JP2012517422A - ピリジルトリアゾール配位子を含有するリン光性発光イリジウム錯体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、そのピリジル環上に少なくとも1つの置換基で置換されたピリジルトリアゾール配位子を有する新規なIr錯体を含む発光材料に関する。このような発光材料は、そのピリジン環に置換基をまったく持たないピリジルトリアゾール配位子との他のIr錯体よりも著しく改善されたフォトリン光量子収率および浅色ブルーシフトしたフォトリン光性発光を有することが分かった。本発明はさらに、このような発光材料の使用およびそれを含む有機発光デバイスに関する。
Description
本発明は、発光材料およびその使用、ならびに電気エネルギーを光に変換することができる発光デバイスに関する。
最近、様々なディスプレー装置、特に有機材料からのエレクトロルミネッセンスをベースとするものが活発に研究され、開発されてきた。
多くの有機材料が一重項励起子からの蛍光(すなわち、対称許容プロセスからの発光)を示すが、室温で効率的にリン光を示す材料はほんの少しである。リン光性材料が成功裡に利用される場合、それらは、とりわけ効率の点で有機エレクトロルミネッセンス素子にとって膨大な利益をもたらすことができる。たとえば、リン光性材料を利用する利点は、ある程度、リン光デバイスにおける三重項ベースである、すべての一重項および三重項励起子(ELにおいて正孔と電子とを組み合わせることによって形成される)がエネルギー移動および発光に関与できることである。これは、リン光発光それ自体によって達成され得る。あるいは、それは、リン光性材料を、リン光性ホストまたは蛍光ゲストにおけるドーパントとして蛍光プロセスの効率を向上させるために使用することによって、ホストの三重項状態からのリン光が、ホストの三重項状態からゲストの一重項状態へのエネルギー移動を可能にして、成し遂げることができる。
青色発光材料の候補として、青色光発光のための標準的な錯体である、フェニルピリジンおよびピコリン酸配位子を有するイリジウム錯体(たとえば、イリジウム(III)ビス[(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]ピコリネート)からの発光を利用する発光デバイスが報告されている。さらに、窒素を含有する他のタイプの複素環化合物もまた研究されている。
(特許文献1)では、高い輝度および発光効率ならびに低い最低動作電圧および優れた耐久性で、青色、白色などの光を発することができる、フェニルピリジンおよび複素環配位子を有する様々なIr錯体が開示されている。(特許文献2)では、含窒素シクロメタル配位子、たとえば、ジメチルビス(2−フェニルピリジン)Pt(IV)を有するPt錯体と、高いルミネッセンス効率および長い実用寿命で青色光を発する、錯体を含有する発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とが開示されている。1つのPt錯体、ジメチルビス(2−フェニルピリジン)Pt(IV)を使用して製造されたOLED装置は、449、478および507nmに発光ピーク、ならびに0.16のルミネッセンス量子収率を示す(CH2Cl2中で)。
(特許文献3)では、それらのエレクトロルミネッセント層にトリアゾール、イミダゾールまたはピラゾール誘導体配位子とのイリジウム錯体を用いる、有機発光ダイオードが開示されている。
上記の特許に加えて、幾つかの文献[(非特許文献1)、(非特許文献2)、(非特許文献3)、および(非特許文献4)]では、非置換または5−置換トリアゾール配位子を有するIr錯体が開示されている。
Yeh,Shi−Jay et al.,「New Dopant and Host Materials for Blue−Light−Emitting Phosphorescent Organic Electroluminescent Devices」,Advanced Materials(Weinheim,Germany)17(3):285−289(2005)
Shin−ya Takizawa et al.,「Finely−tuned Blue−phosphorescent Iridium Complexes Based on 2−Phenylpyridine Derivatives and Application to Polymer Organic Light−emitting Device」,Chemistry Letters 35(7)748−749
Enrico Orselli et al.,「Blue−Emitting Iridium Complexes with Substituted 1,2,4−Triazole Ligands:Synthesis,Photophysics,and Devices」,Inorg.Chem.,46(26):11082−11093(2007)
Zhang Xiuju.,「Synthesis and Phosphorescence of a New Greenish−blue Light−emitting Iridium(III)Bis(1−phenylpyridine)(1,2,4−triazole Pyridine)」,LED Journal,28(1):44−48(2007/02)
しかし、上記の発光材料は、青色領域で十分な発光効率を示さない。したがって、青色光を発光しながら使用される標準的な錯体と比較して高い外部量子効率および輝度を示すイリジウム錯体を開発することが必要とされている。
したがって、
式(I):
(式中:
E1は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合した芳香環またはヘテロ芳香環を表し、前記環が、E2を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成炭素によって金属Mに配位しており;
E2は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合したN−含有芳香環を表し、前記環が、E1を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成窒素によって金属Mに配位しており;
R1は、それぞれ同じかまたは異なり、そして−F、−Cl、−Br、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルキル、C3〜20環状アルキル、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルコキシ、C1〜20ジアルキルアミノ、C4〜14アリール、1つ以上の非芳香族ラジカルで置換されていてもよいC4〜14ヘテロアリールから独立して選択される電子供与性基であり;同じ環上か2つの異なる環上かのどちらかの複数の置換基R1が、場合により芳香族であるさらなる単環式もしくは多環式環システムを形成し;
R2は、−F、−CN、−NO2、それらのそれぞれが少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい(パー)フルオロアルキル、(パー)フルオロアリール、(パー)フルオロアルキルアリール、アルキルカルボニル、(パー)フルオロアルキルカルボニル、(パー)フルオロアルキルアリールカルボニル、および(パー)フルオロアルキルヘテロアリールカルボニルから選択される電子吸引性基であり;
nは、それぞれ同じかまたは異なり、1〜4の整数である)
で表されるIr錯体を提供することが本発明の目的である。
式(I):
E1は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合した芳香環またはヘテロ芳香環を表し、前記環が、E2を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成炭素によって金属Mに配位しており;
E2は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合したN−含有芳香環を表し、前記環が、E1を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成窒素によって金属Mに配位しており;
