KR102095584B1 - A method for manufacturing deuterated organic compounds for OLED light emitting material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 9H-카르바졸 및 2-페닐피리딘을 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 직접적으로 중수소 치환함으로써 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있는 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a deuterated organic compound for an OLED light emitting material, and more specifically 9H-carbazole and 2-phenylpyridine are directly deuterium substituted using a microwave reactor to shorten the reaction time and deuterium substitution rate. It relates to a method for producing a deuterated organic compound for an OLED light emitting material that can improve the.
Description
본 발명은 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 9H-카르바졸 및 2-페닐피리딘을 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 직접적으로 중수소 치환함으로써 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있는 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a deuterated organic compound for an OLED light emitting material, and more specifically 9H-carbazole and 2-phenylpyridine are directly deuterium substituted using a microwave reactor to shorten the reaction time and deuterium substitution rate. It relates to a method for producing a deuterated organic compound for an OLED light emitting material that can improve the.
평판 표시소자는 최근 들어 급성장세를 보이고 있는 인터넷을 중심으로 고도의 영상 정보화 사회를 지탱하는 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 특히, 자체 발광형으로 저전압 구동이 가능한 유기발광다이오드(OLED)는 평판 표시소자의 주류인 액정디스플레이(liquid crystal display, LCD)에 비해 시야각 및 대조비 등이 우수하고, 백라이트가 불필요하여 경량 및 박형이 가능하며, 소비전력 측면에서도 유리한 장점을 가진다. 또한 응답속도가 빠르며, 색 재현 범위가 넓어 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다.The flat panel display device plays a very important role in supporting a highly image-information society centering on the Internet, which has been showing rapid growth in recent years. In particular, the organic light emitting diode (OLED) capable of driving a low voltage in a self-emission type has superior viewing angle and contrast ratio compared to a liquid crystal display (LCD), which is the mainstream of a flat panel display device, and requires no backlight, so that it is light and thin. It is possible, and also has an advantage in terms of power consumption. Also, it has attracted attention as a next-generation display device due to its fast response speed and wide color reproduction range.
일반적으로, 유기발광다이오드는 투명전극으로 이루어진 양극(anode), 발광영역을 포함하는 유기박막 및 금속전극(cathode)의 순으로 유리기판 위에 형성된다. 이때, 유기박막은 발광층(emitting layer, EML) 외에 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 또는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 포함할 수 있으며, 발광층의 발광특성상 전자 차단층(electron blocking layer, EBL) 또는 정공차단층(hole blocking layer, HBL)을 추가로 포함할 수 있다.In general, an organic light emitting diode is formed on a glass substrate in the order of an anode made of a transparent electrode, an organic thin film including a light emitting region, and a metal electrode (cathode). In this case, the organic thin film is a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an electron transport layer (ETL), or an electron injection layer (electron injection layer) in addition to the light emitting layer (emitting layer, EML). layer, EIL), and may further include an electron blocking layer (EBL) or a hole blocking layer (HBL) due to the light emission characteristics of the light emitting layer.
이러한 구조의 유기발광다이오드에 전기장이 가해지면 양극으로부터 정공이 주입되고 음극으로부터 전자가 주입되며, 주입된 정공과 전자는 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 거쳐 발광층에서 재조합(recombination)하여 발광여기자(exitons)를 형성한다. 형성된 발광여기자는 바닥상태(ground states)로 전이하면서 빛을 방출하는데, 이때, 발광 상태의 효율과 안정성을 증가시키기 위해 발광 색소(게스트)를 발광층(호스트)에 도핑하기도 한다.When an electric field is applied to the organic light emitting diode having such a structure, holes are injected from the anode and electrons are injected from the cathode, and the injected holes and electrons are recombined in the light emitting layer through the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, to emit light. To form. The formed luminescence excitation emits light while transitioning to the ground states. In this case, the luminescent dye (guest) is doped to the luminescent layer (host) to increase the efficiency and stability of the luminescent state.
