JP2014105208A - N-arylcarbazole polymer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に耐久性が高く、高発光効率の有機EL素子を実現するN−アリールカルバゾールの多量体に関する。 The present invention relates to a multimer of N-arylcarbazole that realizes an organic EL device having particularly high durability and high luminous efficiency.
有機薄膜EL素子は、自己発光型であるために視野角依存性に富む、視認性が高い、さらには薄膜型の完全固体素子であるために省スペース化が図れる等の観点から注目され、近年実用化研究が展開されている。しかしながら、現状では、エネルギー変換効率や発光量子効率のさらなる向上、経時での有機薄膜の安定性向上(素子耐久性の向上)など解決すべき問題が多数ある。 Organic thin-film EL devices have been attracting attention from the viewpoints of being self-luminous and having high viewing angle dependency, high visibility, and being thin-film type completely solid devices that can save space. Practical research is being developed. However, at present, there are many problems to be solved such as further improvement of energy conversion efficiency and light emission quantum efficiency, and improvement of stability of organic thin film over time (improvement of device durability).
これまで、有機薄膜EL素子は低分子を利用したものと高分子を利用したものが報告されている。低分子系においては、種々の積層構造の採用による高効率化の実現、またドーピング法をうまくコントロールすることにより耐久性の向上が報告されている。
ただし、低分子集合体の場合、長時間における経時での膜状態の変化が生じることが報告されており膜の安定性に関して、本質的な問題点を抱えている。
So far, organic thin film EL devices have been reported to use low molecules and polymers. In low molecular weight systems, it has been reported that high efficiency is achieved by adopting various laminated structures, and durability is improved by well controlling the doping method.
However, in the case of a low molecular aggregate, it has been reported that the film state changes with time for a long time, and has an essential problem regarding the stability of the film.
一方、高分子系材料においては、これまで、主にPPV(poly−p−phenylenevinylene)系列やpoly−thiophene等について精力的に検討が行われてきた。 On the other hand, with regard to polymer materials, until now, vigorous studies have been made mainly on poly-p-phenylenevinylene (PPV) series, poly-thiophene, and the like.
しかしながらこれらの材料系は純度を上げることが困難であることや、本質的に蛍光量子収率が低いことが挙げられ、高性能なEL素子は得られていないのが現状である。高分子材料の場合、本質的にガラス状態が安定であることを考慮した場合、高蛍光量子効率を付与することができれば、優れたEL素子の構築が可能となる。 However, it is difficult to increase the purity of these material systems, and the fluorescence quantum yield is essentially low, so that a high-performance EL device has not been obtained at present. In the case of a polymer material, considering that the glass state is essentially stable, an excellent EL device can be constructed if high fluorescence quantum efficiency can be imparted.
このように低分子を利用したものと高分子を利用したものには、それぞれ一長一短があることが知られている。
また最近では三重項励起子を利用した高効率化の検討も精力的になされており(T.Tsutsui et al. Jpn.J.Appl.Phys. Vol.38 L1502(1999)等)、発光効率が大きく改善されることが明らかになった。これにともない発光層に用いられるホスト材料の報告も多くなってきている。
Thus, it is known that there are advantages and disadvantages in the use of low molecules and the use of polymers.
In recent years, studies on high efficiency using triplet excitons have also been made vigorously (T. Tsutsui et al. Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 L1502 (1999), etc.). It became clear that it was greatly improved. Along with this, there are increasing reports of host materials used in the light emitting layer.
本発明者等は、特開2005−154412号公報(特許文献1)および特開2005−158691号公報(特許文献2)において、3,6−ジフェニルカルバゾール誘導体がホスト材料として10数%の外部量子効率を示すことを明らかにした。これら3,6−ジフェニルカルバゾール誘導体は代表的なホスト材料として知られる4,4‘−ビス(カルバゾリル−9)ビフェニル(CBP)に比し高い励起3重項エネルギーを有することも明らかになっている。しかしながらこれら誘導体はTg点が低いため耐久性に課題を有することが推測された。 The present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-154212 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-158691 (Patent Document 2) that a 3,6-diphenylcarbazole derivative is used as a host material and has an external quantum of 10 several percent. Clarified to show efficiency. These 3,6-diphenylcarbazole derivatives have also been found to have higher excited triplet energy than 4,4′-bis (carbazolyl-9) biphenyl (CBP), which is known as a representative host material. . However, since these derivatives have low Tg points, it has been estimated that they have problems in durability.
また3重項励起子を利用した有機薄膜EL素子における他の重要課題として、青色リン光素子における外部量子効率の低さが挙げられており、そのために高い励起3重項エネルギーを有するホストが求められている。 Another important issue for organic thin-film EL devices using triplet excitons is the low external quantum efficiency of blue phosphorescent devices, which requires a host with high excited triplet energy. It has been.