R1は、それぞれ同じかまたは異なり、そして−F、−Cl、−Br、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルキル、C3〜20環状アルキル、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルコキシ、C1〜20ジアルキルアミノ、C4〜14アリール、1つ以上の非芳香族ラジカルで置換されていてもよいC4〜14ヘテロアリールから独立して選択される電子供与性基であり;同じ環上か2つの異なる環上かのどちらかの複数の置換基R1が、場合により芳香族であるさらなる単環式もしくは多環式環システムを形成し;
R2は、−F、−CN、−NO2、それらのそれぞれが少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい(パー)フルオロアルキル、(パー)フルオロアリール、(パー)フルオロアルキルアリール、アルキルカルボニル、(パー)フルオロアルキルカルボニル、(パー)フルオロアルキルアリールカルボニル、および(パー)フルオロアルキルヘテロアリールカルボニルから選択される電子吸引性基であり;
nは、それぞれ同じかまたは異なり、1〜4の整数である)
で表されるIr錯体を提供することが本発明の目的である。
本発明の別の目的は、上記の発光材料の使用、および上記の発光材料を含む有機発光デバイスを提供することに関する。
本発明の他の実施形態においては、R1は、アルキル、ジアルキルアミノおよびアルコキシ基から独立して選択される。具体的には、R1はメチルまたはメトキシ基である。このような実施形態においては、nは1である。
本発明のある実施形態においては、R2はトリフルオロアルキル、より具体的にはトリフルオロメチル基である。
意外にも、Ir錯体が、少なくとも1つの置換基で置換されたピリジルトリアゾール配位子を有するときに、デバイスの効率を特に向上させるための発光材料のフォトルミネッセンス量子収率(PQY)は、そのピリジン環に置換基をまったく持たないフェニルピリジン配位子との他のIr錯体よりも著しく改善されることが分かった。
一般に、本発明の第1実施形態によれば、式(2)、(3)および(5)〜(7)を有するIr錯体は、2個のIr原子、2つのフェニルピリジン配位子(C^N)および2つのハロゲン配位子(X°)を含む二量体([C^N]2Ir(μ−X°)2Ir[C^N]2)を塩基化合物の存在下に置換ピリジルトリアゾールと反応させることによって製造される。フェニルピリジンおよび置換ピリジルトリアゾール配位子は商業的に入手可能であるかまたは周知の有機合成法を用いることによって容易に合成することができる。
特に、フェニルピリジン配位子は、Lohse et al.,「The Palladium Catalyzed Suzuki Coupling of 2− and 4−Chloropyridines」,Syn.Lett.,1:15−18(1999)およびDupont de Nemoursに付与された米国特許第6,670,645号明細書に記載されているように、置換ピリジン化合物を、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属塩基の存在下に相当するアリールボロン酸と鈴木カップリングすることによって良好または優れた収率で製造することができる。
X°がハロゲン(たとえば、Cl)である、[C^N]2Ir(μ−X°)2Ir[C^N]2錯体は、たとえば、次の参考文献に既に記載されている手順を用いることによって製造することができる:Sprouse et al.,J.Am.Chem.Soc.,106:6647−6653(1984);Thompson et al.,Inorg.Chem.,40(7):1704(2001);およびThompson et al.,J.Am.Chem.Soc.,123(18):4304−4312(2001)。
ある実施形態においては、反応は、過剰のオルト金属化配位子の中性形態(H−C^N)および高沸点溶媒を使用することによって実施される。用語「高沸点溶媒」は、少なくとも80℃、少なくとも85℃または少なくとも90℃の沸点を有する溶媒を意味することを意図される。たとえば、好適な溶媒は、溶媒をあるがままかまたは水との混合剤として使用することができる、メトキシエタノール、エトキシエタノール、グリセロール、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などであってもよい。
場合により、反応は、金属炭酸塩(たとえば、炭酸カリウム(K2CO3))、金属水素化物(たとえば、水素化ナトリウム(NaH))、金属エトキシドもしくは金属メトキシド(たとえば、NaOCH3およびNaOC2H5)、アルキルアンモニウム水酸化物(たとえば、水酸化テトラメチルアンモニウム)またはイミダゾリウム水酸化物などの好適なブレンステッド塩基の存在下に実施することができる。
ピリジルトリアゾール配位子による金属原子での求核置換は、化学量論量のピリジルトリアゾール配位子を好適な溶媒中で架橋中間体と多かれ少なかれ接触させることによって塩基化合物の存在下に実施されてもよい。
本発明はまた、有機発光デバイス(OLED)の発光層における発光材料の使用に関する。
さらに、本発明は、有機発光デバイスにおける発光層として機能するのに有効な条件下にホスト層におけるドーパントとして、上記のような、Ir錯体を含む発光材料を使用することに関する。
本発明はまた、発光層を含むOLEDに関する。発光層は、場合によりホスト材料とともに、上記のような、発光材料を含む(ここで、発光材料はドーパントとして具体的には存在する)。ホスト材料は、電圧がデバイス構造にわたって印加されるときに冷光を発するようにとりわけ適合させられる。
図1に描かれるように、本発明のOLEDデバイスは、基材(1);アノード(2);場合により正孔輸送層(HTL、3);発光層(EML、4);場合により正孔遮断層(HBL、5)および/または電子輸送層(ETL、6);ならびにカソード(7)を含む。このようなデバイスは、当該技術分野、たとえば、富士フィルム株式会社に付与された米国特許第7,329,898B1号明細書およびSolvay(Societe Anonyme)に付与される国際公開第2008/043815号パンフレットにおいて公知のあらゆる方法によって製造することができる。
本発明の別の態様は、上記のOLEDを含むディスプレー装置に関する。
発明の態様
本明細書において以下、本発明は、実施例および比較例に関連して詳細に説明される。しかし、これらの例はいかなる意味においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに、単位は、特に記載されない限り重量で表される。
本明細書において以下、本発明は、実施例および比較例に関連して詳細に説明される。しかし、これらの例はいかなる意味においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに、単位は、特に記載されない限り重量で表される。
実施例1−実験の部
化学試薬は、Aldrich Chemical Co.から購入し、さらなる精製は行わずに使用した。テトラヘドロフラン(Tetrahedrofuran)(THF)は、ベンゾフェノンの存在下にナトリウム上で蒸留した。1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルは、CDCl3またはCD3OD溶液についてVarian Mercury 300 MHz分光計で取った。すべての化学シフトは、7.26ppm(1H−NMRについて)および77.0ppm(13C−NMRについて)での残存CHCl3または4.78(s),3.30(q)ppm(1H−NMRについて)および49.0(セプテット)ppm(13C−NMRについて)でのCH3OHに対して百万当たりの部(d)単位で報告する。以下の省略形がシグナルパターンを示すために用いられる:s=シングレット;d=ダブレット;t=トリプレット;q=クインテット;br=幅広い;およびm=マルチプレット。分析的薄層クロマトグラフィー(TLC)は、蛍光指示薬UV254でMerck0.25mmシリカゲル60Fプレコート・アルミニウムプレートを使用して行った。
