JP3321599B2 - 発光材料 - Google Patents

発光材料

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JP3321599B2
JP3321599B2 JP24680299A JP24680299A JP3321599B2 JP 3321599 B2 JP3321599 B2 JP 3321599B2 JP 24680299 A JP24680299 A JP 24680299A JP 24680299 A JP24680299 A JP 24680299A JP 3321599 B2 JP3321599 B2 JP 3321599B2
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伸子 小松崎
隆二 加藤
雄一郎 姫田
秀樹 杉原
裕則 荒川
和行 春日
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/12Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D471/14Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の含窒素環状
化合物を配位子とするRu(II)錯体からなる発光材料
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来平面構造及び平面π共役系を有する
ジピリドフェナジン(dppz)(後記する一般式
(1)において、R1=H、R2=H)やテトラピリドフ
ェナジン(tppz)(後記する一般式(2)におい
て、R3=H、R4=H)を配位子とRu(II)錯体は知
られている。この錯体は、発光性(蛍光性)を有するこ
とから、分子情報プローブや光学センサー等としての用
途を有するものである。しかしながら、これらの錯体の
発光特性は、溶媒依存性が非常に強く、水やアルコール
等のプロトン性溶媒中では、ピラジン環上の窒素原子へ
のプロトン付加によって励起状態が失活されるため、増
感剤として光反応等への利用は著しく制限されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プロトン性
溶媒中でも強い発光を示す材料を提供することをその課
題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、下記一般式(1)
【化3】 (式中、R1及びR2は炭素数1〜4のアルキル基を示
し、bpyはビピリジンを示す)で表されるジピリドフ
ェナジン化合物/ルテニウム錯体からなる発光材料が提
供される。また、本発明によれば、下記一般式(2)
【化4】 (式中、R3及びR4は炭素1〜4のアルキル基を示し、
bpyはビピリジンを示す)で表されるテトラピリドフ
ェナジン化合物/ルテニウム錯体からなる発光材料が提
供される。
【0005】
【発明の実施の形態】前記一般式(1)において、その
1及びR2の具体例としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチルが挙げられる。また、前記一般式(2)にお
いて、そのR 3及びR4の具体例としては、メチル、エチ
ル、プロピル、ブチルが挙げられる。
【0006】前記一般式(1)の化合物は、そのR1
びR2が水素であるものよりも、プロトン性溶媒中で
は、延長された発光(蛍光)寿命を有する。また、前記
一般式(2)の化合物は、そのR3及びR4が水素である
ものよりも、プロトン性溶媒中では、延長された発光
(蛍光)寿命を有する。
【0007】前記一般式(1)の化合物は、波長400
〜550nmの光を吸収して、波長550〜750nm
の光を発光する。一方、一般式(2)の化合物は、波長
400〜550nmの光を吸収して、波長550〜80
0nmの光を発光する。
【0008】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に記
載する。
【0009】実施例1 [ジピリドフェナジン化合物/Ru(II)錯体(一般式
(1)において、R1、R2=CH3)の合成]このもの
の合成経路を以下に示す。
【化5】
【0010】(1)4,7−ジメチル−1,10−フェ
ナントロリン−5,6−ジオン(2)の合成 4,7−ジメチル−1,10−フェナントロリン(1)
−1g(4.8ミリモル)と臭化カリウム 5.95g
(50ミリモル)をよく混ぜ合わせた後、容量200ミ
リリットルのなす型フラスコに入れる。フラスコ全体を
0℃に冷却し、攪拌しつつフラスコの壁をつたわせて濃
硫酸20ccをゆっくり加える。さらに同様に濃硝酸1
0ccを加える。添加終了後、溶液を80〜85℃で2
時間加熱する。加熱終了後、溶液を室温まで冷却し、水
400cc中に注入する。水溶液を重曹で中和した後、
100ccの塩化メチレンで三回抽出する。抽出液は無
水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去する。得られ
た黄色の固体をメタノールから再結晶化することにより
目的物である4,7−ジメチル−1,10−フェナント
ロリン5,6−ジオン(2)が172mg得られる(収
量15%)。NMRと質量分析で構造を確認した。1 H NMR (CDCl3) δ=2.89(6H、
s、CH3)、7.35(2H、d、J=4.9Hz、a
romatic)、8.92(2H、d、J=4.9Hz、aro
matic)FAB Mass M+239(計算値238)
【0011】(2)錯体(3)の合成 4,7−ジメチル−1,10−フェナントロリン−5,
6−ジオン(2)60mg(0.25ミリモル)とビス
(2,2’−ビピリジン)ジクロロルテニウム(II)1水
和物 121mg(0.25ミリモル)をエタノール2
0〜30ccに溶解する。この溶液を窒素雰囲気下3時
間加熱環流する。溶液を室温まで冷却後、溶液を5cc
