JP7317725B2 - 電子デバイスのための材料 - Google Patents
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Description
Ar1およびAr2は、同一または異なり、6~30個の芳香族環原子を有する芳香族環系(これは、1つ以上のラジカルR3で置換されていてもよい)、および5~30個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系(これは、1つ以上のラジカルR3で置換されていてもよい)から選択され;
Eは、単結合であり、またはC(R3)2、N(R3)、OおよびSから選択される二価基であり;
R1は、出現する毎に、同一または異なり、F;Cl;Br;I;-CN;-SCN;-NO2;-SF5;アルキル基;アルコキシ基;チオアルキル基;アルケニル基;アルキニル基;およびシリル基(これは、基R4、アルキル基、アルコキシ基、チオアルキル基、アルケニル基およびアルキニル基から選択される1つ以上の基で置換されている)から選択され、アルキル、アルコキシおよびチオアルキル基は、1~20個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシおよびチオアルキル基(これらは、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよい)、および3~20個のC原子を有する分枝または環状のアルキル、アルコキシおよびチオアルキル基(これらは、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよい)から選択され、アルケニル基は、2~20個のC原子を有するアルケニル基(これは、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよい)から選択され、アルキニル基は、2~20個のC原子を有するアルキニル基(これは、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよい)から選択され;
R2は、出現する毎に、同一または異なり、
R3は、出現する毎に、同一または異なり、H、D、F、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、OR4、S(=O)R4、S(=O)2R4、1~20個のC原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝または環状のアルキルまたはアルコキシ基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;2つ以上のラジカルR3は、互いに接続して環を形成してもよく;アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに芳香族およびヘテロ芳香族環系は、それぞれの場合に、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよく;アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基における1つ以上のCH2基は、それぞれの場合に、-R4C=CR4-、-C≡C-、Si(R4)2、C=O、C=NR4、-C(=O)O-、-C(=O)NR4-、NR4、P(=O)(R4)、-O-、-S-、SOまたはSO2で置換されていてもよく;
R4は、出現する毎に、同一または異なり、H、D、F、C(=O)R5、CN、Si(R5)3、N(R5)2、P(=O)(R5)2、OR5、S(=O)R5、S(=O)2R5、1~20個のC原子を有する直鎖アルキルまたはアルコキシ基、3~20個のC原子を有する分枝または環状のアルキルまたはアルコキシ基、2~20個のC原子を有するアルケニルまたはアルキニル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;2つ以上のラジカルR4は、互いに接続して環を形成してもよく;アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基、ならびに芳香族およびヘテロ芳香族環系は、それぞれの場合に、1つ以上のラジカルR5で置換されていてもよく;アルキル、アルコキシ、アルケニルおよびアルキニル基における1つ以上のCH2基は、それぞれの場合に、-R5C=CR5-、-C≡C-、Si(R5)2、C=O、C=NR5、-C(=O)O-、-C(=O)NR5-、NR5、P(=O)(R5)、-O-、-S-、SOまたはSO2で置換されていてもよく;
R5は、出現する毎に、同一または異なり、H、D、F、CN、1~20個のC原子を有するアルキル基、6~40個のC原子を有する芳香族環系、または5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;2つ以上のラジカルR5は、互いに接続して環を形成してもよく;アルキル基、芳香族環系およびヘテロ芳香族環系は、FおよびCNで置換されていてもよく;
