JP2017500278A - 電子素子のための材料 - Google Patents
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Abstract
Description
式中、
Ar1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、6〜18の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、これらは1以上のラジカルR1によって置換されていてもよく;
Ar2は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、6の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、これらは1以上のラジカルR2によって置換されていてもよく;
X1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、BR3、C(R3)2、-C(R3)2-C(R3)2-、-C(R3)2-O-、-C(R3)2-S-、-R3C=CR3-、-R3C=N-、Si(R3)2、-Si(R3)2-Si(R3)2-、C=O、O、S、S=O、SO2、NR3、PR3またはP(=O)R3であり;
R1、R2、R3は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、OR4、S(=O)R4、S(=O)2R4、1〜20のC原子を有する直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3〜20のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基、または2〜20のC原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基は、それぞれ1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、上述の基中の1以上のCH2基は、−R4C=CR4−、-C≡C−、Si(R4)2、C=O、C=NR4、-C(=O)O-、-C(=O)NR4−、NR4、P(=O)(R4)、−O−、−S−、SOまたはSO2によって置換されていてもよい)、または5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、2以上のラジカルR3は、互いに結合し、環を形成してもよい)であり;
R4は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R5、CN、Si(R5)3、N(R5)2、P(=O)(R5)2、OR5、S(=O)R5、S(=O)2R5、1〜20のC原子を有する直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3〜20のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基、または2〜20のC原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基は、それぞれ1以上のラジカルR5で置換されていてもよく、上述の基中の1以上のCH2基は、−R5C=CR5−、-C≡C−、Si(R5)2、C=O、C=NR5、-C(=O)O-、-C(=O)NR5−、NR5、P(=O)(R5)、−O−、−S−、SOまたはSO2によって置換されていてもよい)、または5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR5によって置換されていてもよく、2以上のラジカルR4は、互いに結合し、環を形成してもよい)であり;
R5は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜20のC原子を有する、脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル(ここで、さらに1以上のH原子がDまたはFによって置換されていてもよい)であり;ここで、2以上の置換基R5が互いに結合し、環を形成していてもよく;
ここで、2つの基Ar1のうちの少なくとも1つが、10以上の芳香族環原子を含んでいなければならず;かつ
2つの基Ar1のうちの1つがフェニル基である場合、2つの基Ar1のうちのもう一方は、14より多くの芳香族環原子を含んでいてはならない。
式中、
Z1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR1またはNであり、ここで、基が結合されている場合には、Z1はCであり;
Z2は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR2またはNであり、ここで、基が結合されている場合には、Z2がCであり;かつ
基X1は、上述で定義された通りである。
式中、
Z1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR1またはNであり、ここで、基が結合されている場合には、Z1はCであり;
Z2は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR2またはNであり、ここで、基が結合されている場合には、Z2はCであり;かつ
基X1は上述で定義された通りである。
Z1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR1またはNであり;
Z2は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、CR2またはNであり;かつ
基X1は、上述で定義された通りである。
スキーム1
X:架橋基
X*:架橋基の前駆体の基
Y*:反応基、例えばCl、Br、I
(A)スズキ重合;
(B)ヤマモト重合;
(C)スティル(STILLE)重合;かつ
(D)ハートウィグ−ブッフバルト(HARTWIG−BUCHWALD)重合。
A)合成例
A−1)変形I
ジオキサン1.4L中に、2,7−ジブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン(130g、369mmol)、ビス(ピナコラト)ジボラン(225g、886mmol)および酢酸カリウム(217g、2.22mol)を懸濁させる。溶液は、脱気し、アルゴンで満たされる。その後、PdCl2(dppf)−CH2Cl2(15g、18mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、4時間加熱される。混合物はろ過され、ジオキサンで洗浄される。粗生成物のろ過後、残留物は、ソックスレー抽出器中でTHFで抽出され、ろ過される。生成物は、灰色の固体で、137g(理論の83%)である。純度>95%(CDCl3中NMR)。
