JP2014224047A - アントラセン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
Description
従来の有機EL素子は、無機発光ダイオードに比べて駆動電圧が高く、発光輝度や発光効率も低かった。また、特性劣化も著しく実用化には至っていなかった。最近の有機EL素子は徐々に改良されているものの、さらなる発光効率の向上等が要求されている。
これら問題を解決すべく特許文献1、2、5〜7では、ナフトベンゾフラン又はナフトベンゾチオフェン構造を有する発光材料が開示されていた。
また、特許文献3、4、8では、ラダー系のフルオレンを置換基として有するアントラセン誘導体を用いた有機EL素子が開示されており、これらの材料を用いると発光効率、電圧、又は寿命の観点での改善が認められているが、さらなる高性能化が求められていた。
R1〜R10のうちc個はLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R1〜R10のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
Lは、単結合及び連結基から選択される。
前記連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の(a+1)価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の(a+1)価の複素環基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される2〜4の基が結合して形成される(a+1)価の基である。
a、b、cは、それぞれ1〜4の整数を示す。
Zは、下記式(2)で表される。
R’は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
R11〜R18のうち、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R15とR16、R16とR17、及びR17とR18のうち少なくとも1組の隣接する2つの置換基は、互いに結合して下記式(3)で表される環を形成する。
Xは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基及びSiR104R105から選択される。
R104、R105は、それぞれ前記式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。)
式(2)、(3)中、
R11〜R22のうちいずれか1つはLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R11〜R22のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ前記式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R1〜R10、R11〜R22、R104、R105、R’及びLのうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。)]
R1〜R10のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
前記連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の(a+1)価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の(a+1)価の複素環基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される2〜4の基が結合して形成される(a+1)価の基である。
a、b、cは、それぞれ1〜4の整数を示す。
R11〜R18のうち、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R15とR16、R16とR17、及びR17とR18のうち少なくとも1組の隣接する2つの置換基は、互いに結合して下記式(3)で表される環を形成する。
R104、R105は、それぞれ式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R11〜R22のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R1〜R10、R11〜R22、R104、R105、R’及びLのうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。
R31〜R40のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ前記一般式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R31〜R40のうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。
R’及びXは、前記式(2)、(3)と同じである。
Xは酸素原子であると好ましい。
Lは、好ましくは単結合、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフチレン基、置換もしくは無置換のビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニレン基である。
bは好ましくは1である。従って、Lは好ましくは2価の連結基である。
cは好ましくは1又は2の整数であり、より好ましくは1の整数である。cが2以上の整数の場合、複数の[−L−(Z)a]の構造は同一でも異なっていてもよい。
化合物Aにおいて、LはR9に結合している。
化合物Aは、好ましくは下記式(10)又は(11)で表される。
また、R10は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選ばれる基であると好ましく、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
化合物Bにおいて、LはR6に結合している。
このとき、R9及びR10は、置換もしくは無置換のアリール基又は置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
また、R1〜R5、R7、R8は水素原子であると好ましい。
また、Lは、好ましくはR9及びR10に結合していてもよい(化合物C)。
このとき、R3は、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基から選ばれることが好ましく、水素原子、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
Z’は、下記式(4’)、(5’)、(7’)、(9’)のいずれかで表される。
X’は、NR101及びCR102R103から選択される。
R101〜R103は、それぞれ前記式(1’)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。但し、R102、R103がアルキル基である場合、前記アルキル基はメチル基である。