최근에는, 형광 발광물질 뿐 아니라 인광 발광물질도 유기발광다이오드의 발광물질로 사용될 수 있음이 알려졌으며, 이러한 인광 발광은 바닥상태에서 여기상태로 전자가 전이한 후, 계간 전이(intersystem crossing)를 통해 단일항 여기자가 삼중항 여기자로 비발광전이된 다음, 삼중항 여기자가 바닥상태로 전이하면서 발광하는 메카니즘으로 이루어진다. 이때, 삼중항 여기자의 전이 시 직접 바닥상태로 전이할 수 없어(spin forbidden) 전자스핀의 뒤바뀜(flipping)이 진행된 이후에 바닥상태로 전이되는 과정을 거치기 때문에 형광보다 수명(발광시간)(lifetime)이 길어지는 특성을 갖는다. 즉, 형광 발광의 발광 지속기간(emission duration)은 수 나노초(several nano seconds)에 불과하지만, 인광 발광의 경우는 상대적으로 긴 시간인 수 마이크로초(several micro seconds)에 해당한다.In recent years, it has been known that not only fluorescent light-emitting materials but also phosphorescent light-emitting materials can be used as light-emitting materials of organic light-emitting diodes, and these phosphorescence light-emitting electrons transition from the ground state to the excited state, and then through intersystem crossing. It consists of a mechanism in which a singlet exciton is non-light-transmitted to a triplet exciton, and then a triplet exciton transitions to the ground state and emits light. At this time, since the triplet exciton is transferred, it cannot be directly transferred to the ground state (spin forbidden), so it undergoes the process of transitioning to the ground state after the flipping of the electron spin, so the life span (luminescence time) rather than fluorescence (lifetime) It has a longer property. That is, the emission duration of the fluorescent light emission is only a few nanoseconds, but in the case of the phosphorescence emission, it corresponds to a relatively long time, several microseconds.
인광 발광물질을 사용한 유기발광다이오드의 주요 이슈는 수명과 안정성인데, 이러한 특성을 개선하기 위하여 다양한 유도체가 개발되어 인광 발광물질로 사용되고 있다. The main issues of organic light emitting diodes using phosphorescent materials are life and stability, and various derivatives have been developed and used as phosphorescent materials to improve these properties.
선행연구는 이리듐 유기금속화합물을 중수소 치환하여 높은 전류밀도에서 소자의 안정성이 향상되고 수명이 연장됨을 확인하였다(J. Mater. Chem. C., 2013, 1, 4821-4825). Prior studies confirmed that the stability of the device was improved and the life was extended at high current density by deuterium substitution of the iridium organometallic compound (J. Mater. Chem. C., 2013, 1, 4821-4825).
그러나 상기 방법은 출발물질을 직접 중수소 치환하여 중수소 치환된 화합물을 제조하는 것이 아니라, 출발물질을 중수소 치환하여 중간체를 합성한 후, 상기 중간체를 커플링 합성하여 중수소 치환된 화합물을 제조하는 것으로서, 반응시간이 48시간으로 매우 길고 중수소 치환율이 낮은 단점을 갖는다. However, the above method does not produce a deuterium-substituted compound by directly deuterium-substituting the starting material, but synthesizes an intermediate by deuterium-substituting the starting material, and then synthesizes the intermediate to synthesize a deuterium-substituted compound. It has a disadvantage that the time is very long, 48 hours, and the deuterium substitution rate is low.
따라서 출발물질을 직접 중수소 치환하여 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있는 새로운 제조방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a new production method capable of shortening the reaction time and improving the deuterium substitution rate by directly deuterating the starting material.
본 발명은 상기와 같은 요구에 따라 안출된 것으로서, 9H-카르바졸 및 2-페닐피리딘을 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 직접적으로 중수소 치환함으로써 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있는 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised in accordance with the above-mentioned requirements, for an OLED light-emitting material capable of shortening the reaction time and improving deuterium substitution rate by directly deuterium substitution of 9H-carbazole and 2-phenylpyridine using a microwave reactor. It is an object to provide a method for producing a deuterated organic compound.
본 발명은 하기 화학식 1의 구조 또는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 OLED용 중수소화 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a deuterated compound for an OLED having a structure of Formula 1 or a structure of Formula 2 below.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
또한 본 발명은 In addition, the present invention
a) D2O, 하기 화학식 3의 화합물 및 촉매를 혼합하여 제1반응물을 제조하는 단계; a) preparing a first reactant by mixing D 2 O, the compound of Formula 3, and a catalyst;
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계;c) extracting the second reactant to obtain a compound of Formula 1 below;
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a deuterated compound for OLED comprising a.