水/トルエン/ジオキサン混合物(1:1:1、1.5L)中に、2,7−ビスピナコラト−9,9−ジメチル−9H−フルオレン(137g、307mmol)、1-ブロモ−ナフタレン−2−カルボン酸(173g、620mmol)およびリン酸三カリウム1水和物(283g、1.23mol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、トリ(o−トリル)ホスフィン(22.4g、73mmol)および酢酸パラジウム(II)(2.76g、12.3mmol)が加えられる。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、5.5時間加熱される。その相が分離され、水相はトルエンで洗浄される。有機相はNa2SO4上で乾燥され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。黄色オイルは、真空乾燥キャビネットで乾燥され、精製されない。
Ia(80g、152mmol)が500mLのDCMに溶解される。DCM300mL中のBr2(16mL、311mmol)が0℃で滴下される。反応混合物は室温で一晩中撹拌される。20mLのチオ硫酸ナトリウム溶液が滴下され、そして混合物が15分間撹拌される。バッチは、エタノールでろ過される。残留物は、3回トルエンから再結晶化される。生成物は、灰色の固体として、60g(理論の57%)である。純度96.3%(HPLC)。
400mLのDMF中に、Int−c(17g、24mmol)、K4[Fe(CN)6]・3H2O(10.5g、24mmol)および炭酸ナトリウム(7.9g、75mmol)が懸濁される。溶液は脱気され、アルゴンで満たされる。そして、S−Phos(816mg、2mmol)および酢酸パラジウム(II)(223mg、1mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、一晩中加熱される。反応混合物は冷却され、その後、ロータリーエバポレーターで蒸留される。得られた固体は、ソックスレー抽出器中で、酸化アルミニウム上でトルエンとともに抽出され、そしてクロロホルムから、7x再結晶化される。生成物は、灰色の固体として、2.5g(理論の17.5%)である。純度99.9%(HPLC)。
水/トルエン/ジオキサン混合物(1:1:1、6mL)中に、Int−c(800mg、1.5mmol)、ベンゼンボロン酸(342mg、3mmol)およびリン酸三カリウム1水和物(1.08g、4.7mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、トリ(o−トリル)ホスフィン(43mg、0.14mmol)および酢酸パラジウム(II)(10mg、0.05mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、一晩中加熱される。相分離され、水相はトルエンで洗浄される。有機相は、Na2SO4上で乾燥され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。固体はトルエンから再結晶化される。生成物は、黄色の固体として505mg(理論64%)である。純度99%(HPLC)。
150mLのトルエン中に、2,4−ジメチルフェニルアミン(1.12mL、8.9mmol)、4-ブロモジベンゾフラン(2g、8.1mmol)およびナトリウムtert−ブトキシド(1.9g、20mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、PdCl2(dppf)−CH2Cl2(132mg、162mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、一晩中加熱される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。オイルはヘプタンとともにシリカゲルで精製される。生成物は、薄茶色のオイルとして、1.9g(理論の82%)である。純度94%(HPLC)。
40mLのトルエン中に、Int−c(1g、1.46mmol)、ジベンゾフラン化合物(903mg、3.14mmol)およびナトリウムtert−ブトキサイド(421mg、4.38mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。トリ−tert−ブチルホスフィン(117μL、トルエン中に1M)および酢酸パラジウム(II)(48mg、0.06mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、4時間加熱される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。生成物は、トルエンから3回再結晶化される。生成物は、薄茶色のオイルとして、200mg(理論の13%)である。純度96.7%(HPLC)。
150mLのDMF中に、Int−e(10g、20mmol)、K4[Fe(CN)6]・3H2O(4.3g、10mmol)および炭酸ナトリウム(3.3g、31mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、S−Phos(336mg、0.82mmol)および酢酸パラジウム(II)(92mg、0.41mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、一晩中加熱される。反応混合物は冷却され、そして、ロータリーエバポレーターで蒸留される。得られた固体は、ソックスレー抽出機で、酸化アルミニウム上で、トルエンとともに抽出され、そして、クロロホルムから7x再結晶化される。生成物は、黄色の液体として、5.3g(理論の67%)である。純度99.6%(HPLC)。
25mLのDCM中に、化合物V(3g、7.7mmol)を溶解させる。25mLのDCM中に、Br2(394μL、7.7mmol)が0℃で滴下される。反応混合物は、室温で一晩中撹拌される。10mLのチオ硫酸ナトリウムが添加され、そして混合物は15分間撹拌される。バッチはエタノールでろ過される。残留物は、ヘキサン/トルエン1:1から3回再結晶化される。生成物は、黄色固体として、1.7g(理論の44%)である。純度94%(HPLC)。
