置され、置換基が二個の場合は、これらは、アリール基の他の結合部位に対して、それぞれメタ位またはオルト位に配置されるか、一個の基がオルト位に他の基がメタ位に、または一個の基がオルト位またはメタ位に他の基がパラ位に配置される。置換基が三個の場合は、これらは、アリール基の他の結合部位に対して、オルト位(三個の置換基のうち二つ)とp位(第三の置換基)に配置されることが好ましい。
アルキル基またはアルキルグループとは、炭素原子数が1〜8の、好ましくは1〜4の基を意味するものとする。このアルキル基は、分岐していてもよい。このアルキル基は、より好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、n−プロピル、n−ブチル、イソブチル、およびtert−ブチルからなる群から選ばれる。非常に特に好ましいのは、メチル、イソプロピル、およびn−ブチルである。
アルコキシ基またはアルコキシグループは、O−アルキル基を意味するものとする。好適なアルキル基は、上述の通りである。シクロアルキル基またはシクロアルキルグループは、炭素原子数が3〜8の基を意味するものとする。この基本構造は、無置換(即ち、すべての置換可能な炭素原子が水素原子を持つ)であっても、基本構造中の一個以上のあるいはすべての置換可能な部位で置換されていてもよい。好適な置換基は、アリール基に対して述べた基である。特に好ましいのは、シクロヘキシルである。
アラルキル基(またはグループ)は、炭素原子数が6〜18の基本構造を持つ基を意味するものとし、この基は、非置換であっても、アリール基に対して述べた基で置換されていてもよい。このアラルキルグループは、好ましくはベンジルである。
本出願において、「アルキレン」とは、上記アルキル基と同じであるが、アルキレングループは、式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体中のビスカルベン配位子の窒素原子に対して二個の結合部位を有している点で異なっている。好ましいアルキレングループは、(CR4 2nであり、式中、R4は、Hまたはアルキル、好ましくはH、メチル、又はエチル、より好ましくはHであり、nは1〜3、好ましくは1または2、より好ましくは1である。最も好ましいアルキレングループは、CH2である。
同一番号をもつ基が本出願に記載の化合物中に一回以上出てくる場合は、これらの基は各々独立して上述のように定義される。
式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体中の記号や以下の基、R1、R2、R3、R1'、R2'、R3'、X、X’、M1、L、およびW-は、好ましくは、各々次のように定義される。
1は、Pt(II)又はPd(II)、好ましくはPt(II)である;
Lは、単座モノアニオン性配位子、好ましくはハライド類、擬ハライド類、アルコキシ、およびOAc-から独立して選択され、より好ましくはCI-、Br-、I-、CN-またはOAc-であり、最も好ましくはOAc-、Br-またはI-である;
1とR1'は、各々独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、又はアラルキルであり、好ましくはC1−C4−アルキル、シクロヘキシル、2,4,6−トリメチルフェニルまたはベンジル、より好ましくはメチル、イソプロピル、n−ブチルである;
2と、R3、R2'、R3'は、各々独立して、水素またはアルキルであり、好ましくは水素である;
XとX’は、各々独立して、アルキレンまたは
Figure 2009542026
である;好ましくは(CR4 2nまたは
Figure 2009542026
(式中、R4は、Hまたはアルキル、好ましくはH、メチルまたはエチル、より好ましくはHであり、nは1〜3、好ましくは1または2、より好ましくは1であり、最も好ましくはCH2または
Figure 2009542026
特に好ましくはCH2である);
-は、モノアニオン性対イオンであり、好ましくはハライド、擬ハライドまたはOAc-、より好ましくはCI-、Br-、I-、CN-、またはOAc-、最も好ましくはBr-またはI-である。
ある実施様態においては、本出願は、以下の一般式(I)のPtおよびPdのビスカルベン錯体の利用に関する
Figure 2009542026
式中、
1は、Pt(II)またはPd(II)である;
XはCH2または
Figure 2009542026
である;
1は、各々独立して、C1−C4−アルキル、シクロヘキシル、2,4,6−トリメチルフェニル、またはベンジルであり、好ましくはメチル、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル、2,4,6−トリメチルフェニル、またはベンジルである;
2とR3は、各々独立して、水素またはアルキルであり、好ましくは水素である;
Lは各々独立して、ハライド、擬ハライド、およびOAc-から選ばれ、好ましくはCl-、Br-、I-、CN-、またはOAc-から、より好ましくはBr-、I-、またはOAc-から選ばれる。
好ましくは、式Iのビスカルベン錯体中のR1、R2、およびR3は、各々同一の定義を有し、ビスカルベン配位子が対称的となっている。
他の実施様態においては、本発明は、二個のビスカルベン配位子を有するテトラカルベン錯体に関する。このテトラカルベン錯体は、単一配位子テトラカルベン錯体、即ちこの単一配位子テトラカルベン錯体中の二個のビスカルベン配位子が同じであってもよい。しかしながら、これらは、複合配位子テトラカルベン錯体であってよく、即ち、この同複合配位子テトラカルベン錯体中の二個のビスカルベン配位子が同一であってもよい。
本出願で用いるテトラカルベン錯体は、次の一般式(II)を有する:
Figure 2009542026
式中、
1は、Pt(II)またはPd(II)である;
XとX’は、各々独立して、アルキレンまたは
Figure 2009542026
であり、好ましくはアルキレン、より好ましくは(CR4 2n(式中、R4は、Hまたはアルキル、好ましくはH、メチルまたはエチル、より好ましくはHであり、nは1〜3、好ましくは1または2、より好ましくは1である)、最も好ましくはCH2
1とR1'は、各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキルであり、好ましくは水素、C1−C4−アルキル、シクロヘキシル、2,4,6−トリメチルフェニルまたはベンジルであり、より好ましくはメチル、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル、ベンジル、または2,4,6−トリメチル−フェニルである;
2、R3、R2'、およびR3'は、各々、水素またはアルキルであり、好ましくは水素である;
-は、ハライド、擬ハライドまたはOAC-であり、好ましくはCl-、Br-、I-、CN-、またはOAc-であり、最も好ましくはBr-またはI-である。
式IIの単一配位子テトラカルベン錯体中の記号で、最も好ましいものを、次膿瘍に定義する:
1は、Pt(II)である;
XとX’は、各々CH2である;
1とR1'は、各々、CH3、イソプロピル、n−ブチルまたはシクロヘキシルである;
2、R3、R2'、およびR3'は、各々水素である;
-は、I-またはBr-である。
式IIの複合配位子テトラカルベン錯体における記号や基で最も好ましいものを次のように定義する:
1は、Pt(II)である;
XとX’は、各々CH2である;
1とR1'は、各々独立して、CH3、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル、ベンジルまたは2,4,6−トリメチルフェニルである。ただし、R1とR1'は、各々の次のように定義する;
2、R3、R2'、およびR3'は、各々水素である;
-は、I-またはBr-である。
本発明により用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、原理的には、当業界の熟練者には公知の方法により、あるいは当業界の熟練者には公知の方法と同様にして製造可能である。好適な一般的なカルベン錯体の製造方法が、例えば、次の総説:W.A. Hermann et al., Advances in Organometallic Chemistry, 2001, Vol. 48, 1 to 69, W.A. Hermann et al., Angew. Chem. 1997, 109, 2256 to 2282 and G. Bertrand et al., Chem. Rev. 2000, 100, 39 to 91、及びそこに引用される文献に詳細に記載されている。他の製造方法が、例えば、Ch.−M. Che et al., Organometallics 1998, 17,1 622 to 1630, M. Albrecht et al., Inorganica Chimica Acta 359 (2006) 1929−1938 and W:J. Youngs et al., J. Organomet. Chem. 671 (2003) 183 to 186、またDE−A 10 2005 058 206に記載されている。
通常、式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、カルベン配位子に対応する前駆体と適当な所望の金属を含む金属錯体とから製造される。
好適な遷移金属−カルベン錯体中のカルベン配位子に対応する配位子前駆体は、一般式IIIのビスイミダゾリウム塩である。
Figure 2009542026
式中、
-は、モノアニオン性対イオンであり、好ましくはハライド、特にCl-、Br-、I-、または擬ハライド、特にCN-、アルコキシ、OAc-、BF4-、PF6-、SbF6-、ASF6-、SCN-、OCN-、ClO4-である;好ましいモノアニオン性対イオンは、Br-とI-である。
式IIIのビスイミダゾリウム塩は、当業界の熟練者には公知の方法で、あるいは当業界の熟練者には公知の方法に準じて製造可能である。好適な方法が、例えば、M. Albrecht et al., Organometallics 2002, 21, (17), 3596 to 3604, G. Maletz et al., ’’Palladium or Platinum Carbene Complexes as Catalyst for Partial Oxidation of Alkanes’’, 2001−10151660, 10151660, 20011019., 2003 and M. Muehlhofer et al., Journal of Organometallic Chemistry 2002, 660, (2), 121 to 126、及びDE−A 10 2005 058 206に記載されている。
例えば、式IIIのビスイミダゾリウム塩は、対応する置換イミダゾール類とCH22(式中、Zは、Cl、BrまたはIのいずれかである)とを反応させることにより得られる。対応する置換イミダゾール類は、当業界の熟練者には公知の方法で合成できるか市販されている。
所望の金属を含む好適な金属錯体は、一般的にはPt(II)またはPd(II)金属錯体である。好適な金属錯体は、当業界の熟練者には公知である。好適な金属錯体の例としては、Pt(acac)2(式中、acacはアセチルアセトネートである)、PtCl2、Pt(OAc)2、Pd(acac)2、PdCl2、Pd(OAc)2、Pt(cod)Cl2(式中、codはシクロオクタジエンである)があげられる。
ビスイミダゾリウム塩の、所望の式Iと式IIの遷移金属カルベン錯体の変換は、所望の遷移金属−カルベン錯体により異なる。
所望の遷移金属−カルベン錯体が一般式Iのビスカルベン錯体である場合は、用いる式IIIの配位子前駆体と用いる適当な金属錯体とのモル比は、0.75:1〜1:0.75であり、好ましくは0.9:1〜1:0.9、より好ましくは1:1である。
所望の遷移金属−カルベン錯体が、式IIの単一配位子遷移金属−カルベン錯体である場合、配位子前駆体をまず金属錯体と、モル比で通常3:1〜2:1、好ましくは2.5:1〜2:1、より好ましくは2:1で反応させて、所望の式IIの単一配位子テトラカルベン錯体を直接得ることができる。第二に、ビスカルベン錯体を製造するのに適した上記の化学量論的なな比率で、式IIIの配位子前駆体を適当な金属錯体と反応させてビスカルベン錯体をまず合成し、得られるビスカルベン錯体を、好ましくはそのまま処理することなく、他の式IIIの配位子前駆体と反応させることも可能である。ただし、その際の、好ましくはそこで得られるビスカルベン錯体と他の配位子前駆体とのモル比は、通常、0.75:1〜1:0.75であり、好ましくは0.9:1〜1:0.9、より好ましくは1:1である。
