JP6260894B2 - Compound and organic electroluminescence device - Google Patents

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Description

本発明は、化合物およびこれを含む正孔輸送層を備えた有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機EL)素子に関する。  The present invention relates to a compound and an organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) device provided with a hole transport layer containing the compound.

有機EL素子は通常、透明基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極がこの位置関係で積層されることにより構成される。
有機EL素子の発光は、(1)正孔および電子が電極から注入され、(2)注入された正孔と電子が輸送され、(3)発光層内で正孔と電子が再結合し、(4)発光材料が電子的励起状態を形成し、(5)電子的励起状態から基底状態に戻る際にエネルギーを光として放射する、という過程を経て生じている。
The organic EL element is usually constituted by laminating an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode in this positional relationship on a transparent substrate.
The light emission of the organic EL element is (1) holes and electrons are injected from the electrodes, (2) the injected holes and electrons are transported, (3) the holes and electrons are recombined in the light emitting layer, (4) The light-emitting material forms an electronically excited state, and (5) it emits energy as light when returning from the electronically excited state to the ground state.

発光材料がエネルギーを得て励起状態となるとき、一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)が1:3の確率で生成する。
一般的に、蛍光材料は、Sからのエネルギーしか光に変換されないのに対し、燐光材料は、Tからのエネルギーも光に変換されるため、蛍光材料を素子に用いた場合よりも、燐光材料を素子に用いた場合の方が有機EL素子の高効率化が期待できる(非特許文献1、非特許文献2)。
When the luminescent material obtains energy and enters an excited state, a singlet excited state (S 1 ) and a triplet excited state (T 1 ) are generated with a probability of 1: 3.
In general, the fluorescent material can convert only the energy from S 1 into light, whereas the phosphorescent material also converts the energy from T 1 into light. When the phosphorescent material is used for the element, higher efficiency of the organic EL element can be expected (Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2).

燐光材料はホスト材料に含有させる方法で使用されるのが一般的である。電極から注入された正孔と電子は、ホスト材料と燐光材料(ゲスト材料)で形成された発光層で再結合し、励起されたホスト材料のエネルギーはゲスト材料に移動し、そのエネルギーによりゲストである燐光材料が励起され、光エネルギーとして放出されることで効率的な発光を得ることができる。  In general, the phosphorescent material is used in a method of being contained in the host material. Holes and electrons injected from the electrode recombine in the light-emitting layer formed of the host material and phosphorescent material (guest material), and the energy of the excited host material moves to the guest material. A certain phosphorescent material is excited and emitted as light energy, whereby efficient light emission can be obtained.

ホスト材料からゲスト材料への効率的なエネルギー移動を可能とするためには、ホスト材料のTエネルギーがゲストである燐光材料のTエネルギーよりも大きいことが望ましい(非特許文献3)。ゲスト材料のTエネルギーの方が大きい場合には、ゲストからホストへの逆エネルギー移動が起こってしまい、発光の高効率化を妨げる要因となってしまうからである。In order to enable efficient energy transfer from the host material to the guest material, it is desirable that the T 1 energy of the host material is larger than the T 1 energy of the phosphorescent material that is the guest (Non-Patent Document 3). If towards the T 1 energy of the guest material is large, it will be going on opposite energy transfer from the guest to the host, because it becomes a factor that hinders the efficiency of light emission.

ここで、有機EL素子の外部量子効率のファクターの一つである再結合効率を高めるためには、注入された正孔と電子が発光層内で効率よく再結合するように、正孔と電子の輸送バランスを調整する必要がある。  Here, in order to increase the recombination efficiency, which is one of the factors of the external quantum efficiency of the organic EL device, the holes and electrons are efficiently recombined in the light emitting layer. It is necessary to adjust the transportation balance.

正孔と電子の輸送バランスを調整するには、正孔注入材料、正孔輸送材料の正孔移動度や、電子注入材料、電子輸送材料の電子移動度、層界面での電荷注入障壁、またそれぞれの膜の厚さなど、多くのファクターを考慮した上でバランスを調整しなければならない。  To adjust the transport balance of holes and electrons, the hole mobility of hole injection materials, hole transport materials, electron mobility of electron injection materials, electron transport materials, charge injection barriers at layer interfaces, The balance must be adjusted after considering many factors such as the thickness of each film.

しかし、材料自身がもつ正孔と電子の輸送性は、材料によって異なり、また異なる材料で形成された層の界面では、電荷注入障壁が生じるため、発光層内で正孔と電子がバランスよく再結合することは容易ではない。電荷注入・輸送バランスが悪い場合としては、正孔または電子のどちらかが少ない場合、あるいはどちらかが極端に多く、再結合せずに通り抜けてしまう場合などが考えられるが、電荷が対極へ流れ出てしまう場合には、電荷をブロックする層を設けて、電荷を発光層内に閉じ込め、再結合効率を高める方法もある。通常、流出する電荷をブロックして電荷を発光層内に閉じ込めるという役割は、正孔輸送層や電子輸送層が担うことが多い。  However, the hole and electron transport properties of the material itself differ depending on the material, and a charge injection barrier occurs at the interface between layers made of different materials. It is not easy to combine. Possible cases where the charge injection / transport balance is poor include when there are few holes or electrons, or when either of them is extremely large and passes through without recombination, but the charge flows out to the counter electrode. In such a case, there is a method in which a charge blocking layer is provided so that the charge is confined in the light emitting layer and the recombination efficiency is increased. Usually, the hole transport layer and the electron transport layer often play the role of blocking outflowing charges and confining the charges in the light emitting layer.

有機EL素子の正孔輸送材料に求められる特性は、再結合効率等を高めるという観点から、正孔輸送性が高く、電子輸送性が低いことに加え、バンドギャップやイオン化ポテンシャル(IP)、電子親和力(Ea)の値が適切な値を有することが重要である。イオン化ポテンシャルは、陽極の仕事関数または正孔注入材料のイオン化ポテンシャルと発光材料のイオン化ポテンシャルとの間の値となることが望ましく、これにより発光層への正孔注入障壁を小さくできる。電子親和力は、発光材料の電子親和力よりも大きくなることが望ましく、これにより電子ブロック効果を得ることができる。なお、電荷注入の指標の一つであるイオン化ポテンシャル(IP)とほぼ同義で、HOMOレベルが用いられ、電子親和力(Ea)とほぼ同義で、LUMOレベルが用いられる場合がある。そして、長寿命化の観点からは、電気的安定性が高いことが求められる。また、熱安定性も高い必要があるため、ガラス転移温度(Tg)、融点、熱分解点などが高いことが要求される。  The characteristics required for the hole transport material of the organic EL element are high hole transport property and low electron transport property from the viewpoint of enhancing recombination efficiency and the like, as well as band gap, ionization potential (IP), electron It is important that the affinity (Ea) value has an appropriate value. It is desirable that the ionization potential be a value between the work function of the anode or the ionization potential of the hole injection material and the ionization potential of the light emitting material, thereby reducing the hole injection barrier to the light emitting layer. The electron affinity is desirably larger than the electron affinity of the light-emitting material, whereby the electron blocking effect can be obtained. Note that the HOMO level is almost synonymous with the ionization potential (IP) which is one of the charge injection indexes, and the LUMO level is almost synonymous with the electron affinity (Ea) in some cases. And it is calculated | required that electrical stability is high from a viewpoint of lifetime extension. In addition, since the thermal stability needs to be high, the glass transition temperature (Tg), the melting point, the thermal decomposition point, and the like are required to be high.

正孔輸送材料としては、例えば下記化学式(7)〜(9)に示されるα−NPD、TPD、NPAPF、Spiro−TTBなど、第三級アミンと芳香族炭化水素の組合せからなる化合物が数多く報告されている(非特許文献4、非特許文献5、特許文献1、非特許文献6)。  As a hole transport material, for example, many compounds composed of combinations of tertiary amines and aromatic hydrocarbons such as α-NPD, TPD, NPAPF, Spiro-TTB represented by the following chemical formulas (7) to (9) have been reported. (Non-patent document 4, Non-patent document 5, Patent document 1, Non-patent document 6).

α−NPD、TPDのガラス転移温度(Tg)はそれぞれ95℃、60℃であり、有機ELの製造過程や、用途(使用環境)を考えると、Tgは少なくとも100℃以上であることが望ましく、熱安定性の要求を満たしているとはいえない。一方、NPAPF、Spiro−TTBのTgは、それぞれ166℃、149℃であるため、熱安定性の要求を満たす材料の一例であるといえる。また、フルオレンやスピロフルオレンを中心骨格にもつ化合物の熱安定性は比較的高いといえる。  α-NPD and TPD have glass transition temperatures (Tg) of 95 ° C. and 60 ° C., respectively, and considering the organic EL production process and application (use environment), Tg is desirably at least 100 ° C. or higher. It cannot be said that the thermal stability requirement is satisfied. On the other hand, since the Tg of NPAPF and Spiro-TTB are 166 ° C. and 149 ° C., respectively, it can be said that it is an example of a material that satisfies thermal stability requirements. Moreover, it can be said that the thermal stability of a compound having fluorene or spirofluorene in the central skeleton is relatively high.

しかし、一般によく用いられている正孔輸送材料であっても、特に熱安定性に優れる材料は少なく、また、熱安定性に優れる材料であっても、正孔輸送材料に求められる性能を全て備える材料は未だ少なく、開発が求められている。  However, even with hole transport materials that are commonly used, there are few materials that are particularly excellent in thermal stability, and even if they are materials that are excellent in thermal stability, all the performance required for hole transport materials is achieved. There are still few materials available, and development is required.

US6586120US6586120

Nature,395,151(1998)Nature, 395, 151 (1998) Nature,403,750(2000)Nature, 403, 750 (2000) Appl.Phys.Lett.,83,569(2003)Appl. Phys. Lett. , 83, 569 (2003) Appl.Phys.Lett.,69,2160(1996)Appl. Phys. Lett. , 69, 2160 (1996) 月間ディスプレイ別冊「有機ELディスプレイ」pp.51(1998)Monthly display separate volume "Organic EL display" pp. 51 (1998) Adv.Funct.Mater.2006,16,966Adv. Funct. Mater. 2006, 16,966

本発明は、バンドギャップ、及びTエネルギーが大きく、電気的安定性・熱的安定性に優れ、有機EL素子の正孔輸送層にも用いることができる新規化合物を提供することを課題とする。さらに、上記化合物を含む正孔輸送層を備えた長寿命で発光効率の高い有機EL素子を提供することを課題とする。It is an object of the present invention to provide a novel compound that has a large band gap and T 1 energy, is excellent in electrical stability and thermal stability, and can be used in a hole transport layer of an organic EL device. . It is another object of the present invention to provide an organic EL device having a long lifetime and high luminous efficiency, which is provided with a hole transport layer containing the above compound.

発明者らは、検討の結果、中心骨格が下記一般式に(1)に示すスピロビフルオレンであって、さらに下記一般式(2)に示すアミノジベンゾチオフェンを含む化合物が提供できることを見出した。  As a result of the study, the inventors have found that the compound having a central skeleton of spirobifluorene represented by the following general formula (1) and further containing aminodibenzothiophene represented by the following general formula (2) can be provided.

また、本発明の化合物は、有機EL素子の正孔輸送材料としても好適に用いることができ、本発明の化合物を正孔輸送層に用いると、高効率で、長寿命な有機EL素子が得られることを見出した。 The compound of the present invention can also be suitably used as a hole transport material for organic EL devices. When the compound of the present invention is used for a hole transport layer, a highly efficient and long-life organic EL device can be obtained. I found out that

上記一般式(1)に示される化合物を正孔輸送材料として用いることにより、有機EL素子の高効率化、長寿命化が達成できる理由は必ずしも明らかではないが、発明者らはその理由を以下のように推定している。  The reason why high efficiency and long life of the organic EL element can be achieved by using the compound represented by the general formula (1) as a hole transport material is not necessarily clear, but the inventors have described the reason as follows. It is estimated as follows.

有機EL素子の正孔輸送材料は、発光層内での電荷の再結合効率等を高めるという観点から、正孔輸送性が高く、電子輸送性が低いという電荷輸送特性を有することに加え、正孔注入・電子阻止特性を高めるという観点から、大きいバンドギャップと、適切なHOMO、LUMOレベルを有し、さらには、長寿命化の観点から、電気的安定性、熱的安定性が高い材料であることが理想的である。  The hole transport material of the organic EL element has positive charge transport properties such as a high hole transport property and a low electron transport property from the viewpoint of increasing the charge recombination efficiency in the light emitting layer. From the viewpoint of enhancing hole injection / electron blocking characteristics, it has a large band gap and appropriate HOMO and LUMO levels. Furthermore, it is a material with high electrical and thermal stability from the viewpoint of extending the life. Ideally.

