JPH07126225A - テトラフェニルベンジジン化合物 - Google Patents
テトラフェニルベンジジン化合物Info
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- JPH07126225A JPH07126225A JP5293800A JP29380093A JPH07126225A JP H07126225 A JPH07126225 A JP H07126225A JP 5293800 A JP5293800 A JP 5293800A JP 29380093 A JP29380093 A JP 29380093A JP H07126225 A JPH07126225 A JP H07126225A
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Abstract
材料として有用な、新規テトラフェニルベンジジン化合
物を提供する。 【構成】 下記一般式(1)で表されるテトラフェニル
ベンジジン化合物。 【化1】 (式中R1 、R2 は同一でも異なっていても良く、水素
原子、低級アルキル基、または低級アルコキシ基を表
し、かつ、R1 またはR2 の少なくとも一方は、ノルマ
ルブチル基、イソブチル基、セカンダリブチル基、ター
シャリブチル基を表す。また、R3 は水素原子、メチル
基、メトキシ基、または塩素原子を表す。)
Description
に用いられる電荷輸送材料として有用な新規テトラフェ
ニルベンジジン化合物に関する。
子は、従来より検討されていたが、充分な発光特性が得
られていなかった。しかし、近年数種の有機材料を積層
した構造とすることにより、その特性が著しく向上し、
以来、有機物を用いた電界発光素子に関する検討が活発
に行われている。この積層構造とした電界発光素子はコ
ダック社のC.W.Tangらにより最初に報告された
が〔Appl.Phys.Lett.51(1987)913〕、この中では10V
以下の電圧で1000cd/m2 以上の発光が得られて
おり、従来より実用化されている無機電界発光素子が2
00V以上の高電圧を必要とするのに比べ、格段に高い
特性を有することが示された。
光体と電荷輸送性の有機物(電荷輸送材)及び電極を積
層した構造となっており、それぞれの電極より注入され
た電荷(正孔及び電子)が電荷輸送材中を移動して、そ
れらが再結合することによって発光する。有機蛍光体と
しては、8−キノリノールアルミニウム錯体やクマリリ
ンなど蛍光を発する有機色素などが用いられている。ま
た、電荷輸送材としては電子写真感光体用有機材料とし
て良く知られた種々の化合物を用いて検討されており、
例えばN,N′−ジ(m−トリル)−N,N′−ジフェ
ニルベンジジンや1,1−ビス[N,N−ジ(p−トリ
ル)アミノフェニル]シクロヘキサンといったジアミン
化合物や4−(N,N−ジフェニルアミノ)ベンズアル
デヒド−N,N−ジフェニルヒドラゾンなどのヒドラゾ
ン化合物が挙げられる。更に、銅フタロシアニンのよう
なポルフィリン化合物も用いられている。
特性を有しているが、発光時の安定性や保存安定性の点
で充分ではなく、実用化には至っていない。素子の発光
時の安定性、保存安定性における問題点の一つとして、
電荷輸送材の安定性が指摘されている。電界発光素子の
有機物で形成されている層は百〜数百ナノメーターと非
常に薄く、単位厚さあたりに加えられる電圧は非常に高
い。また、発光や通電による発熱もあり、従って電荷輸
送材には電気的、熱的あるいは化学的な安定性が要求さ
れる。更に、一般的に素子中の電荷輸送層は、非晶質の
状態にあるが、発光または保存による経時により、結晶
化を起こし、これによって発光が阻害されたり、素子破
壊を起こすといった現象が見られている。この点、電荷
輸送材には非晶質すなわちガラス状態を容易に形成し、
かつ安定に保持する性能が要求される。
の安定性に関し、例えば、ジアミン化合物やポルフィリ
ン化合物においては、電気的、熱的に安定なものが多
く、高い発光特性が得られているが、結晶化による素子
の劣化は解決されていない。また、ヒドラゾン化合物
は、電気的、熱的安定性において充分ではないため、好
ましい材料ではない。
特性のみならず、発光時の安定性、保存安定性に優れた
有機電界発光素子を実現し得る電荷輸送材として有用
で、かつ新規なテトラフェニルベンジジン化合物を提供
することにある。
般式(1)で表されるテトラフェニルベンジジン化合物
が提供される。
原子、低級アルキル基、または低級アルコキシ基を表