複数のカルバゾール環を有する化合物としてOrganic Letters(非特許文献1)には、1,3,5−トリス(9H−カルバゾール−9−イル)ベンゼンが記載されているが、これをホスト材料として用いた場合の外部量子効率は0.1%とされている。この低い外部量子効率は、3つのカルバゾール環が中心ベンゼン環の平面から著しくねじれた非平面構造をとっている(非特許文献2)ためと推測される。 Organic Letters (Non-Patent Document 1) describes 1,3,5-tris (9H-carbazol-9-yl) benzene as a compound having a plurality of carbazole rings, and this was used as a host material. In this case, the external quantum efficiency is 0.1%. This low external quantum efficiency is assumed to be due to the non-planar structure in which the three carbazole rings are significantly twisted from the plane of the central benzene ring (Non-Patent Document 2).
特許文献3および特許文献4には非特許文献1と類似の複数のカルバゾール環を有する化合物が示されている。特許文献5に示される複数のカルバゾール環を有する化合物はパラミン構造を有しているため吸収が長波長シフトするため、高い3重項エネルギーを達成することは困難になる。
Patent Document 3 and Patent Document 4 show compounds having a plurality of carbazole rings similar to
本発明は上記従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、有機EL素子用材料として、特に耐久性が高く、高発光効率の有機EL素子を実現する新規なN−アリールカルバゾールの多量体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the current state of the prior art described above. As a material for an organic EL element, a novel N-arylcarbazole multimer that realizes an organic EL element having particularly high durability and high luminous efficiency is provided. The purpose is to provide.
本発明者らは鋭意検討した結果、N−アリールカルバゾールの多量体を有機EL素子として用いることにより、効率の向上と耐久性を改善することができることを見出した。
すなわち、上記課題は、本発明の、下記(1)〜(3)によって解決される。
(1)下記一般式(I)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体;
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the use of a N-arylcarbazole multimer as an organic EL device can improve the efficiency and durability.
That is, the said subject is solved by following (1)-(3) of this invention.
(1) a multimer of N-arylcarbazole represented by the following general formula (I);
(式中R1およびR2は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基あるいは置換基を有してもよいアリール基を表し、Ar1は置換基を有してもよい芳香族炭化水素の2価基または3価基、置換基を有してもよい複素環の2価基または3価基を表し、Ar2は置換基を有してもよい芳香族炭化水素の2価基を表し、nは2または3を表す)
(2)前記第(1)項における一般式(I)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体が下記一般式(II)で表されることを特徴とするN−アリールカルバゾールの多量体;
(Wherein R1 and R2 represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group or an aryl group which may have a substituent, and Ar1 represents an aromatic which may have a substituent) Represents a divalent or trivalent group of an aromatic hydrocarbon, or a divalent or trivalent group of a heterocyclic ring which may have a substituent, and Ar2 represents a divalent aromatic hydrocarbon which may have a substituent And n represents 2 or 3)
(2) The N-arylcarbazole multimer represented by the general formula (I) in the above (1) is represented by the following general formula (II);
(3)前記第(1)項における一般式(I)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体が下記一般式(III)で表されることを特徴とするN−アリールカルバゾールの多量体。
(3) An N-arylcarbazole multimer represented by the following general formula (III):
以下の詳細かつ具体的な説明から理解されるように、本発明によれば、有機EL素子の効率の向上と耐久性を改善することができるN−アリールカルバゾールの多量体が提供される。
As will be understood from the following detailed and specific description, according to the present invention, an N-arylcarbazole multimer capable of improving the efficiency and durability of an organic EL device is provided.
以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明の一般式(I)で示されるN−アリールカルバゾールの多量体は下記経路で製造できる。
The present invention is described in further detail below.
The N-arylcarbazole multimer represented by the general formula (I) of the present invention can be produced by the following route.
本発明の一般式(I)および一般式(II)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体は、上記式の経路に従い、パラジウム触媒を用いるアリールホウ素化合物と有機ハロゲン化物のクロスカップリング反応として知られているSuzuki-Miyaura反応により得られる。 The N-arylcarbazole multimers represented by the general formula (I) and the general formula (II) of the present invention are prepared as a cross-coupling reaction between an aryl boron compound and an organic halide using a palladium catalyst according to the route of the above formula. Obtained by the known Suzuki-Miyaura reaction.
上記一般式(IV)で表されるアリールボロン酸の代わりに、熱的に安定で空気中で容易に扱えるビス(ピナコラト)ジボロン、ビス(ネオペンチルグリコラト)ジボロンあるいは2−イソプロポキシボロン酸ピナコールエステルとハロゲン化アリールから合成されるアリールボロン酸エステルを用いても良い。 Instead of the arylboronic acid represented by the general formula (IV), bis (pinacolato) diboron, bis (neopentylglycolato) diboron or 2-isopropoxyboronate pinacol which is thermally stable and can be easily handled in the air An aryl boronic acid ester synthesized from an ester and an aryl halide may be used.