本発明の化合物においては、スピロビフルオレンからなる中心骨格により、分子の平面性が崩れていることが、バンドギャップの拡大に寄与していると考えられる。しかし、分子の平面性が崩れると、通常、電気的特性が悪くなるというデメリットも存在する。それにもかかわらず、本発明の材料は、分子内にスピロビフルオレン骨格に加え、アミノジベンゾチオフェン骨格を有することにより、大きいバンドギャップを有しながら、適切なHOMO、LUMOレベルを有するだけでなく、高い電気的安定性と、熱的安定性を備えることができる。  In the compound of the present invention, it is considered that the collapse of molecular planarity due to the central skeleton composed of spirobifluorene contributes to the expansion of the band gap. However, when the planarity of the molecule is lost, there is a demerit that the electrical characteristics usually deteriorate. Nevertheless, the material of the present invention not only has an appropriate HOMO and LUMO level while having a large band gap by having an aminodibenzothiophene skeleton in addition to a spirobifluorene skeleton in the molecule, High electrical stability and thermal stability can be provided.

さらに発明者らは、発光層内での逆エネルギー移動を防ぐために、ホスト材料のTエネルギーがゲスト材料のTエネルギーよりも大きい必要があるという点に着目し、この逆エネルギー移動による効率の低下の現象は、発光層に接触する正孔輸送材料や、電子輸送材料にも関係すると考えた。すなわち、前記した逆エネルギー移動を抑制するという観点からは、正孔輸送材料のTエネルギーが、発光材料のそれよりも大きいことが望ましいと考えられる。
この点について、本発明の化合物は、比較的大きなTエネルギーを有しているため、特に緑色〜赤色有機EL素子において、高効率化、長寿命化に寄与するものと推定することができる。
Further the inventors found that in order to prevent reverse energy transfer in the light-emitting layer, the T 1 energy of the host material is focused on that must be greater than the T 1 energy of the guest material, the efficiency due to the reverse energy transfer The phenomenon of the decrease was considered to be related to the hole transport material in contact with the light emitting layer and the electron transport material. That is, from the viewpoint of suppressing the reverse energy transfer described above, it is desirable that the T 1 energy of the hole transport material is larger than that of the light emitting material.
In this regard, the compounds of the present invention, since it has a relatively large the T 1 energy, particularly in the green to red organic EL element, high efficiency can be estimated to contribute to the long life.

本発明の要旨は、以下の通りである。
(a)下記一般式(1)に示す化合物。
The gist of the present invention is as follows.
(A) A compound represented by the following general formula (1).

〜Xは、各々独立して、水素、又は下記一般式(2)のいずれかから選ばれ、X〜Xのうち少なくとも一つが下記一般式(2)である。 X 1 to X 4 are each independently selected from hydrogen or any one of the following general formula (2), and at least one of X 1 to X 4 is the following general formula (2).

〜Rは、各々独立して、水素、置換基を有してもよいアルキル基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれ、各々独立して、単数または複数存在していてもよく、複数存在する場合は、互いに同一又は異なる基であってもよい。
Yは、置換基を有してもよい芳香族環式基を示す。
R 1 to R 6 are each independently selected from hydrogen, an alkyl group that may have a substituent, or a halogen group, and each may be independently present in one or more, When two or more are present, they may be the same or different groups.
Y represents an aromatic cyclic group which may have a substituent.

(b)一般式(1)における、X〜Xが、各々独立して、水素、又は下記一般式(3)、若しくは下記一般式(4)のいずれかから選ばれ、X〜Xのうち少なくとも一つが下記一般式(3)、若しくは下記一般式(4)である、請求項1に記載の化合物。(B) X 1 to X 4 in the general formula (1) are each independently selected from hydrogen, the following general formula (3), or the following general formula (4), and X 1 to X The compound according to claim 1, wherein at least one of 4 is represented by the following general formula (3) or the following general formula (4).

〜Rは、各々独立して、水素、置換基を有してもよいアルキル基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれ、各々独立して、単数または複数存在していてもよく、複数存在する場合は、互いに同一又は異なる基であってもよい。
Yは、置換基を有してもよい芳香族環式基を示す。
(c)X〜Xが水素以外であることを特徴とする、(a)、又は(b)に記載の化合物。
(d)Xが水素であることを特徴とする、(a)、又は(b)に記載の化合物。
(e)XおよびXが水素であることを特徴とする、(a)、又は(b)に記載の化合物。
(f)XおよびXが水素であることを特徴とする、(a)、又は(b)に記載の化合物。
(g)X、XおよびXが水素であることを特徴とする、(a)、又は(b)に記載の化合物。
(h)X〜Xの結合位が、それぞれスピロビフルオレン骨格の2位、7位、2’位、7’位であることを特徴とする(a)〜(g)のうちいずれかに記載の化合物。
(i)Yがフェニル基である、(a)〜(h)のうちいずれかに記載の化合物。
(j)R〜Rが水素である、(a)〜(i)のうちいずれかに記載の化合物。
(k)下記化学式(5)に示される化合物。
R 1 to R 6 are each independently selected from hydrogen, an alkyl group that may have a substituent, or a halogen group, and each may be independently present in one or more, When two or more are present, they may be the same or different groups.
Y represents an aromatic cyclic group which may have a substituent.
(C) The compound according to (a) or (b), wherein X 1 to X 4 are other than hydrogen.
(D) The compound according to (a) or (b), wherein X 4 is hydrogen.
(E) The compound according to (a) or (b), wherein X 3 and X 4 are hydrogen.
(F) The compound according to (a) or (b), wherein X 2 and X 4 are hydrogen.
(G) The compound according to (a) or (b), wherein X 2 , X 3 and X 4 are hydrogen.
(H) Any one of (a) to (g), wherein the bonding positions of X 1 to X 4 are the 2nd, 7th, 2 ′ and 7 ′ positions of the spirobifluorene skeleton, respectively. Compound described in 1.
(I) The compound according to any one of (a) to (h), wherein Y is a phenyl group.
(J) The compound according to any one of (a) to (i), wherein R 1 to R 6 are hydrogen.
(K) A compound represented by the following chemical formula (5).

(l)下記化学式(6)に示される化合物。  (L) A compound represented by the following chemical formula (6).

(m)電極、陽極、及びこれら両電極間に、有機化合物で形成された層を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機化合物で形成された層に(a)〜(l)のうちいずれかに記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(n)陽極、陰極、及びこれら両電極間に、電荷輸送材料を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電荷輸送材料に、(a)〜(l)のうちいずれかに記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(o)陽極、陰極、及びこれら両電極間に、正孔輸送層層を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記正孔輸送層に、(a)〜(l)のうちいずれかに記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(p)陽極、陰極、及びこれら両電極間に、発光層、正孔輸送層層を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層が、ホスト材料と、発光材料からなるゲスト材料とを含み、
前記ホスト材料が、電子輸送性材料、又は電子と正孔の両電荷輸送性材料であって、
前記正孔輸送層に、(a)〜(l)のうちいずれかに記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(q)ゲスト材料が、燐光材料であることを特徴とする(p)に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(M) an organic electroluminescence device comprising an electrode, an anode, and a layer formed of an organic compound between these electrodes,
The organic electroluminescent element characterized by including the compound in any one of (a)-(l) in the layer formed with the said organic compound.
(N) an organic electroluminescence device containing a charge transport material between an anode, a cathode, and both electrodes,
An organic electroluminescence device comprising the compound according to any one of (a) to (l) in the charge transport material.
(O) an organic electroluminescent device comprising a positive hole, a negative electrode, and a hole transport layer between both electrodes,
An organic electroluminescence element comprising the compound according to any one of (a) to (l) in the hole transport layer.
(P) An organic electroluminescence device comprising a light emitting layer and a hole transport layer layer between an anode, a cathode, and both of these electrodes,
The light emitting layer includes a host material and a guest material made of a light emitting material,
The host material is an electron transporting material or a charge transporting material of both electrons and holes,
An organic electroluminescence element comprising the compound according to any one of (a) to (l) in the hole transport layer.
(Q) The organic electroluminescence device according to (p), wherein the guest material is a phosphorescent material.

本発明により、バンドギャップ、及びTエネルギーが大きく、電気的安定性・熱的安定性に優れ、有機EL素子の正孔輸送層にも用いることができる化合物を提供することができる。
さらに、上記化合物を含む正孔輸送層を備えた長寿命で発光効率の高い有機EL素子を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a compound that has a large band gap and T 1 energy, is excellent in electrical stability and thermal stability, and can be used in a hole transport layer of an organic EL device.
Furthermore, it is possible to provide an organic EL device having a long lifetime and high luminous efficiency, which includes a hole transport layer containing the above compound.

(化合物の態様について)
下記一般式(1)におけるX〜Xは、各々独立して、水素、または下記一般式(2)、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)のいずれかから選ばれ、XないしXのうち少なくとも一つが下記一般式(2)、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)のいずれかである。
(About the aspect of a compound)
X 1 to X 4 in the following general formula (1) are each independently selected from hydrogen or any one of the following general formula (2), the following general formula (3), or the following general formula (4), At least one of X 1 to X 4 is any one of the following general formula (2), the following general formula (3), or the following general formula (4).

上記一般式(1)〜(4)におけるR〜Rは、成膜後の膜質の向上、電気的安定性、熱的安定性の向上、化合物の合成・精製のし易さの観点から選ばれる。 R 1 to R 6 in the above general formulas (1) to (4) are from the viewpoint of improving film quality after film formation, improving electrical stability and thermal stability, and easiness of compound synthesis and purification. To be elected.

〜Rは、各々独立して、水素、置換基を有してもよいアルキル基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれる。R〜Rにおける、置換基を有してもよいアルキル基の置換基は、アルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれる。R 1 to R 6 are each independently selected from any of hydrogen, an optionally substituted alkyl group, and a halogen group. The substituent of the alkyl group that may have a substituent in R 1 to R 6 is selected from any of an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen group.

〜Rにおける、置換基を有してもよいアルキル基は、直鎖状でも環状でもよい。直鎖状のアルキル基は、汎用の有機溶剤への溶解性、有機EL素子作成時の成膜性等の観点から、炭素数1〜18が好ましく、ガラス転移温度、立体障害等の観点から、炭素数1〜6がより好ましい。炭素数1〜18の直鎖状のアルキル基とは、メチル基、エチル基、プロピル基、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、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基をいう。環状のアルキル基は、炭素数3〜18が好ましく、ガラス転移温度、立体障害等の観点から、炭素数3〜8が好ましい。環状のアルキル基は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、またはビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基等の多環アルキル基が挙げられる。The alkyl group that may have a substituent in R 1 to R 6 may be linear or cyclic. The linear alkyl group preferably has 1 to 18 carbon atoms from the viewpoint of solubility in a general-purpose organic solvent, film-forming properties at the time of creating an organic EL element, and from the viewpoint of glass transition temperature, steric hindrance, etc. C1-C6 is more preferable. The linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group. Tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group. The cyclic alkyl group preferably has 3 to 18 carbon atoms, and preferably has 3 to 8 carbon atoms from the viewpoint of glass transition temperature, steric hindrance and the like. The cyclic alkyl group includes, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononyl group, a cyclodecyl group, a cycloundecyl group, a cyclododecyl group, a cyclotridecyl group, a cyclotridecyl group, Examples include a cycloalkyl group such as a tetradecyl group, a cycloheptadecyl group, and a cyclohexyl group, or a polycyclic alkyl group such as a bicycloalkyl group and a tricycloalkyl group.

〜Rにおける、置換基を有してもよいアルキル基の置換基は、2以上置換してもよく、各々が異なってもよい。
置換基を有してもよいアルキル基の置換基として選ばれるアルキル基は、有機EL素子作製時の成膜性の観点から、主鎖となるアルキル基と、その置換基であるアルキル基を合計した炭素数が、1〜18となるのが好ましく、ガラス転移温度、立体障害等の観点から、合計した炭素数が1〜6となるのがより好ましい。
The substituents of the alkyl group that may have a substituent in R 1 to R 6 may be substituted two or more, and each may be different.
The alkyl group selected as the substituent of the alkyl group that may have a substituent is the sum of the alkyl group serving as the main chain and the alkyl group that is the substituent, from the viewpoint of film-forming properties during the preparation of the organic EL device. The number of carbons thus obtained is preferably 1-18, and more preferably the total number of carbons is 1-6 from the viewpoint of glass transition temperature, steric hindrance and the like.