化学試薬は、Aldrich Chemical Co.から購入し、さらなる精製は行わずに使用した。テトラヘドロフラン(Tetrahedrofuran)(THF)は、ベンゾフェノンの存在下にナトリウム上で蒸留した。1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルは、CDCl3またはCD3OD溶液についてVarian Mercury 300 MHz分光計で取った。すべての化学シフトは、7.26ppm(1H−NMRについて)および77.0ppm(13C−NMRについて)での残存CHCl3または4.78(s),3.30(q)ppm(1H−NMRについて)および49.0(セプテット)ppm(13C−NMRについて)でのCH3OHに対して百万当たりの部(d)単位で報告する。以下の省略形がシグナルパターンを示すために用いられる:s=シングレット;d=ダブレット;t=トリプレット;q=クインテット;br=幅広い;およびm=マルチプレット。分析的薄層クロマトグラフィー(TLC)は、蛍光指示薬UV254でMerck0.25mmシリカゲル60Fプレコート・アルミニウムプレートを使用して行った。
2−1. 4−メチルピリジンN−オキシド(16)の製造
4−メチルピリジン(3.0ml、30.0ミリモル)を氷酢酸(20.0ml)に溶解させ、30%過酸化水素(2.9ml、30.0ミリモル)を加え、反応混合物を24時間還流した。反応混合物を真空で濃縮し、得られた鮮赤色固体、16(3.0g、27.0ミリモル、90%)を精製せずに使用した。
4−メチルピリジン(3.0ml、30.0ミリモル)を氷酢酸(20.0ml)に溶解させ、30%過酸化水素(2.9ml、30.0ミリモル)を加え、反応混合物を24時間還流した。反応混合物を真空で濃縮し、得られた鮮赤色固体、16(3.0g、27.0ミリモル、90%)を精製せずに使用した。
2−2. 4−メトキシピリジンN−オキシド(17)の製造
4−メトキシルピリジン(10.0ml、85.9ミリモル)を氷酢酸(50.0ml)に溶解させ、30%過酸化水素(8.4ml、85.9ミリモル)を加え、反応混合物を24時間還流した。反応混合物を真空で濃縮し、得られた赤色ゴム状液体、17(9.6g、76.5ミリモル、89%)を精製せずに使用した。
4−メトキシルピリジン(10.0ml、85.9ミリモル)を氷酢酸(50.0ml)に溶解させ、30%過酸化水素(8.4ml、85.9ミリモル)を加え、反応混合物を24時間還流した。反応混合物を真空で濃縮し、得られた赤色ゴム状液体、17(9.6g、76.5ミリモル、89%)を精製せずに使用した。
2−3. 2−シアノ−4−メチルピリジン(18)の製造
4−メチルピリジン N−オキシド、16(1.32g、12.1ミリモル)を蒸留したジクロロメタン(10.7ml)に溶解させ、トリメチルシリルシアニド(1.8ml、13.6ミリモル)に室温で加えた。ジクロロメタン(5.8ml)中のジメチルカルバミルクロリド(1.2ml、13.6ミリモル)をこの反応混合物に撹拌しながら滴加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。10%水性炭酸カリウムの溶液(20ml)を加え、撹拌を30分間続行した。有機層を分離し、水層をジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4上で乾燥させ、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:ジクロロメタン)によって精製した。所望の2−シアノ−4−メチルピリジン、18(1.4g、11.6ミリモル、96%)を白色固体として得た。
4−メチルピリジン N−オキシド、16(1.32g、12.1ミリモル)を蒸留したジクロロメタン(10.7ml)に溶解させ、トリメチルシリルシアニド(1.8ml、13.6ミリモル)に室温で加えた。ジクロロメタン(5.8ml)中のジメチルカルバミルクロリド(1.2ml、13.6ミリモル)をこの反応混合物に撹拌しながら滴加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。10%水性炭酸カリウムの溶液(20ml)を加え、撹拌を30分間続行した。有機層を分離し、水層をジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4上で乾燥させ、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:ジクロロメタン)によって精製した。所望の2−シアノ−4−メチルピリジン、18(1.4g、11.6ミリモル、96%)を白色固体として得た。
2−4. 2−シアノ−4−メトキシルピリジン(19)の製造
4−メトキシルピリジン N−オキシド、17(12.8g、0.1モル)を蒸留したジクロロメタン(130ml)に溶解させ、トリメチルシリルシアニド(16.0ml、0.1ミリモル)に室温で加えた。ジクロロメタン(20.0ml)中のジメチルカルバミルクロリド(11.0ml、0.1ミリモル)をこの反応混合物に撹拌しながら滴加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。10%水性炭酸カリウムの溶液(100.0ml)を加え、撹拌を30分間続行した。有機層を分離し、水層をジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4上で乾燥させ、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n−ヘキサン=1:6)によって精製した。所望の2−シアノ−4−メトキシピリジン、19(10.7g、80.1ミリモル、80%)を白色固体として得た。
4−メトキシルピリジン N−オキシド、17(12.8g、0.1モル)を蒸留したジクロロメタン(130ml)に溶解させ、トリメチルシリルシアニド(16.0ml、0.1ミリモル)に室温で加えた。ジクロロメタン(20.0ml)中のジメチルカルバミルクロリド(11.0ml、0.1ミリモル)をこの反応混合物に撹拌しながら滴加した。反応混合物を室温で24時間撹拌した。10%水性炭酸カリウムの溶液(100.0ml)を加え、撹拌を30分間続行した。有機層を分離し、水層をジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層を無水Na2SO4上で乾燥させ、真空で濃縮した。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n−ヘキサン=1:6)によって精製した。所望の2−シアノ−4−メトキシピリジン、19(10.7g、80.1ミリモル、80%)を白色固体として得た。
2−5. トリフルオロアセチルヒドラジド(20)の製造
ヒドラジン(90.0ml、0.1モル、THF中1.0M溶液)を加えながらメタノール(8.0mL)中のトリフルオロ酢酸エチル(9.0ml、80.0ミリモル)を0℃で撹拌した。13時間後に、ジクロロメタン(100.0ml)を室温で加え、真空で濃縮した。溶媒を蒸発させた後、ジクロロメタン(60.0ml)を加え、混合物を室温で撹拌して不溶性白色固体を生成した。この固体を除去し、溶液を真空で濃縮し、白色ゴム状液体、20(6.83g、53.3ミリモル、67%)を得た。
ヒドラジン(90.0ml、0.1モル、THF中1.0M溶液)を加えながらメタノール(8.0mL)中のトリフルオロ酢酸エチル(9.0ml、80.0ミリモル)を0℃で撹拌した。13時間後に、ジクロロメタン(100.0ml)を室温で加え、真空で濃縮した。溶媒を蒸発させた後、ジクロロメタン(60.0ml)を加え、混合物を室温で撹拌して不溶性白色固体を生成した。この固体を除去し、溶液を真空で濃縮し、白色ゴム状液体、20(6.83g、53.3ミリモル、67%)を得た。
2−6. 3−トリフルオロメチル−5−(4−メチル−2−ピリジル)−1,2,4−トリアゾール(21)の製造
N,N−ジメチルホルムアミド(60.0ml)中の2−シアノ−4−メチルピリジン、18(1.3g、9.3ミリモル)を20(2.2g、17.2ミリモル)に加え、室温で撹拌した。30分後に、メタノール中の28%NaOCH3溶液(0.2g)をこの反応混合物に加え、153℃で2日間還流した。溶液を真空で蒸発させ、水(50ml)を残留物に加えた。この溶液を酢酸エチル(50ml×2)で抽出した。有機溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、白色固体、21(0.6g、2.5ミリモル、27%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.70(d,1H,J=5.4Hz),8.21(s,1H),7.36(s,1H,J=5.4Hz),2.51(s,3H),13C−NMR(CDCl3)δ 21.1,117.2,120.8,123.6,126.9,149.1,150.6,155.1,HRMS(M+,229.0703,Calcd,229.0623).