一般式(V)で表わされる多価ハロゲン化物におけるハロゲン原子としては反応性の点からヨウ素化物あるいは臭素化物が好ましい。反応条件によっては塩素化物でも使用できる。 The halogen atom in the polyvalent halide represented by the general formula (V) is preferably an iodide or bromide from the viewpoint of reactivity. Depending on the reaction conditions, chlorinated products can also be used.
パラジウム触媒としてはPd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2,Pd(OAc)2およびPdCl2など種々の触媒をもちいることができるが、最も汎用的にはPd(PPh3)4がもちいられる。 Various catalysts such as Pd (PPh 3 ) 4 , PdCl 2 (PPh 3 ) 2 , Pd (OAc) 2, and PdCl 2 can be used as the palladium catalyst, but most commonly used is Pd (PPh 3 ) 4. Can be used.
本反応には塩基が必要であり、Na2CO3、NaHCO3などの比較的弱い塩基が良好な結果を与える。立体障害等の影響を受ける場合には、Ba(OH)2やK3PO4などの強塩基が有効である。その他苛性ソーダ、苛性カリ、金属アルコシド等、例えばカリウムt−ブトキシド、ナトリウムt−ブトキシド、リチウムt−ブトキシド、カリウム2−メチル−2−ブトキシド、ナトリウム2−メチル−2−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、カリウムメトキシドなどももちいることができる。トリエチルアミン等の有機塩基ももちいることができる。 This reaction requires a base, and relatively weak bases such as Na 2 CO 3 and NaHCO 3 give good results. When affected by steric hindrance or the like, strong bases such as Ba (OH) 2 and K 3 PO 4 are effective. Other caustic soda, caustic potash, metal alkoxide, etc., for example, potassium t-butoxide, sodium t-butoxide, lithium t-butoxide, potassium 2-methyl-2-butoxide, sodium 2-methyl-2-butoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide Potassium ethoxide, potassium methoxide, etc. can also be used. An organic base such as triethylamine can also be used.
反応溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル等のアルコールおよびエーテル系、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系の他ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等をあげることができる。 Examples of the reaction solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, 2-methoxyethanol, 1,2-dimethoxyethane, and bis (2-methoxyethyl) ether, and ether ethers, and cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran. Examples thereof include benzene, toluene, xylene, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like.
このようにして得られる本発明の一般式(I)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体の具体例を以下に示す。
前記一般式(I)、一般式(II)及び一般式(III)中、R1、R2,R3、R4およびR5が置換または無置換のアルキル基である場合、以下のものを挙げることができる。
Specific examples of the N-arylcarbazole multimer represented by the general formula (I) of the present invention thus obtained are shown below.
In the general formula (I), general formula (II), and general formula (III), when R1, R2, R3, R4, and R5 are substituted or unsubstituted alkyl groups, the following may be mentioned.
炭素数が1 〜25 の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基であり、これらのアルキル基は更にフッ素原子、シアノ基、フェニル基又はハロゲン原子もしくは直鎖又は分岐鎖のアルキル基で置換されたフェニル基を含有してもよい。
具体的には、メチル基、エチル基、n −プロピル基、i −プロピル基、t −ブチル基、s −ブチル基、n −ブチル基、i −ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、3 ,7 −ジメチルオクチル基、2 −エチルヘキシル基、トリフルオロメチル基、2 −シアノエチル基、ベンジル基、4 −クロロベンジル基、4 −メチルベンジル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
A linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and these alkyl groups are further substituted with a fluorine atom, a cyano group, a phenyl group, a halogen atom or a linear or branched alkyl group It may contain a phenyl group.
Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, t-butyl group, s-butyl group, n-butyl group, i-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, Octyl group, nonyl group, decyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 2-ethylhexyl group, trifluoromethyl group, 2-cyanoethyl group, benzyl group, 4-chlorobenzyl group, 4-methylbenzyl group, cyclopentyl group, A cyclohexyl group etc. are mentioned.
前記一般式(I)、一般式(II)及び一般式(III)のR1、R2,R3、R4およびR5が置換または無置換のアルコキシ基である場合は、前記置換または無置換アルキル基の結合位に酸素原子を挿入してアルコキシ基としたものが具体例として挙げられる。 When R1, R2, R3, R4, and R5 in the general formula (I), general formula (II), and general formula (III) are substituted or unsubstituted alkoxy groups, bonding of the substituted or unsubstituted alkyl group Specific examples include an alkoxy group formed by inserting an oxygen atom at the position.
前記一般式(I)、一般式(II)及び一般式(III)のR1、R2,R3、R4およびR5が置換基を有しても良いアリール基を表す場合、以下のものを挙げることができる。
フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ピレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、フルオレニリデンフェニル基、5H−ジベンゾ[a,d]シクロヘプテニリデンフェニル基、フリル基、ベンゾフラニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピロリジル基、オキサゾリル基等が挙げられ、これらは上述した置換もしくは無置換のアルキル基、アルコキシ基を置換基として有していてもよい。
When R1, R2, R3, R4 and R5 in the general formula (I), general formula (II) and general formula (III) represent an aryl group which may have a substituent, the following may be mentioned: it can.