置換基を有してもよいアルキル基の置換基としてアルキル基が選択される場合とは、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、1−エチルプロピル基、1−n−プロピルプロピル基、1−メチルブチル基、1−エチルブチル基、1−プロピルブチル基、1−n−ブチルブチル基、1−メチルペンチル基、1−エチルペンチル基、1−n−プロピルペンチル基、1−n−ペンチルペンチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルヘキシル基、1−n−プロピルヘキシル基、1−n−ブチルヘキシル基、1−n−ペンチルヘキシル基、1−n−ヘキシルヘキシル基、1−メチルヘプチル基、1−エチルヘプチル基、1−n−プロピルヘプチル基、1−n−ブチルヘプチル基、1−n−ペンチルヘプチル基、1−n−ヘプチルヘプチル基、1−メチルオクチル基、1−エチルオクチル基、1−n−プロピルオクチル基、1−n−ブチルオクチル基、1−n−ペンチルオクチル基、1−n−ヘキシルオクチル基、1−n−ヘプチルオクチル基、1−n−オクチルオクチル基、1−メチルノニル基、1−エチルノニル基、1−n−プロピルノニル基、1−n−ブチルノニル基、1−n−ペンチルノニル基、1−n−ヘキシルノニル基、1−n−ヘプチルノニル基、1−n−オクチルノニル基、1−n−ノニルノニル基、1−メチルデシル基、iso−プロピル基、t−ブチル基、2−メチルブチル基、2−エチルブチル基、2−n−プロピルペンチル基、2−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、2−n−プロピルヘキシル基、2−n−ブチルヘキシル基、2−メチルヘプチル基、2−エチルヘプチル基、2−n−プロピルヘプチル基、2−n−ブチルヘプチル基、2−n−ペンチルヘプチル基、2−メチルオクチル基、2−エチルオクチル基、2−n−プロピルオクチル基、2−n−ブチルオクチル基、2−n−ペンチルオクチル基、2−n−ヘキシルオクチル基、2−メチルノニル基、2−エチルノニル基、2−n−プロピルノニル基、2−n−ブチルノニル基、2−n−ペンチルノニル基、2−n−ヘキシルノニル基、2−n−ヘプチルノニル基、2−メチルデシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,3,3−トリメチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルペンチル基、3−エチルペンチル基、4−メチルペンチル基、4−エチルヘキシル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2,3,3,4−テトラメチルペンチル基、3−メチルヘキシル基、2,5−ジメチルヘキシル基、3−エチルヘキシル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、6−メチルヘプチル基、3,7−ジメチルオクチル基、6−メチルオクチル基、等が挙げられる。  The case where an alkyl group is selected as a substituent of the alkyl group which may have a substituent is, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 1-ethylpropyl group, 1-n-propylpropyl Group, 1-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 1-propylbutyl group, 1-n-butylbutyl group, 1-methylpentyl group, 1-ethylpentyl group, 1-n-propylpentyl group, 1-n-pentyl group Pentyl group, 1-methylhexyl group, 1-ethylhexyl group, 1-n-propylhexyl group, 1-n-butylhexyl group, 1-n-pentylhexyl group, 1-n-hexylhexyl group, 1-methylheptyl Group, 1-ethylheptyl group, 1-n-propylheptyl group, 1-n-butylheptyl group, 1-n-pentylheptyl group, 1-n-heptylheptyl 1-methyloctyl group, 1-ethyloctyl group, 1-n-propyloctyl group, 1-n-butyloctyl group, 1-n-pentyloctyl group, 1-n-hexyloctyl group, 1-n-heptyl Octyl group, 1-n-octyloctyl group, 1-methylnonyl group, 1-ethylnonyl group, 1-n-propylnonyl group, 1-n-butylnonyl group, 1-n-pentylnonyl group, 1-n-hexylnonyl Group, 1-n-heptylnonyl group, 1-n-octylnonyl group, 1-n-nonylnonyl group, 1-methyldecyl group, iso-propyl group, t-butyl group, 2-methylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 2 -N-propylpentyl group, 2-methylhexyl group, 2-ethylhexyl group, 2-n-propylhexyl group, 2-n-butylhexyl group, 2-methylheptyl group Group, 2-ethylheptyl group, 2-n-propylheptyl group, 2-n-butylheptyl group, 2-n-pentylheptyl group, 2-methyloctyl group, 2-ethyloctyl group, 2-n-propyl Octyl group, 2-n-butyloctyl group, 2-n-pentyloctyl group, 2-n-hexyloctyl group, 2-methylnonyl group, 2-ethylnonyl group, 2-n-propylnonyl group, 2-n-butylnonyl Group, 2-n-pentylnonyl group, 2-n-hexylnonyl group, 2-n-heptylnonyl group, 2-methyldecyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2,3,3-trimethylbutyl group, 3- Methylbutyl group, 3-methylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 4-methylpentyl group, 4-ethylhexyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2,4-dimethylpentene Tyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2,3,3,4-tetramethylpentyl group, 3-methylhexyl group, 2,5-dimethylhexyl group, 3-ethylhexyl group, 3,5,5 -Trimethylhexyl group, 4-methylhexyl group, 6-methylheptyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 6-methyloctyl group, etc. are mentioned.

置換基を有してもよいアルキル基の置換基として選ばれるアルコキシ基は、汎用の有機溶剤への溶解性、有機EL素子作製時の成膜性等の観点から、アルキル基と、その置換基であるアルコキシ基を合計した炭素数が1〜18となるが好ましく、ガラス転移温度、立体障害等の観点から、合計した炭素数が1〜6となるのがより好ましい。  The alkoxy group selected as the substituent of the alkyl group which may have a substituent is an alkyl group and its substituent from the viewpoints of solubility in a general-purpose organic solvent, film-forming properties at the time of preparing an organic EL device, and the like. The total number of carbon atoms of the alkoxy groups is preferably 1 to 18, and from the viewpoint of glass transition temperature, steric hindrance and the like, the total number of carbon atoms is more preferably 1 to 6.

置換基を有してもよいアルキル基の置換基として選ばれるハロゲン基は、フッ素基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基が挙げられ、このうち、電気的・熱的安定性、合成のし易さの観点から、フッ素基が好ましい。  Examples of the halogen group selected as the substituent of the alkyl group that may have a substituent include a fluorine group, a chloro group, a bromo group, and an iodo group, and among these, electrical and thermal stability, and ease of synthesis. From this viewpoint, a fluorine group is preferred.

ここで、RおよびRは、上記のように、水素、アルキル基、又はハロゲン基が選ばれるが、電気的安定性、熱的安定性、成膜性、合成・精製のし易さ等を総合して判断すると、水素、又はメチル基が最も好ましい。また、メチル基が選ばれる場合、ジベンゾチオフェンの反応点である2位、又は4位に置換されると電気的安定性が増すと考えられ、好ましい。Here, as described above, R 5 and R 6 are each selected from hydrogen, an alkyl group, or a halogen group. However, electrical stability, thermal stability, film formability, easiness of synthesis and purification, etc. In view of the above, hydrogen or a methyl group is most preferable. Further, when a methyl group is selected, it is considered preferable that substitution is made at the 2-position or 4-position, which is the reaction point of dibenzothiophene, to increase electrical stability.

また、一般式(2)〜(4)におけるYは、化合物のHOMOレベル、LUMOレベル、バンドギャップ等の電気的効果、および融点、ガラス転移温度等の熱的安定性、および立体障害の効果の観点から選ばれる。  Further, Y in the general formulas (2) to (4) represents electrical effects such as HOMO level, LUMO level and band gap of the compound, thermal stability such as melting point and glass transition temperature, and steric hindrance effect. Selected from the perspective.

Yは、置換基を有してもよい芳香族環式基を示す。
芳香族環式基は、芳香族炭化水素基、または複素環基を示す。
Y represents an aromatic cyclic group which may have a substituent.
The aromatic cyclic group represents an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group.

Yで示される、置換基を有してもよい芳香族環式基としては、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、炭素数1〜30の芳香族複素環基が挙げられる。  Examples of the aromatic cyclic group which may have a substituent represented by Y include an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms and an aromatic heterocyclic group having 1 to 30 carbon atoms.

ここで、Yで示される炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、6π電子系、10π電子系、12π電子系、14π電子系の芳香族炭化水素環基が挙げられ、具体的には、フェニル、ビフェニル、ナフチル、テルフェニル、アンスリル、アズレニル、フルオレニル、ピレニル、フェナンスリル、ナフスリル等が挙げられ、このうち適切な電気的効果、及び熱的安定性を得るという観点から特にフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基が好ましい。
また、ビフェニル基の場合、当該ビフェニルのうちフェニル同士の結合位のオルト位にあたる部分にメチル基等のアルキル基が導入されると立体障害によりビフェニル骨格がねじれ、π共役系の広がりを抑え、適切な電気的効果を得ることができるため、特に2,2’‐ジメチル‐1,1’−ビフェニルが好ましい。
Here, examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms represented by Y include 6π electron system, 10π electron system, 12π electron system, and 14π electron system aromatic hydrocarbon ring groups. Are phenyl, biphenyl, naphthyl, terphenyl, anthryl, azulenyl, fluorenyl, pyrenyl, phenanthryl, naphthyl, etc., and among them, phenyl group, naphthyl are particularly preferred from the viewpoint of obtaining appropriate electrical effects and thermal stability. Group and biphenyl group are preferred.
In addition, in the case of a biphenyl group, when an alkyl group such as a methyl group is introduced into the portion corresponding to the ortho position of the phenyl-to-phenyl bond, the biphenyl skeleton is twisted due to steric hindrance, and the spread of the π-conjugated system is suppressed. In particular, 2,2′-dimethyl-1,1′-biphenyl is preferable because a good electrical effect can be obtained.

Yで示される芳香族複素環基としては、6π電子系、10π電子系、12π電子系、14π電子系の芳香族複素環基が挙げられ、具体的には、チエニル、フリル、ピロリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ピラゾリル、オキサゾリル、イソオキゾリル、ピリジル、ピリダジル、オキサジアゾリル、イミダゾリル、トリアジル、チアジアゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾセレナジアゾリル、チエノ[2,3−b]チエニル、チエノ[3,2−b]チエニル、チエノ[3,4−b]チエニル、9−オキソフルオレニル、カルバゾリル、ジベンゾチオフェニル、シラフルオレニル、セレノフルオレニル、キサンテニル、フェナントロリル、フェナジリル、フェニキサジリル等が挙げられる。このうち適切な電気的効果を得るという観点から特にジベンゾチオフェニル基が好ましい。  Examples of the aromatic heterocyclic group represented by Y include 6π electron system, 10π electron system, 12π electron system, and 14π electron system aromatic heterocyclic groups. Specifically, thienyl, furyl, pyrrolyl, thiazolyl, Isothiazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, isooxolyl, pyridyl, pyridazyl, oxadiazolyl, imidazolyl, triazyl, thiadiazolyl, benzothiazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzooxadiazolyl, benzotriazolyl, benzothiadiazolyl, benzoselenadiazolyl, thieno [2,3-b] thienyl, thieno [3,2-b] thienyl, thieno [3,4-b] thienyl, 9-oxofluorenyl, carbazolyl, dibenzothiophenyl, silafluorenyl, selenofluorenyl, xanthenyl The phenant Lil, Fenajiriru, Fenikisajiriru, and the like. Of these, a dibenzothiophenyl group is particularly preferable from the viewpoint of obtaining an appropriate electrical effect.

置換基を有してもよい芳香族環式基の置換基は、2以上置換してもよく、各々異なってもよい。
置換基を有してもよい芳香族環式基の置換基としては、直鎖もしくは分岐又は環状のアルキル基、ハロゲン基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基が挙げられる。また、アルキル基としては、適切な立体的効果を得るという観点から、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などが好ましい。また、ハロゲンとしては、合成のし易さの観点からフッ素基が好ましい。
Two or more substituents of the aromatic cyclic group which may have a substituent may be substituted, or may be different from each other.
Examples of the substituent of the aromatic cyclic group which may have a substituent include a linear, branched, or cyclic alkyl group, a halogen group, an amino group, a nitro group, and a cyano group. Moreover, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group etc. are preferable from a viewpoint of obtaining an appropriate steric effect. As the halogen, a fluorine group is preferable from the viewpoint of easy synthesis.