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 1][Formula 1]
아울러 본 발명은In addition, the present invention
a) D2O, 하기 화학식 4의 화합물 및 촉매를 혼합하여 제1반응물을 제조하는 단계; a) preparing a first reactant by mixing D 2 O, a compound of Formula 4, and a catalyst;
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 2의 화합물을 수득하는 단계;c) extracting the second reactant to obtain a compound of
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a deuterated compound for OLED comprising a.
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 2][Formula 2]
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 a) 단계는 D2O 100중량부에 대하여 화학식 3의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부 사용되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the step a) is characterized in that 0.5 to 10 parts by weight of the compound of
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 a) 단계는 D2O 100중량부에 대하여 화학식 4의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부 사용되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, step a) is characterized in that 0.5 to 10 parts by weight of a compound of Formula 4 and 0.1 to 1 part by weight of a catalyst are used relative to 100 parts by weight of D 2 O.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 b) 단계는 100~160℃ 에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, step b) is characterized in that is performed at 100 ~ 160 ℃.
또한 본 발명은 상기 OLED용 중수소화 화합물을 발광층에 포함하는 유기발광다이오드에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to an organic light emitting diode comprising the deuterated compound for OLED in a light emitting layer.
본 발명은 9H-카르바졸 및 2-페닐피리딘을 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 직접적으로 중수소 치환함으로써 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있는 OLED 발광 재료용 중수소화 유기화합물의 제조방법을 제공할 수 있다. The present invention provides a method for producing a deuterated organic compound for an OLED light emitting material that can shorten the reaction time and improve the deuterium substitution rate by directly deuterium-substituting 9H-carbazole and 2-phenylpyridine using a microwave reactor. You can.
본 발명의 중수소화 화합물은 유기발광다이오드의 발광층에 적용되어 소자의 수명, 안정성, 효율성 등을 향상시킬 수 있다. The deuterated compound of the present invention can be applied to the light emitting layer of an organic light emitting diode to improve the life, stability and efficiency of a device.
도 1은 중수소화된 9H-카르바졸의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 중수소화된 2-페닐피리딘의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸다.1 shows the 1 H NMR spectrum of deuterated 9H-carbazole.
2 shows the 1 H NMR spectrum of deuterated 2-phenylpyridine.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 이를 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, and thus, specific embodiments will be illustrated and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood that all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known technologies are omitted when it is determined that the subject matter of the present invention may be obscured.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the corresponding components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be 'connected' to another component, or when it is said to be 'connected', it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that. On the other hand, when a component is said to be 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as 'comprises' or 'have' are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
본 발명은 하기 화학식 1의 구조 또는 하기 화학식 2의 구조를 갖는 OLED용 중수소화 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a deuterated compound for an OLED having a structure of
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
상기 중수소화 화합물은 유기발광다이오드의 발광층에 적용되어 소자의 수명, 안정성, 효율성 등을 향상시킬 수 있다. The deuterated compound may be applied to the light emitting layer of the organic light emitting diode to improve the life, stability, and efficiency of the device.
상기 중수소화 화합물은 9H-카르바졸(화학식 3의 화합물) 및 2-페닐피리딘(화학식 4의 화합물)을 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 직접적으로 중수소 치환함으로써 제조될 수 있다.The deuterated compound can be prepared by directly replacing deuterium with 9H-carbazole (compound of formula 3) and 2-phenylpyridine (compound of formula 4) using a microwave reactor.
이때 상기 마이크로웨이브 반응기의 반응조건을 적절하게 조절함으로써, 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 향상시킬 수 있다. At this time, by appropriately adjusting the reaction conditions of the microwave reactor, it is possible to shorten the reaction time and improve the deuterium substitution rate.
또한 본 발명은 a) D2O, 하기 화학식 3의 화합물 및 촉매를 혼합하여 제1반응물을 제조하는 단계; In addition, the present invention comprises the steps of: a) preparing a first reactant by mixing D 2 O, a compound of
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계;c) extracting the second reactant to obtain a compound of
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a deuterated compound for OLED comprising a.