Phenyl, naphthyl, biphenylyl, terphenylyl, pyrenyl, fluorenyl, 9,9-dimethyl-2-fluorenyl, azulenyl, anthryl, triphenylenyl, chrysenyl, fluorenylidenephenyl, 5H-dibenzo [A, d] cycloheptenylidenephenyl group, furyl group, benzofuranyl group, carbazolyl group, pyridyl group, pyrrolidyl group, oxazolyl group, etc., which are substituted with the above-mentioned substituted or unsubstituted alkyl group or alkoxy group You may have as a group.
前記一般式(I)のAr2における芳香族炭化水素の2価基としてはベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、ピレン、フルオレン、9,9−ジメチル−2−フルオレンの2価基が挙げられ、これらはR1〜R5で定義した置換基を有してもよい。 Examples of the aromatic hydrocarbon divalent group in Ar2 of the general formula (I) include divalent groups of benzene, naphthalene, biphenyl, terphenyl, pyrene, fluorene, and 9,9-dimethyl-2-fluorene. May have a substituent defined by R1 to R5.
前記一般式(I)、一般式(II)及び一般式(III)のAr1における芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、ピレン、フルオレン、9,9−ジメチル−2−フルオレンの2価基または3価基が挙げられ、これらはR1〜R5で定義した置換基を有してもよい。
また、複素環としてはN−フェニルカルバゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、キノリン、チオフェン、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、2,1,3−ベンゾセレナジアゾールの2価基または3価基が挙げられ、これらはR1〜R5で定義した置換基を有してもよい。
The aromatic hydrocarbon in Ar1 of the general formula (I), general formula (II) and general formula (III) includes benzene, naphthalene, biphenyl, terphenyl, pyrene, fluorene, 9,9-dimethyl-2-fluorene. And a divalent group or a trivalent group, and these may have a substituent defined by R1 to R5.
In addition, examples of the heterocyclic ring include divalent or trivalent groups of N-phenylcarbazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, quinoline, thiophene, 2,1,3-benzothiadiazole, and 2,1,3-benzoselenadiazole. These may have a substituent defined by R1 to R5.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to the following Example.
[実施例1]
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら実施例によって制限されるものではない。
[Example 1]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples unless it exceeds the gist.
[中間体の製造例1]
3,6−ジフェニルカルバゾール 3.19g、3−ブロモヨードベンゼン8.49g、炭酸カリウム2.76g、銅粉0.1gにニトロベンゼン10mlを加え、窒素気流下190℃にて11時間過熱攪拌した。放冷後不溶部をセライトを用いてろ過除去し、ニトロベンゼンを減圧下留去した。得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマト処理(溶離液 トルエン/ヘキサン=1/2)し無色粉末の3,6−ジフェニル−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾール 3.28gを得た。 融点163.0〜164.0℃
[Production Example 1 of Intermediate]
10 ml of nitrobenzene was added to 3.19 g of 3,6-diphenylcarbazole, 8.49 g of 3-bromoiodobenzene, 2.76 g of potassium carbonate and 0.1 g of copper powder, and the mixture was heated and stirred at 190 ° C. for 11 hours in a nitrogen stream. After standing to cool, the insoluble part was removed by filtration using Celite, and nitrobenzene was distilled off under reduced pressure. The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (eluent toluene / hexane = 1/2) to obtain 3.28 g of colorless powdery 3,6-diphenyl-N- (3-bromophenyl) carbazole. Melting point: 163.0 to 164.0 ° C
3,6−ジフェニル−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾール 3.28g、ビス(ネオペンチルグリコラト)ジボロン1.90g、酢酸カリウム2.06g、[1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物173mgおよびジオキサン35mlを窒素気流下4時間加熱還流した。
放冷後不溶部を、セライトを用いてろ過除去し、ジオキサンを減圧下留去した。得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマト処理(溶離液 10%酢酸エチル トルエン溶液)し、下記構造式(1)で表される無色粉末の3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール 3.01gを得た。 融点163℃
3,6-diphenyl-N- (3-bromophenyl) carbazole 3.28 g, bis (neopentylglycolato) diboron 1.90 g, potassium acetate 2.06 g, [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene ] 173 mg of palladium (II) dichloride dichloromethane adduct and 35 ml of dioxane were heated to reflux for 4 hours under a nitrogen stream.