し、かつ、R1 またはR2 の少なくとも一方は、ノルマ
ルブチル基、イソブチル基、セカンダリブチル基、ター
シャリブチル基を表す。また、R3 は水素原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表
す。)
ェニルベンジジン化合物は新規化合物であり、これらは
相当する4,4′−ジハロゲン化ビフェニルと相当する
ジフェニルアミン化合物との縮合反応、または、相当す
るベンジジン化合物と相当するハロゲン化アリールとの
縮合反応により合成することができ、これら縮合反応は
ウルマン反応として知られる方法である。
アニリン化合物をN−アセチル化してアニリド化合物と
し、これに下記式
子、臭素原子または沃素原子を表す。)で表されるハロ
ゲン化アリールを作用させて縮合反応を行い、生成物を
加水分解して下記式
れるジフェニルアミン化合物が得られる。このジフェニ
ルアミン化合物は、更に下記式
R3 とXは同時に塩素原子ではない。)で表される4,
4′−ジハロゲン化ビフェニルと縮合反応することによ
り、本発明のテトラフェニルベンジジン化合物が得られ
る。
ベンジジン化合物を原料とした場合は、このベンジジン
化合物をアセチル化してN,N′−ジアセチル体とした
ものに、下記式
されるハロゲン化アリールを作用させて縮合し、生成物
を加水分解後、更に下記式
されるハロゲン化アリールを作用させて縮合し、本発明
のテトラフェニルベンジジン化合物が得られる。
ルアニリンまたはN,N′−ジフェニルベンジジン化合
物との縮合反応、及びジフェニルアミン化合物と4,
4′−ジハロゲン化ビフェニルとの縮合反応は、無溶媒
下または溶媒の存在下で行うが、溶媒としてはニトロベ
ンゼンやジクロロベンゼンなどが用いられる。脱酸剤と
しての塩基性化合物には炭酸カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナト
リウムなどが用いられる。また、通常、銅粉やハロゲン
化銅などの触媒を用いて反応させる。反応温度は通常1
60〜230℃である。
な化合物例を以下に示す。
ルベンジジン化合物は、容易にガラス状態を形成しかつ
安定に保持すると共に、熱的、化学的にも安定であり、
有機電界発光素子における電荷輸送材料として極めて有
用である。また、基本的に高い電荷輸送能を有してお
り、電子写真感光体をはじめとする電荷輸送性を利用す
る素子、システムに有効な材料であることはいうまでも
ない。
る。
ル)を氷酢酸170mlに溶解して、30℃で無水酢酸
81.3g(0.80モル)を滴下し、滴下終了後40
℃で1時間反応させた。反応液を水600ml中へ注加
し、析出した結晶をろ過、水洗、乾燥した。この結晶を
トルエン120mlとn−ヘキサン1000mlの混合
溶液で再結晶し、p−ノルマルブチルアセトアニリド1
17.5g(収率96.4%)を得た。融点は105.
5〜106.0℃であった。上記得られた、p−ノルマ
ルブチルアセトアニリド20.1g(0.11モル)と
ブロムベンゼン24.8g(0.16モル)、無水炭酸
カリウム19.4g(0.14モル)、銅粉0.96g
(0.015モル)を混合し、160〜220℃で10
時間反応させた。反応生成物はトルエン100mlで抽
出し、不溶分をろ別除去後、濃縮乾固した。これをイソ
アミルアルコール30mlで溶解し、水3.8g、85
%水酸化カリウム13.2g(0.2モル)を加え、1
31℃で加水分解した。水蒸気蒸留でイソアミルアルコ
ール、過剰のブロムベンゼンを留去後、トルエン140
mlで抽出し、水洗、乾燥して濃縮した。濃縮物は乾燥
し、N−フェニル−p−ノルマルブチルアニリン21.
1g(収率89.4%)を得た。
アニリン21.1g(0.094モル)、4,4′−ジ
ヨードビフェニル15.4g(0.038モル)、無水
炭酸カリウム15.7g(0.11モル)及び銅粉1.
1g(0.017モル)を混合し、170〜220℃で
27時間反応させた。反応生成物をトルエン140ml
で抽出し、不溶分をろ別除去後、濃縮してオイル状物と
した。得られた粗製物は、カラムクロマトにより精製し
て(担体;シリカゲル、溶離液;トルエン/n−ヘキサ
ン=1/5)、N,N′−ビス(p−ノルマルブチルフ
ェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン13.4g
(収率58.6%)を得た。融点は、135.0〜13
5.5℃であった。IRスペクトルを図1に示す。
氷酢酸126mlに溶解して、30℃で無水酢酸59.