nは、出現する毎に、同一または異なり、0または1であり、n=0である場合、基R1は存在せず、基R2が代わりにこの位置に結合しており;
kは、0または1であり、k=0である場合、基ArLは存在せず、窒素原子およびスピロビフルオレン基が直接的に接続しており;
mは、0または1であり、m=0である場合、基Eは存在せず、基Ar1およびAr2は接続しておらず;
式(I)における少なくとも2つの添え字nは1であることを特徴とする。
特に好ましい基Ar1およびAr2は、同一または異なり、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フルオレニル、とりわけ9,9’-ジメチルフルオレニルおよび9,9’-ジフェニルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、スピロビフルオレニル、インデノフルオレニル、ジベンゾフラニル、ジベンゾチオフェニル、カルバゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾ縮合ジベンゾフラニル、ベンゾ縮合ジベンゾチオフェニル、ナフチル置換フェニル、フルオレニル置換フェニル、スピロビフルオレニル置換フェニル、ジベンゾフラニル置換フェニル、ジベンゾチオフェニル置換フェニル、カルバゾリル置換フェニル、ピリジル置換フェニル、ピリミジル置換フェニル、ならびにトリアジニル置換フェニル(1つ以上のラジカルR3でそれぞれ任意に置換されていてもよい)から選択される。
基Ar1およびAr2が基Eにより接続されている場合には、基Ar1およびAr2は、同一または異なり、フェニルおよびフルオレニル(1つ以上の基R3でそれぞれ置換されていてもよい)から選択されることが好ましい。さらに、そのような場合には、基Ar1と基Ar2を接続する基Eは、対応する基Ar1およびAr2、好ましくはフェニルまたはフルオレニルである対応する基Ar1およびAr2に、アミン窒素原子への基Ar1およびAr2の結合に対してオルト位置で配置されていることが好ましい。さらに、好ましくは、そのような場合、EがC(R3)2、NR3、OおよびSから選択される場合には、アミン窒素原子を有する6環が基Ar1、Ar2およびEで形成され、Eが単結合である場合には5環が形成される。
本出願による化合物は、スピロビフルオレンに結合した2つ以下および以上の基R1を有することが好ましく、このことは、2つ以下および以上の添え字nが1に等しく、残りの添え字nが0に等しいことを意味する。
1)フェニル-フェニル結合に対してオルト位置に反応基を有するビフェニル誘導体を金属化する工程;
2)金属化ビフェニル誘導体を、基A(ここで基Aは、i)X、またはii)-Ar-X、またはiii)-NAr2、またはiv)-Ar-NAr2から選択され、Arは、芳香族またはヘテロ芳香族基であり、Xは、反応基である)を1位に有するフルオレノン誘導体に付加する工程;および
3)得られる付加生成物を酸性条件下において、またはルイス酸により環化させて、スピロビフルオレン誘導体とする工程
の反応工程を含むことを特徴とする。
A)合成例
A-1)経路1
2’,7’-ジ-tert-ブチル-1-ブロモスピロ-9,9’-ビフルオレン1aの合成
1-(1-ビフェン-4-イル)-(9,9’-ジメチルフルオレン-2-イル)アミン-9H-フルオレン-9-オン3aの合成
ビフェニル-4-イル-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル (4,4,5,5テトラメチル-[1,3,2]ジオキサボロラン-2-イル)-フェニル]-アミンの合成
1-(4-クロロ-フェニル)-フルオレン-9-オン7aの合成
10g(39mmol)の1-ブロモフルオレノン、14.7g(58mmol)のビス(ピナコラト)ジボランおよび12.5g(127mmol)の酢酸カリウムを300mlのジオキサンに懸濁する。1.6g(1.9mmol)の1,1-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンパラジウム(II)ジクロリド錯体とDCMをこの懸濁液に加える。反応混合物を還流下で16時間加熱する。冷却した後、有機相を分離し、400mlの水で3回洗浄し、続いて蒸発乾固する。残留物をトルエンで再結晶させる(6g、収率51%)。
20g(69mmol)の1-ブロモ-4-ヨード-ベンゼン、21.1g(69mmol)の1-ピナコールボロンエステル-フルオレン-9-オンおよび2.4g(2.1mmol)のPd(Ph3P)4を300mlのTHFに懸濁する。283mlの2M炭酸カリウム溶液をこの懸濁液にゆっくりと加え、反応混合物を還流下で16時間加熱する。冷却した後、有機相を分離し、シリカゲルで濾過し、300mlの水で3回洗浄し、続いて蒸発乾固する。残留物をMeOHで結晶化して精製する。収量:19g(54mmol)、理論値の78%、HPLCによる純度>98%。