After standing to cool, the insoluble part was removed by filtration using Celite, and dioxane was distilled off under reduced pressure. The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography (eluent: 10% ethyl acetate in toluene solution), and colorless powdery 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5) represented by the following structural formula (1) -Dimethyl-1,3,2-dioxaborin-2-yl)] phenylcarbazole 3.01 g was obtained. Melting point 163 ° C
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を図1に示した。
νB−O 1317cm−1 νB−C 1135cm−1
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
νB-O 1317 cm-1 νB-C 1135 cm-1
[中間体の製造例2]
[中間体の製造例1]において用いた3−ブロモヨードベンゼンの代わりに4−ブロモヨードベンゼンを用いて同様にウルマン反応により3,6−ジフェニル−N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールを得た。
これをもちいて製造例1と同様にして下記構造式(3)で表される3,6−ジフェニル−N−〔4−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾールを得た。
[Production Example 2 of Intermediate]
3,6-Diphenyl-N- (4-bromophenyl) carbazole was obtained in the same manner by the Ullmann reaction using 4-bromoiodobenzene instead of 3-bromoiodobenzene used in [Intermediate Production Example 1]. .
Using this, in the same manner as in Production Example 1, 3,6-diphenyl-N- [4- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborin-2-yl] represented by the following structural formula (3) was used. ]] Phenylcarbazole was obtained.
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を図2に示した。
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[中間体の製造例3]
3,6−ジブロモカルバゾールと3−ブロモヨードベンゼンを用い、[中間体の製造例1]と同様にウルマン反応を行うことにより、3,6−ジブロモ−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾールを得た。 融点 182.0〜183.5℃
[Production Example 3 of Intermediate]
3,6-Dibromo-N- (3-bromophenyl) carbazole is obtained by carrying out Ullmann reaction in the same manner as [Intermediate Production Example 1] using 3,6-dibromocarbazole and 3-bromoiodobenzene. It was. Melting point: 182.0-183.5 ° C
[中間体の製造例4]
[中間体の製造例3]において用いた3−ブロモヨードベンゼンの代わりに、4−ブロモヨードベンゼンを用いる他は、中間体の製造例3と同様に操作することにより、3,6−ジブロモ−N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールを得た。 融点 203.0〜204.5℃
[Production Example 4 of Intermediate]
By operating in the same manner as in Intermediate Production Example 3 except that 4-bromoiodobenzene was used instead of 3-bromoiodobenzene used in [Intermediate Production Example 3], 3,6-dibromo- N- (4-bromophenyl) carbazole was obtained. Melting point 203.0-204.5 ° C
[実施例1]
3,5−ジブロモアニソール0.65g、3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール2.60gに脱気したトルエン25mlおよびエタノール10mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム88mgついで脱気した21.5%炭酸ナトリウム水溶液4.80gを加え、窒素気流下7時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、有機層を分離し水洗後乾燥して減圧下溶媒を留去した。
これをシリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=2/1)し、白色粉末の下記構造式(3)で示される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体2.13gを得た。
[Example 1]
Degassed to 0.65 g of 3,5-dibromoanisole and 2.60 g of 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl)] phenylcarbazole Toluene (25 ml) and ethanol (10 ml) were added, tetrakistriphenylphosphine palladium (88 mg), degassed 21.5% aqueous sodium carbonate solution (4.80 g) was added thereto, and the mixture was heated to reflux for 7 hours under a nitrogen stream.
After allowing to cool to room temperature, the organic layer was separated, washed with water and dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
This was purified by silica gel column chromatography (eluent toluene / hexane = 2/1) to obtain 2.13 g of a white powder multimer of N-arylcarbazole of the present invention represented by the following structural formula (3).
・上記メトキシ体2.13gを塩化メチレン20mLに溶解した後、1M三臭化ホウ素の塩化メチレン溶液2.9mLを−10℃で滴下し、その後室温で攪拌した。次に、水洗した後、乾燥し、溶媒を留去して、ヒドロキシ体2.06gを得た。
得られたヒドロキシ体を実施例2と同様にして、12−ブロモドデカノールとの反応によりエーテル化し、ついでトシル化、チオアセチル化、加水分解して下記構造式(4)で表される本発明の本発明のN−アリールカルバゾールの多量体を得た。融点 120℃
-After dissolving 2.13 g of the methoxy compound in 20 mL of methylene chloride, 2.9 mL of a 1M boron tribromide methylene chloride solution was added dropwise at -10 ° C, followed by stirring at room temperature. Next, after washing with water, it was dried and the solvent was distilled off to obtain 2.06 g of a hydroxy compound.
The obtained hydroxy compound was etherified by reaction with 12-bromododecanol in the same manner as in Example 2, and then tosylated, thioacetylated, and hydrolyzed, and represented by the following structural formula (4). A multimer of N-arylcarbazole of the present invention was obtained. Melting point 120 ° C
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を図3に示した。
元素分析値(%)実測値(計算値):C 86.49/86.63、H 6.30/6.34、N 2.52/2.59、S 2.93 /2.96
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
Elemental analysis value (%) Measured value (calculated value): C 86.49 / 86.63, H 6.30 / 6.34, N 2.52 / 2.59, S 2.93 / 2.96
[実施例2]
3,6−ジブロモ−N−フェニルカルバゾール0.20g、3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール (中間体の製造例1)0.53g、に脱気したトルエン5mlおよびエタノール2mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム18mgついで脱気した21.5%炭酸ナトリウム水溶液1.0gを加え、窒素気流下3.5時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、有機層を分離し水洗後乾燥して減圧下溶媒を留去した。
これをシリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=2/1)し、無色粉末の下記構造式(5)で表される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.41gを得た。
[Example 2]
3,6-dibromo-N-phenylcarbazole 0.20 g, 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl)] phenylcarbazole (intermediate) Preparation Example 1) 0.53 g, 5 ml of degassed toluene and 2 ml of ethanol were added, 18 mg of tetrakistriphenylphosphine palladium and 1.0 g of degassed 21.5% sodium carbonate aqueous solution were added thereto, Heated to reflux for 5 hours.