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 1][Formula 1]
상기 a) 단계는 D2O 100중량부에 대하여 화학식 3의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부가 사용되는 것이 바람직하며, D2O, 화학식 3의 화합물 및 촉매의 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. Wherein the a) comprises: D 2 O 100 parts by weight of that formula (3) compound of 0.5 to 10 parts by weight of the catalyst 0.1 to 1 parts by weight of is used, and preferably against, D 2 O, wherein the value content of the compound and the catalyst of formula (3) When the range is satisfied, the reaction time can be shortened and the deuterium substitution rate can be increased.
상기 촉매로는 Pt/C, Pd/C 등이 제한 없이 사용될 수 있으며, Pt/C가 사용되는 것이 바람직하다. As the catalyst, Pt / C, Pd / C, and the like can be used without limitation, and Pt / C is preferably used.
상기 화학식 3의 화합물 및 촉매는 3~10:1의 중량비로 사용되는 것이 바람직하며, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. The compound of
상기 b) 단계는 100~160℃ 에서 30분~2시간 반응을 수행하는 것이 바람직하며, 반응온도 및 반응시간이 상기 수치범위를 만족하는 경우 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. The step b) is preferably performed for 30 minutes to 2 hours at 100 to 160 ° C, and when the reaction temperature and reaction time satisfy the above numerical range, deuterium substitution rate may be increased.
이때 마이크로웨이브 반응기의 전력은 50~200W 인 것이 바람직하며, 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. At this time, the power of the microwave reactor is preferably 50 ~ 200W, and if the numerical range is satisfied, the reaction time can be shortened and the deuterium substitution rate can be increased.
또한 상기 b) 단계를 2회 이상 반복함으로써 화합물의 중수소 치환율을 향상시킬 수 있다. In addition, the deuterium substitution rate of the compound may be improved by repeating the step b) two or more times.
상기 c) 단계는 상기 제2반응물을 메틸렌클로라이드 및 물로 추출하여 메틸렌클로라이드 층을 분리하고, 분리된 메틸렌클로라이드 층을 건조하여 화학식 1의 화합물을 수득할 수 있다. In step c), the methylene chloride layer is separated by extracting the second reactant with methylene chloride and water, and the separated methylene chloride layer is dried to obtain a compound of
또한 본 발명은 a) D2O, 하기 화학식 4의 화합물 및 촉매를 혼합하여 제1반응물을 제조하는 단계; In addition, the present invention comprises the steps of preparing a first reactant by mixing a) D 2 O, a compound of
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 2의 화합물을 수득하는 단계;c) extracting the second reactant to obtain a compound of
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a deuterated compound for OLED comprising a.
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 2][Formula 2]
상기 a) 단계는 D2O 100중량부에 대하여 화학식 4의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부가 사용되는 것이 바람직하며, D2O, 화학식 4의 화합물 및 촉매의 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. Wherein the a) comprises: D 2 O with respect to 100 parts by weight, preferably compounds of 0.5 to 10 parts by weight of the catalyst 0.1 to 1 parts by weight of the formula (4) is used, D 2 O, wherein the value content of the compound and the catalyst of formula (IV) When the range is satisfied, the reaction time can be shortened and the deuterium substitution rate can be increased.
상기 촉매로는 Pt/C, Pd/C 등이 제한 없이 사용될 수 있으며, Pd/C가 사용되는 것이 바람직하다. As the catalyst, Pt / C, Pd / C, and the like can be used without limitation, and Pd / C is preferably used.
상기 화학식 4의 화합물 및 촉매는 3~10:1의 중량비로 사용되는 것이 바람직하며, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. The compound of
상기 b) 단계는 100~160℃ 에서 30분~2시간 반응을 수행하는 것이 바람직하며, 반응온도 및 반응시간이 상기 수치범위를 만족하는 경우 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. The step b) is preferably performed for 30 minutes to 2 hours at 100 to 160 ° C, and when the reaction temperature and reaction time satisfy the above numerical range, deuterium substitution rate may be increased.
이때 마이크로웨이브 반응기의 전력은 50~200W 인 것이 바람직하며, 상기 수치범위를 만족하는 경우 반응시간을 단축시키고 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. At this time, the power of the microwave reactor is preferably 50 ~ 200W, and if the numerical range is satisfied, the reaction time can be shortened and the deuterium substitution rate can be increased.
또한 상기 b) 단계를 2회 이상 반복함으로써 화합물의 중수소 치환율을 향상시킬 수 있다. In addition, the deuterium substitution rate of the compound may be improved by repeating the step b) two or more times.