2,7-ジ-tert-ブチル-8’-(4-クロロフェニル)-9,9’-スピロビフルオレン11aの合成
以下の化合物が同様に合成される。
1)化合物のEBLにおける使用
本出願の化合物HTMをEBLに含む蛍光青色発光OLEDが調製される。OLEDは以下の積層構造を有する。
本出願の化合物HTM-1をHILおよびHTLに含む蛍光青色発光OLEDが調製される。OLEDは以下の積層構造を有する。
以下の積層構造を有するOLEDが調製される。
アノード/HIM:F4TCNQ(5%)(20nm)/HIM(180nm)/EBM-1(10nm)/H:SEB(5%)(20nm)/ETM:LiQ(50%)(30nm)/LiQ(1nm)/カソード。
上記と同じであるが、EBM-1がEBM-2に置き換えられていることを除く。
Claims (9)
- 式(I―Aー1)
Ar1およびAr2は、同一または異なり、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フルオレニル、スピロビフルオレニル、インデノフルオレニル、ナフチル置換フェニル、フルオレニル置換フェニル、スピロビフルオレニル置換フェニル(1つ以上のラジカルR3でそれぞれ任意に置換されていてもよい)から選択され、
R1は、出現する毎に、同一または異なり、CH 3 またはC(CH 3 ) 3 から選択され;
R3は、出現する毎に、同一または異なり、H、D、F、CN、1~20個のC原子を有する直鎖アルキル基、3~20個のC原子を有する分枝または環状のアルキル基、6~40個の芳香族環原子を有する芳香族環系、および5~40個の芳香族環原子を有するヘテロ芳香族環系から選択され;前記アルキル基ならびに前記芳香族およびヘテロ芳香族環系は、それぞれの場合に、1つ以上のラジカルR4で置換されていてもよく;
R4は、出現する毎に、同一または異なり、H、D、F、CN、1~20個のC原子を有する直鎖アルキル基、3~20個のC原子を有する分枝または環状のアルキル基から選択される。]
の化合物。 - 基Ar1はフェニルであり、およびAr2は、フルオレニル(前記基は1つ以上のラジカルR3でそれぞれ置換されていてもよい)であることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- 基R1が、C(CH3) 3 であることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
- 1)フェニル-フェニル結合に対してオルト位置に反応基を有するビフェニル誘導体を金属化する工程;
2)金属化ビフェニル誘導体を、基A(ここで基Aは、i)X、またはii)-Ar-X、またはiii)-NAr2、またはiv)-Ar-NAr2から選択され、Arは、芳香族またはヘテロ芳香族基であり、Xは、反応基である)を1位に有するフルオレノン誘導体に付加する工程;および
3)得られる付加生成物を酸性条件下において、またはルイス酸により環化させて、スピロビフルオレン誘導体とする工程
の反応工程を含むことを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の化合物の調製方法。 - 請求項1~3何れか1項に記載の1つ以上の式(I)の化合物を含むオリゴマー、ポリマー、またはデンドリマーであって、前記ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマーへの結合が、R1またはR3により置換されている式(I)の何れかの望ましい位置に局在化されていてもよい、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマー。
- 請求項1~3の何れか1項に記載の少なくとも1つの式(I)の化合物、または請求項5に記載の少なくとも1つのポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーと、少なくとも1つの溶媒とを含む、調合物。
- 請求項1~3の何れか1項に記載の少なくとも1つの化合物、または請求項5に記載の少なくとも1つのポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーを含む、電子デバイス。
- アノード、カソードおよび少なくとも1つの発光層を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、前記デバイスの発光層、正孔輸送層、電子ブロック層または正孔注入層である少なくとも1つの有機層が、少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする、請求項7記載の電子デバイス。
- 請求項1~3の何れか1項に記載の化合物、または請求項5に記載のポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマーの、電子デバイスにおける使用。
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