After allowing to cool to room temperature, the organic layer was separated, washed with water and dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
This was purified by silica gel column chromatography (eluent toluene / hexane = 2/1) to obtain 0.41 g of the N-arylcarbazole multimer of the present invention represented by the following structural formula (5) as a colorless powder.
融点 >250℃
元素分析(%)実測値/計算値
C 90.79 /90.93 H 5.03/4.99 N 3.94/4.08
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を図4に示した。
Melting point> 250 ° C
Elemental analysis (%) Measured value / Calculated value C 90.79 / 90.93 H 5.03 / 4.99 N N 3.94 / 4.08
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例3]
1,3,5−トリブロモベンゼン0.157g、3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール (中間体の製造例1)0.785gに脱気したトルエン10mlおよびエタノール4mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム54mgついで脱気した21.5%炭酸ナトリウム水溶液3.0gを加え、窒素気流下4時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、有機層を分離し水洗後乾燥して減圧下溶媒を留去した。
これをシリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=3/2)し、無色粉末の下記構造式(6)で表される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.48gを得た。
[Example 3]
0.157 g of 1,3,5-tribromobenzene, 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl)] phenylcarbazole Production Example 1) 0.785 g of degassed toluene 10 ml and ethanol 4 ml were added, tetrakistriphenylphosphine palladium 54 mg, degassed 21.5% sodium carbonate aqueous solution 3.0 g was added, and heated under a nitrogen stream for 4 hours. Refluxed.
After allowing to cool to room temperature, the organic layer was separated, washed with water and dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
This was purified by silica gel column chromatography (eluent toluene / hexane = 3/2) to obtain 0.48 g of the N-arylcarbazole multimer of the present invention represented by the following structural formula (6) as a colorless powder.
融点 >220℃
元素分析値(%)実測値/計算値
C 91.47/91.62 H 5.16/5.05 N 3.15/3.34
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第5図に示した。
Melting point> 220 ° C
Elemental analysis value (%) Measured value / Calculated value C 91.47 / 91.62 H 5.16 / 5.05 N 3.15 / 3.34
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例4]
3,6−ジブロモ−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾール0.22g(中間体の製造例3)、3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール (中間体の製造例1)0.70gに脱気したトルエン10mlおよびエタノール4mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム54mgついで脱気した21.5%炭酸ナトリウム水溶液1.20gを加え、窒素気流下7時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、有機層を分離し水洗後乾燥して減圧下溶媒を留去した。
これをシリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=2/1)し、無色粉末の下記構造式(7)で表される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.24gを得た。
[Example 4]
0.26 g of 3,6-dibromo-N- (3-bromophenyl) carbazole (Production Example 3 of Intermediate), 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5-dimethyl-1,3,2) -Dioxaborinan-2-yl)] phenylcarbazole (Intermediate Production Example 1) 0.70 g of degassed toluene 10 ml and ethanol 4 ml were added, and tetrakistriphenylphosphine palladium 54 mg, followed by degassed 21.5% carbonic acid. 1.20 g of an aqueous sodium solution was added, and the mixture was heated to reflux for 7 hours under a nitrogen stream.
After allowing to cool to room temperature, the organic layer was separated, washed with water and dried, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
This was purified by silica gel column chromatography (eluent: toluene / hexane = 2/1) to obtain 0.24 g of the N-arylcarbazole multimer of the present invention represented by the following structural formula (7) as a colorless powder.
融点 >220℃
MALDI-TOF/MS:1422.754[M+](1422.56)
元素分析値(%)実測値/計算値
C 90.94/91.11 H 5.07/4.96 N 3.75/3.94
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第6図に示した。
Melting point> 220 ° C
MALDI-TOF / MS: 1422.754 [M +] (1422.56)
Elemental analysis value (%) Measured value / Calculated value C 90.94 / 91.11 H 5.07 / 4.96 N 3.75 / 3.94
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例5]
実施例4において用いた3,6−ジブロモ−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾールの代わりに3,6−ジブロモ−N−(4−ブロモフェニル)カルバゾール(中間体の製造例4)を用いる他は実施例4と同様に操作して下記構造式(8)で表される無色針状結晶の本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.31gを得た。
[Example 5]
Other than using 3,6-dibromo-N- (4-bromophenyl) carbazole (Intermediate Production Example 4) instead of 3,6-dibromo-N- (3-bromophenyl) carbazole used in Example 4 Were operated in the same manner as in Example 4 to obtain 0.31 g of the N-arylcarbazole multimer of the present invention in the form of colorless needles represented by the following structural formula (8).