N,N−ジメチルホルムアミド(60.0ml)中の2−シアノ−4−メチルピリジン、18(1.3g、9.3ミリモル)を20(2.2g、17.2ミリモル)に加え、室温で撹拌した。30分後に、メタノール中の28%NaOCH3溶液(0.2g)をこの反応混合物に加え、153℃で2日間還流した。溶液を真空で蒸発させ、水(50ml)を残留物に加えた。この溶液を酢酸エチル(50ml×2)で抽出した。有機溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、白色固体、21(0.6g、2.5ミリモル、27%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.70(d,1H,J=5.4Hz),8.21(s,1H),7.36(s,1H,J=5.4Hz),2.51(s,3H),13C−NMR(CDCl3)δ 21.1,117.2,120.8,123.6,126.9,149.1,150.6,155.1,HRMS(M+,229.0703,Calcd,229.0623).
2−7. 3−トリフルオロメチル−5−(4−メトキシ−2−ピリジル)−1,2,4−トリアゾール(22)の製造
N,N−ジメチルホルムアミド(50.0ml)中の2−シアノ−4−メトキシピリジン、19(2.0g、15.0ミリモル)を20(2.5g、19.5ミリモル)に加え、室温で撹拌した。30分後に、メタノール中の28%NaOCH3溶液(1.4g)を反応混合物に加え、153℃で3日間還流した。溶液を真空で蒸発させ、水(40ml)を残留物に加えた。この溶液を酢酸エチル(40ml×2)で抽出した。有機溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、無色液体、22(0.7g、3.0ミリモル、20%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.18(d,1H,J=6.3Hz),7.32(s,1H),6.78(s,1H,J=6.3Hz),4.24(s,3H),13C−NMR(CDCl3)39.0,113.4,113.8,114.7,117.0,120.6,124.1,143.2,146.7,151.2,151.7,151.8,152.2,152.8,170.0,HRMS(M+,244.05,Calcd,244.06).
N,N−ジメチルホルムアミド(50.0ml)中の2−シアノ−4−メトキシピリジン、19(2.0g、15.0ミリモル)を20(2.5g、19.5ミリモル)に加え、室温で撹拌した。30分後に、メタノール中の28%NaOCH3溶液(1.4g)を反応混合物に加え、153℃で3日間還流した。溶液を真空で蒸発させ、水(40ml)を残留物に加えた。この溶液を酢酸エチル(40ml×2)で抽出した。有機溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、無色液体、22(0.7g、3.0ミリモル、20%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.18(d,1H,J=6.3Hz),7.32(s,1H),6.78(s,1H,J=6.3Hz),4.24(s,3H),13C−NMR(CDCl3)39.0,113.4,113.8,114.7,117.0,120.6,124.1,143.2,146.7,151.2,151.7,151.8,152.2,152.8,170.0,HRMS(M+,244.05,Calcd,244.06).
2−8. 3−トリフルオロメチル−5−(2−ピリジル)−1,2,4−トリアゾール(23)の製造
エタノール(30.0ml)中の、Aldrichから購入した、2−シアノピリジン(0.93ml、9.6ミリモル)を20(2.5g、19.5ミリモル)に室温で加え、撹拌した。30分後に、メタノール(1.4g)中の28%NaOCH3溶液を反応混合物に加え、還流した。2時間後に、エタノールを真空で除去し、残った黄色ゴム状液体を130℃で一晩加熱した。水を反応混合物に加え、混合物をクロロホルムで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、黄色固体、23(1.06g、5.0ミリモル、52%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.84(d,J=5.1Hz,1H),8.35(d,J=8.1Hz,1H),8.01−7.95(m,1H),7.57−7.52(m,1H).
エタノール(30.0ml)中の、Aldrichから購入した、2−シアノピリジン(0.93ml、9.6ミリモル)を20(2.5g、19.5ミリモル)に室温で加え、撹拌した。30分後に、メタノール(1.4g)中の28%NaOCH3溶液を反応混合物に加え、還流した。2時間後に、エタノールを真空で除去し、残った黄色ゴム状液体を130℃で一晩加熱した。水を反応混合物に加え、混合物をクロロホルムで抽出した。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/クロロホルム=1/5)にかけ、黄色固体、23(1.06g、5.0ミリモル、52%)を得た。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.84(d,J=5.1Hz,1H),8.35(d,J=8.1Hz,1H),8.01−7.95(m,1H),7.57−7.52(m,1H).