該当するビスイミダゾリウム塩類(式IIIの配位子前駆体)から一般式I及び一般式IIの遷移金属−カルベン錯体を製造する際の他の反応条件は、当業界の熟練者の反応条件または業界の熟練者には公知の反応条件における、当業界の熟練者には公知の方法の反応条件または業界の熟練者には公知の方法に準じた反応条件に対応する。
この金属錯体と一種以上の式IIIの配位子前駆体との反応の後、得られる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体を、当業界の熟練者には公知の方法で後処理し、必要なら精製する。通常、後処理と精製は、当業界の熟練者には公知の方法により、抽出、カラムクロマト精製及び/又は再結晶化で実施する。
式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、有機発光ダイオード(OLED)で使用される。ある好ましい実施様態においては、本出願は式IIの遷移金属−カルベン錯体の利用に関する。式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、電磁スペトクルの可視域で発光(エレクトロルミネッセンス)するため、発光物質として好適である。本発明で用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体を発光物質として利用して、電磁スペトクルの全領域で高効率でエレクトロルミネッセンスを示す化合物を提供することが可能となる。また、本発明で用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体の量子収率が高く、その装置中での安定性も高い。
また、本発明で用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、用いる配位子や中心金属によっては、OLEDの電子、励起子または空孔の遮断材、空孔伝導材、電子伝導材、正孔注入層、またはマトリックス材料として好適である。
有機発光ダイオード(OLED)は、原理的には、いくつかの層からなる:
1.アノード(1)
2.正孔輸送層(2)
3.発光層(3)
4.電子輸送層(4)
5.カソード(5)
しかしながら、OLEDが上記の層のすべてを持つ必要はなく、例えば、(1)(アノード)と(3)(発光層)と(5)(カソード)だけでもよい。この場合、(2)(正孔輸送層)と(4)(電子輸送層)の層の機能が、隣の層によりはたされる。(1)と(2)と(3)と(5)からなる層をもつOLEDや、(1)と(3)と(4)と(5)とからなる層をもつOLEDも、同様に好適である。
式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、OLEDのいろいろな層で使用できる。したがって、本発明はまた、少なくとも一種の式I及び/又は式IIの遷移金属−カルベン錯体を含むOECDを提供する。この少なくとも一種の一般式I及び/又は一般式IIの遷移金属−カルベン錯体を、好ましくは、発光層、電子遮断層、励起子遮断層及び/又は空孔遮断層に存在させる。この式I及び/又は式IIの遷移金属−カルベン錯体は、好ましくは発光層中で、より好ましくは発光分子として使用される。したがって、本発明はまた、一種の式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体を、好ましくは発光分子として含む発光層を提供する。好ましい式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、上述の通りである。
本発明で用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体は、OLEDの発光層等に、好ましくは発光層に、そのまま添加物を加えずに、多量に存在していてもよい。しかしながら、式I及び/又は式IIの遷移金属−カルベン錯体に加えて、他の化合物がこれらの層中に、好ましくは発光層中に存在することも可能であり、また好ましい。例えば、発光分子として用いられる式Iまたは式IIの遷移金属−カルベン錯体の発光色を変えるために、蛍光染料を発光層に加えてもよい。また、ある好ましい実施様態においては、希釈材料が用いられる。この希釈材料が、ポリマー、例えばポリ(N−ビニルカルバゾール)またはポリシランであってもよい。しかしながら、この希釈材料は、同様に小型の分子、例えば4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CDP=CBP)または第三級芳香族アミンであってもよい。
上記のOLEDの層のそれぞれが、2つ以上の層からなっていてもよい。例えば、正孔輸送層が、電極から空孔が注入される層と、空孔を正孔注入層から発光層に運び去る層とからなっていてもよい。同様に、電子輸送層が複数の層からなっていてもよく、例えば電極から電子が注入される層と、電子注入層から電子を受け取り発光層に輸送する層とからなっていてもよい。これらの具体的な層は、それぞれ、エネルギー準位や、熱抵抗、電荷キャリアー移動度や、当該層と有機層または金属電極との間のエネルギー差などの因子を基礎に選択される。当業界の熟練者は、本発明で用いられる式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体、好ましくは発光物質としての錯体に最適となるように、OLEDの構造を選択することができる。
特に高効率のOLEDを得るためには、正孔輸送層のHOMO(最高被占軌道)をアノードの仕事関数にあわせる必要があり、電子輸送層のLUMO(最低空軌道)をカソードの仕事関数にあわせる必要がある。
本出願はさらに、本発明の発光層を少なくとも一つ含むOLEDを提供する。このOLEDの他の層は、通常このような層に用いられ当業界の熟練者には公知の材料ならいずれのものでできていてもよい。
アノード(1)は、正電荷キャリアーを供給する電極である。アノードの材料の例としては、金属、異なる金属の混合物、金属の合金、金属酸化物、または異なる金属酸化物の混合物があげられる。あるいは、このアノードが伝導性ポリマーであってもよい。好適な金属は、元素周期律表の11族、4族、5族、及び6族の金属、および8族〜10族の遷移金属である。アノードが透明であることが望ましい場合は、元素周期律表中の12族、13族、14族の金属の混合金属酸化物が、例えば酸化インジウムスズ(ITO)が通常使用される。例えば、Nature, Vol. 357, pages 477 to 479 (June 11, 1992)に記載のように、有機物質を含む、例えばポリアニリンを含むアノード(1)を用いることもできる。発生光を放出するためには、少なくともアノードとカソードの一方が、少なくとも部分的に透明である必要がある。
本発明のOLEDの層(2)に好適な正孔輸送物質は、例えば、Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Vol. 18, pages 837 to 860, 1996に開示されている。空孔輸送性の分子またはポリマーを、正孔輸送物質として用いることができる。従来より使用されている正孔輸送分子としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)、1,1−ビス[(ジ−4−トリルアミノ)プロピルフェニル]−シクロヘキサン(TAPC)、N,N’−ビス(4−メチルフェニル)−N,N’−ビス(4−エチルフェニル)−[1,1’−(3,3’)−ジメチル)ビフェニル]−4,4’−ジアミン(ETPD)、テトラキス(3−メチルフェニル)−N,N,N’,N’−2,5−フェニレンジアミン(PDA)、α−フェニル−4−N,N−ジフェニルアミノスチレン(TPS)、p−(ジエチルアミノ)プロピルベンスアルデヒドジフェニルヒドラゾン(DEH)、トリフェニルアミン(TPA)、ビス[4−(N,N−ジエチルアミノ)−2−メチルフェニル](4−メチルフェニル)メタン(MPMP)、1−フェニル−3−[p−(ジエチルアミノ)プロピルスチリル]−5−[p−(ジエチルアミノ)プロピルフェニル]ピラゾリン(PPRまたはDEASP)、1,2−トランスビス(9H−カルバゾ−9−リル)シクロブタン(DCZB)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TTB)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)プロピルトリフェニルアミン(TDTA)、ポルフィリン化合物、及び銅フタロシアニンなどのフタロシアニン類があげられる。従来より使用されている空孔輸送性のポリマーは、ポリビニルカルバゾール類、(フェニルメチル)ポリシラン類、PEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))からなる群より選ばれ、好ましくはPEDOTドープのPSS(ポリスチレンスルホネート)やポリアニリン類から選ばれる。ポリスチレンやポリカーボネートなどのポリマーを空孔輸送性分子でドープすることで、空孔輸送性ポリマーを得ることもできる。好適な空孔輸送性分子は、上述の分子である。
本発明のOLEDの層(4)に好適な電子輸送材料としては、トリス(8−ヒドロキシキノラト)アルミニウム(Alq3)などのオキシノイド化合物との金属キレート、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(DDPA=BCP)や4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(DPA)などのフェナントロリン系化合物、および2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)や3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)などのアゾール化合物があげられる。この層(4)は、電子輸送を容易とするように作用し、OLEDの層の界面での励起子の消滅を抑えるため緩衝層または遮断層として作用してもよい。この層(4)は、好ましくは電子の移動度を増加させ、励起子の消滅を抑える。
正孔輸送物質や電子輸送材料として述べた材料のうちいくつかは、複数の機能をはたしうる。例えば、電子伝導材料のいくつかは、低いHOMOを有している場合、同時に空孔阻止性材料にもなりうる。
用いる材料の輸送性能を向上させるために、また第一に層厚を抑え(ピンホール/短絡を避け)、第二に装置の作動電圧を最小限に抑えるために、この電荷輸送層を電子的にドープしてもよい。例えば、正孔輸送物質は、電子受容体でドープしてよく、例えば、フタロシアニンまたは、TPDまたはTDTAなどのアリールアミンは、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ)でドープしてもよい。電子輸送材料は、例えばアルカリ金属でドープしてもよく、例えばAlq3はリチウムでドープしてもよい。電子的なドーピングは当業界の熟練者には公知であり、例えば、 W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1, July 1, 2003 (p−doped organic layers); A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 25, June 23, 2003 and Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89−103に開示されている。
カソード(5)は、電子または負電荷キャリアーを導入するための電極である。このカソードには、アノードより小さな仕事関数を持ついずれの金属または非金属を用いてもよい。カソードに好適な材料は、LiやCsなどの元素周期律表の第1族アルカリ金属類、第2族アルカリ土類金属類、希土類やランタニドやアクチニドを含む第12族金属類からなる群から選ばれる。また、アルミニウムやインジウム、カルシウム、バリウム、サマリウム、マグネシウム、及びこれらの組み合わせの金属を使用することができる。また、作動電圧を抑えるために、リチウム含有有機金属化合物あるいはLiFを、有機層とカソードの間に形成してもよい。