融点>220℃
元素分析値(%)実測値/計算値
C 91.00/91.11 H 5.05/4.96 N 3.85/3.94
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第7図に示した。
Melting point> 220 ° C
Elemental analysis value (%) Measured value / Calculated value C 91.00 / 91.11 H 5.05 / 4.96 N 3.85 / 3.94
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例6]
3,6−ジブロモ−N−(3−ブロモフェニル)カルバゾール0.48g(中間体の製造例3)、3,6−ジフェニル−N−〔4−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール (中間体の製造例2)1.67gに脱気したトルエン20mlおよびエタノール8mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム108mgついで脱気した21.5%炭酸ナトリウム水溶液6.0gを加え、窒素気流下7時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、溶媒を減圧下留去した。
内容物を水洗、メタノール洗浄した後乾燥した。トルエンとPdスカベンジャー;QuadraSil MP(Wako製)で処理した後、シリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=3/2 チャージ;トルエン)し、淡黄色粉末を得た。これをトルエンから3回再結晶し、下記構造式(9)で表される無色針状結晶の本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.28gを得た。
[Example 6]
0.48 g of 3,6-dibromo-N- (3-bromophenyl) carbazole (Production Example 3 of intermediate), 3,6-diphenyl-N- [4- (5,5-dimethyl-1,3,2) -Dioxaborinan-2-yl)] phenylcarbazole (Intermediate Production Example 2) 20 ml of degassed toluene and 8 ml of ethanol were added to 1.67 g, and then 108 mg of tetrakistriphenylphosphine palladium and 21.5% carbonic acid degassed. 6.0 g of sodium aqueous solution was added, and it heated and refluxed under nitrogen stream for 7 hours.
After cooling to room temperature, the solvent was distilled off under reduced pressure.
The contents were washed with water, washed with methanol and dried. After treating with toluene and Pd scavenger; QuadraSil MP (manufactured by Wako), purification by silica gel column chromatography (eluent: toluene / hexane = 3/2 charge; toluene) gave a pale yellow powder. This was recrystallized three times from toluene to obtain 0.28 g of the N-arylcarbazole multimer of the present invention as colorless needle crystals represented by the following structural formula (9).
融点>220℃
MALDI-TOF/MS:1422.678[M+](1422.56)
元素分析値(%)実測値/計算値
C 90.70/91.11 H 5.01/4.96 N 3.95/3.94赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第8図に示した。
Melting point> 220 ° C
MALDI-TOF / MS: 1422.2678 [M +] (1422.56)
Elemental analysis value (%) Measured value / calculated value C 90.70 / 91.11 H 5.01 / 4.96 N 3.95 / 3.94 Infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG. It was.
[中間体の製造例5]
[中間体の製造例1]において用いた3,6−ジフェニルカルバゾールの代わりに2,7−ジフェニルカルバゾールを、3−ブロモヨードベンゼンの代わりに4−ブロモヨードベンゼンを用いて同様にウルマン反応により2,7−ジフェニル−N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールを得た。これをもちいて[中間体の製造例1]と同様にして下記構造式(10)で表される2,7−ジフェニル−N−〔4−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾールを得た。
[Production Example 5 of Intermediate]
Using 2,7-diphenylcarbazole in place of 3,6-diphenylcarbazole and 4-bromoiodobenzene in place of 3-bromoiodobenzene used in [Intermediate Production Example 1], a similar reaction was conducted by the Ullmann reaction. , 7-Diphenyl-N- (4-bromophenyl) carbazole was obtained. In the same manner as [Intermediate Production Example 1], 2,7-diphenyl-N- [4- (5,5-dimethyl-1,3,2-) represented by the following structural formula (10) was used. Dioxaborin-2-yl)] phenylcarbazole was obtained.
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を図9に示した。
νB−O 1316cm−1 νB−C 1134cm−1
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
νB-O 1316 cm-1 νB-C 1134 cm-1
[実施例7]
実施例3において用いたボロン酸エステルの代わりに、[中間体の製造例5]で得られた2,7−ジフェニル−N−〔4−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾールを用いる他は実施例3と同様に操作して、無色針状結晶の下記構造式(11)で表される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.56g(70.0%)を得た。
[Example 7]
Instead of the boronic acid ester used in Example 3, 2,7-diphenyl-N- [4- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinane) obtained in [Preparation Example 5 of Intermediate] 2-yl)] N-arylcarbazole multimer of the present invention represented by the following structural formula (11) of colorless needle-like crystals was operated in the same manner as in Example 3 except that phenylcarbazole was used. (70.0%) was obtained.