実施例3. 主配位子、2−フェニルピリジン(24、26および28)の合成
3−1. 2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ピコリン(24)の合成
2,4−ジフルオロフェニルボロン酸(1.1g、7.0ミリモル)、Ba(OH)2・8H2O(6.2g、19.5ミリモル)およびPd(PPh3)4(0.2g、0.3ミリモル)を、冷却器を備えた100mLの1口丸底フラスコに入れた。フラスコを排気し、N2ガスで満たした。1,4−ジオキサン(20.0ml)、H2O(7.0ml)および2−ブロモ−4−ピコリン(1.2g、7.0ミリモル)を加えた。反応混合物をN2ガス下に30時間還流し、室温に冷却した。溶媒ジオキサンを蒸発によって除去し、内容物をジクロロメタン(30ml)に注ぎ込んだ。沈澱物を濾紙によって除去し、有機層を1MのNaOH(30ml×2)および飽和水性NaCl(30ml)で洗浄した。それを次に硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒の蒸発後に、カラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)による生成物の精製は、2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ピコリン、24(1.0g、4.9ミリモル、70%)をオイルとして与えた。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.56(d,J=4.8Hz,1H),7.92−8.00(m,1H),7.53−7.59(m,1H),7.08(d,J=5.3Hz,1H),6.96−7.02(m,1H),6.87−6.95(m,1H),2.41(s,3H).
2,4−ジフルオロフェニルボロン酸(1.1g、7.0ミリモル)、Ba(OH)2・8H2O(6.2g、19.5ミリモル)およびPd(PPh3)4(0.2g、0.3ミリモル)を、冷却器を備えた100mLの1口丸底フラスコに入れた。フラスコを排気し、N2ガスで満たした。1,4−ジオキサン(20.0ml)、H2O(7.0ml)および2−ブロモ−4−ピコリン(1.2g、7.0ミリモル)を加えた。反応混合物をN2ガス下に30時間還流し、室温に冷却した。溶媒ジオキサンを蒸発によって除去し、内容物をジクロロメタン(30ml)に注ぎ込んだ。沈澱物を濾紙によって除去し、有機層を1MのNaOH(30ml×2)および飽和水性NaCl(30ml)で洗浄した。それを次に硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒の蒸発後に、カラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)による生成物の精製は、2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ピコリン、24(1.0g、4.9ミリモル、70%)をオイルとして与えた。
1H−NMR(CDCl3)δ 8.56(d,J=4.8Hz,1H),7.92−8.00(m,1H),7.53−7.59(m,1H),7.08(d,J=5.3Hz,1H),6.96−7.02(m,1H),6.87−6.95(m,1H),2.41(s,3H).
3−2. 2−(2’,4’−ジフルオロ−3’−ヨードフェニル)−4−ピコリン(25)の合成
ヘプタン/THF/エチルベンゼン中のリチウムジイソプロピルアミドの2.0M溶液(12.5ml、25.0ミリモル)を、24(3.5g、10.6ミリモル)のTHF(43.0ml)溶液に−78℃で滴加し、1時間撹拌した。次に、THF(35ml)に溶解させたヨウ素(6.1g、24ミリモル)をこの溶液に加えた。混合物を−78℃で3時間撹拌し、室温に温めた。次に、水(300ml)を加え、溶液をジエチルエーテルで2回(100ml×2)抽出した。エーテル溶液を水(100ml)、Na2S2O3の飽和水溶液(100ml)およびNaClの飽和水溶液(100mL)で洗浄した。この溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。残留物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)にかけた。所望の2−(2’,4’−ジフルオロ−3’−ヨードフェニル)−4−ピコリン、25(5.4g、16.3ミリモル、65%)をベージュ色固体として得た。
ヘプタン/THF/エチルベンゼン中のリチウムジイソプロピルアミドの2.0M溶液(12.5ml、25.0ミリモル)を、24(3.5g、10.6ミリモル)のTHF(43.0ml)溶液に−78℃で滴加し、1時間撹拌した。次に、THF(35ml)に溶解させたヨウ素(6.1g、24ミリモル)をこの溶液に加えた。混合物を−78℃で3時間撹拌し、室温に温めた。次に、水(300ml)を加え、溶液をジエチルエーテルで2回(100ml×2)抽出した。エーテル溶液を水(100ml)、Na2S2O3の飽和水溶液(100ml)およびNaClの飽和水溶液(100mL)で洗浄した。この溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾液を真空で蒸発させた。残留物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)にかけた。所望の2−(2’,4’−ジフルオロ−3’−ヨードフェニル)−4−ピコリン、25(5.4g、16.3ミリモル、65%)をベージュ色固体として得た。
3−3. 2−[2’,4’−ジフルオロ−3’−(トリフルオロメチル)フェニル]−4−ピコリン(26)の合成
ヨウ化銅(I)(1.7g、9.1ミリモル)と噴霧乾燥した無水フッ化カリウム(0.5g、9.1ミリモル)との混合物を、色が黄色に変化するまで穏やかに振盪しながら減圧下にヒートガンで加熱した。25(2.0g、6.0ミリモル)の添加後に、容器をArパージし、N−メチルピロリジノン(10ml)および(トリフルオロメチル)トリメチルシラン(1.8ml、12.1ミリモル)を混合物に加えた。次に、この懸濁液を室温で24時間激しく撹拌した。混合物を28%水性アンモニア(66ml)に注ぎ込み、ジクロロメタンで抽出した。有機層を、水、ブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させた。残留物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)にかけた。所望の2−[2’,4’−ジフルオロ−3’−(トリフルオロメチル)フェニル]−4−ピコリン(26、0.3g、1.2ミリモル、20%)を白色固体として得た。
ヨウ化銅(I)(1.7g、9.1ミリモル)と噴霧乾燥した無水フッ化カリウム(0.5g、9.1ミリモル)との混合物を、色が黄色に変化するまで穏やかに振盪しながら減圧下にヒートガンで加熱した。25(2.0g、6.0ミリモル)の添加後に、容器をArパージし、N−メチルピロリジノン(10ml)および(トリフルオロメチル)トリメチルシラン(1.8ml、12.1ミリモル)を混合物に加えた。次に、この懸濁液を室温で24時間激しく撹拌した。混合物を28%水性アンモニア(66ml)に注ぎ込み、ジクロロメタンで抽出した。有機層を、水、ブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させた。残留物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/6)にかけた。所望の2−[2’,4’−ジフルオロ−3’−(トリフルオロメチル)フェニル]−4−ピコリン(26、0.3g、1.2ミリモル、20%)を白色固体として得た。
3−4. 2−ブロモ−4−(ジメチルアミノ)ピリジン(27)の合成
ヘキサン(10ml)中の2−(ジメチルアミノ)エタノール(1.6ml、16ミリモル)の溶液を0℃に冷却した。n−BuLi(20ml、32ミリモル、ヘキサン中の1.6M溶液)を窒素雰囲気下に滴加した。0℃で30分後に、4−(ジメチルアミノ)ピリジン (1.0g、8.0ミリモル)を固体として一気に加えた。0℃で1時間の撹拌後に、反応混合物を−78℃で冷却し、ヘキサン(20ml)中のCBr4(6.7g、20.2ミリモル)の溶液を滴加した(20分)。温度を次に0℃に上がるに任せた(1.5時間)。加水分解をH2O(20ml)でこの温度で行った。水相を先ずジエチルエーテルで、次にジクロロメタンで抽出した。乾燥(Na2SO4)、濾過および溶媒の蒸発後に、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/2)によって精製し、茶色ゴム状固体、27(0.9g、4.3ミリモル、54%)を得た。