本発明のOLEDは、当業界の熟練者には公知の他の層を含んでいてもよい。例えば、正電荷の輸送を促進する及び/又はこれらの層間のバンドギャップを相互に合わせる層を層(2)と発光層(3)の間に形成してもよい。あるいは、他の層が保護層となってもよい。同様に、負電荷及の輸送を促進するため及び/又は相互の層間でバンドギャップを合わせるために、発光層(3)と層(4)の間に他の層が存在してもよい。あるいは、この層が保護層となってもよい。
ある好ましい実施様態においては、本発明のOLEDは、層(1)〜(5)に加えて、少なくとも一つの下記の他層を有してもよい。
・アノード(1)と正孔輸送層(2)の間に正孔注入層
・正孔輸送層(2)と発光層(3)の間に電子及び/又は励起子遮断層
・発光層(3)と電子輸送層(4)の間に電子及び/又は励起子遮断層
・電子輸送層(4)とカソード(5)の間に電子注入層
しかしながら、上述のように、OLEDがすべての上述の層(1)〜(5)を持つ必要はなく、例えば、層(1)(アノード)と(3)(発光層)と(5)(カソード)トを持つOLEDも同様に好適であり、この場合は、層(2)(正孔輸送層)と層(4)(電子輸送層)の機能は、隣接する層が受け持つ。OLEDは、層(1)と(2)と(3)と(5)とを有していてもよいし、層(1)と(3)と(4)と(5)とを有していてもよい。
当業界の熟練者は、好適な材料をどのように選択するか(例えば、電気化学的な試験をもとに)についての知識を有している。個々の層に好適な材料や好適なOLEDの構造は、当業界の熟練者には公知であり、例えばWO2005/113704に開示されている。
また、本発明のOLED中の個々の層は、二層以上からなっていてもよい。また、電荷キャリアーの輸送効率を上げるために、層(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の一部または全部が表面処理されていてもよい。これらの層のそれぞれの材料の選択は、高効率なOLEDを手に入れて行うことが好ましい。
本発明のOLEDは、当業界の熟練者には公知の方法で生産できる。一般に、このOLEDは、適当な基板上に個々の層を連続的に蒸着して生産する。好適な基板は、例えばガラスまたは高分子膜である。蒸着に用いられる従来技術は、熱蒸着や化学蒸着などである。他の方法として、適当な溶媒の溶液または分散液を塗布して有機層を得ることができるが、その場合、塗布には当業界の熟練者には公知の方法が使用される。OLEDの層中に、好ましくは発光層に、前記の少なくとも一種の式I及び/又は式IIの遷移金属−カルベン錯体以外に、高分子材料を有している組成物は、一般的には、溶液法により層が形成される。
一般に、これらのいろいろな層は、次の厚みをもつ。アノード(1):500〜5000Å、好ましくは1000〜2000Å;正孔輸送層(2):50〜1000Å、好ましくは200〜800Å;発光層(3):10〜1000Å、好ましくは100〜800Å;電子輸送層(4):50〜1000Å、好ましくは200〜800Å;カソード(5):200〜10000Å、好ましくは300〜5000Å。本発明のOLEDの空孔と電子とが再結合する領域の位置、したがってOLEDの発光スペクトルが、個々の層の相対厚により影響を受けることがある。このことは、電子/空孔再結合ゾーンが発光層内となるように電子輸送層の厚みを決めることが好ましいことを意味する。OLED内の個々の層の厚みの比率は、用いる材料に依存する。他の層の層厚は、いずれも当業界の熟練者には公知である。
本発明のOLEDの少なくとも一層内で、好ましくはOLEDの発光層内で、前記式I及び/又は式IIの遷移金属−カルベン錯体を本発明の発光分子として使用することで、高効率のOLEDを得ることが可能となる。他の層を最適化することで、さらに本発明のOLEDの効率をあげることができる。例えば、CaやBa、LiFなどの高効率カソードを用いてもよい。作動電圧を低下させたり量子効率を増加させることのできる成形基板と新規正孔輸送物質の組合わせも、同様に本発明のOLEDで使用可能である。異なる負数の層のエネルギー準位を調整してエレクトロルミネッセンスを促進するために、他の層をこのOLEDに形成してもよい。
エレクトロルミネッセンスが使用可能なすべての装置で、本発明のOLEDが使用可能である。好適な装置は、好ましくは据置型や携帯型の画像表示装置から選ばれる。据置型の画像表示装置としては、例えば、コンピューターの画像表示装置、テレビ、プリンターの画像表示装置、厨房装置、宣伝用パネル、照明、情報パネルがあげられる。携帯型画像表示装置としては、例えば、携帯電話の画像表示装置、ラップトップコンピューター、カメラ、特にデジタルカメラ、車両、バスや列車の行き先表示などがあげられる。
また、式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体を、逆転構造のOLEDで使用することもできる。一般式(I)と(II)の本発明の遷移金属−カルベン錯体は、これらの逆転OLEDでは、発光層中で使用されることが好ましい。逆OLEDの構造や材料で従来から用いられているものは、当業界の熟練者には公知である。
以下の実施例で、本発明をさらに説明する。
実施例
1.脂肪族および芳香族のN−置換イミダゾール類の合成
方法:
以下のイミダゾール類は、文献記載の方法により合成した(Arduengo, A.J., et al., Ill Process for manufacture of imidazoles. 98−193700, 6177575, 19981117, 2001; Liu, J. et al., A modified procedure forthe synthesis of 1−arylimidazoles. Synthesis 2003, (17), 2661−2666)。
A)1−イソプロピルイミダゾール1
Figure 2009542026
1.05molのパラホルムアルデヒド(31.500g)を、まず120mlのメタノールに投入する。1molのイソプロピルアミン(59.110g、85.67ml)の120mlのメタノール溶液を、氷冷しながら、注意して添加する。0℃の温度で、0.5molの炭酸アンモニウム(48.047g)と1molの40%グリオキサール溶液(145.070g、114.7ml)の250mlのメタノール溶液を添加する。その後、反応混合物を室温まで暖め、一夜攪拌して生成した二酸化炭素を放散させる。最後にこの溶媒を除去し、生成物を高真空下でカラム蒸留する。
実験式:C6102 M=110.16g/mol
収量:47.575g(理論量の43.2%)
1H NMR(ppm、CDCl3,300.13MHz):
δ:7.47(s、1H、NCHN);6.97(s、1H、NCHCN);6.89(s、1H、NCCHN);4.27(sept、1H、J=6.7Hz、((CH32N);1.40(d、6H、J=6.7Hz、C 3 グループ)
B)1−tertブチルイミダゾール2
Figure 2009542026
0.62molのパラホルムアルデヒド(18.600g)を、まず80mlのメタノールに投入する。0.6molのtertブチルアミン(43.884g、63.32ml)の80mlのメタノール溶液を、氷冷しながら、注意して添加する。0℃の温度で、0.3molの炭酸アンモニウム(28.820g)と0.6molの40%グリオキサール溶液(87.040g、68.8mol)の160mlのメタノール溶液を添加する。その後、反応混合物を室温まで暖め、一夜攪拌して生成した二酸化炭素を放散させる。最後に、この溶媒を除去し、生成物を高真空下でカラム蒸留する。
実験式:C7122 M=124.186g/mol
収量:21.945g(理論量の29.5%)
1H NMR(ppm、CDCl3、300.13MHz):
δ:7.61(s、1H、NCHN);7.04(d、J=1.8Hz、1H、NCHCN);7.03(d、J=1.2Hz、1H、NCCHN);1.55(s、9H、C 3 グループ)
C)1−(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾール3 (Liu, J. et al., A modified procedure for the synthesis of 1−arylimidazoles, Synthesis 2003, (17), 2661−2666)
Figure 2009542026
0.1molの1,3,5−トリメチルアニリン(13.521g;14.08ml)を150mlのメタノールに溶解する。0.1molの40%グリオキサール溶液(11.4ml)を、攪拌下でこの溶液に添加し、固体が生成するまでこの混合物を室温で放置する。その後、0.2molの固体状塩化アンモニウム(10.700g)、0.6molの37%ホルムアルデヒド(16ml)及び400mlのメタノールを添加し、混合物を還流下で一時間加熱する。次いで、14mlの85%リン酸を10分間かけて添加し、混合物を攪拌下でさらに4〜8時間加熱する。その後、溶媒を除去し、300gの氷を反応混合物に加え、この溶液を、40%水酸化カリウム溶液を用いてpH9とし、ジエチルエーテルで繰返し抽出する。このエーテル相を硫酸マグネシウム上で乾燥し、エーテルを除去して褐色固体3を得る。次いで、酢酸エチルから再結晶化させる。
実験式:C12142 M=186.252g/mol
収量:11.746g(理論量の63.0%)
融点:108.6℃
1H NMR(ppm、CDCl3、300.13MHz)
δ:7.48(s、1H、NCN);7.24(s、1H、NCHCN);6.96(s、2H、C62のC);6.88(s、1H、NCCHN);2.32(s、3H、C62の4−C 3 );1.97(s、6H、C62の2,6−C 3
2.架橋イミダゾール類
2.1 1,1’−メチレンジイミダゾール4の合成 (Diez−Barra, E. et al., Phase transfer catalysis without solvent. Synthesis of bisazolylalkanes. Heterocycles 1992,34, (7), 1365−1373)
Figure 2009542026
A混合物of 30mmolのイミダゾール(2.040g)と、60mmolの微粉末化した水酸化カリウム(3.360g)と、スパチュラの先ですくい取った量のtert−ブチルアンモニウムブロマイドとを注意して加熱し、効率的に液体となるまで攪拌する。冷却後、15mmolのジヨードメタン(4.000g;1.21ml)を添加する。次いで、この混合物を50℃で90分間加熱し、70℃でさらに90分間加熱する。得られた混合物を、10mlのエタノールで二回抽出し、溶媒を除去し、残渣を昇華させる。
実験式:C784
収量:1.053g(理論量の47.3%)
融点:154.8℃
M=148.174g/mol
1H NMR(ppm、CDCl3、300.13MHz):
7.93(s、2H、NCN);7.39(s、2H、NCHCN);6.90(s、2H、NCCHN);6.21(s、2H、NC 2 N)
3.ビスイミダゾリウム塩類
方法:
いろいろなビスイミダゾリウム塩類を、文献に記載の方法に準じて実施した(Albrecht, M. et al.; Chelated Iridium (lll) Bis−carbene Complexes as Air−Stable Catalysts for Transfer Hydrogenation. Organometallics 2002,21, (17), 3596−3604; Maletz, G. et al.; Palladium or platinum carbene complexes as catalyst for partial oxidation of alkanes. 2001−10151660, 10151660, 20011019, 2003; Muehlhofer, M. et al; Synthesis and structural characterization of novel bridged platinum (II) biscarbene complexes. Journal of Organometallic Chemistry 2002, 660, (2), 121−126).