融点 >220℃
元素分析値(%)実測値/計算値
C 91.30/91.62 H 5.01/5.05 N 3.12/3.34
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第10図に示した。
Melting point> 220 ° C
Elemental analysis value (%) Measured value / Calculated value C 91.30 / 91.62 H 5.01 / 5.05 N 3.12 / 3.34
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例8]
4,7−ジブロモ−2,1,3−ベンゾチアジアゾール0.44g、3,6−ジフェニル−N−〔3−(5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル)〕フェニルカルバゾール1.60gに脱気したトルエン20mlおよびエタノール8mlを加え、これにテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム54mgついで脱気した2M炭酸ナトリウム水溶液3.75gを加え、窒素気流下4時間加熱還流した。
室温まで放冷したのち、内容物をヘキサンで希釈し沈殿物をろ過した。
これをPdスカベンジャー;QuadraSil MP(Wako製)と共にトルエンから再結晶して橙黄色針状晶の下記構造式(12)で表される式で表される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体1.0gを得た。
[Example 8]
0.47 g of 4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole, 3,6-diphenyl-N- [3- (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborin-2-yl)]
After cooling to room temperature, the contents were diluted with hexane and the precipitate was filtered.
This was recrystallized from toluene together with a Pd scavenger; QuadraSil MP (Wako), and the
融点 >200℃
元素分析値(%)実測値/計算値
C 85.83/85.87 H 4.61/4.59 N 5.88/6.07
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第11図に示した。
Melting point> 200 ° C
Elemental analysis value (%) Measured value / calculated value C 85.83 / 85.87 H 4.61 / 4.59 N 5.88 / 6.07
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
[実施例9]
ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム34.5mgと1,3−ジ−tert−ブチルー1,3、2−ジアザホスホリジンー2−オキシド26.2mgをTHF10mlに溶解した後、これに[中間体の製造例1]で得られたボロン酸エステル1.52g、2,4,6−トリクロロピリミジン0.18g、カリウム−tert-ブトキシド1.0gを加え、窒素気流下8時間加熱還流した。
放冷後水で希釈し、トルエンで抽出し、水洗、乾燥したのちシリカゲルカラムクロマト精製(溶離液 トルエン/ヘキサン=3/2 )し、無色針状晶の下式で示される本発明のN−アリールカルバゾールの多量体0.93gを得た。
本反応では2,4,6−トリス置換ピリミジンをターゲットとしたが、分析の結果3置換体は得られず下記構造式(13)で表されるN−アリールカルバゾールの多量体であることがわかった。
[Example 9]
After dissolving 34.5 mg of bis (dibenzylideneacetone) palladium and 26.2 mg of 1,3-di-tert-butyl-1,3,2-diazaphosphoridine-2-oxide in 10 ml of THF, 1.52 g of the boronic acid ester obtained in Production Example 1], 0.18 g of 2,4,6-trichloropyrimidine and 1.0 g of potassium tert-butoxide were added, and the mixture was heated to reflux for 8 hours under a nitrogen stream.
After cooling, it is diluted with water, extracted with toluene, washed with water, dried, and purified by silica gel column chromatography (eluent: toluene / hexane = 3/2). 0.93 g of an aryl carbazole multimer was obtained.
In this reaction, 2,4,6-tris-substituted pyrimidine was targeted. However, as a result of analysis, 3-substituent was not obtained, and it was found to be a multimer of N-arylcarbazole represented by the following structural formula (13). It was.
融点 136.0〜137.0℃
元素分析値(%)実測値/計算値
C 90.83/91.34 H 5.41/5.11 N 3.46/3.55
MALDI-TOF/MS:788.393[M+](788.32)
赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法)を第12図に示した。
Melting point 136.0-137.0 ° C.
Elemental analysis value (%) Measured value / calculated value C 90.83 / 91.34 H 5.41 / 5.11 N 3.46 / 3.55
MALDI-TOF / MS: 788.393 [M +] (788.32)
The infrared absorption spectrum (KBr tablet method) is shown in FIG.
Claims (3)
(式中R1およびR2は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基あるいは置換基を有してもよいアリール基を表し、Ar1は置換基を有してもよい芳香族炭化水素の2価基または3価基、置換基を有してもよい複素環の2価基または3価基を表し、Ar2は置換基を有してもよい芳香族炭化水素の2価基を表し、nは2または3を表す)
A multimer of N-arylcarbazole represented by the following general formula (I).
(Wherein R1 and R2 represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group or an aryl group which may have a substituent, and Ar1 represents an aromatic which may have a substituent) Represents a divalent or trivalent group of an aromatic hydrocarbon, or a divalent or trivalent group of a heterocyclic ring which may have a substituent, and Ar2 represents a divalent aromatic hydrocarbon which may have a substituent And n represents 2 or 3)
The N-arylcarbazole multimer represented by the general formula (I) in claim 1 is represented by the following general formula (II).
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