一般式(1)におけるX〜Xは、各々独立して、水素、または下記一般式(2)、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)のいずれかから選ばれ、XないしXのうち少なくとも一つが下記一般式(2)、下記一般式(3)、又は下記一般式(4)のいずれかである。このうち、合成のし易さの観点から、X〜Xのうち、X、およびXが水素である場合、又はX、およびXが水素である場合が好ましい。また、電気的安定性、合成のし易さの観点から、X〜Xが一般式(3)、又は一般式(4)であることが好ましい。さらに、合成のし易さの観点から、X〜Xの結合位が、それぞれスピロビフルオレン骨格の2位、7位、2’位、7’位であることが好ましい。X 1 to X 4 in the general formula (1) are each independently selected from hydrogen or any one of the following general formula (2), the following general formula (3), or the following general formula (4). At least one of 1 to X 4 is any one of the following general formula (2), the following general formula (3), or the following general formula (4). Among these, from the viewpoint of ease of synthesis, among X 1 to X 4 , it is preferable that X 3 and X 4 are hydrogen, or X 2 and X 4 are hydrogen. Also, electrical stability, in terms of ease of synthesis, it is preferred that X 1 to X 4 is a general formula (3), or general formula (4). Furthermore, from the viewpoint of ease of synthesis, it is preferable that the bonding positions of X 1 to X 4 are the 2nd, 7th, 2 'and 7' positions of the spirobifluorene skeleton, respectively.

以下に、具体的な化合物を例示する。
一般式(1)におけるX〜Xが、一般式(2)で表される場合、例えば、以下に示す化合物(11)〜(20)の化合物群が挙げられる。
Specific examples of the compounds are shown below.
X 1 to X 4 in the general formula (1) is, as represented by the general formula (2) include compounds of the following compounds (11) - (20).

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)で表される場合、例えば、以下に示す化合物(21)〜(32)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are represented by the general formula (2), for example, the compound groups of the following compounds (21) to (32) may be mentioned. .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)で表される場合、例えば、以下に示す化合物(33)〜(44)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are represented by the general formula (2), for example, the compound groups of the following compounds (33) to (44) may be mentioned. .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Rにメチル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(45)〜(56)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (2) and a methyl group is selected as R, for example, the following compounds (45) to The compound group of (56) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Rにメチル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(57)〜(68)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (2) and a methyl group is selected as R, for example, the following compounds (57) to The compound group of (68) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Rにt−ブチル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(69)〜(80)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (2) and a t-butyl group is selected for R, for example, the following compound (69 ) To (80).

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Rにt−ブチル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(81)〜(92)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (2) and a t-butyl group is selected as R, for example, the following compound (81 ) To (92).

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(93)〜(102)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (2) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (93) to The compound group of (102) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(103)〜(114)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (2) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (103) to The compound group of (114) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Yに2,2’−ジメチル−1,1’−ビフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(115)〜(122)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (2) and Y is a 2,2′-dimethyl-1,1′-biphenyl group Is, for example, a group of compounds (115) to (122) shown below.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、Yに2,2’−ジメチル−1,1’−ビフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(123)〜(132)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (2) and a 2,2′-dimethyl-1,1′-biphenyl group is selected as Y Includes, for example, compound groups (123) to (132) shown below.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)である場合には、例えば、以下に示す化合物(133)〜(136)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (3), for example, the compound groups of the following compounds (133) to (136) are exemplified. .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(137)〜(140)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (3) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (137) to The compound group of (140) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)である場合には、例えば、以下に示す化合物(141)〜(144)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (3), examples include the compound groups of the following compounds (141) to (144). .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(145)〜(148)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (3) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (145) to The compound group of (148) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)である場合には、例えば、以下に示す化合物(149)〜(152)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (4), for example, the following compound groups of the compounds (149) to (152) are exemplified. .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(153)〜(156)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 4 are the general formula (4) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (153) to The compound group of (156) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)である場合には、例えば、以下に示す化合物(157)〜(160)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (4), for example, the following compound groups of the compounds (157) to (160) are exemplified. .

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、Yにフェニル基が選ばれる場合には、例えば、以下に示す化合物(161)〜(164)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), when X 1 and X 2 are the general formula (4) and a phenyl group is selected as Y, for example, the following compounds (161) to The compound group of (164) is mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(165)〜(168)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (2), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. In the case of substitution, for example, the following compound groups (165) to (168) can be mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(169)〜(172)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (2), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. When it is substituted and Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (169) to (172) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(173)〜(176)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (2), and X 1 and X 2 are substituted at positions 2 and 7 of the central skeleton, spirobifluorene In the case where it is, for example, the following compound groups (173) to (176) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(2)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(177)〜(180)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (2), and X 1 and X 2 are substituted at positions 2 and 7 of the central skeleton, spirobifluorene In the case where Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (177) to (180) may be mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(181)〜(184)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (3), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. In the case of substitution, for example, the following compound groups (181) to (184) can be mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(6)及び(185)〜(187)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (3), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. When it is substituted and Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (6) and (185) to (187) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(188)〜(191)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (3), and X 1 and X 2 are substituted at the 2nd and 7th positions of the central skeleton, spirobifluorene In the case where it is, for example, the following compound groups (188) to (191) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(3)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(5)及び(193)〜(194)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (3), and X 1 and X 2 are substituted at the 2nd and 7th positions of the central skeleton, spirobifluorene When Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (5) and (193) to (194) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(195)〜(198)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (4), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. In the case of substitution, for example, the following compound groups (195) to (198) can be mentioned.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,2’位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(199)〜(202)の化合物群が挙げられる。Among X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 4 are the general formula (4), and X 1 and X 4 are in the 2,2 ′ positions of the central skeleton, spirobifluorene. When it is substituted and Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (199) to (202) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されている場合には、例えば、以下に示す化合物(203)〜(206)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (4), and X 1 and X 2 are substituted at positions 2 and 7 of the central skeleton, spirobifluorene In the case where it is, for example, the following compound groups (203) to (206) are exemplified.

一般式(1)におけるX〜Xのうち、XおよびXが一般式(4)であって、XおよびXが、中心骨格であるスピロビフルオレンの2,7位に置換されており、Yがフェニル基である場合には、例えば、以下に示す化合物(207)〜(210)の化合物群が挙げられる。Of X 1 to X 4 in the general formula (1), X 1 and X 2 are the general formula (4), and X 1 and X 2 are substituted at positions 2 and 7 of the central skeleton, spirobifluorene In the case where Y is a phenyl group, for example, the following compound groups (207) to (210) are exemplified.

なお、ここに挙げた化合物は例示であって、これに限定されるものではない。  In addition, the compound quoted here is an illustration, Comprising: It is not limited to this.

(合成について)
本発明に係る化合物の代表的な合成手法について述べる。
下記一般式(211)に示す化合物の代表的な合成手法について述べる。
(About synthesis)
A typical synthesis method of the compound according to the present invention will be described.
A typical synthesis method of the compound represented by the following general formula (211) will be described.

一般式()に示される化合物は、下記反応式(S1)に示すように、ジベンゾチオフェン誘導体を一般的なハロゲン化反応を用いてハロゲン化し、続いて下記一般式(213)に示されるハロゲン化ジベンゾチオフェンと、下記一般式(214)に示されるアミノ基を有する芳香族炭化水素とのN−アリール化反応を行うことにより合成される。  As shown in the following reaction formula (S1), the compound represented by the general formula () is a halogenated dibenzothiophene derivative using a general halogenation reaction, followed by the halogenation represented by the following general formula (213). It is synthesized by performing an N-arylation reaction between dibenzothiophene and an aromatic hydrocarbon having an amino group represented by the following general formula (214).

ハロゲン化反応には、例えば、臭素、ヨウ素などのハロゲンを触媒存在下で直接反応させる方法や、ハロゲン化剤を用いる方法がある。ハロゲン化剤は、クロロ化剤、ブロモ化剤、ヨード化剤がある。クロロ化剤としては、例えば、N−クロロスクシンイミド(NCS)等が挙げられ、ブロモ化剤としては、例えば、N−ブロモスクシンイミド(NBS)、ジブロモイソシアヌル酸(DBI)等が挙げられ、ヨード化剤としては、例えば、N−ヨードスクシンイミド(NIS)、1,3−ジヨード−5,5’−ジメチルヒルダントイン(DIH)等が挙げられる。  Examples of the halogenation reaction include a method of directly reacting halogens such as bromine and iodine in the presence of a catalyst, and a method of using a halogenating agent. Halogenating agents include chlorinating agents, brominating agents, and iodinating agents. Examples of the chlorinating agent include N-chlorosuccinimide (NCS) and the like, and examples of the brominating agent include N-bromosuccinimide (NBS) and dibromoisocyanuric acid (DBI). Examples thereof include N-iodosuccinimide (NIS), 1,3-diiodo-5,5′-dimethyl hirudantoin (DIH) and the like.

続いて、ハロゲンの置換位置が異なるハロゲン化ジベンゾチオフェンの合成について述べる。  Next, the synthesis of halogenated dibenzothiophenes with different halogen substitution positions will be described.

ジベンゾチオフェンの4位がハロゲン化された下記一般式(215)に示される化合物を得るためには、例えば、下記反応式(S2)に示される方法が挙げられる。  In order to obtain a compound represented by the following general formula (215) in which the 4-position of dibenzothiophene is halogenated, for example, a method represented by the following reaction formula (S2) may be mentioned.

すなわち、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジブロモエタン、又は1,2−ジヨードエタンなどのジハロゲン化エタンを用いて、アニオン化された炭素をハロゲン化することができ、この方法により、ジベンゾチオフェンの4位を優先的にハロゲン化することができる。  That is, an anionized carbon can be halogenated using a dihalogenated ethane such as 1,2-dichloroethane, 1,2-dibromoethane, or 1,2-diiodoethane. The 4-position can be preferentially halogenated.

ジベンゾチオフェンの2位がハロゲン化された化合物を得るためには、例えば、下記反応式(S3)に示す方法が挙げられる。  In order to obtain a compound in which the 2-position of dibenzothiophene is halogenated, for example, a method shown in the following reaction formula (S3) can be mentioned.

例えば、ジベンゾチオフェンにハロゲン化剤の一種であるNBSを反応させることにより、ジベンゾチオフェンの2位が優先的にハロゲン化される。ハロゲン化剤の量を調整することにより、2以上のハロゲン基を導入することも可能である。  For example, by reacting NBS, which is a kind of halogenating agent, with dibenzothiophene, the 2-position of dibenzothiophene is preferentially halogenated. It is also possible to introduce two or more halogen groups by adjusting the amount of the halogenating agent.

また、例えば、J.Org.Chem.,2006,71,6291に記載された方法を応用した下記反応式(S4)に示す方法に示す方法を用いれば、下記一般式(222)に示される1位がハロゲン化されたジベンゾチオフェンやその誘導体を合成することができる。  Also, for example, J. Org. Org. Chem. , 2006, 71, 6291 applied to the method shown in the following reaction formula (S4), the dibenzothiophene halogenated at the 1-position shown in the following general formula (222) and its Derivatives can be synthesized.

また、Tetrahedron,2002,58,1709に記載された方法を応用した下記反応式(S5)に示す方法などを用いれば、下記一般式(227)に示される3位がハロゲン化されたジベンゾチオフェンや、その誘導体を合成することができる。  Further, by using the method shown in the following reaction formula (S5) to which the method described in Tetrahedron, 2002, 58, 1709 is applied, dibenzothiophene in which the 3-position shown in the following general formula (227) is halogenated, The derivative can be synthesized.

下記反応式(S6)に示すように、ハロゲン化ジベンゾチオフェンと、アミノ基が導入された芳香族環式基を、例えば、Buchwald−Hartwig反応(例えば、Org.Synth.,2002,78,23)、Ullmann反応(例えば、Angew.Chem.,Int.Ed.2003,42,5400)等を応用したN−アリール化反応を行うことで、上記一般式(211)に記載の化合物を合成することができる。  As shown in the following reaction formula (S6), a halogenated dibenzothiophene and an aromatic cyclic group into which an amino group has been introduced are converted into, for example, a Buchwald-Hartwig reaction (for example, Org. Synth., 2002, 78, 23). , Ullmann reaction (for example, Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5400) and the like are applied to synthesize the compound described in the general formula (211). it can.

なお、下記反応式(S7)に示すように、アミノ基が導入されたジベンゾチオフェン誘導体と、ハロゲン化された芳香族環式基を用いて、N−アリール化を行っても、上記一般式(211)の化合物を同様に合成することができる。  In addition, as shown in the following reaction formula (S7), even when N-arylation is performed using a dibenzothiophene derivative having an amino group introduced therein and a halogenated aromatic cyclic group, the above general formula ( 211) can be synthesized similarly.

下記反応式(S8)に示すように、任意の場所にハロゲン化されたジベンゾチオフェンと、例えば、アルキルグリニャール試薬等を用いれば、ジベンゾチオフェンにアルキル基等を導入することができる。  As shown in the following reaction formula (S8), an alkyl group or the like can be introduced into dibenzothiophene by using a halogenated dibenzothiophene and an alkyl Grignard reagent, for example.