9g(0.58モル)を滴下し、滴下終了後40℃で1
時間反応させた。反応液を水500ml中へ注加し、析
出した結晶をろ過、水洗、乾燥した。この結晶をトルエ
ン140mlとn−ヘキサン700mlの混合溶液で再
結晶し、p−イソブチルアセトアニリド60.4g(収
率67.3%)を得た。融点は124.5〜125.0
℃であった。上記得られた、p−イソブチルアセトアニ
リド17.9g(0.094モル)とブロムベンゼン2
2.1g(0.14モル)、無水炭酸カリウム16.9
g(0.12モル)、銅粉0.89g(0.014モ
ル)を混合し、168〜217℃で14時間反応させ
た。反応生成物はトルエン100mlで抽出し、不溶分
をろ別除去後、濃縮乾固した。これをイソアミルアルコ
ール30mlで溶解し、水3.4g、85%水酸化カリ
ウム11.8g(0.18モル)を加え、131℃で加
水分解した。水蒸気蒸留でイソアミルアルコール、過剰
のブロムベンゼンを留去後、トルエン120mlで抽出
し、水洗、乾燥して濃縮した。濃縮物は乾燥し、N−フ
ェニル−p−イソブチルアニリン17.6g(収率8
6.8%)を得た。
リン17.6g(0.078モル)、4,4′−ジヨー
ドビフェニル12.6g(0.031モル)、無水炭酸
カリウム12.9g(0.093モル)及び銅粉0.8
9g(0.014モル)を混合し、190〜220℃で
12時間反応させた。反応生成物をトルエン70mlで
抽出し、不溶分をろ別除去後、濃縮してオイル状物とし
た。得られた粗製物は、カラムクロマトにより精製して
(担体;シリカゲル、溶離液;トルエン/n−ヘキサン
=1/6)、N,N′−ビス(p−イソブチルフェニ
ル)−N,N′−ジフェニルベンジジン8.5g(収率
45.7%)を得た。融点は、133.8〜135.3
℃であった。IRスペクトルを図2に示す。
シャリブチルブロムベンゼン19.2g(0.090モ
ル)、無水炭酸カリウム9.95g(0.072モ
ル)、銅粉0.50g(0.008モル)を混合し、1
90〜203℃で23時間反応させた。反応生成物はト
ルエン75mlで抽出し、不溶分をろ別除去後、濃縮乾
固した。これをイソアミルアルコール30mlで溶解
し、水1.1g、85%水酸化カリウム7.9g(0.
12モル)を加え、125℃で加水分解した。水蒸気蒸
留でイソアミルアルコール、過剰のp−ターシャリブチ
ルブロムベンゼンを留去後、トルエン80mlで抽出
し、水洗、乾燥して濃縮した。濃縮物はn−ヘキサン1
00mlで再結晶し、N−フェニル−p−ターシャリブ
チルアニリン8.1g(収率58.9%)を得た。
ルアニリン8.1g(0.036モル)、4,4′−ジ
ヨードビフェニル7.3g(0.018モル)、無水炭
酸カリウム7.5g(0.054モル)及び銅粉0.5
3g(0.008モル)を混合し、210〜225℃で
12時間反応させた。反応生成物をトルエン70mlで
抽出し、不溶分をろ別除去後、濃縮してオイル状物とし
た。得られた粗製物は、カラムクロマトにより精製して
(担体;シリカゲル、溶離液;トルエン/n−ヘキサン
=1/4)、N,N′−ビス(p−ターシャリブチルフ
ェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン4.5g
(収率41.7%)を得た。融点は、232.2〜23
2.6℃であった。IRスペクトルを図3に示す。
モル)を氷酢酸19mlに溶解して、30℃で無水酢酸
8.0g(0.078モル)を滴下し、滴下終了後40
℃で3時間反応させた。反応液を水200ml中に注加
し、析出した結晶をろ過、水洗、乾燥し、p−ターシャ
リブチルアセトアニリド13.5g(収率99.9%)
を得た。融点は172.5〜173.5℃であった。上
記得られた、p−ターシャリブチルアセトアニリド1
3.5g(0.071モル)とp−ターシャリブチルブ
ロムベンゼン19.6g(0.092モル)、無水炭酸
カリウム11.8g(0.085モル)、銅粉0.58
g(0.009モル)を混合し、215〜225℃で1
9時間反応させた。反応生成物はトルエン200mlで