R1〜R10、R31〜R40、R101〜R103、R’及びLのうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。
化合物A’において、LはR9に結合している。
化合物A’は、好ましくは下記式(10’)又は(11’)で表される。
また、R10は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選ばれる基であると好ましく、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
化合物B’において、LはR6に結合している。
このとき、R9及びR10は、置換もしくは無置換のアリール基又は置換もしくは無置換の複素環基であることが好ましく、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
また、R1〜R5、R7、R8は水素原子であると好ましい。
また、Lは、好ましくはR9及びR10に結合していてもよい(化合物C’)。
このとき、R3は、水素原子、置換もしくは無置換のアリール基、又は置換もしくは無置換の複素環基から選ばれることが好ましく、水素原子、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズ[a]アントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択されるとより好ましい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
上記炭素数は、1〜10が好ましく、1〜6がさらに好ましい。中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基が好ましい。
好ましくは、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、1−フルオレニル、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、5−ベンゾ[c]フェナントリル基、4−ベンゾ[a]アントリル基、7−ベンゾ[a]アントリル基、1−トリフェニル基、2−トリフェニル基である。
1−フルオレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基及び4−フルオレニル基は、9位の炭素原子に、前述した置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜18のアリール基が置換されていることが好ましい。
好ましくは、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基、5−ベンゾ[c]フェナントリル基、4−ベンゾ[a]アントリル基、7−ベンゾ[a]アントリル基、1−トリフェニル基、2−トリフェニル基である。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記アルキル基で例示したアルキル基を2つ有し、上記アリール基を1つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、8〜30であることが好ましい。2つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記アルキル基で例示したアルキル基を1つ有し、上記アリール基を2つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、13〜30であることが好ましい。2つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
トリアリールシリル基は、例えば、上記アリール基を3つ有するトリアリールシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基の炭素数は、18〜30であることが好ましい。3つのアリール基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
このようなアリールシリル基としては、例えば、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニル−t−ブチルシリル基、トリフェニルシリル基が挙げられる。
上記の有機EL素子は、好ましくは発光層が上記のアントラセン誘導体を含有する。好ましくは、上記アントラセン誘導体は発光層のホスト材料である。
Ar101、Ar102は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基を示す。
Yの具体例としては、前述する縮合アリール基が挙げられ、好ましくは置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基である。
nは1〜4の整数である。nは1〜2の整数であることが好ましい。
前記式(20)は、下記式(21)〜(24)で表されるものが好ましい。
Ar201〜Ar218は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基を示す。
Ar201〜Ar218の好ましい例としては、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基等である。Ar201〜Ar218の置換基の好ましい例としては、アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基である。
kは1〜4の整数であり、そのなかでもkは1〜2の整数であるのが好ましい。Ar301〜Ar303のいずれか一つはスチリル基を含有する基である。さらに好ましくはAr302又はAr303の少なくとも一方はスチリル基で置換されている。
ここで、環形成炭素数が6〜20のアリール基としては、具体的には上述したアリール基が挙げられ、好ましくはフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ターフェニル基等が挙げられる。
ここで、式(18)中の環形成炭素数が6〜40のアリール基としては、具体的には上述したアリール基が挙げられ、ナフチル基、アントラニル基、クリセニル基、ピレニル基、又は式(20)で示されるアリール基が好ましい。
式(25)のR27及びR32が、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基であることが好ましい。R27及びR32は置換もしくは無置換のフェニル基であることが好ましい。
この場合、前記Ar21又は前記Ar22が、シアノ基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、又はカルバゾリル基を置換基として有する芳香族炭化水素基であることが好ましい。
この場合、前記Ar21、前記Ar22又は前記Ar23が、シアノ基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、又はカルバゾリル基を置換基として有する芳香族炭化水素基であることが好ましい。
また、正孔注入材料にTCNQ誘導体等の電子受容物質を添加することによりキャリアを増感させることもできる。
芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラビフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマー若しくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
前記金属錯体化合物としては、例えば、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
好ましい形態として、これらの電子注入材料にさらにドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第2有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表されるドーパントをドープする。
ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機EL材料として上記のアントラセン誘導体と溶媒とを含有する有機EL材料含有溶液を用いることができる。
アルゴン雰囲気下、2−ブロモ−8−ヨードジベンゾフラン(7.46g)、2−エトキシカルボニルフェニルボロン酸(3.88g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.16g)、2M炭酸ナトリウム水溶液(30mL)及びトルエン(60mL)の混合物を8時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、トルエンにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−(8−ブロモジベンゾフラン−2−イル)安息香酸エチルを5.06g(66%)得た。
アルゴン雰囲気下、(1−1)で得た2−(8−ブロモジベンゾフラン−2−イル)安息香酸エチル(5.06g)のテトラヒドロフラン(90mL)溶液に、氷冷下で1M臭化メチルマグネシウム テトラヒドロフラン溶液(30mL)を加え、室温にて5時間撹拌を行った。反応液に氷冷下にて水を加え、トルエンにて抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−[2−(8−ブロモジベンゾフラン−2−イル)フェニル]プロパン−2−オールを3.61g(74%)得た。
(1−2)で得た2−[2−(8−ブロモジベンゾフラン−2−イル)フェニル]プロパン−2−オール(3.61g)の酢酸(70mL)溶液に、濃硫酸(0.7mL)を滴下し、50℃にて8時間撹拌を行った。得られた混合物を室温に冷却し、トルエン及び水を加えて分液を行い、トルエン層を水及び飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をクロマトグラフィーにて精製し、中間体Aを1.20g(35%)得た。
アルゴン雰囲気下、2−ブロモ安息香酸メチル(9.16g)、ジベンゾフラン−4−イルボロン酸(10.2g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.31g)2M炭酸ナトリウム水溶液(60mL)及び1,2−ジメトキシエタン(120mL)の混合物を8時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、トルエンにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−ジベンゾフラン−4−イル安息香酸エチルを10.5g(83%)得た。
アルゴン雰囲気下、(2−1)で得た2−ジベンゾフラン−4−イル安息香酸エチル(10.5g)のテトラヒドロフラン(100mL)溶液に、氷冷下で1M臭化メチルマグネシウム テトラヒドロフラン溶液(73mL)を加え、室温にて5時間撹拌を行った。反応液に氷冷下にて水を加え、トルエンにて抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−(2−ジベンゾフラン−4−イルフェニル)プロパン−2−オールを7.13g(73%)得た。
(2−2)で得た2−(2−ジベンゾフラン−4−イルフェニル)プロパン−2−オール(7.13g)の酢酸(160mL)溶液に、濃硫酸(1.6mL)を滴下し、50℃にて8時間撹拌を行った。得られた混合物を室温に冷却し、トルエン及び水を加えて分液を行い、トルエン層を水及び飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフランを4.29g(64%)得た。
アルゴン雰囲気下、(2−3)で得た7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン(4.29g)のテトラヒドロフラン(40mL)溶液に−70℃において1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液(10.5mL)を加え、室温にて1.5時間撹拌した。反応溶液を−70℃に冷却し、1,2−ジブロモエタン(2.6mL)を滴下し室温にて5時間撹拌した。反応液に10%塩酸を加えてトルエンで抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Bを4.11g(75%)を得た。
アルゴン雰囲気下、2−ブロモ安息香酸メチル(18.3g)、2−メトキシフェニルボロン酸(14.6g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(4.62g)2M炭酸ナトリウム水溶液(120mL)及び1,2−ジメトキシエタン(240mL)の混合物を8時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、トルエンにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−(2−メトキシフェニル)安息香酸エチルを16.2g(75%)得た。
アルゴン雰囲気下、(3−1)で得た2−(2−メトキシフェニル)安息香酸エチル(16.2g)のテトラヒドロフラン(175mL)溶液に、氷冷下で1M臭化メチルマグネシウム テトラヒドロフラン溶液(190mL)を加え、室温にて5時間撹拌を行った。反応液に氷冷下にて水を加え、トルエンにて抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、2−[2−(2−メトキシフェニル)フェニル]プロパン−2−オールを12.3g(80%)得た。
(3−2)で製造した2−[2−(2−メトキシフェニル)フェニル]プロパン−2−オール(12.3g)の酢酸(350mL)溶液に、濃硫酸(3.5mL)を滴下し、50℃にて8時間撹拌を行った。得られた混合物を室温に冷却し、トルエン及び水を加えて分液を行い、トルエン層を水及び飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、4−メトキシ−9,9−ジメチルフルオレンを6.91g(61%)得た。