下記反応式(S9)に示すように、スズキカップリング反応(例えば、Chem.Rev.,1995,95,2457)等を用いれば、ジベンゾチオフェンに芳香族環式基を導入することも可能である。また、ボロン酸誘導体は、Rが、水素、メチル、イソプロピル等、必要に応じて任意のボロン酸誘導体を選ぶことができる。  As shown in the following reaction formula (S9), if a Suzuki coupling reaction (for example, Chem. Rev., 1995, 95, 2457) or the like is used, it is also possible to introduce an aromatic cyclic group into dibenzothiophene. . In addition, as the boronic acid derivative, R may be any boronic acid derivative such as hydrogen, methyl, isopropyl and the like as required.

また、前記のJ.Org.Chem.,2006,71,6291に記載された方法を応用すれば、下記反応式(S10)に示す方法も可能である。  The above-mentioned J. Org. Chem. , 2006, 71, 6291, the method shown in the following reaction formula (S10) is also possible.

下記一般式(234)に示す、置換基Rを導入したジベンゾチオフェン誘導体も、上記反応を応用することにより合成することができる。  A dibenzothiophene derivative having a substituent R introduced therein, represented by the following general formula (234), can also be synthesized by applying the above reaction.

例えば、下記反応式(S11)に示される方法により、上記一般式(234)に示す化合物を合成することができる。  For example, the compound represented by the general formula (234) can be synthesized by the method represented by the following reaction formula (S11).

本発明の化合物における中心骨格のスピロビフルオレンを導入するためには、例えば、下記一般式(239)、(240)に示す化合物を中間体として用いることができる。  In order to introduce spirobifluorene having a central skeleton in the compound of the present invention, for example, compounds represented by the following general formulas (239) and (240) can be used as intermediates.

下記反応式(S12)に示すように、一般的なハロゲン化では、スピロフルオレンの2位、2’位、7位、7’位が優先的にハロゲン化される。  As shown in the following reaction formula (S12), in general halogenation, the 2nd, 2 ', 7th and 7' positions of spirofluorene are preferentially halogenated.

ただし、スピロフルオレンの2位がハロゲン化された後、2’位、7位、7’位のうち、どこの位置が優先的にハロゲン化されるのかは、反応条件による。
ハロゲン化反応には、例えば、臭素、ヨウ素などのハロゲンを触媒存在下で直接反応させる方法や、ハロゲン化剤を用いる方法がある。ハロゲン化剤は、クロロ化剤、ブロモ化剤、ヨード化剤がある。クロロ化剤としては、例えば、N−クロロスクシンイミド(NCS)等が挙げられ、ブロモ化剤としては、例えば、N−ブロモスクシンイミド(NBS)、ジブロモイソシアヌル酸(DBI)等が挙げられ、ヨード化剤としては、例えば、N−ヨードスクシンイミド(NIS)、1,3−ジヨード−5,5’−ジメチルヒルダントイン(DIH)等が挙げられる。
However, after the second position of spirofluorene is halogenated, which position is preferentially halogenated among the 2′-position, the 7-position and the 7′-position depends on the reaction conditions.
Examples of the halogenation reaction include a method of directly reacting halogens such as bromine and iodine in the presence of a catalyst, and a method of using a halogenating agent. Halogenating agents include chlorinating agents, brominating agents, and iodinating agents. Examples of the chlorinating agent include N-chlorosuccinimide (NCS) and the like, and examples of the brominating agent include N-bromosuccinimide (NBS) and dibromoisocyanuric acid (DBI). Examples thereof include N-iodosuccinimide (NIS), 1,3-diiodo-5,5′-dimethyl hirudantoin (DIH) and the like.

例えば、Org.Lett.,12,24,5648(2010)に記載の方法を応用した、下記反応式(S13)に示す方法を用いることでもハロゲン化スピロフルオレンを合成することができる。  For example, Org. Lett. , 12, 24, 5648 (2010), a halogenated spirofluorene can also be synthesized by using the method shown in the following reaction formula (S13) using the method described in the following.

また、ハロゲンの置換位置が異なるスピロフルオレンは、上記の方法を用いることにより合成することができる。例えば、2,7−ハロゲン化スピロフルオレンは下記反応式(S14)に示す方法により合成することができる。  Spirofluorenes having different halogen substitution positions can be synthesized by using the above method. For example, 2,7-halogenated spirofluorene can be synthesized by the method shown in the following reaction formula (S14).

上記反応式を応用した下記反応式(S15)に示す方法により、置換基を導入したスピロフルオレン骨格を合成することもできる。  A spirofluorene skeleton into which a substituent is introduced can also be synthesized by the method shown in the following reaction formula (S15) applying the above reaction formula.

2,2’−ハロゲン化スピロフルオレンの合成は、例えば、Chem.Rev.,2007,107,1011に記載の方法を応用した、下記反応式(S16)に示す方法を用いることができる。  The synthesis of 2,2'-halogenated spirofluorene is described, for example, in Chem. Rev. , 2007, 107, 1011 can be applied, and the method shown in the following reaction formula (S16) can be used.

また、4,4‘−ハロゲン化スピロフルオレンの合成は、例えば、Org.Lett.,12,24,5648(2010)に記載の方法を応用した、下記反応式(S17)に示す方法を用いることができる。  The synthesis of 4,4′-halogenated spirofluorene is described in, for example, Org. Lett. , 12, 24, 5648 (2010), the method shown in the following reaction formula (S17) can be used.

さらに、下記反応式(S18)に示す方法により、スピロフルオレンに置換基を入することもできる。  Furthermore, a spirofluorene can also be substituted by the method shown in the following reaction formula (S18).

さらに、前記のChem.Rev.,2007,107,1011に記載の方法を用いれば、各種のスピロフルオレン誘導体を合成することができる。
下記反応式(S19)及び(S20)に示すように、前記一般式(234)と、上記一般式(239)又は(240)とのN−アリール化反応を行うことにより、下記一般式(263)又は(264)に示される本発明の化合物を合成することができる。
In addition, the Chem. Rev. , 2007, 107, 1011, various spirofluorene derivatives can be synthesized.
As shown in the following reaction formulas (S19) and (S20), an N-arylation reaction between the general formula (234) and the above general formula (239) or (240) is performed to obtain the following general formula (263). ) Or (264) can be synthesized.

(物性評価について)
化合物の純度の測定は、例えば、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等により行うことができる。高速液体クロマトグラフィーは資料を導入した移動相に圧力をかけ、溶媒を高流速で移動相に通し、カラムで資料(混合物)を分離して、分離された資料を検出器で検出することにより、資料の純度を測定する方法である。
カラムには順層系、逆層系を用いることができる。順層系クロマトグラフィーは、固定相の極性が移動相の極性より高い分離系をいい、固定相にはアルミナ等が用いられ、移動相にはヘキサンなどの極性の小さい溶媒を用いることができる。逆層系クロマトグラフィーは、移動相の極性が固定相の極性より高い分離系をいい、固定相には疎水処理をしたシリカ等が用いられ、移動相には、メタノールやアセトニトリルなどの極性溶媒を用いることができる。
検出器は、資料の物性に応じて様々なものを用いることができる。例えば、吸光光度検出器(UV/VIS)、蛍光検出器(FLD)、質量分析装置(MS)等が挙げられる。
(About physical property evaluation)
The purity of the compound can be measured, for example, by high performance liquid chromatography (HPLC). High-performance liquid chromatography applies pressure to the mobile phase into which the material is introduced, passes the solvent through the mobile phase at a high flow rate, separates the material (mixture) with a column, and detects the separated material with a detector. This is a method to measure the purity of the data.
A normal layer system or a reverse layer system can be used for the column. Normal layer chromatography refers to a separation system in which the polarity of the stationary phase is higher than the polarity of the mobile phase, and alumina or the like is used for the stationary phase, and a solvent with a small polarity such as hexane can be used for the mobile phase. Reverse-layer chromatography refers to a separation system in which the polarity of the mobile phase is higher than that of the stationary phase. Hydrophobic silica is used for the stationary phase, and a polar solvent such as methanol or acetonitrile is used for the mobile phase. Can be used.
Various detectors can be used according to the physical properties of the data. For example, an absorptiometric detector (UV / VIS), a fluorescence detector (FLD), a mass spectrometer (MS), etc. are mentioned.

化合物の分子量の測定は、質量分析法(MS)により行うことができる。質量分析は、資料導入部から導入された資料に、真空中で高電圧をかけることで、資料をイオン化し、イオンを質量電荷比に応じて分離して、検出部で検出することにより行われる。
資料導入部は、ガスクロマトグラフィー(GC/MS)、高速液体クロマトグラフィー(LC/MS)、キャピラリー電気泳動(CE/MS)に直結することができ、MSを測定するとともに、純度の測定も行うことができる。なお、資料を直接イオン化する、ダイレクトインジェクション方式(DI/MS)も採用される場合がある。
イオン源には様々なイオン化の方式が採用される。例えば、電子イオン化法(EI)、高速原子衝突法(FAB)、エレクトロスプレーイオン化法(ESI)、誘電結合プラズマ法(ICP)等が挙げられる。
The molecular weight of the compound can be measured by mass spectrometry (MS). Mass spectrometry is performed by applying a high voltage in a vacuum to the material introduced from the material introduction unit, ionizing the material, separating the ions according to the mass-to-charge ratio, and detecting them by the detection unit. .
The data introduction unit can be directly connected to gas chromatography (GC / MS), high performance liquid chromatography (LC / MS), and capillary electrophoresis (CE / MS), and measures MS and also measures purity. be able to. A direct injection method (DI / MS) that directly ionizes the material may be employed.
Various ionization methods are adopted for the ion source. For example, an electron ionization method (EI), a fast atom bombardment method (FAB), an electrospray ionization method (ESI), an inductively coupled plasma method (ICP), and the like can be given.

化合物の同定には核磁気共鳴スペクトル(NMR)を用いることができる。NMR測定では、原子の結合状態などによって、化学シフトやカップリングの情報を知ることができるため、化合物固有のスペクトルを得ることができ、化合物を同定することができる。測定は、少量の資料を重溶媒に溶かし行われる。  A nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) can be used for identification of the compound. In NMR measurement, since chemical shift and coupling information can be known from the bonding state of atoms and the like, a spectrum unique to the compound can be obtained and the compound can be identified. The measurement is performed by dissolving a small amount of data in a heavy solvent.

化合物の熱安定性の評価は、示差走査熱量測定(DSC)により行うことができる。DSC測定は、資料が相転移や融解等の熱変化が生じた場合に、標準試料との熱量の差を検出することにより行われる。DSCでは、化合物の融点や、ガラス転移温度を知ることができる。  The thermal stability of the compound can be evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). The DSC measurement is performed by detecting a difference in the amount of heat from the standard sample when the material undergoes a thermal change such as phase transition or melting. DSC can know the melting point and glass transition temperature of a compound.

化合物の紫外可視吸収スペクトル(UV/VIS)、蛍光スペクトル(PL)、燐光スペクトルを測定することで、化合物特有のUV吸収波長、蛍光波長、燐光波長を知ることができるだけでなく、化合物のバンドギャップ、蛍光量子収率、Tエネルギー等の情報を知ることができる。By measuring the UV-visible absorption spectrum (UV / VIS), fluorescence spectrum (PL), and phosphorescence spectrum of a compound, not only can the UV absorption wavelength, fluorescence wavelength, and phosphorescence wavelength unique to the compound be known, but also the band gap of the compound. It is possible to know information such as fluorescence quantum yield and T 1 energy.

化合物のHOMOレベル、LUMOレベルは、サイクリックボルタンメトリー(CV)により測定することができる。また、HOMOレベルと同様の観念として、イオン化ポテンシャル(IP)測定も用いられる。
さらに、UV吸収波長から、光学的バンドギャップを求め、HOMOレベル(またはIP)から、LUMOレベル(またはEa)を計算で求める手法も用いられる。
The HOMO level and LUMO level of a compound can be measured by cyclic voltammetry (CV). As an idea similar to the HOMO level, ionization potential (IP) measurement is also used.
Furthermore, a method is also used in which an optical band gap is obtained from the UV absorption wavelength, and a LUMO level (or Ea) is obtained by calculation from the HOMO level (or IP).

(有機EL素子について)
本発明の有機EL素子は、本発明の化合物を正孔輸送層に用いることを特徴とする。
(About organic EL elements)
The organic EL device of the present invention is characterized by using the compound of the present invention for a hole transport layer.