3.1.1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウム塩類
A)1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミドゾリウムジクロリド5の合成
Figure 2009542026
0.073molのメチルイミダゾール(6.000g;5.83ml)、0.073molのジクロロメタン(6.200g;4.70ml)及び10mlのポリエチレングリコール400(PEG400)を、140℃、還流下で12時間加熱する。冷却後、生成する固体を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体5が得られる。
実験式:C9144Cl2 M=249.142g/mol
収量:2.641g(理論量の29.0%)
融点:分解>276℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
9.88(s、2H、NCN);8.28(s、2H、NCHCN);7.82(s、2H、NCCHN);6.91(s、2H、NC 2 N);3.90(s、6H、CH3
B)1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド6
Figure 2009542026
0.024molのメチルイミダゾール(2.000g;1.94ml)を、0.012molのジブロモメタン(2.086g;0.84ml)と5mlのテトラヒドロフランの入ったACE圧力チューブに投入する。この混合物を130℃で24時間加熱し、固体沈殿物を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体5が得られる。
実験式:C9144Br2 M=338.042g/mol
収量:4.051g(理論量の99.0%)
融点:分解>278℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
3.90(s、6H、C 3 );6.71(s、2H、NC 2 N);7.81(s、2H、NCCHN):8.03(s、2H、NCHCN);9.49(s、2H、NCN)
C)1,1’−ジメチル−3,3‘−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7
Figure 2009542026
0.024molのメチルイミダゾール(2.000g;1.94ml)を、0.012molのジヨードメタン(3.214g;0.97ml)と5mlのテトラヒドロフランの入ったACE圧力チューブに投入する。この混合物を110℃で20時間加熱し、固体沈殿物を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体7が得られる。
実験式:C9144Br2 M=432.042g/mol
収量:5.198g(理論量の99.9%)
融点:分解>277℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
5=9.35(s、2H、NCN);7.96(t,2H、J=1.7Hz、NCHCN);7.80(t、2H、J=1.7Hz、NCCHN);6.64(s、2H、NC 2 N);3.90(s、6H、C 3 グループ)
3.2.他の脂肪族ビスイミダゾリウム塩類の製造
A)1,1’−ジイソプロピル−S.S’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド8
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.009molのジブロモメタン(1.564g;0.63ml)と5mlのテトラヒドロフランとを、0.018molのイソプロピルイミダゾール1(2.000g)を混合する。反応混合物を、80℃で20時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体8が得られる。
実験式:C13224Br2 M=394.154g/mol
収量:1.032g(理論量の36.7%)
融点:分解>172℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.68(s、2H、NCN);8.11(t、2H、J=1.75Hz、NCCHN);8.04(t、2H、J=1.75Hz、NCHCN);6.66(s、2H、NC 2 N);4.70(sept、2H、J=6.6Hz(CH32N);1.50(d、12H、J=6.6Hz、C 3 グループ)
B)1,1’−ジイソプロピル−3.3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.0135molのジヨードメタン(3.616g;1.09ml)の7mlのテトラヒドロフラン溶液を、0.027molのイソプロピルイミダゾール1(3.000g)と混合する。この混合物を80℃で17時間加熱し、固体沈殿物を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。この結果、白色固体9がえられる。
実験式:C132242 M=488.146g/mol
収量:4.832g(理論量の73.3%)
融点:分解>247℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.50(s、2H、NCN);8.04(s、4H、NCN);6.59(s、2H、NC 2 N);4.72(sept、2H、J=6.6Hz、(CH32N);1.50(d、12H、J=6.6Hz、C 3 グループ)
C)1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド10
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.0065molのジブロモメタン(1.130g;0.46ml)と5mlのテトラヒドロフランを、0.013molのシクロヘキシルイミダゾール(2.000g)に添加する。反応混合物を80℃で20時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体10が得られる。
実験式:C19304Br2 M=474.278g/mol
収量:1.003g(理論量の32.5%)
融点:分解>288℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.65(s、2H、NCN);8.09(s、2H、NCCHN);8.02(s、2H、NCHCN);6.67(s、2H、NC 2 N);4.35(t、2H、J=11.6Hz、シクロヘキシル環のC);2.09(d、4H、J=10.5Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.84(d、4H、J=13.3Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.69(d、4H、J=12.0Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.38(quart.4H、J=12.7Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.22(t、4H、J=12.5Hz、シクロヘキシル環のC 2
D)1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド11
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.0065molのジヨードメタン(1.741g;0.52ml)と5mlのテトラヒドロフランとを0.013molのシクロヘキシルイミダゾール(2.000g)に添加する。反応混合物を80℃で3時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色固体11が得られる。
実験式:C193042 M=568.270g/mol
収量:0.891g(理論量の24.1%)
融点:分解>286℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.45(s、2H、NCN);8.01(dd、4H、J=1.6Hz、NCN);6.58(s、2H、NC 2 N);4.36(t、2H、J=ll.7Hz、シクロヘキシル環のC);2.09(d、4H、J=9.7Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.85(d、4H、J=13.3Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.68(d、4H、J=12.3Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.40(quart、4H、J=12.7Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.23(t、4H、J=12.5Hz、シクロヘキシル環のC 2
E)1,1’−ジ−tert−ブチル−3,3’−メチレンdイミダゾリウムジブロマイド12
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.008molのジブロモメタン(1.391g;0.56ml)と5mlのテトラヒドロフランとを、0.016molのtertブチルイミダゾール2(2.000g)に添加する。反応混合物を80℃で20時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体12が得られる。
実験式:C15264Br2 M=422.206g/mol
収量:1.449g(理論量の42.9%)
融点:分解>230℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.85(s、2H、NCN);8.21(s、2H、NCCHN);8.17(s、2H、NCHCN);6.67(s、2H、NC 2 N);1.62(s、18H、C 3 グループ)
F)1,1’−ジ−tert−ブチル3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド13
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.008molのジヨードメタン(2.143g;0.64ml)と5mlのテトラヒドロフランを、0.016molのtertブチルイミダゾール2(2.000g)に添加する。反応混合物を80℃で3時間加熱する。沈殿する固体を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体13が得られる。
実験式:C152642 M=516.198g/mol
収量:1.444g(理論量の35.0%)
融点:分解>249℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.55(s、2H、NCN);8.17(s、2H、NCCHN);8.06(s、2H、NCHCN);6.54(s、2H、NC 2 N);1.61(s、18H、C 3 グループ)
G)1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド14
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.012molのジブロモメタン(2.086g;0.84ml)と7mlのテトラヒドロフランとを、0.024molのn−ブチルイミダゾール(3.000g;3.17ml)に添加する。反応混合物を室温で5日間加熱し、80℃で72時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。白色の固体14が得られる。
実験式:C15264Br2 M=422.206g/mol
収量:4.437g(理論量の87.6%)
融点:178.6℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.68(s、2H、NCN);8.12(t,2H、J=1.7Hz、NCHCN);7.93(t,2H、J=1.7Hz、NCCHN);6.74(s、2H、NC 2 N);4.24(t、4H、J=7.2Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.80(quint、4H、J=7.3Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.30(sext、4H、J=7.4Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.91(t、6H、J=7.3Hz、N−CH2−CH2−C 3
H)1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンイミダゾリウムジアイオダイド15
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、0.012molのジヨードメタン(3.214g;0.97ml)と7mlのテトラヒドロフランとを、0.024molのn−ブチルイミダゾール(3.000g;3.17ml)に添加する。反応混合物を室温で5日間、80℃で72時間加熱する。固体沈殿物を、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。明るい赤色の固体15が得られる。
実験式:C152642 M=516.198g/mol
収量:5.929g(理論量の95.7%)
融点:151.4℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.44(s、2H、NCN);8.00(s、2H、NCHCN);7.92(s、2H、NCCHN);6.63(s、2H、NC 2 N);4.23(t、4H、J=7.2Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.79(quint、4H、J=7.3Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.31(sext、4H、J=7.4Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.91(t、6H、J=7.3Hz、N−CH2−CH2−CH2−C 3
3.3.芳香族ビスイミダゾリウム塩類の調整
A)1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド16
Figure 2009542026
0.011molの1−(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾール3(2.000g)と0.0054molのジブロモメタン(0.939g;0.38ml)と5mlのPEG400とを、圧力チューブ内で120℃で一夜攪拌する。沈殿する固体を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。
実験式:C25304Br2 M=546.33g/mol
収量:1.581g(理論量の53.6%)
融点:分解>285℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.95(s、2H、NCN);8.43(s、2H、NCHCN);8.10(s、2H、NCCHN);7.18(s、4H、C62のC);6.91(s、2H、NC 2 N);2.34(s、6H、C62のp−C 3 );2.05(s、12H、C62のo−C 3
B)1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド17
Figure 2009542026
0.011molの1−(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾール3(2.000g)と0.0054molのジヨードメタン(1.438g;0.43ml)と5mlのTHFとを、圧力チューブ内、室温で一夜加熱し、さらに120℃で9時間加熱する。沈殿する固体を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。
実験式:C253042 M=640.33g/mol
収量:1.053g(理論量の30.5%)
融点:分解>310℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.79(s、2H、NCN);8.35(s、2H、J=1.7Hz、NCHCN);8.11(s、2H、J=1.6Hz、NCCHN);7.18(s、4H、C62のC);6.86(s、2H、NC 2 N);2.34(s、6H、C62のp−C 3 );2.05(s、12H、C62のo−C 3
C)1,1’−ジ−(4−メチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド18
Figure 2009542026
0.013molの1−(4−メチルフェニル)イミダゾール(2.000g)と0.0063molのジブロモメタン(1.099g;0.45ml)と5mlのTHFを、圧力チューブ内、室温で一夜加熱し、さらに120℃で9時間加熱する。沈殿する固体を濾別し、少量のテトラヒドロフランで繰返し洗浄する。
実験式:C21224Br2 M=490.234g/mol
収量:0.779g(理論量の25.2%)
融点:分解>300℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:10.30(s、2H、NCN);8.42(s、2H、NCHCN);8.38(s、2H、NCCHN);7.71(d、4H、J=8.4Hz、芳香族C);7.51(d、4H、J=8.4Hz、芳香族C);6.89(s、2H、NC 2 N);2.41(s、6H、C62のp−C 3