水/トルエン/ジオキサン混合物(1:1:1、30mL)化合物中に、Int−f(1g、2.2mmol)、1-ブロモナフタレン−2−カルボン酸(649mg、2.5mmol)およびリン酸三カリウム1水和物(1.5g、6.5mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、トリ(o−トリル)ホスフィン(79g、0.3mmol)および酢酸パラジウム(II)(9.7mg、0.04mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、7時間加熱される。相分離され、そして、水相はトルエンで洗浄される。有機相は、Na2SO4で乾燥させ、ロータリーエバポレーターで蒸留される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過される。黄色固体は、真空乾燥キャビネットで乾燥され、さらに精製されない。
25mLのDCM中に、化合物VI(809mg、1.6mmol)が溶解される。25mLのDCM中のBr2(83μL、1.6mmol)が0℃で滴下される。反応混合物は室温で一晩中撹拌される。10mLのチオ硫酸ナトリウム溶液が添加され、そして混合物は15分間撹拌される。バッチはエタノールでろ過される。残留物は、ヘプタン/トルエン1:1から3回再結晶化される。生成物は、黄色固体として、790mg(理論の85%)である。純度96%(HPLC)。
水/トルエン/ジオキサン混合物(1:1:1、6mL)中に、Int−g(790mg、1.3mmol)、ベンゼンボロン酸(342mg、3mmol)およびリン酸三カリウム1水和物(1.08g、4.7mmol)を懸濁させる。溶液は、脱気され、アルゴンで満たされる。その後、トリ(o−トリル)ホスフィン(43mg、0.14mmol)および酢酸パラジウム(II)(10mg、0.05mmol)が添加される。反応混合物は、保護ガス雰囲気下、沸騰状態で、一晩中加熱される。相分離され、水相はトルエンで洗浄される。有機相は、Na2SO4で乾燥され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。混合物は、シリカゲルおよびAlOxを通して、トルエンとともにろ過され、ロータリーエバポレーターで蒸留される。固体はトルエンから再結晶化される。生成物は、黄色固体として675mg(理論の73%)である。純度97%(HPLC)。
本発明によるOLEDおよび従来技術によるOLEDは、WO04/058911による一般的プロセスによって製造され、この方法は、ここに記載する環境(層厚さの変動、材料)に適合される。
本発明による化合物D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11およびD12は、OLEDの発光層においてそれぞれ使用される(構造は表3参照)。ここで、発光層に使用されるマトリックス材料は、化合物V-H2である。得られるOLEDは、E4〜E6およびE9〜E15である。それらは、深い青色発光のケースにおいて、非常に良好な寿命を示す(表2)。従来技術で知られる発光材料と比較すると(V−D1およびV-D2、cf.V1〜V3)、一定の量子効率で、寿命は大幅に改善する。特に、材料V〜D1との比較では、従来技術で知られるインデノフルオレン基本構造と比べて、本発明によるビスインデノフルオレン基本構造によって、改善が達成されていることを示す。
例E7(これには、本発明による化合物H3がマトリックス材料として使用されている)は、同様に、深い青色発光のケースにおいて、良好な寿命および量子効率を示す(表2)。これによって、発光層におけるマトリックス材料としての本発明による化合物の適性が良いことがわかる。
Claims (17)
- 式(I)の化合物。
(式中、
Ar1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、6〜18の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、これらは1以上のラジカルR1によって置換されていてもよく;
Ar2は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、6の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基であり、これらは1以上のラジカルR2によって置換されていてもよく;
X1は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、BR3、C(R3)2、−C(R3)2−C(R3)2−、−C(R3)2−O−、−C(R3)2−S−、−R3C=CR3−、−R3C=N−、Si(R3)2、−Si(R3)2−Si(R3)2−、C=O、O、S、S=O、SO2、NR3、PR3またはP(=O)R3であり;
R1、R2、R3は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、OR4、S(=O)R4、S(=O)2R4、1〜20のC原子を有する直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3〜20のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基、または2〜20のC原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基は、それぞれ1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、上述の基中の1以上のCH2基は、−R4C=CR4−、−C≡C−、Si(R4)2、C=O、C=NR4、−C(=O)O−、−C(=O)NR4−、NR4、P(=O)(R4)、−O−、−S−、SOまたはSO2によって置換されていてもよい)、または5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、2以上のラジカルR3は、互いに結合し、環を形成してもよい)であり;
R4は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R5、CN、Si(R5)3、N(R5)2、P(=O)(R5)2、OR5、S(=O)R5、S(=O)2R5、1〜20のC原子を有する直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、または3〜20のC原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基、または2〜20のC原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基は、それぞれ1以上のラジカルR5で置換されていてもよく、上述の基中の1以上のCH2基は、−R5C=CR5−、−C≡C−、Si(R5)2、C=O、C=NR5、−C(=O)O−、−C(=O)NR5−、NR5、P(=O)(R5)、−O−、−S−、SOまたはSO2によって置換されていてもよい)、または5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(それぞれのケースにおいて、1以上のラジカルR5によって置換されていてもよく、2以上のラジカルR4は、互いに結合し、環を形成してもよい)であり;