有機EL素子は、基板上に陽極、正孔注入層、正孔輸送層(電子阻止層)、発光層、電子輸送層(正孔阻止層)、電子注入層、陰極がこの位置関係で積層されて構成される。
有機EL素子は全てが有機物で形成される必要はなく、電極や正孔注入層、電子注入層等には無機材料が用いられる場合がある。
また、有機EL素子を形成する層のうち、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層のうちいずれかが省略される場合もある。
有機EL素子は、基板側から光を取り出すボトムエミッション型素子と、基板とは反対側から光を取り出すトップエミッション型があり、本発明の有機EL素子においては、どちらの方式をとることもできる。
In an organic EL element, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer (electron blocking layer), a light emitting layer, an electron transport layer (hole blocking layer), an electron injection layer, and a cathode are laminated on this substrate in this positional relationship. Configured.
The organic EL element does not need to be entirely formed of an organic material, and an inorganic material may be used for an electrode, a hole injection layer, an electron injection layer, or the like.
Of the layers forming the organic EL element, any of the hole injection layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may be omitted.
The organic EL element includes a bottom emission type element that extracts light from the substrate side and a top emission type element that extracts light from the side opposite to the substrate, and the organic EL element of the present invention can take either method.

基板に用いられる材料は、トップエミッション型素子とボトムエミッション型素子で異なる場合がある。ボトムエミッション型素子には、透明な基板が用いられる。一方、トップエミッション型では透明な基板だけでなく、不透明な基板を用いることもできる。
基板に用いられる材料は、石英ガラス、ソーダガラス、パイレックス等、各種のガラスを用いることができる。また、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート等、各種のプラスチック基板を用いることもできる。さらに、これらを2種以上組み合わせて使用することもできる。
The material used for the substrate may differ between the top emission type element and the bottom emission type element. A transparent substrate is used for the bottom emission type element. On the other hand, in the top emission type, not only a transparent substrate but also an opaque substrate can be used.
As a material used for the substrate, various kinds of glass such as quartz glass, soda glass, and Pyrex can be used. Various plastic substrates such as polycarbonate, polyacrylate, polyethylene terephthalate, and the like can also be used. Further, two or more of these can be used in combination.

陽極には、ボトムエミッション型素子では、一般に透明導電材料が用いられる。また、トップエミッション型では、特に制限はないが、反射性の電極が用いられる場合がある。陽極の役割は、正孔注入層又は正孔輸送層に正孔を注入することである。このため、陽極には、仕事関数が比較的大きい各種金属材料や、各種合金等、陽極として機能する材料が用いられる。例えば、金、ヨウ化銅、酸化スズ、アルミニウムドープの酸化亜鉛(ZnO:Al)、インジウム酸化スズ(ITO)、インジウム酸化亜鉛(IZO)、フッ素酸化スズ(FTO)等が挙げられる。このうち、透明性や仕事関数の観点から、ITO、IZO、FTOが好ましい。  For the bottom emission type element, a transparent conductive material is generally used for the anode. The top emission type is not particularly limited, but a reflective electrode may be used. The role of the anode is to inject holes into the hole injection layer or the hole transport layer. For this reason, materials functioning as the anode, such as various metal materials having a relatively large work function and various alloys, are used for the anode. Examples thereof include gold, copper iodide, tin oxide, aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and fluorine tin oxide (FTO). Among these, ITO, IZO, and FTO are preferable from the viewpoint of transparency and work function.

正孔注入層に用いられる材料は、陽極の仕事関数と正孔輸送層のIPの関係、電荷輸送特性等の観点から選ばれる。例えば、下記化学式(265)〜(282)で示される化合物が挙げられる。このうち、下記化学式(275)に示されるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)、下記一般式(267)に示される銅フタロシアニン(CuPc)、モリブデン酸化物(MoOx)、酸化バナジウム(V)等が好ましく、PEDOT:PSSについても好適に用いられることがある。適切なIPと電荷輸送特性を有する化合物であれば、低分子、高分子問わず、各種の有機化合物、無機化合物を選択することができる。また、これらの材料を2種以上組み合わせて用いることもできる。The material used for the hole injection layer is selected from the viewpoint of the work function of the anode and the IP of the hole transport layer, charge transport characteristics, and the like. Examples thereof include compounds represented by the following chemical formulas (265) to (282). Among these, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) represented by the following chemical formula (275): poly (styrene sulfonate) (PEDOT: PSS), copper phthalocyanine (CuPc) represented by the following general formula (267), molybdenum Oxides (MoOx), vanadium oxide (V 2 O 5 ), and the like are preferable, and PEDOT: PSS may also be suitably used. As long as the compound has appropriate IP and charge transport properties, various organic compounds and inorganic compounds can be selected regardless of whether they are low molecular or high molecular. Also, two or more of these materials can be used in combination.

正孔輸送層には、本発明の化合物を用いることができる。該化合物は、オルトフェニレンの中心骨格と、アミノジベンゾチオフェン骨格を有することにより、広いバンドギャップ、適切なHOMO、LUMOレベルを有し、電気的安定性、熱的安定性にすぐれる。したがって、発光層内での電荷の再結合効率を高めることができ、より高い発光効率で、長寿命な有機EL素子を実現することができるため、好ましい。  The compound of the present invention can be used for the hole transport layer. Since the compound has an orthophenylene central skeleton and an aminodibenzothiophene skeleton, it has a wide band gap, appropriate HOMO and LUMO levels, and is excellent in electrical stability and thermal stability. Therefore, the charge recombination efficiency in the light emitting layer can be increased, and a long-life organic EL element with higher light emission efficiency can be realized, which is preferable.

本発明の化合物は単独で用いることもできるが、既存の正孔輸送性材料を1種又は2種以上混合して用いることもできるし、1層又は2層以上を積層して用いることもできる。正孔輸送性材料としては、例えば、下記一般式(7)〜(10)、(283)〜(313)に示される化合物が挙げられる。  Although the compound of this invention can also be used independently, it can also be used 1 type, or 2 or more types of existing hole transportable materials can be mixed, and can also be used by laminating | stacking 1 layer or 2 layers or more. . Examples of the hole transporting material include compounds represented by the following general formulas (7) to (10) and (283) to (313).

発光層には、蛍光材料、または燐光材料を用いることができる。発光材料は、電荷輸送および電荷再結合を行うホスト材料に、発光材料(ゲスト)を含有させて用いることもできる。
ホスト材料は、正孔輸送性および電子輸送性を有する両電荷輸送性の材料を用いることができる。また、本発明の正孔輸送性材料は電子阻止性能にも優れるため、ホスト材料に電子輸送性の材料を用いることもできる。
A fluorescent material or a phosphorescent material can be used for the light-emitting layer. The light-emitting material can also be used by containing a light-emitting material (guest) in a host material that performs charge transport and charge recombination.
As the host material, a dual charge transporting material having a hole transporting property and an electron transporting property can be used. Further, since the hole transporting material of the present invention is also excellent in electron blocking performance, an electron transporting material can be used as the host material.

ゲスト材料として燐光材料が選ばれる場合は、ホスト材料のTエネルギーがゲスト材料のTエネルギーよりも高くなるように、ホスト材料を選択することが好ましい。When a phosphorescent material is selected as the guest material, it is preferable to select the host material so that the T 1 energy of the host material is higher than the T 1 energy of the guest material.

ホスト材料としては、例えば、下記一般式(314)〜(336)に示される化合物が挙げられる。  Examples of the host material include compounds represented by the following general formulas (314) to (336).

発光材料はホスト材料からのエネルギー移動を有効に行うために、ホスト材料の発光波長とゲスト材料の吸収波長が重なることが好ましい。また、ゲスト材料が燐光材料の場合には、ホスト材料のTエネルギーが、ゲスト材料のTエネルギーよりも大きいことが好ましい。In order to effectively transfer energy from the host material, it is preferable that the emission wavelength of the host material and the absorption wavelength of the guest material overlap. Further, when the guest material is a phosphorescent material, the T 1 energy of the host material is preferably larger than the T 1 energy of the guest material.

発光材料は特に限定されないが、蛍光材料としては、例えば、下記一般式(337)〜(358)に示される化合物が挙げられ、燐光材料としては、例えば、下記一般式(359)〜(387)に示される化合物が挙げられる。  The light emitting material is not particularly limited. Examples of the fluorescent material include compounds represented by the following general formulas (337) to (358). Examples of the phosphorescent material include the following general formulas (359) to (387). The compound shown by these is mentioned.

電子輸送層に用いる材料としては、例えば、下記一般式(388)〜(415)に示される化合物が挙げられる。適切なLUMOレベルを有する電子輸送層を、発光層と陰極又は電子注入層との間に設けると、陰極又は電注入層から電子輸送層への電子注入障壁を緩和し、さらに、電子輸送層から発光層への電子注入障壁を緩和することができる。また、該材料が適切なHOMOレベルを有すると、発光層で再結合せずに対極へ流出する正孔を阻止し、発光層内に正孔を閉じ込め、発光層内での再結合効率を高めることができる。ただし、電子注入障壁が問題とならず、さらに、発光層の電子輸送能が十分に高い場合には、電子輸送(正孔阻止)層を設ける必要はなく、当該層は省略される場合がある。  As a material used for an electron carrying layer, the compound shown by the following general formula (388)-(415) is mentioned, for example. When an electron transport layer having an appropriate LUMO level is provided between the light-emitting layer and the cathode or the electron injection layer, the electron injection barrier from the cathode or the electron injection layer to the electron transport layer is relaxed. The barrier for electron injection into the light emitting layer can be relaxed. Moreover, when the material has an appropriate HOMO level, holes that do not recombine in the light emitting layer but flow out to the counter electrode are blocked, holes are confined in the light emitting layer, and recombination efficiency in the light emitting layer is increased. be able to. However, when the electron injection barrier is not a problem and the electron transporting capability of the light emitting layer is sufficiently high, it is not necessary to provide an electron transporting (hole blocking) layer, and the layer may be omitted. .

電子注入層に用いられる材料は、陰極の仕事関数と電子輸送層のLUMOレベル等の観点から選ばれる。電子輸送層を設けない場合には、発光材料又は後述するホスト材料のLUMOレベルを考慮して選ばれる。電子注入材料は有機化合物でも無機化合物でもよい。
電子注入層が、無機化合物からなるものである場合には、例えば、アルカリ金属や、アルカリ土類金属の他、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、炭酸セシウム等を用いることができる。
The material used for the electron injection layer is selected from the viewpoint of the work function of the cathode and the LUMO level of the electron transport layer. When the electron transport layer is not provided, it is selected in consideration of the LUMO level of the light emitting material or the host material described later. The electron injection material may be an organic compound or an inorganic compound.
When the electron injection layer is made of an inorganic compound, for example, lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, cesium carbonate, or the like is used in addition to an alkali metal or an alkaline earth metal. be able to.

有機EL素子の陰極は、電子注入層又は電子輸送層に電子を注入する役割を担う。陰極には、仕事関数の比較的小さな各種金属材料、各種合金等、陰極として作用する材料が用いられる。例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム、金、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、マグネシウムインジウム合金(MgIn)、銀合金等が挙げられる。
ボトムエミッション方式を採用する場合、陰極には、金属からなる不透明電極を用いることができる。また、陰極を反射電極とすることもできる。
トップエミッション方式を採用する場合、陰極には、ITO、IZO等の透明電極を用いることができる。ここで、ITOは仕事関数が大きいため、電子注入が困難となることに加え、ITO膜を形成するためには、スパッタ法やイオンビーム蒸着法が用いられるが、成膜時に電子輸送層等にダメージを与える可能性がある。そこで、電子注入を改善するとともに、成膜時の電子輸送層へのダメージを低減するために、電子輸送層と、ITOとの間に、マグネシウム層や銅フタロシアニン層を設けることもできる。
The cathode of the organic EL element plays a role of injecting electrons into the electron injection layer or the electron transport layer. For the cathode, materials that act as the cathode, such as various metal materials and various alloys having a relatively small work function, are used. For example, aluminum, silver, magnesium, calcium, gold, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), magnesium indium alloy (MgIn), silver alloy, and the like can be given.
When the bottom emission method is employed, an opaque electrode made of metal can be used for the cathode. In addition, the cathode can be a reflective electrode.
When the top emission method is adopted, a transparent electrode such as ITO or IZO can be used for the cathode. Here, since ITO has a large work function, it becomes difficult to inject electrons, and in order to form an ITO film, a sputtering method or an ion beam evaporation method is used. May cause damage. Therefore, in order to improve electron injection and reduce damage to the electron transport layer during film formation, a magnesium layer or a copper phthalocyanine layer can be provided between the electron transport layer and ITO.

(化合物の合成)
実施例1
下記化学式(5)示される化合物を、以下に示す合成経路(S21)により合成した。
(Synthesis of compounds)
Example 1
A compound represented by the following chemical formula (5) was synthesized by the synthesis route (S21) shown below.