ヘキサン(10ml)中の2−(ジメチルアミノ)エタノール(1.6ml、16ミリモル)の溶液を0℃に冷却した。n−BuLi(20ml、32ミリモル、ヘキサン中の1.6M溶液)を窒素雰囲気下に滴加した。0℃で30分後に、4−(ジメチルアミノ)ピリジン (1.0g、8.0ミリモル)を固体として一気に加えた。0℃で1時間の撹拌後に、反応混合物を−78℃で冷却し、ヘキサン(20ml)中のCBr4(6.7g、20.2ミリモル)の溶液を滴加した(20分)。温度を次に0℃に上がるに任せた(1.5時間)。加水分解をH2O(20ml)でこの温度で行った。水相を先ずジエチルエーテルで、次にジクロロメタンで抽出した。乾燥(Na2SO4)、濾過および溶媒の蒸発後に、粗生成物をカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/2)によって精製し、茶色ゴム状固体、27(0.9g、4.3ミリモル、54%)を得た。
3−5. 2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−(ジメチルアミノ)ピリジン(28)の合成
2,4−ジフルオロフェニルボロン酸(1.1g、6.9ミリモル)、Ba(OH)2・8H2O(6.5g、20.6ミリモル)およびPd(PPh3)4(0.4g、0.3ミリモル)を、冷却器を備えた100mLの1口丸底フラスコに入れた。フラスコを排気し、N2ガスで満たした。1,4−ジオキサン/H2O=1/3(34.3ml)および2−ブロモ−4−(ジメチルアミノ)ピリジン(1.2g、6.9ミリモル)を加えた。反応混合物をN2ガス下に30時間還流し、室温に冷却した。ジオキサンを蒸発によって除去し、内容物をジクロロメタン(30ml)に注ぎ込み、沈澱物を濾紙によって除去し、有機層を飽和水性NaCl(30ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒の蒸発後に、カラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/2)による生成物の精製は、2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−(ジメチルアミノ)−ピリジン(28、1.2g、5.0ミリモル、72%)を黄色オイルとして与えた。
2,4−ジフルオロフェニルボロン酸(1.1g、6.9ミリモル)、Ba(OH)2・8H2O(6.5g、20.6ミリモル)およびPd(PPh3)4(0.4g、0.3ミリモル)を、冷却器を備えた100mLの1口丸底フラスコに入れた。フラスコを排気し、N2ガスで満たした。1,4−ジオキサン/H2O=1/3(34.3ml)および2−ブロモ−4−(ジメチルアミノ)ピリジン(1.2g、6.9ミリモル)を加えた。反応混合物をN2ガス下に30時間還流し、室温に冷却した。ジオキサンを蒸発によって除去し、内容物をジクロロメタン(30ml)に注ぎ込み、沈澱物を濾紙によって除去し、有機層を飽和水性NaCl(30ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒の蒸発後に、カラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン=1/2)による生成物の精製は、2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−(ジメチルアミノ)−ピリジン(28、1.2g、5.0ミリモル、72%)を黄色オイルとして与えた。
実施例4. Ir(III)−m−クロロ−架橋ダイマー錯体(29〜31)の合成
2−エトキシエタノール/水(4ml;3/1)中の塩化イリジウム(III)三水和物(83.0mg、0.2ミリモル)と2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ピコリン、24(0.12g、0.6ミリモル)との混合物を120℃で18時間窒素下に還流した。室温に冷却した後、混合物を真空で蒸発させ、水を残留物に加えた。混合物をジクロロメタンで抽出し、有機層を水およびブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させて粗Ir(III)−m−クロロ−架橋二量体錯体、29を与えた。その他の新規錯体30、31をまた、相当する2−フェニルピリジン配位子26、28から類似の手順によって製造した。
2−エトキシエタノール/水(4ml;3/1)中の塩化イリジウム(III)三水和物(83.0mg、0.2ミリモル)と2−(2’,4’−ジフルオロフェニル)−4−ピコリン、24(0.12g、0.6ミリモル)との混合物を120℃で18時間窒素下に還流した。室温に冷却した後、混合物を真空で蒸発させ、水を残留物に加えた。混合物をジクロロメタンで抽出し、有機層を水およびブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させて粗Ir(III)−m−クロロ−架橋二量体錯体、29を与えた。その他の新規錯体30、31をまた、相当する2−フェニルピリジン配位子26、28から類似の手順によって製造した。
実施例5. イリジウム(III)錯体(1)〜(7)の合成
生じた二量体錯体29(0.13g、0.11ミリモル)、補助配位子としての2−(4−メチルピリジル)トリアゾール(19、0.06g、0.26ミリモル)および炭酸ナトリウム(160mg)の混合物を、窒素下に2−エトキシエタノール(7ml)中135℃で24時間加熱した。室温に冷却した後、溶液を真空で蒸発させ、水を残留物に加えた。混合物をジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタン溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:ジクロロメタン/ヘキサン=1/10)にかけ、最後にジクロロメタン/ヘキサンからの再結晶によって精製して黄色固体として錯体2を与えた。その他の新規イリジウム(III)錯体1および3〜7をまた、相当する補助配位子5−(2−ピリジル)トリアゾール21および23から、相当するイリジウムクロロ−架橋二量体30〜31と類似の手順によって製造した。
生じた二量体錯体29(0.13g、0.11ミリモル)、補助配位子としての2−(4−メチルピリジル)トリアゾール(19、0.06g、0.26ミリモル)および炭酸ナトリウム(160mg)の混合物を、窒素下に2−エトキシエタノール(7ml)中135℃で24時間加熱した。室温に冷却した後、溶液を真空で蒸発させ、水を残留物に加えた。混合物をジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタン溶液を硫酸ナトリウム上で乾燥させた。濾液を真空で蒸発させた。粗生成物をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィー(溶媒:ジクロロメタン/ヘキサン=1/10)にかけ、最後にジクロロメタン/ヘキサンからの再結晶によって精製して黄色固体として錯体2を与えた。その他の新規イリジウム(III)錯体1および3〜7をまた、相当する補助配位子5−(2−ピリジル)トリアゾール21および23から、相当するイリジウムクロロ−架橋二量体30〜31と類似の手順によって製造した。
5−1. イリジウム(III)錯体(1)の合成(38%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.29(d,J=5.4Hz,1H),8.06(s,1H),8.04(s,1H),7.57−7.73(m,1H),7.56(d,J=5.4Hz,1H),6.81(d,J=4.8Hz,1H),6.72(d,J=4.8Hz,1H),6.55−6.40(m,2Hz),5.79(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),5.69(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),2.51(s,6H).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.29(d,J=5.4Hz,1H),8.06(s,1H),8.04(s,1H),7.57−7.73(m,1H),7.56(d,J=5.4Hz,1H),6.81(d,J=4.8Hz,1H),6.72(d,J=4.8Hz,1H),6.55−6.40(m,2Hz),5.79(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),5.69(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),2.51(s,6H).