R5は、出現毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜20のC原子を有する、脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル(ここで、さらに1以上のH原子がDまたはFによって置換されていてもよい)であり;ここで、2以上の置換基R5が互いに結合し、環を形成していてもよく;
ここで、2つの基Ar1のうちの少なくとも1つが、10以上の芳香族環原子を含んでいなければならず;かつ
2つの基Ar1のうちの1つがフェニル基である場合、2つの基Ar1のうちのもう一方は、14より多くの芳香族環原子を含んでいてはならない) - 基Ar2から、隣接する基Ar1またはAr2への結合は、互いにパラ位となる位置にそれぞれ存在することを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- 基Ar1が、出現毎に、同一であるかまたは異なり、6〜14の芳香族環原子を有する、アリール基またはヘテロアリール基(それぞれ、1以上のラジカルR1で置換されていてもよい)から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
- 基Ar1が、出現毎に、6〜10の芳香族環原子を有する、アリール基またはヘテロアリール基(それぞれ、1以上のラジカルR1で置換されていてもよい)から選択されることを特徴とする、請求項3に記載の化合物。
- 基Ar2が、フェニル基(これは1以上のラジカルR2で置換されていてもよい)であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
- 基Ar1がナフチル基(これは1以上のラジカルR1で置換されていてもよい)であり、かつ、基Ar2がフェニル基(これは1以上のラジカルR2で置換されていてもよい)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
- 2つの基Ar1のうちの1つがフェニル基(これは1以上のラジカルR1で置換されていてもよい)であり、2つの基Ar1のうちのもう1つが、ナフチル基(これは1以上のラジカルR1で置換されていてもよい)であり、かつ、基Ar2がフェニル基(これは1以上のラジカルR2で置換されていてもよい)ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
- X1が、出現毎に、同一であるかまたは異なり、C(R3)2、-C(R3)2−C(R3)2−、-C(R3)2−O−、Si(R3)2、O、S、およびNR3から選択されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。
- X1がC(R3)2であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- R2がHまたはDであることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物を1以上含む、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーであって、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマーへの結合が、R1、R2またはR3によって置換される式(I)において、任意の位置で局在化していてもよい、オリゴマー、ポリマーまたはデンドリマー。
- 少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または少なくとも1つの請求項11に記載のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマー、および少なくとも1つの溶剤を含んでなる配合物。
- 少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または少なくとも1つの請求項11に記載のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーを含んでなる、有機集積回路(OIC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機薄膜トランジスタ(OTFT)、有機発光トランジスタ(OLET)、有機太陽電池(OSC)、有機光検出器、有機光受容器、有機電場消光素子(OFQD)、有機発光電子化学電池(OLEC)、有機レーザーダイオード(O−laser)および有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)からなる群から選択される電子素子。
- カソード、アノードおよび少なくとも1つの有機層を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子から選択される電子素子であって、前記少なくとも1つの有機層が少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または少なくとも1つの請求項11に記載のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーを含んでなる、請求項13に記載の電子素子。
- 少なくとも1つの請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または少なくとも1つの請求項11に記載のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーが、正孔輸送層における正孔輸送材料として、発光層における発光化合物として、または発光層におけるマトリックス材料として存在することを特徴とする、請求項14に記載の電子素子。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または請求項11に記載のオリゴマー、ポリマーもしくはデンドリマーの電子素子における使用。
- 少なくとも1つの金属触媒カップリング反応および少なくとも1つの閉環反応を含んでなる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物を調製する方法。
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