下記化学式(418)に示される化合物を以下に示す方法により合成した。  A compound represented by the following chemical formula (418) was synthesized by the method shown below.

攪拌子を備え、アルゴン置換した300mLのシュレンク管に、4−ブロモジベンゾチオフェン(13.16g、50mmol)、アニリン(4.66g、50mmol)、酢酸パラジウム(225mg、1.0mmol)、トルエン(150mL)、トリ−t−ブチルホスフィン(202mg、1.0mmol)、及びt−ブトキシカリウム(5.61g、50mmol)を入れ、密閉した後に、100℃で6時間、攪拌した。その後、反応容器を室温付近まで放冷し、蓋を開け、そこに水(150mL)を入れた。内容物を分液ロートに移し、有機相と水相を分離させた後、水相を取り除き、さらに有機相を水洗した。有機相は硫酸ナトリウムで乾燥させた。その後、ろ過により硫酸ナトリウムを取り除き、有機相を濃縮した。濃縮した得られた混合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/ジクロロメタン=3/1)により精製し、目的とする上記一般式(418)に示される化合物を得た(収量10.7g、収率77.8%)。  To a 300 mL Schlenk tube equipped with a stirrer and purged with argon, 4-bromodibenzothiophene (13.16 g, 50 mmol), aniline (4.66 g, 50 mmol), palladium acetate (225 mg, 1.0 mmol), toluene (150 mL) , Tri-t-butylphosphine (202 mg, 1.0 mmol) and t-butoxypotassium (5.61 g, 50 mmol) were added, sealed, and stirred at 100 ° C. for 6 hours. Thereafter, the reaction vessel was allowed to cool to near room temperature, the lid was opened, and water (150 mL) was added thereto. The contents were transferred to a separatory funnel, the organic phase and the aqueous phase were separated, the aqueous phase was removed, and the organic phase was further washed with water. The organic phase was dried with sodium sulfate. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, and the organic phase was concentrated. The concentrated mixture was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / dichloromethane = 3/1) to obtain the target compound represented by the above general formula (418) (yield 10.7 g, Yield 77.8%).

H−NMR、DMSO−d6、δ:6.85(t、J=7.3Hz、1H)、6.98(d、J=7.8Hz、8H)、7.23(t、J=8.3Hz、2H)、7.32(d、J=7.8Hz、1H)、7.45(t、J=7.8Hz、1H)、7.50−7.53(m、2H)、8.01−8.03(m、2H)、8.17(s、1H)、8.33−8.35(m、1H) 1 H-NMR, DMSO-d6, δ: 6.85 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 6.98 (d, J = 7.8 Hz, 8H), 7.23 (t, J = 8 .3 Hz, 2H), 7.32 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.45 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.50-7.53 (m, 2H), 8 .01-8.03 (m, 2H), 8.17 (s, 1H), 8.33-8.35 (m, 1H)

下記化学式(5)に示される化合物を、以下に示す方法により合成した。  A compound represented by the following chemical formula (5) was synthesized by the method shown below.

攪拌子を備え、アルゴン置換した100mLのシュレンク管にN−フェニルジベンゾ[b,d]チオフェン−4−アミン(0.55g、2.0mmol)、2,7−ジブロモ−9,9′−スピロビフルオレン(0.47g、1.0mmol)、酢酸パラジウム(9.0mg、0.04mmol)、トルエン(40mL)、トリ−t−ブチルホスフィン(8.1mg、0.04mmo1)、及びt−ブトキシカリウム(0.22g、2.0mmol)を入れ、密閉した後に、100℃で20時間、攪拌した。その後、反応容器を室温付近まで放冷し、蓋を開け、そこに水(30mL)を入れた。内容物を分液ロートに移し、有機相と水相を分離させた後、水相を取り除き、さらに有機相を水洗した。有機相は硫酸ナトリウムで乾燥させた。その後、ろ過により硫酸ナトリウムを取り除き、有機相を濃縮した。濃縮した得られた混合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/ジクロロメタン=3/1)により精製し、目的とする上記一般式(5)に示される化合物を得た(収量0.47g、収率54.5%)。  A 100 mL Schlenk tube equipped with a stir bar and purged with argon was charged with N-phenyldibenzo [b, d] thiophen-4-amine (0.55 g, 2.0 mmol), 2,7-dibromo-9,9'-spirobi. Fluorene (0.47 g, 1.0 mmol), palladium acetate (9.0 mg, 0.04 mmol), toluene (40 mL), tri-t-butylphosphine (8.1 mg, 0.04 mmol), and t-butoxypotassium ( 0.22 g, 2.0 mmol) was added and sealed, followed by stirring at 100 ° C. for 20 hours. Thereafter, the reaction vessel was allowed to cool to near room temperature, the lid was opened, and water (30 mL) was added thereto. The contents were transferred to a separatory funnel, the organic phase and the aqueous phase were separated, the aqueous phase was removed, and the organic phase was further washed with water. The organic phase was dried with sodium sulfate. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, and the organic phase was concentrated. The concentrated mixture was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / dichloromethane = 3/1) to obtain the target compound represented by the general formula (5) (yield 0.47 g, Yield 54.5%).

HPLCによる純度測定は、以下に示す条件で行った。
カラム「InertSustain、C18、5μm、4.6mm×150mm(逆相系)」、溶離液「アセトニトリル:THF=90:10」、流速「1.0ml/min」、UV検出器「254nm」
The purity measurement by HPLC was performed under the following conditions.
Column “Inert Sustain, C18, 5 μm, 4.6 mm × 150 mm (reverse phase system)”, eluent “acetonitrile: THF = 90: 10”, flow rate “1.0 ml / min”, UV detector “254 nm”

化合物の同定は、MSスペクトルにて分子イオンピークが目的物と一致したこと、及びプロトンNMRで行った。  The compound was identified by molecular NMR peak coincident with the target compound in MS spectrum and proton NMR.

H−NMR、CDCl δ:6.07(d、J=1.8Hz、2H)、6.74(d,J=7.8Hz、2H)、6.83(d、J=7.8Hz、4H)、6.90−6.97(m、6H)、7.07−7.18(m、8H)、7.38(t、J=7.8Hz、2H)7.47−7.50(m、4H)、7.66(d、J=7.3Hz、2H)、7.82(d、8.7Hz、2H)、7.88−7.91(m、2H)、8.09(d、J=7.0Hz、2H)、8.27−8.29(m、2H) 1 H-NMR, CDCl 3 δ: 6.07 (d, J = 1.8 Hz, 2H), 6.74 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 6.83 (d, J = 7.8 Hz) 4H), 6.90-6.97 (m, 6H), 7.07-7.18 (m, 8H), 7.38 (t, J = 7.8 Hz, 2H) 7.47-7. 50 (m, 4H), 7.66 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.82 (d, 8.7 Hz, 2H), 7.88-7.91 (m, 2H), 8. 09 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 8.27-8.29 (m, 2H)

実施例2
下記化学式(6)に示される化合物を、以下に示す合成経路(S22)により合成した。
Example 2
A compound represented by the following chemical formula (6) was synthesized by the synthesis route (S22) shown below.

下記化学式(6)に示される化合物を、以下に示す方法により合成した。
A compound represented by the following chemical formula (6) was synthesized by the method shown below.

攪拌子を備え、アルゴン置換した100mLのシュレンク管にN−フェニルジベンゾ[b,d]チオフェン−4−アミン(0.55g、2.0mmol)、2,2′−ジブロモ−9,9′−スピロビフルオレン(0.47g、1.0mmol)、酢酸パラジウム(9.0mg、0.04mmol)、トルエン(40mL)、トリ−t−ブチルホスフィン(8.1mg、0.04mmol)、及びt−ブトキシカリウム(0.22g、2.0mmol)を入れ、密閉した後に、100℃で20時間、攪拌した。その後、反応容器を室温付近まで放冷し、蓋を開け、そこに水(30mL)を入れた。内容物を分液ロートに移し、有機相と水相を分離させた後、水相を取り除き、さらに有機相を水洗した。有機相は硫酸ナトリウムで乾燥させた。その後、ろ過により硫酸ナトリウムを取り除き、有機相を濃縮した。濃縮した得られた混合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/ジクロロメタン=3/1)により精製し、目的とする上記一般式(6)に示される化合物を得た(収量0.38g、収率44.0%)。  A 100 mL Schlenk tube equipped with a stir bar and purged with argon was charged with N-phenyldibenzo [b, d] thiophen-4-amine (0.55 g, 2.0 mmol), 2,2'-dibromo-9,9'-spiro. Bifluorene (0.47 g, 1.0 mmol), palladium acetate (9.0 mg, 0.04 mmol), toluene (40 mL), tri-t-butylphosphine (8.1 mg, 0.04 mmol), and t-butoxypotassium (0.22 g, 2.0 mmol) was added, and after sealing, the mixture was stirred at 100 ° C. for 20 hours. Thereafter, the reaction vessel was allowed to cool to near room temperature, the lid was opened, and water (30 mL) was added thereto. The contents were transferred to a separatory funnel, the organic phase and the aqueous phase were separated, the aqueous phase was removed, and the organic phase was further washed with water. The organic phase was dried with sodium sulfate. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, and the organic phase was concentrated. The concentrated mixture was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / dichloromethane = 3/1) to obtain the target compound represented by the general formula (6) (yield 0.38 g, Yield 44.0%).

HPLCによる純度測定は、以下に示す条件で行った。
カラム「InertSustain、C18、5μm、4.6mm×150mm(逆相系)」、溶離液「アセトニトリル:THF=90:10」、流速「1.0ml/min」、UV検出器「254nm」
The purity measurement by HPLC was performed under the following conditions.
Column “Inert Sustain, C18, 5 μm, 4.6 mm × 150 mm (reverse phase system)”, eluent “acetonitrile: THF = 90: 10”, flow rate “1.0 ml / min”, UV detector “254 nm”

化合物の同定は、MSスペクトルにて分子イオンピークが目的物と一致したこと、及びプロトンNMRで行った。  The compound was identified by molecular NMR peak coincident with the target compound in MS spectrum and proton NMR.

H−NMR、DMSO−d6 δ:6.30(s、2H)、6.62(d,J=7.8Hz、2H)、6.81(d、J=7.4Hz、4H)、6.89(dd、J=2.3Hz、8.2Hz、2H)、7.00(q、J=7.4Hz、4H)、7.09(d、J=6.9Hz、2H)7.18−7.28(m、6H)、7.44−7.48(m、6H)、7.75−7.84(m、6H)、8.18(d、J=7.8Hz、2H)、8.31−8.33(m、2H) 1 H-NMR, DMSO-d6 δ: 6.30 (s, 2H), 6.62 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 6.81 (d, J = 7.4 Hz, 4H), 6 .89 (dd, J = 2.3 Hz, 8.2 Hz, 2H), 7.00 (q, J = 7.4 Hz, 4H), 7.09 (d, J = 6.9 Hz, 2H) 7.18 -7.28 (m, 6H), 7.44-7.48 (m, 6H), 7.75-7.84 (m, 6H), 8.18 (d, J = 7.8Hz, 2H) , 8.31-8.33 (m, 2H)

下記化学式(217)に示される化合物を、以下に示す方法により合成した。  A compound represented by the following chemical formula (217) was synthesized by the method shown below.

攪拌子を備え、アルゴン置換した300mLのシュレンク管に、2‐ブロモジベンゾチオフェン(13.16g、50mmol)、アニリン(4.66g、50mmol)、酢酸パラジウム(225mg、1.0mmol)、トルエン(150mL)、トリ−t−ブチルホスフィン(202mg、1.0mmol)、及びt−ブトキシカリウム(5.61g、50mmol)を入れ、密閉した後に、100℃で18時間、攪拌した。その後、反応容器を室温付近まで放冷し、蓋を開け、そこに水(150mL)を入れた。内容物を分液ロートに移し、有機相と水相を分離させた後、水相を取り除き、さらに有機相を水洗した。有機相は硫酸ナトリウムで乾燥させた。その後、ろ過により硫酸ナトリウムを取り除き、有機相を濃縮した。濃縮した得られた混合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/ジクロロメタン=3/1)により精製し、目的とする上記一般式(419)に示される化合物を得た(収量7.85g、収率57.1%)。
化合物はMSスペクトルで同定した。
To a 300 mL Schlenk tube equipped with a stirrer and purged with argon, 2-bromodibenzothiophene (13.16 g, 50 mmol), aniline (4.66 g, 50 mmol), palladium acetate (225 mg, 1.0 mmol), toluene (150 mL) , Tri-t-butylphosphine (202 mg, 1.0 mmol) and t-butoxypotassium (5.61 g, 50 mmol) were added, sealed, and stirred at 100 ° C. for 18 hours. Thereafter, the reaction vessel was allowed to cool to near room temperature, the lid was opened, and water (150 mL) was added thereto. The contents were transferred to a separatory funnel, the organic phase and the aqueous phase were separated, the aqueous phase was removed, and the organic phase was further washed with water. The organic phase was dried with sodium sulfate. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, and the organic phase was concentrated. The concentrated mixture was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / dichloromethane = 3/1) to obtain the target compound represented by the above general formula (419) (yield: 7.85 g, Yield 57.1%).
The compound was identified by MS spectrum.