アルゴン雰囲気下、(3−3)で得た4−メトキシ−9,9−ジメチルフルオレン(6.91g)のテトラヒドロフラン(70mL)溶液に−70℃において1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液(22mL)を加え、室温にて1.5時間撹拌した。反応溶液を−70℃に冷却し、ホウ酸トリイソプロピル(22mL)を滴下し室温にて5時間撹拌した。得られた反応液に2M塩酸を加えて室温にて3時間撹拌した。得られた反応混合物をトルエンで抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣を再結晶にて精製し、4−メトキシ−9,9−ジメトキシフルオレン−3−イルボロン酸を5.79g(70%)を得た。
アルゴン雰囲気下、(3−4)で得た4−メトキシ−9,9−ジメトキシフルオレン−3−イルボロン酸(5.79g)、4−ブロモ−1−フルオロ−2−ヨードベンゼン(6.50g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.25g)、2M炭酸ナトリウム水溶液(32mL)及びトルエン(64mL)の混合物を8時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、トルエンにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、3−(5−ブロモ−2−フルオロフェニル)−4−メトキシ−9,9−ジメチルフルオレンを3.86g(45%)得た。
アルゴン雰囲気下、(3−5)で製造した3−(5−ブロモ−2−フルオロフェニル)−4−メトキシ−9,9−ジメチルフルオレン(3.86g)のジクロロメタン50mL溶液に、−70℃にて1M三臭化ホウ素ジクロロメタン溶液(13mL)を滴下し、徐々に室温まで昇温しながら5時間撹拌した。得られた反応混合物に氷冷下で水を加え、室温に戻したのち、ジクロロメタンで抽出を行い有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させたのち、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、3−(5−ブロモ−2−フルオロフェニル)−9,9−ジメチルフルオレン−4−オールを3.32g(89%)得た。
アルゴン雰囲気下、(3−6)で製造した3−(5−ブロモ−2−フルオロフェニル)−9,9−ジメチルフルオレン−4−オール(3.32g)、炭酸カリウム(2.40g)及びN−メチルピロリドン(45mL)の混合物を140℃にて8時間撹拌した。反応を室温に戻したのち、反応混合物に水を加え、精製した固体をろ取し水及びメタノールにて洗浄し、中間体Cを1.95g(62%)得た。
アルゴン雰囲気下、合成例1と同様にして製造した中間体A(1.89g)のテトラヒドロフラン(25mL)溶液に、−70℃にて1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液(4mL)を加え、2時間撹拌を行った。次いで、反応液にホウ酸トリイソプロピル(3mL)を加え、反応液を室温まで昇温しながら3時間撹拌を行った。得られた反応液に2M塩酸を加えて室温にて3時間撹拌した。得られた反応混合物をトルエンで抽出を行い、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣を再結晶にて精製し、(7,7−ジメトキシフルオレノ[2,3−b]ベンゾフラン−2−イル)ボロン酸を1.15g(70%)得た。
アルゴン雰囲気下、(4−1)で得た(7,7−ジメトキシフルオレノ[2,3−b]ベンゾフラン−2−イル)ボロン酸(1.15g)、4−ヨードブロモベンゼン(1.00g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.20g)、2M炭酸ナトリウム水溶液(6mL)及びトルエン(12mL)の混合物を8時間加熱還流した。得られた混合物を室温に冷却し、トルエンにて抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Dを0.88g(57%)得た。
アルゴン雰囲気下、合成例2の(2−1)〜(2−3)と同様に操作を行い製造した7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン(2.15g)のテトラヒドロフラン20mL溶液に−70℃において1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液(5.3mL)を加え、室温にて1.5時間撹拌した。反応溶液を−70℃に冷却し、ホウ酸トリイソプロピル(5.2mL)を滴下し室温にて5時間撹拌した。得られた反応混合物に2M塩酸を加えて室温にて3時間撹拌を行った。得られた反応混合物をトルエンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣を再結晶にて精製し、(7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン−1−イル)ボロン酸を1.64g(66%)を得た。
合成例4の工程(4−2)において、7,7−ジメトキシフルオレノ[2,3−b]ベンゾフラン−2−イル)ボロン酸の代わりに(6−1)で得た(7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン−1−イル)ボロン酸を用いた他は同様に操作を、行い中間体Fを得た。
合成例4の工程(4−1)において、中間体Aの代わりに合成例3と同様の操作を行い製造した中間体Cを用いた他は同様の操作を行い、(7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン−3−イル)ボロン酸を得た。
合成例4の工程(4−2)において、(7,7−ジメトキシフルオレノ[2,3−b]ベンゾフラン−2−イル)ボロン酸の代わりに、(8−1)の操作によって得られる(7,7−ジメチルフルオレノ[4,3−b]ベンゾフラン−3−イル)ボロン酸を用いた他は同様に操作を行い、中間体Hを得た。
Claims (30)
- 下記式(1)で示される化合物。
R1〜R10のうちc個はLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R1〜R10のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
Lは、単結合及び連結基から選択される。
前記連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の(a+1)価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の(a+1)価の複素環基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される2〜4の基が結合して形成される(a+1)価の基である。
a、b、cは、それぞれ1〜4の整数を示す。
Zは、下記式(2)で表される。
R’は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
R11〜R18のうち、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R15とR16、R16とR17、及びR17とR18のうち少なくとも1組の隣接する2つの置換基は、互いに結合して下記式(3)で表される環を形成する。
Xは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基及びSiR104R105から選択される。