抽出し、不溶分をろ別除去後、濃縮し、n−ヘキサン6
0mlを加えて結晶を得た。これをイソアミルアルコー
ル50mlで溶解し、水1.9g、93%水酸化ナトリ
ウム6.2g(0.15モル)を加え、131℃で加水
分解した。水蒸気蒸留でイソアミルアルコール、過剰の
p−ターシャリブチルブロムベンゼンを留去後、トルエ
ン120mlで抽出し、水洗、乾燥して濃縮した。濃縮
物は乾燥し、4,4′−ジターシャリブチル−N,N−
ジフェニルアミン15.1g(収率99.4%)を得
た。
N,N−ジフェニルアミン13.4g(0.048モ
ル)、4,4′−ジヨードビフェニル7.7g(0.0
19モル)、無水炭酸カリウム7.7g(0.056モ
ル)及び銅粉0.53g(0.008モル)、ニトロベ
ンゼン5mlを混合し、200〜215℃で4時間反応
させた。反応生成物をTHF100mlで抽出し、不溶
分をろ別除去後、濃縮して結晶を得た。得られた粗結晶
は、カラムクロマトにより精製して(担体;シリカゲ
ル、溶離液;トルエン/n−ヘキサン=1/2)、N,
N,N′,N′−テトラキス(p−ターシャリブチルフ
ェニル)ベンジジン4.3g(収率31.7%)を得
た。融点は、402.0〜403.0℃であった。実施
例1から4で得られた化合物の元素分析値を表1に、ま
たIRスペクトルを図4に示す。
が有用であることを、具体的な応用例によって説明す
る。
化合物(一般式(1);R1 =t−Bu、R2 =H、R
3 =H)を電荷輸送材として、0.1nm/秒の速度で
真空蒸着により50nmの厚さまで蒸着した。蒸着した
膜の上に、発光材として、精製したトリス8−キノリノ
ールアルミニウム錯体を真空蒸着により、同じく0.1
nm/秒の速度で、50nmの厚さまで蒸着した。更
に、この膜の上に、真空蒸着によりMg/Ag電極を1
00nmの厚さで形成して、EL素子を作製した。これ
らの蒸着は、途中で真空を破らずに連続して行った。ま
た、膜厚は水晶振動子によってモニターした。素子作製
後、直ちに乾燥窒素中で電極の取り出しを行い、引続き
特性の測定を行った。素子の発光特性は100mA/c
m2 の電流を印加した場合の発光輝度で定義し、発光の
寿命は200cd/m2 の発光が得られる電流を連続で
印加し、輝度が100cd/cm2 になるまでの時間と
した。また、保存安定性は室温、乾燥空気中に一定時間
放置後、20mA/cm2 の電流を印加し、輝度が初期
発光特性の半分になるまでの時間で定義した。測定の結
果、発光特性は2800cd/m2 、発光の寿命は67
0時間、保存安定性は1600時間であった。比較のた
めに、電荷輸送材として、N,N′−ジ(m−トリル)
−N,N′−ジフェニルベンジジンを用い、同様の条件
でEL素子を作製しその特性を調べた。発光特性、発光
の寿命、保存安定性はそれぞれ、2200cd/m2 、
220時間、460時間であった。
ェニルベンジジン化合物は、電荷輸送性材料として有効
に機能し、また、容易にガラス状態を形成しかつ安定に
ガラス状態を保持し、熱的、化学的にも安定なため、特
に有機電界発光素子における電荷輸送材として有用な物
質である。
ルである。
ルである。
ルである。
ルである。
Claims (1)
- 【請求項1】 下記一般式で表されるテトラフェニルベ
ンジジン化合物 【化1】 (式中R1 、R2 は同一でも異なっていても良く、水素
原子、低級アルキル基、または低級アルコキシ基を表
し、かつ、R1 またはR2 の少なくとも一方は、ノルマ
ルブチル基、イソブチル基、セカンダリブチル基、ター
シャリブチル基を表す。また、R3 は水素原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基、または塩素原子を表
す。)
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---|---|---|---|
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