3.4.1,1’−ジベンジル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド19の調整
Figure 2009542026
ACE圧力チューブ中で、2mlのベンジルブロマイドの8mlのテトラヒドロフラン溶液を0.0034molの1,1’−メチレンジイミダゾール4に添加し、混合物を室温で4日間攪拌する。沈殿する固体はテトラヒドロフランで洗浄し、次いでアセトニトリルで取り出し、1mlのベンジルブロマイドにもう一度混合し、60℃で24時間、室温で3日間、80℃でさらに30時間加熱する。得られる固体を濾別し、再度テトラヒドロフランで洗浄し、乾燥する。この結果、白色固体19が生成する。
実験式:C21224Br2 M=490.234g/mol
収量:0.771g(理論量の46.3%)
融点:分解>248℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:9.68(s、2H、NCN);8.11(s、2H、NCCHN);7.93(s、2H、NCHCN);7.44(m、10H、J=5.0Hz、芳香族C);6.71(s、2H、NC 2 N);5.52(s、4H、N−C 2 −C65
4.カルベン錯体
4.1.ビスカルベン錯体
A)(1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド20
Figure 2009542026
まず、0.5mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.197g)を3mlのジメチルスルホキシドに入れ、100℃に加熱する。次いで、0.5mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド6(0.169g)の20mlのジメチルスルホキシド溶液を、シリンジポンプを用いて13時間かけてここに投入する。全体の反応混合物を100℃でさらに2時間攪拌する。その後、溶媒を減圧下70℃で除き、得られる固体を少量の水で二回洗浄し、少量のテトラヒドロフランで二回洗浄する。ついで、この白色固体20を乾燥する。
実験式:C9124PtBr2 M=531.112g/mol
収量:0.179g(理論量の67.4%)
融点:分解>380℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.53(s、2H、J=2.0HZ、NCCHN);7.31(s、2H、J=2.0Hz、NCHCN);6.10(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.96(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);3.84(s、6H、C 3 グループ)
B)(1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアセテート21
Figure 2009542026
0.38mmolの酢酸銀(0.063g)の5mlのアセトニトリル溶液を、0.19mmolの(1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−イリデン)白金(II)ジブロマイド20(0.100g)に添加する。この混合物を、暗所で60℃で8時間攪拌する。沈殿する臭化銀と未反応の試薬を濾別し、溶媒を減圧下で除く。この結果、白色固体21が生成する。
実験式:C13184O4Pt M=489.392g/mol
収量:0.057g(理論量の61.3%)
融点:分解>310℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.60(d、2H、J=1.9Hz、NCCHN);7.37(s、2H、J=1.9Hz、NCHCN);6.12(s、2H、NC 2 N);3.78(s、6H、C 3 グループ);1.89(s、6H、C 3 COO)
C)(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド22
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.75mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.295g)を、0.75mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド8(0.296g)と混合する。6mlのジメチルスルホキシドを添加し、反応混合物を60℃で2時間、次いで80℃で2時間、110℃でさらに5時間加熱する。溶媒は、減圧下70℃で除き、固体沈殿物を少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。このようにして、白色固体22を得る。
実験式:C13204PtBr2 M=587.216g/mol
収量:0.368g(理論量の83.6%)
融点:分解>270℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.55(d、2H、J=2.1Hz、NCCHN);7.51(s、2H、J=2.1Hz、NCHCN);6.05(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.96(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.53(sept、2H、J=6.7Hz、(CH32N);1.44(d、6H、J=6.7Hz、C 3 グループ);1.19(d、6H、J=6.7Hz、C 3 グループ)
D)(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−イリデン)白金(II)ジアイオダイド23
Figure 2009542026
0.25mmolの塩化白金(II)(0.066g)と、0.25mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9(0.122g)、および0.5mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.068g)と0.05mmolのヨウ化カリウム(0.083g)とを、5mlのジメチルスルホキシドとともに、シュレンクチューブ中で、60℃で3時間、80℃で3時間、110℃でさらに3時間攪拌する。溶媒は、減圧下70℃で除き、固体沈殿物を少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体23を得る。
実験式:C13204PtI2 M=681.207g/mol
収量:0.116g(理論量の68.1%)
融点:分解>340℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.56(d、2H、J=2.1Hz、NCCHN);7.51(d、2H、J=2.2Hz、NCHCN);6.07(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.98(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.47(sept、2H、J=6.8Hz、(CH32N);1.46(d、6H、J=6.7Hz、C 3 グループ);1.17(d、6H、J=6.8Hz、C 3 グループ)
E)(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアセテート24
Figure 2009542026
0.86mmolの酢酸銀(0.143g)の6mlのアセトニトリル溶液を、0.43mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジブロマイド22(0.250g)に添加する。この混合物を、暗所で60℃で8時間攪拌する。沈殿する臭化銀を濾別し、溶媒を減圧下で除く。この結果、白色固体24を得る。
実験式:C172644Pt M=545.496g/mol
収量:0.225g(理論量の95.9%)
融点:分解>130℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.52(d、2H、J=1.8Hz、NCCHN);7.47(d、2H、J=2.0Hz、2Hz、NCHCN);6.08(AB、1H、J=12.8Hz、NC 2 N);5.90(AB、1H、J=12.8Hz、NC 2 N);5.10(sept、2H、J=6.6Hz、(CH32N);1.75(s、6H、C 3 COO);1.34(d、6H、J=6.5Hz、C 3 グループ);1.25(d、6H、J=6.6Hz、C 3 グループ)
F)(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド25
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.75mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.295g)を、0.75mmolの1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド10(0.356g)と混合する。6mlのジメチルスルホキシドを添加し、反応混合物を、60℃で2時間、次いで、80℃2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒は、減圧下70℃で除き、固体沈殿物は少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、ついで乾燥させる。この結果、白色固体25を得る。
実験式:C19284PtBr2 M=667.34g/mol
収量:0.294g(理論量の58.7%)
融点:分解>340℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.53(s、2H、NCCHN);7.51(s、2H、NCHCN);6.05(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.96(AB、1H、J=13.OHz、NC 2 N);5.13(t、2H、J=11.6Hz、シクロヘキシル環のC);2.12(d、4H、J=10.5Hz、シクロヘキシル環のC 2 ;1.80(d、4H、J=13.1Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.50(d、4H、J=11.9Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.34(t、4H、J=12.2Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.21(t、4H、J=13.1Hz、シクロヘキシル環のC 2
G)(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド26
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.4mmolの塩化白金(II)(0.106g)と0.4mmolの1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド11(0.227g)、さらに0.8mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.109g)と0.8mmolのヨウ化カリウム(0.133g)を、5mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を、次いで減圧下70℃で除き、得られる固体をメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体26を得る。
実験式:C19264PtI2 M=761.332g/mol
収量:0.221g(理論量の72.6%)
融点:分解>382℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.59(s、2H、NCCHN);7.57(s、2H、NCHCN);6.11(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);5.99(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);5.21(t、2H、J=11.6Hz、シクロヘキシル環のC);2.13(d、4H、J=10.9Hz、シクロヘキシル環のCH2;1.84(d、4H、J=13.0Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.59(d、4H、J=11.9Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.39(t、4H、J=11.8Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.28(t、4H、J=12.6Hz、シクロヘキシル環のC 2
H)(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアセテート27
Figure 2009542026
0.60mmolの酢酸銀(0.100g)の7mlのアセトニトリル溶液を、0.30mmolの(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジブロマイド25(0.200g)に添加する。この混合物を、暗所で60℃で8時間攪拌する。沈殿する臭化銀を濾別し、溶媒を減圧下で除く。この結果、白色固体27を得る。
実験式:C233444Pt M=625.62g/mol
収量:0.186g(理論量の99.1%)
融点:分解>320℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.51(s、2H、NCCHN);7.48(s、2H、NCHCN);6.07(AB、1H、J=12.9Hz、NC 2 N);5.91(AB、1H、J=12.8Hz、NC 2 N);4.73(t、2H、J=11.7Hz、シクロヘキシル環のC);1.75(s、6H、C 3 COO);1.67(d、4H、J=11.8Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.62(d、4H、J=11.2Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.56(d、4H、J=11.0Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.38(t、4H、J=12.3Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.20(t、4H、J=11.9Hz、シクロヘキシル環のC 2
I)(1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド28
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.75mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.295g)を、0.75mmolの1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド14(0.317g)と混合する。6mlのジメチルスルホキシドを加え、反応混合物を、60℃で2時間、次いで80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を減圧下70℃で除き、固体沈殿物は少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、ついで乾燥させる。この結果、白色固体を得る。
実験式:C15244PtBr2 M=615.268g/mol
収量:0.316g(理論量の68.5%)
融点:2210℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.52(d、2H、J=1.9Hz、NCCHN);7.38(d、2H、J=1.9Hz、NCHCN);6.08(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);5.97(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);4.80(m、2H、J=7.3Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);3.97(m、2H、J=7.1Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.73(quint、4H、J=7.1Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.17(sext、4H、J=7.2Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.86(t、6H、J=7.3Hz、N−CH2−CH2−CH2−C 3
J)(1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド29