상기 c) 단계는 상기 제2반응물을 메틸렌클로라이드 및 물로 추출하여 메틸렌클로라이드 층을 분리하고, 분리된 메틸렌클로라이드 층을 건조하여 화학식 2의 화합물을 수득할 수 있다. In step c), the methylene chloride layer is separated by extracting the second reactant with methylene chloride and water, and the separated methylene chloride layer is dried to obtain a compound of
또한 본 발명은 상기 OLED용 중수소화 화합물을 발광층에 포함하는 유기발광다이오드에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to an organic light emitting diode comprising the deuterated compound for OLED in a light emitting layer.
본 발명의 중수소화 화합물은 유기발광다이오드의 발광층에 적용되어 소자의 수명, 안정성, 효율성 등을 향상시킬 수 있다. The deuterated compound of the present invention can be applied to the light emitting layer of an organic light emitting diode to improve the life, stability and efficiency of a device.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and comparative examples. The following examples are only exemplified for the practice of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
[실시예 1] 화학식 1의 화합물[Example 1] Compound of
D2O 2㎖에 9H-카르바졸 30㎎ 및 Pt/C 7.5㎎을 넣고 5분 동안 초음파 처리를 통해 혼합하여 제1반응물을 제조하였다(9H-카르바졸과 Pt/C 의 중량비는 4:1). 30 ml of 9H-carbazole and 7.5 mg of Pt / C were added to 2 ml of D 2 O and mixed through ultrasonic treatment for 5 minutes to prepare a first reactant (weight ratio of 9H-carbazole and Pt / C was 4: 1. ).
상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기(160W)를 이용하여 160℃에서 1시간 30분 반응시켜 제2반응물을 제조하였다. Hydrogen gas was added to the first reactant, and a second reactant was prepared by reacting at 160 ° C for 1 hour and 30 minutes using a microwave reactor (160W).
상기 제2반응물을 메틸렌클로라이드 및 물로 추출하여 메틸렌클로라이드 층을 분리하고, 분리된 메틸렌클로라이드 층을 건조하여 화학식 1의 화합물을 수득하였다. The second reactant was extracted with methylene chloride and water to separate the methylene chloride layer, and the separated methylene chloride layer was dried to obtain a compound of
수득된 화합물의 1H NMR 스펙트럼을 분석하여, 화학식 1의 화합물의 생성 여부를 확인하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 81%를 나타내었다. The 1 H NMR spectrum of the obtained compound was analyzed to confirm whether the compound of
[실시예 2] 화학식 1의 화합물[Example 2] Compound of
마이크로웨이브 반응기를 이용한 반응을 2회 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였다. A compound of
도 1은 제조된 화합물의 1H NMR 스펙트럼을 나타내고 있으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 92.5%를 나타내었다. 1 shows a 1 H NMR spectrum of the prepared compound, and the deuterium substitution rate of the prepared compound was 92.5%.
[실시예 3] 화학식 1의 화합물[Example 3] Compound of
80℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 26%를 나타내었다. A compound of
[실시예 4] 화학식 1의 화합물[Example 4] Compound of
120℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 67%를 나타내었다. A compound of
[실시예 5] 화학식 1의 화합물[Example 5] Compound of
180℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 31%를 나타내었다. A compound of
[실시예 6] 화학식 1의 화합물[Example 6] Compound of
9H-카르바졸 30㎎ 및 Pt/C 2㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며(9H-카르바졸과 Pt/C 의 중량비는 15:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 36%를 나타내었다. A compound of
[실시예 7] 화학식 1의 화합물[Example 7] Compound of
9H-카르바졸 30㎎ 및 Pt/C 3㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며(9H-카르바졸과 Pt/C 의 중량비는 10:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 79%를 나타내었다. A compound of
[실시예 8] 화학식 1의 화합물[Example 8] Compound of
9H-카르바졸 30㎎ 및 Pt/C 15㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 1의 화합물을 제조하였으며(9H-카르바졸과 Pt/C 의 중량비는 2:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 41%를 나타내었다. A compound of
[실시예 9] 화학식 2의 화합물[Example 9] Compound of formula (2)
D2O 2㎖에 2-페닐피리딘 50㎎ 및 Pd/C 12.5㎎을 넣고 5분 동안 초음파 처리를 통해 혼합하여 제1반응물을 제조하였다(2-페닐피리딘과 Pd/C 의 중량비는 4:1). 50 mg of 2-phenylpyridine and 12.5 mg of Pd / C were added to 2 ml of D 2 O and mixed through ultrasonic treatment for 5 minutes to prepare a first reactant (weight ratio of 2-phenylpyridine to Pd / C is 4: 1. ).