R104、R105は、それぞれ前記式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。)
式(2)、(3)中、
R11〜R22のうちいずれか1つはLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R11〜R22のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ前記式(1)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R1〜R10、R11〜R22、R104、R105、R’及びLのうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。)] - bが、1である請求項1又は2に記載の化合物。
- aが、1又は2である請求項1〜3のいずれかに記載の化合物。
- R9及びR10の少なくとも一方が、Lとの結合に用いられる単結合である請求項1〜4のいずれかに記載の化合物。
- Xが、酸素原子である請求項1〜5のいずれかに記載の化合物。
- 下記式(1’)で示される化合物。
R1〜R10のうちc個はLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R1〜R10のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
Lは、単結合及び連結基から選択される。
前記連結基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の(a+1)価の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の(a+1)価の複素環基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される2〜4の基が結合して形成される(a+1)価の基である。
a、b、cはそれぞれ1〜4の整数を示す。
Z’は、下記式(4’)、(5’)、(7’)、(9’)のいずれかで表される。
R31〜R40のうちいずれか1つはLとの結合に用いられ、Lとの結合に用いられる基は単結合である。
R31〜R40のうちLとの結合に用いられない基は、それぞれ前記式(1’)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。
R’は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選択される。
X’は、NR101及びCR102R103から選択される。
R101〜R103は、それぞれ前記式(1’)においてLとの結合に用いられないR1〜R10と同義である。但し、R102、R103がアルキル基である場合、前記アルキル基はメチル基である。)
R1〜R10、R31〜R40、R101〜R103、R’及びLのうち隣接する基は互いに結合して環を形成してもよい。] - bが、1である請求項8に記載の化合物。
- aが、1又は2である請求項8又は9に記載の化合物。
- R9及びR10の少なくとも一方が、Lとの結合に用いられる単結合である請求項8〜10のいずれかに記載の化合物。
- R10が、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30の複素環基から選ばれる基である請求項1〜12のいずれかに記載の化合物。
- R10が、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンズアントリル基、置換もしくは無置換の9,9−ジメチルフルオレニル基及び置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基から選択される請求項1〜13のいずれかに記載の化合物。
- R1〜R8が水素原子である請求項1〜14のいずれかに記載の化合物。
- Lとの結合に用いられないR11〜R22又はLとの結合に用いられないR31〜R40が水素原子である請求項1〜15のいずれかに記載の化合物。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である請求項1〜16のいずれかに記載の化合物。
- 陰極と陽極間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項1〜17のいずれかに記載の化合物を単独もしくは混合物の成分として含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、前記化合物を含有する請求項18に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記化合物がホスト材料である請求項19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層がさらにドーパント材料を含有する請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ドーパント材料がアリールアミン化合物である請求項21に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ドーパント材料がスチリルアミン化合物である請求項21に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ドーパント材料がフルオランテン化合物である請求項21に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ドーパント材料が下記式(21)で表わされる縮合多環アミン誘導体である請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
tは0〜10の整数である。
Ar201〜Ar204は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基から選択される。) - 前記ドーパント材料が下記式(22)で表わされる縮合多環アミン誘導体である請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
uは0〜8の整数である。
Ar205〜Ar208は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基から選択される。) - 前記ドーパント材料が下記式(23)で表わされる縮合多環アミン誘導体である請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
mは0〜10の整数である。
Ar209〜Ar212は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、及び置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の複素環基から選択される。) - 請求項18〜29のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む電子機器。
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