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.5mmolの塩化白金(II)(0.133g)と0.5mmolの1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド15(0.258g)、さらに1mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.136g)と1mmolのヨウ化カリウム(0.166g)とを、5mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を、次いで減圧下70℃で除き、生成する固体をメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体29を得る。
実験式:C15244PtI2 M=709.280g/mol
収量:0.232g(理論量の65.4%)
融点:249.8℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.51(d,2H、J=1.8Hz、NCCHN);7.37(d、2H、J=1.9Hz、NCHCN);6.10(AB、1H、J=13.0Hz、NC 2 N);5.94(AB、1H、J=13.0Hz、NC 2 N);4.83(m、2H、J=7.5Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);3.96(m、2H、J=6.6Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.74(quint、4H、J=7.2Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.18(sext、4H、J=7.2Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.86(t、6H、J=7.4Hz、N−CH2−CH2−CH2−C 3
K)(1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアセテート30
Figure 2009542026
0.32mmolの酢酸銀(0.054g)の5mlのアセトニトリル溶液を、0.16mmolの(1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジブロマイド28(0.100g)に添加する。この混合物を、暗所で60℃で8時間攪拌する。沈殿する臭化銀を濾別し、溶媒を減圧下で除く。この結果、白色固体30を得る。
実験式:C193044Pt M=573.548g/mol
収量:0.093g(理論量の99.9%)
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.32(s、2H、NCCHN);7.14(s、2H、NCHCN);5.92(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);5.67(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);4.07(m、2H、J=7.1Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);3.77(m、2H、J=7.0Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.58(s、6H、C 3 COO);1.52(quint、4H、J=5.6Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.03(sext、4H、J=6.8Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.68(t、6H、J=7.3Hz、N−CH2−CH2−CH2−C 3
L)(1,1’−ジベンジル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド31
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.408mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.160g)を、0.408mmolの1,1’−ジベンジル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド19(0.200g)と混合する。5mlのジメチルスルホキシドを添加し、反応混合物を、60℃で2時間、次いで80℃で2時間、110℃でさらに5時間加熱する。溶媒を減圧下70℃で除き、固体沈殿物は少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、ついで乾燥させる。この結果、白色固体31を得る。
実験式:C21204PtBr2 M=683.296g/mol
収量:0.205g(理論量の73.5%)
融点:分解>260℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.54(d、2H、J=2.0Hz、NCCHN);7.30(s、10H、芳香族C);7.23(d、2H、J=1.9Hz、NCHCN);6.15(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 −N);6.06(AB、1H、J=13.0Hz、NC 2 N);6.08(AB、2H、J=14.7Hz、NC 2 Ph);5.28(AB、2H、J=14.7Hz、NC 2 Ph)。
M)(1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジブロマイド32
参照:Strassner, Th. et al.; Synthesis, Structure and Stability of New Ptn−Bis (N−Heterocyclic Carbene) Complexes. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 1268−1274
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.5mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.197g)を、0.5mmolの1,1’−ジ(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド16(0.273g)と混合する。5mlのジメチルスルホキシドを添加し、反応混合物を、80℃で2時間、次いで100℃で2時間、130℃でさらに2時間攪拌する。溶媒を減圧下70℃で除き、固体沈殿物は少量のメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、ついで乾燥させる。この結果、白色固体32を得る。
実験式:C25284PtBr2 M=739.400g/mol
収量:0.158g(理論量の42.7%)
融点:分解>400℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.78(s、2H、NCCHN);7.29(s、2H、NCHCN);6.89(d、4H、J=12.6Hz、芳香族C);6.32(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.15(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);2.26(s、6H、パラ−C 3 );2.08(s、6H、オルト−C 3 );2.00(s、6H、オルト−C 3
N)(1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド33
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.31mmolの塩化白金(II)(0.083g)と0.31mmolの1,1’−ジ−(2,4,6−トリ−メチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド17(0.200g)、さらに0.62mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.084g)と0.62mmolのヨウ化カリウム(0.103g)とを、4mlのジメチルスルホキシドとともに、80℃で2時間、100℃で2時間、130℃でさらに2時間攪拌する。ついで溶媒を減圧下70℃で除き、生成する固体をメタノールとテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体33を得る。
実験式:C25284PtI2 M=633.392g/mol
収量:0.215g(理論量の83.2%)
融点:分解>370℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.80(d、2H、J=1.9Hz、NCCHN);7.32(d、2H、J=1.9Hz、NCHCN);6.94(s、4H、芳香族C);6.33(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.15(AB、1H、J=13.0Hz、NC 2 N);2.27(s、6H、パラ−C 3 );2.08(s、6H、オルト−C 3 );2.04(s、6H、オルト−C 3
O)(1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアセテート34
Figure 2009542026
0.27mmolの酢酸銀(0.045g)の5mlのアセトニトリル溶液を、0.135mmolの(1,1’−ジ−(254,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド32(0.100g)に添加する。この混合物を、暗所で60℃で8時間攪拌する。沈殿する臭化銀と未反応の試薬を濾別し、溶媒を減圧下で除く。この結果、白色固体34を得る。
実験式:C293444Pt M=697.680g/mol
収量:0.027g(理論量の28.7%)
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.81(s、2H、NCCHN);7.34(s、2H、NCHCN);6.96(s、4H、芳香族C);6.37(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);2.27(s、6H、パラ−C 3 );2.02(s、12H、オルト−C 3 );1.20(s、6H、C 3 COO).
P)(1,1’−ジメチル−3,3’’−o−フェニレンジメチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジクロリド35
Figure 2009542026
0.737mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−o−フェニレンジメチレンジイミダゾリウムジクロリド(0.250g)を、0.737mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.290g)と7mlのジメチルスルホキシドとに混合する。この反応混合物を、80℃で3時間、100℃で3時間、120℃でさらに4時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体を、それぞれ3mlのメタノールで二回洗浄する。白色の固体35が得られる。
実験式:C16184PtCl2 M=532.322g/mol
収量:0.272g(理論量の69.3%)
融点:分解>390℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.85(m、2H、J=3.5Hz、芳香族CHグループ);7.59(d、2H、J=2.0Hz、NCHCN);7.42(m、2H、J=3.5Hz、芳香族CHグループ);7.24(d、2H、J=2.0Hz、NCCHN);6.60(AB、2H、J=14.2Hz、NC 2 64−CH2N);5.00(AB、2H、J=14.2Hz、NC 2 64−CH2N);3.88(s、6H、C 3 グループ)
4.2単一配位子テトラカルベン錯体
A)ビス(1,1−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)パラジウム(il)ジアイオダイド36
(Fehlhammer, W.P. et al.; Homoleptic carbene complexes. VI. bis(1,1’−methylene− 3,3’−dialkyldimidazoline−2,2’−diylidene) palladium chelate complexes by the free carbene route. Journal of Organometallic Chemistry 1995, 90, (1−2), 149−153; Herrmann, W.A. et al.; N−heterocyclic carbenes. 20. Homoleptic chelating N− heterocyclic carbene complexes of palladium and nickel. Journal of Organometallic Chemistry 1999, 575, (1), 80−86)
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.25mmolの酢酸パラジウム(II)(0.056g)と0.625mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.270g)と0.5mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.068g)とを、6mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃で1時間攪拌する。さらに0.5mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.068g)を110℃で添加し、混合物を110℃でさらに5時間攪拌する。次いで溶媒を減圧下70℃で除き、得られる固体は少量の水、少量の冷メタノールおよびテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体36を得る。
実験式:C18248PtI2 M=712.672g/mol
収量:0.096g(理論量の53.9%)
融点:分解>347℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.75(d,4H、J=1.8Hz、NCCHN);7.44(d,4H、J=1.8Hz、NCHCN);6.75(AB、2H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.50(AB、2H、J=13.1Hz、NC 2 N);3.37(s、12H、C 3 グループ).
B)ビス−(1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド37a,b
Figure 2009542026
方法A:
シュレンクチューブ中で、0.5mmolの塩化白金(II)(0.133g)と0.5mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.216g)と1mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.136g)とを、5mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で3時間、80℃で3時間、110℃でさらに3時間攪拌する。室温で、さらに0.75mmolの1,1’−ジメチル−3,3’’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.324g)と1mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.136g)この反応混合物に添加する。上記の温度プログラムをもう一度実施する。次いで溶媒を減圧下70℃で除き、得られる固体を、10mlの水と5mlのテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体37aを得る。
方法B:
シュレンクチューブ中で、0.25mmolの塩化白金(II)(0.066g)と0.625mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.270g)と0.5mmolのナトリウムトリアセテート三水和物(0.068g)とを、5mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃で1時間攪拌する。さらに0.5mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.068g)を110℃で添加し、この混合物を110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を、次いで減圧下70℃で除き、生成する固体を、10mlの水と5mlのテトラヒドロフランで洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体37bを得る。
37aと37bの両方の分析結果を以下に示す。
実験式:C18248PtI2 M=801.330g/mol
収量:方法A:0.320g(理論量の79.9%)
方法B:0.137g(理論量の68.4%)
融点:分解>360℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.75(d、4H、J=1.8Hz、NCCHN);7.47(d、4H、J=1.8Hz、NCHCN);6.54(AB、2H、J=13.2Hz、NC 2 N);6.43(AB、2H、J=13.2Hz、NC 2 N);3.32(s、12H、C 3 グループ).