上記化学式(5)で示される化合物(実施例3)、上記化学式(6)で示される化合物(実施例4)、および化学式(9)で示されるNPAPF(比較例1)について、DSC測定を行った。ガラス転移温度の結果を表1に示す。  DSC measurement was performed on the compound represented by the chemical formula (5) (Example 3), the compound represented by the chemical formula (6) (Example 4), and the NPAPF (Comparative Example 1) represented by the chemical formula (9). It was. The results of the glass transition temperature are shown in Table 1.

表1に示すように化学式(5)、(6)で示される化合物は、熱安定性が比較的高いとされる化学式(9)で示される化合物と同様にTgが高く、熱安定性に優れる材料であることが分かる。  As shown in Table 1, the compounds represented by the chemical formulas (5) and (6) have a high Tg and excellent thermal stability like the compound represented by the chemical formula (9), which is said to have relatively high thermal stability. It turns out that it is material.

化学式(5)で示される化合物(実施例5)、化学式(6)で示される化合物(実施例6)、および化学式(9)で示される化合物(比較例2)からなる薄膜をそれぞれ石英基板上に形成した。これらの薄膜をSHIMADZU社製のUV−2500PCを用いてUV/visスペクトルをそれぞれ測定し、光学的バンドギャップを算出した。結果を表2に示す。  A thin film comprising a compound represented by the chemical formula (5) (Example 5), a compound represented by the chemical formula (6) (Example 6), and a compound represented by the chemical formula (9) (Comparative Example 2) was respectively formed on a quartz substrate. Formed. The UV / vis spectrum of each of these thin films was measured using UV-2500PC manufactured by SHIMADZU, and the optical band gap was calculated. The results are shown in Table 2.

化学式(5)で示される化合物からなる薄膜(実施例7)、および化学式(9)で示される化合物からなる薄膜(比較例3)を、HORIBA社製のFluoroMax−4を用い、波長300nmの励起光源を用いて、77Kの低温下で発光スペクトルをそれぞれ測定し、各薄膜のTエネルギーを算出した。その結果を、以下の表3に示す。Excitation of a thin film made of a compound represented by the chemical formula (5) (Example 7) and a thin film made of a compound represented by the chemical formula (9) (Comparative Example 3) at a wavelength of 300 nm using FluoroMax-4 manufactured by HORIBA. Using a light source, emission spectra were measured at a low temperature of 77 K, and T 1 energy of each thin film was calculated. The results are shown in Table 3 below.

エネルギーの閉じ込めの観点から、正孔輸送層材料のTエネルギーは、ゲスト材料のTエネルギーよりも大きいことが好ましい。上記図に示す結果から、化学式(5)に示される化合物(実施例7)からなる正孔輸送層は、ゲスト材料としてIr(mppy)を用いた場合に、三重項励起状態(T)のエネルギーの閉じ込めが可能となる。したがって、化合物5を含む正孔輸送層と、ゲスト材料としてIr(mppy)を用いた発光層とを備えることで、発光効率の高い有機EL素子が得られることが推定できる。From the viewpoint of the confinement of the energy, the T 1 energy of the hole transport layer material is preferably greater than the T 1 energy of the guest material. From the results shown in the above figure, the hole transport layer composed of the compound represented by the chemical formula (5) (Example 7) is in a triplet excited state (T 1 ) when Ir (mppy) 3 is used as a guest material. The energy can be confined. Therefore, it can be presumed that an organic EL element with high luminous efficiency can be obtained by including a hole transport layer containing compound 5 and a light emitting layer using Ir (mppy) 3 as a guest material.

「有機EL素子」
実施例8
基板上に、ITO(酸化インジウムスズ)からなる陽極と、PEDOT:PSSからなる厚み30nmの正孔注入層と、前記一般式(7)に示されるα−NPDからなる厚み20nmの第2正孔輸送層と、上記一般式(5)に示される化合物からなる厚み10nmの正孔輸送層と、ゲスト材料として前記一般式(360)に示されるIr(mppy)を用い、ホスト材料として前記一般式(330)に示されるBeppを用い、発光層中のゲスト材料の含有量を6重量%とした厚み35nm発光層と、下記一般式(391)に示されるTPBIからなる厚み40nmの電子輸送層と、LiF膜からなる厚み1nmの電子注入層と、Al膜からなる陰極とを公知の方法により順に形成した。
"Organic EL device"
Example 8
On the substrate, an anode made of ITO (indium tin oxide), a hole injection layer with a thickness of 30 nm made of PEDOT: PSS, and a second hole with a thickness of 20 nm made of α-NPD represented by the general formula (7). A transport layer, a 10 nm-thick hole transport layer made of the compound represented by the general formula (5), Ir (mppy) 3 represented by the general formula (360) as a guest material, and the general material as a host material Using Bepp 2 represented by the formula (330), a 35 nm-thick light-emitting layer in which the content of the guest material in the light-emitting layer is 6% by weight, and a 40 nm-thick electron transport composed of TPBI represented by the following general formula (391) A layer, a 1 nm-thick electron injection layer made of a LiF film, and a cathode made of an Al film were sequentially formed by a known method.

比較例4
正孔輸送層の材料を上記一般式(9)に示されるNPAPFに代えたこと以外は、実施例3と同様にして、比較例8の有機EL素子を形成した。
Comparative Example 4
An organic EL device of Comparative Example 8 was formed in the same manner as in Example 3 except that the material of the hole transport layer was changed to NPAPF represented by the general formula (9).

比較例5
正孔輸送層の材料を上記一般式(10)に示されるSPIRO−TTBに代えたこと以外は、実施例8と同様にして、比較例4の有機EL素子を形成した。
Comparative Example 5
An organic EL device of Comparative Example 4 was formed in the same manner as in Example 8, except that the material of the hole transport layer was changed to SPIRO-TTB represented by the general formula (10).

得られた実施例8、比較例4、及び比較例5の有機EL素子について、素子特性を調べた。電流密度1.0(mA/cm)の電圧と素子効率、および素子寿命の結果を表4に示す。About the organic EL element of obtained Example 8, the comparative example 4, and the comparative example 5, the element characteristic was investigated. Table 4 shows the voltage, device efficiency, and device life results for a current density of 1.0 (mA / cm 2 ).

図に示すように、上記一般式(5)に示される化合物からなる正孔輸送層を有する有機EL素子(実施例8)と、NPAPFからなる正孔輸送層を有する比較例4とを比較すると、素子効率、および素子寿命のいずれにおいても、実施例8の素子が大幅に改善していることが分かる。また、中心骨格がスピロビフルオレンで共通する、実施例8と、比較例5を比較しても、素子効率、および素子寿命のいずれにおいても本発明の化合物を用いた実施例8の素子が大幅に改善した結果となっている。これは、実施例8が、正孔輸送性材料として適切な電気的特性を有し、バンドギャップエネルギーおよびTエネルギーが大きいことに加え、熱安定性や電気的安定性が高いことよるものと考えられる。As shown in the figure, an organic EL device (Example 8) having a hole transport layer composed of the compound represented by the general formula (5) and a comparative example 4 having a hole transport layer composed of NPAPF are compared. It can be seen that the device of Example 8 is greatly improved in any of device efficiency and device life. Further, even when Example 8 and Comparative Example 5 in which the central skeleton is common to spirobifluorene are compared, the device of Example 8 using the compound of the present invention is greatly improved in both device efficiency and device life. The result is improved. This is because Example 8 has appropriate electrical characteristics as a hole transporting material, and has high thermal stability and electrical stability in addition to high band gap energy and T 1 energy. Conceivable.

Claims (11)

下記一般式(1)に示される化合物。
〜Xは、各々独立して、水素、又は下記一般式(2)のいずれかから選ばれ、X 及びX のうち少なくとも一つが下記一般式(2)であり、X 及びX のうち少なくとも一つが下記一般式(2)である。
ここでR〜Rは、各々独立して、水素、アルキル基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれ、各々独立して、単数または複数存在していてもよく、複数存在する場合は、互いに同一又は異なる基であってもよい。
Yは、置換基を有しない、並びに、直鎖もしくは分岐または環状のアルキル基、ハロゲン基、アミノ基、ニトロ基およびシアノ基のいずれかの置換基を有する芳香族環式基を示す。
A compound represented by the following general formula (1).
X 1 to X 4 are each independently selected from hydrogen or any one of the following general formula (2), and at least one of X 1 and X 3 is the following general formula (2), and X 2 and At least one of X 4 is the following general formula (2).
Here, R 1 to R 6 are each independently selected from any one of hydrogen, an alkyl group, and a halogen group, and each may be independently present in a singular or plural number. The groups may be the same or different from each other.
Y represents an aromatic cyclic group having no substituent and having a substituent of any one of a linear, branched, or cyclic alkyl group, a halogen group, an amino group, a nitro group, and a cyano group.
一般式(1)における、X〜Xが、各々独立して、水素、又は下記一般式(3)、若しくは下記一般式(4)のいずれかから選ばれ、X 及びX のうち少なくとも一つが 下記一般式(3)、若しくは下記一般式(4)であり、X 及びX のうち少なくとも一つが下記一般式(3)、若しくは下記一般式(4)である、請求項1に記載の化合物。
ここでR〜Rは、各々独立して、水素、アルキル基、又はハロゲン基のいずれかから選ばれ、各々独立して、単数または複数存在していてもよく、複数存在する場合は、互いに同一又は異なる基であってもよい。
Yは、置換基を有してもよい芳香族環式基を示す。
In the general formula (1), X 1 to X 4 are each independently selected from hydrogen, the following general formula (3), or the following general formula (4), and among X 1 and X 3 At least one is the following general formula (3) or the following general formula (4), and at least one of X 2 and X 4 is the following general formula (3) or the following general formula (4). Compound described in 1.
Here, R 1 to R 6 are each independently selected from any one of hydrogen, an alkyl group, and a halogen group, and each may be independently present in a singular or plural number. The groups may be the same or different from each other.
Y represents an aromatic cyclic group which may have a substituent.
Yがフェニル基である、請求項1、又は請求項2に記載の化合物。The compound according to claim 1 , wherein Y is a phenyl group. 〜Rが水素である、請求項1〜請求項のうちいずれか一項に記載の化合物。The compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein R 1 to R 6 are hydrogen. 下記化学式(5)に示される化合物。
A compound represented by the following chemical formula (5).
下記化学式(6)に示される化合物。
A compound represented by the following chemical formula (6).
電極、陽極、及びこれら両電極間に、有機化合物で形成された層を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機化合物で形成された層に請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device comprising an electrode, an anode, and a layer formed of an organic compound between the two electrodes,
The organic electroluminescent element characterized by including the compound as described in any one of Claims 1-6 in the layer formed with the said organic compound.
陽極、陰極、及びこれら両電極間に、電荷輸送材料を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電荷輸送材料に、請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device containing a charge transport material between an anode, a cathode, and both of these electrodes,
An organic electroluminescence device comprising the compound according to any one of claims 1 to 6 in the charge transport material.
陽極、陰極、及びこれら両電極間に、正孔輸送を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記正孔輸送層に、請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device containing a positive hole transport layer between an anode, a cathode, and both of these electrodes,
The organic electroluminescent element characterized by including the compound as described in any one of Claims 1-6 in the said positive hole transport layer.
陽極、陰極、及びこれら両電極間に、発光層、正孔輸送を含有する、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層が、ホスト材料と、発光材料からなるゲスト材料とを含み、
前記ホスト材料が、電子輸送性材料、又は電子と正孔の両電荷輸送性材料であって、
前記正孔輸送層に、請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device containing a light emitting layer and a hole transport layer between an anode, a cathode, and both of these electrodes,
The light emitting layer includes a host material and a guest material made of a light emitting material,
The host material is an electron transporting material or a charge transporting material of both electrons and holes,
The organic electroluminescent element characterized by including the compound as described in any one of Claims 1-6 in the said positive hole transport layer.
ゲスト材料が、燐光材料であることを特徴とする請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 10 , wherein the guest material is a phosphorescent material.
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