5−2. イリジウム(III)錯体(2)の合成(45%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.12(s,1H),8.07(s,1H),8.025(s,1H)7.55(d,J=5.4Hz,1H),7.53(d,J=5.4Hz,1H),7.00(d,J=5.4Hz,1H),6.79(d,J=5.4Hz,1H),6.70(d,J=5.4Hz,1H),6.52−6.36(m,2H),5.78(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),5.70(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),2.48(m,9H),13C−NMR(CDCl3)δ21.2,21.4,21.5,53.4,97.9,98.2,114.0,122.7,123.2,123.6,124.0,124.1,126.2,147.4,148.8,149.3,149.6,149.9,150.3,151.1,152.2,163.4,163.8,164.7,HRMS(M+,828.15,Calcd,828.14).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.12(s,1H),8.07(s,1H),8.025(s,1H)7.55(d,J=5.4Hz,1H),7.53(d,J=5.4Hz,1H),7.00(d,J=5.4Hz,1H),6.79(d,J=5.4Hz,1H),6.70(d,J=5.4Hz,1H),6.52−6.36(m,2H),5.78(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),5.70(dd,J=8.4Hz,2.4Hz,1H),2.48(m,9H),13C−NMR(CDCl3)δ21.2,21.4,21.5,53.4,97.9,98.2,114.0,122.7,123.2,123.6,124.0,124.1,126.2,147.4,148.8,149.3,149.6,149.9,150.3,151.1,152.2,163.4,163.8,164.7,HRMS(M+,828.15,Calcd,828.14).
5−3. イリジウム(III)錯体(3)の合成(48%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.04(s,1H),8.00(s,1H),7.72(d,J=2.4Hz,1H),7.52(d,J=6Hz,1H),7.45(d,J=6Hz,1H),7.23(d,J=6Hz,1H),6.77(d,J=6Hz,1H),6.70(d,J=6Hz,1H),6.69(d,J=6Hz,1H),6.49−6.33(m,2H),5.75(dd,J=8.4Hz,2.7Hz,1H),5.68(dd,J=8.4Hz,2.7Hz,1H),3.92(s,3H),2.46(s,6H),HRMS(M+,844.13,Calcd,844.14).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.04(s,1H),8.00(s,1H),7.72(d,J=2.4Hz,1H),7.52(d,J=6Hz,1H),7.45(d,J=6Hz,1H),7.23(d,J=6Hz,1H),6.77(d,J=6Hz,1H),6.70(d,J=6Hz,1H),6.69(d,J=6Hz,1H),6.49−6.33(m,2H),5.75(dd,J=8.4Hz,2.7Hz,1H),5.68(dd,J=8.4Hz,2.7Hz,1H),3.92(s,3H),2.46(s,6H),HRMS(M+,844.13,Calcd,844.14).
5−4. イリジウム(III)錯体(4)の合成(30%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.88(d,J=5.4Hz,1H),8.63(s,1H),8.58(s,1H),8.01−7.96(m,1H),7.91−7.82(m,1H),7.60(d,J=5.4Hz,1H),6.66(d,J=4.8Hz,1H),6.62(d,J=4.8Hz,1H),5.75−5.62(m,2Hz),2.47(s,6H).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.88(d,J=5.4Hz,1H),8.63(s,1H),8.58(s,1H),8.01−7.96(m,1H),7.91−7.82(m,1H),7.60(d,J=5.4Hz,1H),6.66(d,J=4.8Hz,1H),6.62(d,J=4.8Hz,1H),5.75−5.62(m,2Hz),2.47(s,6H).
5−5. イリジウム(III)錯体(5)の合成(51%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.14(s,2H),8.10(s,1H),7.53(d,J=5.7Hz,2H),7.28(d,J=5.7Hz,1H),7.08(d,J=5.7Hz,1H),6.90(d,J=5.7Hz,1H),6.82(d,J=5.7Hz,1H),5.89(d,J=10.5Hz,1H),5.79(d,J=10.5Hz,1H),2.52(s,6H),2.49(s,3H),HRMS(M+,964.12,Calcd,964.12).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.14(s,2H),8.10(s,1H),7.53(d,J=5.7Hz,2H),7.28(d,J=5.7Hz,1H),7.08(d,J=5.7Hz,1H),6.90(d,J=5.7Hz,1H),6.82(d,J=5.7Hz,1H),5.89(d,J=10.5Hz,1H),5.79(d,J=10.5Hz,1H),2.52(s,6H),2.49(s,3H),HRMS(M+,964.12,Calcd,964.12).
5−6. イリジウム(III)錯体(7)の合成(49%)
1H−NMR(CDCl3)δ 8.08(s,1H),7.58(d,J=5.7Hz,1H),7.44(s,1H),7.38(s,1H),7.21(d,J=6.9Hz,1H),6.96(d,J=5.7Hz,1H),6.92(d,J=6.9Hz,1H),6.47−6.32(m,2),6.16(d,J=6.9Hz,2.7Hz,1H),6.08(d,J=6.9Hz,2.7Hz,1H),5.91(d,J=8.5Hz,2.7Hz,1H),5.86(d,J=8.5Hz,2.7Hz,1H),3.06(d,12H),2.43(s,3H),HRMS(M+,886.1960,Calcd,886.1954).