C)ビス−(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−パラジウム(II)ジアイオダイド38
(Albrecht, M. et al.; Synthesis and structural analysis of palladium biscarbene complexes derived from bisimidazolium ligand precursors. Inorg. Chim. Acta 359 (2006), 1929−1938)
Figure 2009542026
0.61mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9 (0.300g)を1.54mmolのトリエチルアミン(0.155g;0.21ml)の5mlのジメチルスルホキシド溶液とともに、室温で30分間攪拌する。0.305mmolの二酢酸パラジウム(II)(0.069g)を添加し、この混合物を室温でさらに3時間攪拌する。次いで、この混合物を50℃で18時間、150℃で1時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体を、それぞれ2mlの水で二回、2mlのメタノールで二回洗浄し、乾燥させる。黄土色の固体38を得る。
実験式:C26408PdI2 M=824.88g/mol
収量:0.110g(理論量の43.7%)
融点:分解>342℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.80(d,4H、J=1.8Hz、NCCHN);7.63(d,4H、J=1.8Hz、NCHCN);6.59(AB、2H、J=13.6Hz、NC 2 N);6.49(AB、2H、J=13.4Hz、NC 2 N);3.88(sept、4H、J=6.6Hz、(CH32N);1.26(d、12H、J=6.8Hz、C 3 グループ);1.15(d、12H、J=6.6Hz、C 3 グループ);
D)ビス−(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2l−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド39a,b
Figure 2009542026
方法A:
0.22mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアセテート24(0.120g)を、0.22mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9(0.107g)と混合し、4mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体をそれぞれ3mlの水で二回洗浄する。白色固体39aを得る。
方法B:
0.10mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド23(0.070g)と0.10mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9(0.050g)とを、0.20mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.027g)とともに、3mlのジメチルスルホキシドに溶解する。この混合物を、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体は、メタノール−テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色固体39bを得る。39aと39bの両方の分析結果を以下に示す。
実験式:C26408PtI2 M=913.538g/mol
収量:方法A:0.060g(理論量の29.9%)
方法B:0.020g(理論量の21.9%)
融点:分解>350℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.80(d,4H、J=1.8Hz、NCCHN);7.67(d,4H、J=1.9Hz、NCHCN);6.52(AB、2H、J=13.5Hz、NC 2 N);6.33(AB、2H、J=13.4Hz、NC 2 N);3.90(sept,4H、J=6.6Hz、(CH32N);1.28(d、12H、J=6.8Hz、C 3 グループ);1.12(d、12H、J=6.6Hz、C 3 グループ);
E)ビス−(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド40
Figure 2009542026
0.14mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジブロマイド22(0.080g)と0.14mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,31−メチレンジイミダゾリウムブロマイド8(0.054g)とを、0.28mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.037g)とともに、4mlのジメチルスルホキシド中に溶解する。この混合物を、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体をメタノール−テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色の固体40が得られる。
実験式:C26408PtBr2 M=819.546g/mol
収量:0.034g(理論量の28.6%)
融点:分解>390℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.86(s、4H、NCCHN);7.70(s、4H、NCHCN);6.64(AB、2H、J=13.3Hz、NC 2 N);6.35(AB、2H、J=13.3Hz、NC 2 N);3.91(sept、4H、J=6.6Hz、(CH32N);1.29(d、12H、J=6.7Hz、C 3 グループ);1.14(d、12H、J=6.6Hz、C 3 グループ);
F)ビス−(1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド41
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.5mmolの塩化白金(II)(0.133g)と1.25mmolの1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド15(0.645g)と1mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.136g)とを、8mlのジメチルスルホキシドとともに、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃で1時間攪拌する。さらに1mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.136g)を110℃で加え、この混合物を110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を、次いで減圧下70℃で除き、得られる固体を、それぞれ3mlのメタノールと3mlのテトラヒドロフランで二回洗浄し、乾燥させる。この結果、白色固体41を得る。
実験式:C30488PtI2 M=969.642g/mol
収量:0.136g(理論量の28.1%)
融点:分解>370℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.87(s、4H、NCCHN);7.63(s、4H、NCHCN);6.80(AB、2H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.17(AB、2H、J=13.3Hz、NC 2 N);3.81(m、4H、J=6.8Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);3.23(m、4H、J=6.9Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.56(quint、8H、J=7.2Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);0.98(sext、8H、J=7.4Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.70(t、12H、J=7.2Hz、N−CH2−CH2−C 3
G)ビス−(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド42
Figure 2009542026
0.105mmolの(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド26(0.080g)と0.105mmolの1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド11(0.060g)とを、0.21mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.029g)とともに、4mlのジメチルスルホキシドに溶解する。この混合物を、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体をメタノール/テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色の固体42が得られる。
実験式:C38568PtI2 M=1073.786g/mol
収量:0.228g(理論量の24.8%)
融点:分解>393℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.89(s、4H、NCCHN);7.70(s、4H、NCCHN);6.68(AB、2H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.11(AB、1H、J=13.7Hz、NC 2 N);3.34(t、4H、J=11.8Hz、シクロヘキシル環のC);1.81(d、8H、J=12.1Hz、シクロヘキシル環のC 2 ;1.68(d、4H、J=11.7Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.35(d、8H、J=11.5Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.15(t、8H、J=11.9Hz、シクロヘキシル環のC 2 );0.84(t、8H、J=12.1Hz、シクロヘキシル環のC 2
4.3 複合配位子テトラカルベン錯体
A)(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)(1’’,1’’’−ジメチル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド43a,b
Figure 2009542026
方法A:
0.13mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアセテート24(0.070g)を、0.13mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.055g)と混合し、3mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、残留する固体を、それぞれ1mlのメタノールで二回洗浄する。白色固体43aが得られる。
方法B:
0.13mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド23(0.089g)を0.13mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.055g)と0.26mmolの酢酸ナトリウム三水和物とともに3mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、生成する固体をそれぞれ1mlのメタノールで二回洗浄する。白色固体43bが得られる。43aと43bの両方の分析結果を以下に示す。
実験式:C22328PtI2 M=857.434g/mol
収量:方法A:0.039g(理論量の35.0%)
方法B:0.017g(理論量の15.3%)
融点:分解>360℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.80(d、2H、J=1.8Hz、NCCHN);7.75(d、2H、J=1.8Hz、NCHCN);7.71(d、2H、J=1.9Hz、NCCHN);7.47(d、2H、J=1.7Hz、NCHCN);6.58(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.47(AB、1H、J=13.6Hz、NC 2 N);6.43(AB、1H、J=13.3Hz、NC 2 N);6.35(AG、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);3.97(sept、2H、J=6.6Hz(CH32N);3.29(s、6H、C 3 グループ);1.28(d、6H、J=6.8Hz、C 3 グループ);1.10(d、6H、J=6.6Hz、C 3 グループ)
B)(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)(1’’,1’’’−ジイソプロピル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド44
Figure 2009542026
0.16mmolの(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアセテート27(0.100g)を、0.16mmolの1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド9(0.078g)とともに、4mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、生成する固体を、メタノール−テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色の固体44が得られる。
実験式:C32488PtI2 M=993.662g/mol
収量:0.087g(理論量の54.7%)
融点:分解>343℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.88(d,2H、J=1.8Hz、NCCHN);7.80(d,2H、J=2.OHz、NCCHN);7.73(d、2H、J=2.0Hz、NCHCN);7.63(d、2H、J=1.8Hz、NCCHN);6.60(AB、1H、J=13.5Hz、NC 2 N);6.51(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.39(AB、1H、J=13.5Hz、NC 2 N);6.05(AB、1H、J=13.3Hz、NC 2 N);3.98(sept、2H、J=6.6Hz、(CH32N);3.25(t、2H、J=11.9Hz、シクロヘキシル環のC);1.85(d、4H、J=12.4Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.75(d、4H、J=11.3Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.68(d、4H、J=11.4Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.55(t、4H、J=11.9Hz、イソプロピル基のC 2 );1.12(t、4H、J=12.0Hz、シクロヘキシル環のC 2
C)(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)(1’’,1’’’−ジ−N−ブチル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド45
Figure 2009542026
0.18mmolの(1,1’−ジイソプロピル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアセテート24(0.100g)を、0.18mmolの1,1’−ジ−N−ブチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド15(0.094g)とともに、4mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、生成する固体をメタノール−テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色の固体45が得られる。
実験式:C28448PtI2 M=941.590
収量:0.085g(理論量の50.2%)
融点:分解>347℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.89(s、2H、NCCHN);7.84(s、2H、NCHCN);7.81(s、2H、NCCHN);7.64(s、2H、NCHCN);6.59(AB、1H、J=13.5Hz、NC 2 N);6.56(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);6.43(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.20(AB、1H、J=13.3Hz、NC 2 N);4.00(sept、2H、J=6.6Hz、(CH32N);3.89(m、2H、J=6.6Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);3.24(m、2H、J=6.6Hz、N−C 2 −CH2−CH2−CH3);1.57(quint、4H、J=7.2Hz、N−CH2−C 2 −CH2−CH3);1.31(d、6H、J=6.7Hz、イソプロピルのCH3);1.17(d、6H、J=6.5Hz、イソプロピルのCH3);0.97(sext、4H、J=6.9Hz、N−CH2−CH2−C 2 −CH3);0.78(t、6H、J=7.2Hz、N−CH2−CH2−C 3
D)(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)(1’’,1’’’−ジメチル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジアイオダイド46
Figure 2009542026
0.11mmolの(1,1’−ジシクロヘキシル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−白金(II)ジアイオダイド26(0.080g)を、0.11mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジアイオダイド7(0.045g)と0.21mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.029g)とともに、3mlのジメチルスルホキシドに溶解し、60℃で2時間、80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。ジメチルスルホキシドを70℃、減圧下で除き、生成する固体をメタノール−テトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。白色の固体46が得られる。
実験式:C28408PtI2 M=937.558g/mol
収量. 0.065g(理論量の63.0%)
融点:分解>375℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.84(s、2H、NCCHN);7.81(s、2H、NCCHN);7.67(s、2H、NCHCN);7.52(s、2H、NCCHN);6.66(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);6.63(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.52(AB、1H、J=13.2Hz、NC 2 N);6.15(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);3.59(t、2H、J=12.5Hz、シクロヘキシル環のC);3.35(s、6H、MeのC 3 );1.85(d、4H、J=12.5Hz、シクロヘキシル環のC 2 ;1.76(d、4H、J=10.1Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.67(d、4H、J=10.9Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.37(t、4H、J=9.5Hz、シクロヘキシル環のC 2 );1.12(t、4H、J=9.6Hz、シクロヘキシル環のC 2
E)(1,1’−ジベンジル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)(1’’,1’’’−ジメチル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド47
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.12mmolの(1,1’−ジベンジル−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド31(0.080g)を、0.12mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド6(0.040g)と0.24mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.033g)とを混合し、4mlのジメチルスルホキシドを添加し、反応混合物を、60℃で2時間、次いで80℃で2時間、110℃でさらに5時間攪拌する。溶媒を減圧下70℃で除き、固体沈殿物をメタノールテトラヒドロフラン混合物で二回洗浄する。この結果、白色固体47を得る。
実験式:C30328PtBr2 M=859.522g/mol
収量:0.028g(理論量の27.1%)
融点:分解>341℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.79(d、2H、J=1.OHz、NCCHN);7.77(d、2H、J=1.8Hz、NCHCN);7.51(d、2H、J=1.9Hz、NCCHN);7.47(d、2H、J=1.8Hz,NHCN)、7.28(s、6H、J=7.4Hz、芳香族C);7.08(d、4H、J=6.1Hz、芳香族C);6.68(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.51(AB、1H、J=13.1Hz、NC 2 N);6.48(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);6.23(AB、1H、J=13.4Hz、NC 2 N);5.03(AB、1H、J=14.3Hz、NC 2 Ph);4.63(AB、2H、J=14.3Hz、NC 2 Ph);3.33(s、6H、C 3 ).