程度まで濃縮する。これに飽和過塩素酸リチウム水溶液
10ccを加え、析出する暗褐色の沈殿(錯体)を濾過
する。得られた錯体は少量の水及びエーテルで洗浄す
る。錯体(3)はカラムクロマトグラフ(アルミナ、溶
出液アセトニトリル−水−飽和硝酸カリウム=100:
10:1)を通した後、エタノールからの再結晶化によ
り収量125mgで得られる(収率59%)。元素分析
で構造を確認した(RuC3426106Cl2+H2
として)。 計算値 C 47.01、 H 3.25、 N 9.68 実測値 C 46.91、 H 3.15、 N 9.46
【0012】錯体(4) 錯体(3)100mg(0.12ミリモル)と1,2−
フェニレンジアミン19mg(0.18ミリモル)をエ
タノール20〜30ccに溶解する。この溶液を窒素雰
囲気下8時間加熱熱環流する。溶液を室温まで冷却後、
溶媒のエタノールを除去する。残った固体を少量のアセ
トニトリルに溶解して、カラムクロマトグラフ(アルミ
ナ、溶出液アセトニトリル−水−飽和硝酸カリウム=1
00:10:1)を通した後、エタノールからの再結晶
化により赤褐色の錯体(4)が収量31mg得られる
(収率29%)。元素分析で構造を確認した。 元素分析値(RuC403088Cl2+H2Oとして) 計算値 C 51.07、 H 3.43、 N 11.91 実測値 C 51.09、 H 3.36、 N 11.56
【0013】実施例2 テトラピリドフェナジン化合物/Ru(II)錯体(一般
式(2)において、R 3及びR4=CH3)の合成 このものの合成経路を以下に示す。
【化6】
【0014】(1)錯体(5)の合成 実施例1の錯体(3)90mg(0.11ミリモル)と
5,6−ジアミノ−1,10−フェナントロリン 24
mg(0.12ミリモル)をメタノール/アセトニトリ
ル/酢酸(4:3:1)の混合溶媒20〜30ccに溶
解する。この溶液を窒素雰囲気下24時間加熱環流す
る。溶液を室温まで冷却後、溶媒を除去する。残った固
体を少量のアセトニトリルに溶解して、カラムクロマト
グラフ(アルミナ、溶出液アセトニトリル−水−飽和硝
酸カリウム=100:10:1)を通した後、エタノー
ルからの再結晶化により赤褐色の錯体(5)が収量37
mg得られる(収率33%)。元素分析で構造を確認し
た。 元素分析値(RuC4632810Cl2+3H2Oとし
て) 計算値 C 51.21、 H 3.55、 N 12.98 実測値 C 51.04、 H 3.15、 N 13.10
【0015】(2)錯体(6)の合成 錯体(5)56mg(0.054ミリモル)とビス
(2,2’−ビピリジン)ジクロロルテニルム(II)1
水和物 29mg(0.060ミリモル)をエタノール
20〜30ccに溶解する。この溶液を窒素雰囲気下1
2時間加熱環流する。溶液を室温まで冷却後、溶液を5
cc程度まで濃縮する。これに飽和過塩酸リチウム水溶
液10ccを加え、析出する赤橙色の沈殿(錯体)を濾
過する)。得られた錯体を固体を少量のアセトニトリル
に溶解して、カルムクロマトグラフ(アルミナ、溶出液
アセトニトリル−水−飽和硝酸カリウム=100:1
0:1)を通した後、エタノールからの再結晶化により
赤褐色の錯体(6)が収量40mg得られる(収率44
%)。元素分析で構造を確認した。 元素分析値(Ru266481614Cl4+H2Oとし
て) 計算値 C 47.89、 H 3.04、 N 11.85 実測値 C 47.87、 H 2.89、 N 11.57
【0016】実施例3 前記実施例1で得たRu(II)錯体(5)(a1)及び実
施例2で得たRu(II)錯体(6)(b1)に、MeCN
中(錯体濃度1×10-5M)及びMeOH中(錯体濃度
1×10-5M)において波長450nmの光を照射、吸
収させるとともに、発光させ、その発光(蛍光)寿命
(τ(ns))を測定した。そのMeCN中の結果を表
1に示し、そのMeOH中の結果を表2に示す。また、
比較のために、前記一般式(1)において、R1、R2
2Ru(II)錯体(c1)及び前記一般式(2)におい
て、R3、R4=H2Ru(II)錯体(c 2)についても同
様の実験を行った。その結果を表1及び表2に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明の発光材料は、そのプロトン性溶
媒(MeOH)中で発光(蛍光)時間が著しく延長され
たものである。本発明の発光材料は、増感剤としてプロ
トン性溶媒中での光反応や湿式太陽電池、あるいは蛍光
センサー等の用途に供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川 裕則 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 春日 和行 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 審査官 渡辺 陽子 (56)参考文献 特開 昭61−37883(JP,A) 特開 平7−173185(JP,A) 特表2001−517672(JP,A) 特表 平10−508104(JP,A) 特表 平9−508473(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/06 C07D 471/14 C07D 471/22 C07F 15/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1及びR2は炭素数1〜4のアルキル基を示
    し、bpyはビピリジンを示す)で表されるジピリドフ
    ェナジン化合物/ルテニウム錯体からなる発光材料。
  2. 【請求項2】 下記一般式(2) 【化2】 (式中、R3及びR4は炭素1〜4のアルキル基を示し、
    bpyはビピリジンを示す)で表されるテトラピリドフ
    ェナジン化合物/ルテニウム錯体からなる発光材料。
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