1H−NMR(CDCl3)δ 8.08(s,1H),7.58(d,J=5.7Hz,1H),7.44(s,1H),7.38(s,1H),7.21(d,J=6.9Hz,1H),6.96(d,J=5.7Hz,1H),6.92(d,J=6.9Hz,1H),6.47−6.32(m,2),6.16(d,J=6.9Hz,2.7Hz,1H),6.08(d,J=6.9Hz,2.7Hz,1H),5.91(d,J=8.5Hz,2.7Hz,1H),5.86(d,J=8.5Hz,2.7Hz,1H),3.06(d,12H),2.43(s,3H),HRMS(M+,886.1960,Calcd,886.1954).
実施例6. 吸光度およびリン光の測定
吸収およびフォトルミネッセンス(PL)スペクトルは、室温で、それぞれ、ジクロロメタン中JASCO V−570 UV−可視分光光度計および日立F−4500蛍光分光計を用いて測定した。リン光量子収率(Φp)は、Φp=0.45の既知の値のトリス−2−トリルピリジルイリジウム錯体Ir(tpy)3のクロロホルム溶液を基準として使用することによって推定した。質量スペクトルは、電子衝撃イオン化(EI)または迅速原子衝撃(FAB)技術を用いることによって記録した。
吸収およびフォトルミネッセンス(PL)スペクトルは、室温で、それぞれ、ジクロロメタン中JASCO V−570 UV−可視分光光度計および日立F−4500蛍光分光計を用いて測定した。リン光量子収率(Φp)は、Φp=0.45の既知の値のトリス−2−トリルピリジルイリジウム錯体Ir(tpy)3のクロロホルム溶液を基準として使用することによって推定した。質量スペクトルは、電子衝撃イオン化(EI)または迅速原子衝撃(FAB)技術を用いることによって記録した。
図2〜8および表1に示されるように、本発明のIr錯体、すなわち、化合物2、3、5、および7は、5−ピリジルトリアゾール補助配位子のピリジル環上に置換基をまったく持たない化合物1および4より高い量子効率、ならびにより深い青色発光(リン光性発光のより浅色へのシフト)を示す。
実施例7−HOMOおよびLUMOレベルの測定
電気化学測定は、白金電極(2mm径)、Ptワイヤ対電極およびAg/AgCl参照電極からなる電気化学セル付きCHI600C(CH Instruments Inc.(USA))をRTで用いることによって行った。ジクロロメタン(Aldrich、HPLCグレード)中の0.1M過塩素酸テトラブチルアンモニウム(Bu4NClO4、TBAP)を支持電解質として使用した(走査速度50mV/秒)。
電気化学測定は、白金電極(2mm径)、Ptワイヤ対電極およびAg/AgCl参照電極からなる電気化学セル付きCHI600C(CH Instruments Inc.(USA))をRTで用いることによって行った。ジクロロメタン(Aldrich、HPLCグレード)中の0.1M過塩素酸テトラブチルアンモニウム(Bu4NClO4、TBAP)を支持電解質として使用した(走査速度50mV/秒)。
図9aから9fは、本発明のIr錯体のサイクリックボルタンモグラムを示す。Ir錯体(1)〜(5)および(7)のHOMOレベルは、それぞれ、−5.63eV、−5.65eV、−5.66eV、−5.65eV、−5.84eVおよび−5.48eVと測定されたが、LUMOレベルは、それぞれ、−2.66eV、−2.65eV、−2.66eV、−2.63eV、−2.77eVおよび−2.41eVであった。5−(2−ピリジル)トリアゾール補助配位子におけるピリジル環の4位でのメチル基の組み入れは、特に錯体(5)について、HOMOレベルとLUMOレベルとの間のバンドギャップのわずかな増加をもたらした。
上に記載されたように、本発明のイリジウム錯体は、最短で448nmに青色発光を示し、効率的な青色OLEDリン光性化合物向けに大きな適用性を示し、同時に非常に高いリン光量子効率を示す。このような改善された性能は、それらを、青色発光用の発光材料として有望な化合物にする。
様々な修正および変形が本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得ることは当業者に明らかであろう。したがって、本開示は本発明の修正および変形を、それらが添付のクレームおよびそれらの等価物の範囲内に入るという条件で、包含することが意図される。
Claims (14)
- 式(I):
E1は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合した芳香環またはヘテロ芳香環を表し、前記環が、E2を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成炭素によって金属Mに配位しており;
E2は、追加の芳香族部分または非芳香族サイクルと場合により縮合したN−含有芳香環を表し、前記環が、E1を含む環と縮合構造を場合により形成する1つ以上の置換基を場合により有し、前記環がsp2混成窒素によって金属Mに配位しており;
R1は、それぞれ同じかまたは異なり、そして−F、−Cl、−Br、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルキル、C3〜20環状アルキル、直鎖状もしくは分枝状C1〜20アルコキシ、C1〜20ジアルキルアミノ、C4〜14アリール、1つ以上の非芳香族ラジカルで置換されていてもよいC4〜14ヘテロアリールから独立して選択される電子供与性基であり;同じ環上か2つの異なる環上かのどちらかの複数の置換基R1が、場合により芳香族であるさらなる単環式もしくは多環式環システムを形成し;
R2は、−F、−CN、−NO2、それらのそれぞれが少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい(パー)フルオロアルキル、(パー)フルオロアリール、(パー)フルオロルアルキルアリール、アルキルカルボニル、(パー)フルオロルアルキルカルボニル、(パー)フルオロアルキルアリールカルボニル、および(パー)フルオロアルキルヘテロアリールカルボニルから選択される電子吸引性基であり;
nは、それぞれ同じかまたは異なり、1〜4の整数である)
で表されるIr錯体。 - R1が、アルキル、ジアルキルアミノ、およびアルコキシ基から独立して選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載のIr錯体。
- R1がメチルであり、nが1である、請求項1から4のいずれか一項に記載のIr錯体。
- R1がジアルキルアミノであり、nが1である、請求項1から4のいずれか一項に記載のIr錯体。
- R1がメトキシであり、nが1である、請求項1から4のいずれか一項に記載のIr錯体。
- R2がトリフルオロメチルである、請求項1から7のいずれか一項に記載のIr錯体。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のIr錯体を含む発光材料。
- 有機発光デバイスの発光層における請求項10に記載の発光材料の使用。
- 有機発光デバイスにおける発光層として機能するための有効な条件下でのホスト層におけるドーパントとしての請求項10に記載の発光材料の使用。
- 発光層を含む有機発光デバイスであって、前記発光層が請求項10に記載の前記発光材料および場合によりホスト材料を含む、デバイス。
- 請求項13に記載の有機発光デバイスを含むディスプレー装置。
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