F)(1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリン−2,2’−ジイリデン)−(1’’,1’’’−ジメチル−3’’,3’’’−メチレンジイミダゾリン−2’’,2’’’−ジイリデン)白金(II)ジブロマイド48
Figure 2009542026
シュレンクチューブ中で、0.55mmolの白金(II)アセチルアセトネート(0.216g)と0.55mmolの1,1’−ジ−(2,4,6−トリメチルフェニル)−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド16(0.300g)を、5mlのジメチルスルホキシドとともに、80℃で2時間、100℃で2時間、130℃でさらに2時間攪拌する。反応混合物を60℃に冷却する。0.275mmolの1,1’−ジメチル−3,3’−メチレンジイミダゾリウムジブロマイド6(0.093g)と0.55mmolの酢酸ナトリウム三水和物(0.075g)を反応混合物に添加し、2mlのジメチルスルホキシドで流し入れる。この混合物を、60℃で2時間、80℃で14時間、110℃で4時間、さらに130℃で2時間攪拌する。溶媒を減圧下、70℃で除き、生成する固体をメタノール−テトラヒドロフラン混合物で洗浄し、減圧下で乾燥させる。この結果、白色固体48を得る。
実験式:C34408PtBr2
モル質量:915.626g/mol
収量:0.082g(理論量の32.6%)
融点:分解>400℃
1H(ppm、d6−DMSO、300.13MHz):
δ:7.78(s、2H、Mes配位子のNCHCHN);7.75(s、2H、Me配位子のNCHCHN);7.48(s、2H、Me配位子のNCHCHN);7.28(s、2H、Mes配位子のNCHCHN);6.92(s、2H、芳香族CH);6.87(s、2H、芳香族CH);6.55(AB、1H、J=13.1Hz、Me配位子のNCH2N);6.44(AB、1H、J=13.1Hz、Me配位子のHCH2N);6.33(AB、1H、J=13.0Hz、Mes配位子のHCH2N);6.15(AB、1H、J=12.9Hz、Mes配位子のHCH2N);3.32(s、6H、Me配位子のCH3);2.26(s、6H、p−CH3);2.08(s、6H、o−CH3);2.00(s、6H、o−CH3).
フォトルミネッセンスのデータ
希釈した固体中での本発明の遷移金属−カルベン錯体の特徴を調べるため、PVA中に2重量%の量で特定の遷移金属錯体を含むPVAフィルムを調整した。いずれの場合も、PVAフィルムには、2mgの遷移金属−カルベン錯体(37b、42、44、45、46)を、1mlの10%(質量パーセント)のPVA溶液(PVAを純水(DM水)に溶解したもの)に溶解し、60μmのドクターブレードを用いて、顕微鏡スライドガラス(石英ガラス)上にフィルムを塗布する。次いでこのフィルムを乾燥させる。それぞれの遷移金属−カルベン錯体のフォトルミネッセンスデータは、得られたフィルム上で決定する。
いくつかの一般式IIの遷移金属−カルベン錯体(石英ガラス上に形成した2重量%の特定の遷移金属錯体を含むPVA(ポリビニルアルコール)フィルム)のフォトルミネッセンス量子収率(QY)と色座標(XRGbとYRGb)とを、表1に示す。
Figure 2009542026
1)励起波長
2)室温でのCIE座標
3)室温でのCIE座標
4)発光波長
5)量子収率、N2下での照射

Claims (10)

  1. 一般式I及び一般式IIの遷移金属−カルベン錯体から選ばれる遷移金属−カルベン錯体を有機発光ダイオードに使用する方法:
    Figure 2009542026
    式中、記号は、それぞれ以下の通りであり:
    1は、Pt(II)またはPd(II)であり;
    Lは、単座のモノアニオン性配位子であり;
    1とR1'は、各々独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、またはアラルキルであり;
    2、R3、R2'、およびR3'は、各々独立して、水素、アルキル、またはアリールであり;
    XとXは、各々独立して、アルキレン、
    Figure 2009542026
    であり;
    -は、モノアニオン性対イオンである。
  2. 式I及び式IIの遷移金属−カルベン錯体中の前記記号と以下の基R1、R2、R3、R1'、R2'、R3'、X、X’、M1、L、及びW-が、それぞれ以下の通りである請求項1に記載の方法:
    1は、Pt(II)またはPd(II)で、好ましくはPt(II)であり;
    Lは、各々独立して、ハライド類、擬ハライド類、アルコキシ、およびOAc-から選ばれ、好ましくはBr-、I-またはOAc-であり;
    1とR1'は、各々独立して、水素、C1−C4−アルキル、シクロヘキシル、2,4,6−トリメチルフェニル、またはベンジルであり、好ましくはメチル、イソプロピル、またはn−ブチルであり;
    2、R3、R2'、およびR3'は、各々水素であり;
    XとX’は、各々独立して、(CR4 2n(式中、R4は、Hまたはアルキルであり、nは1〜3である)または
    Figure 2009542026
    であり、好ましくはCH2または
    Figure 2009542026
    であり、より好ましくはCH2であり;
    -は、ハライド、擬ハライドまたはOAc-であり、好ましくはCI-、Br-、CN-、またはOAc-であり、より好ましくはBr-またはI-である。
  3. 一般式Iの遷移金属−カルベン錯体が用いられ、
    1は、Pt(II)またはPd(II)であり;
    Xは、CH2または
    Figure 2009542026
    であり;
    1は、CH3、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル、ベンジル、または2,4,6−トリメチルフェニルであり;
    LはBr-、I-、またはOAc-である
    請求項1または2に記載の方法。
  4. 一般式IIの単一配位子遷移金属カルベン錯体が用いられ、
    1はPt(II)またはPd(II)であり;
    XとX’は、各々CH2であり;
    1とR1は、それぞれCH3、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル、ベンジルまたは2,4,6−トリメチルフェニルであり;
    -は、Br-またはI-である
    請求項1または2に記載の方法
  5. 一般式IIの複合配位子遷移金属カルベン錯体が用いられ、
    1は、Pt(II)またはPd(II)であり;
    XとX’は、各々CH2であり;
    1とR1'は、各々独立して、メチル、イソプロピル、n−ブチル、ベンジル、シクロヘキシル、または2,4,6−トリメチルフェニルであって、
    1とR1'は異なっていても良く;
    2、R3、R2'、およびR3'はそれぞれHであり;
    -は、Br-またはI-である
    請求項1または2に記載の方法
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の一般式I及び/又は一般式IIの遷移金属カルベン錯体を少なくとも一種含むことを特徴とする有機発光ダイオード。
  7. 一般式I及び/又は一般式IIの少なくとも一種の遷移金属−カルベン錯体が発光層、電子遮断層、励起子遮断層及び/又は空孔遮断層に存在する請求項6に記載の有機発光ダイオード。
  8. 請求項1〜5のいずか一項に記載の一般式I及び/又は一般式IIの遷移金属−カルベン錯体を少なくとも一種を含むことを特徴とする発光層。
  9. 請求項8に記載の発光層を少なくとも一つ含むことを特徴とする有機発光ダイオード。
  10. 請求項6、7または9に記載の有機発光ダイオードを少なくとも一種を含むことを特徴とする、コンピューターの画像表示装置、テレビ、プリンターの画像表示装置、厨房装置、宣伝用パネル、照明、情報パネルを含む据置型の画像表示装置、及び携帯電話の画像表示装置、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、車両、バスや列車の行き先表示を含む携帯型画像表示装置からなる群から選ばれる装置。
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