상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기(160W)를 이용하여 160℃에서 1시간 반응시켜 제2반응물을 제조하였다. Hydrogen gas was added to the first reactant, and a second reactant was prepared by reacting at 160 ° C. for 1 hour using a microwave reactor (160 W).
상기 제2반응물을 메틸렌클로라이드 및 물로 추출하여 메틸렌클로라이드 층을 분리하고, 분리된 메틸렌클로라이드 층을 건조하여 화학식 2의 화합물을 수득하였다. The second reactant was extracted with methylene chloride and water to separate the methylene chloride layer, and the separated methylene chloride layer was dried to obtain a compound of
도 2는 제조된 화합물의 1H NMR 스펙트럼을 나타내고 있으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 90%를 나타내었다. 2 shows a 1 H NMR spectrum of the prepared compound, and the deuterium substitution rate of the prepared compound was 90%.
[실시예 10] 화학식 2의 화합물[Example 10] Compound of formula (2)
80℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 10%를 나타내었다. A compound of
[실시예 11] 화학식 2의 화합물[Example 11] Compound of
120℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 67%를 나타내었다. A compound of
[실시예 12] 화학식 2의 화합물[Example 12] Compound of formula (2)
180℃에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며, 제조된 화합물의 중수소 치환율은 38%를 나타내었다. A compound of
[실시예 13] 화학식 2의 화합물[Example 13] Compound of
2-페닐피리딘 50㎎ 및 Pd/C 4㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며(2-페닐피리딘과 Pd/C의 중량비는 12.5:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 42%를 나타내었다. A compound of
[실시예 14] 화학식 2의 화합물[Example 14] Compound of
2-페닐피리딘 50㎎ 및 Pd/C 5㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며(2-페닐피리딘과 Pd/C의 중량비는 10:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 62%를 나타내었다. A compound of
[실시예 15] 화학식 2의 화합물[Example 15] Compound of formula (2)
2-페닐피리딘 50㎎ 및 Pd/C 25㎎을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 화학식 2의 화합물을 제조하였으며(2-페닐피리딘과 Pd/C의 중량비는 2:1), 제조된 화합물의 중수소 치환율은 41%를 나타내었다. A compound of
실시예로부터 제조된 화합물의 중수소 치환율을 아래 표에 나타내었다.Deuterium substitution rates of the compounds prepared from the examples are shown in the table below.
(℃)Reaction temperature
(℃)
(h)Reaction time
(h)
(%)Deuterium substitution rate
(%)
상기 표에서 알 수 있듯이, 반응온도가 100~160℃인 경우(실시예 1, 2, 4, 9, 11), 짧은 반응시간(30분~2시간) 동안 제조된 화합물의 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. 반면 반응온도가 80℃ 및 180℃인 경우(실시예 3, 5, 10, 12), 중수소 치환율이 낮음을 알 수 있다. As can be seen from the above table, when the reaction temperature is 100 to 160 ° C (Examples 1, 2, 4, 9 and 11), the deuterium substitution rate of the compound prepared during a short reaction time (30 minutes to 2 hours) is increased. You can. On the other hand, when the reaction temperature is 80 ℃ and 180 ℃ (Examples 3, 5, 10, 12), it can be seen that the deuterium substitution rate is low.
또한 9H-카르바졸 또는 2-페닐피리딘; 및 촉매의 중량비가 3~10:1인 경우(실시예 1, 2, 7, 9, 14), 짧은 반응시간(30분~2시간) 동안 제조된 화합물의 중수소 치환율을 증가시킬 수 있다. 반면 중량비가 상기 수치범위를 벗어나는 경우(실시예 6, 8, 13, 15), 중수소 치환율이 낮음을 알 수 있다. Also 9H-carbazole or 2-phenylpyridine; And when the weight ratio of the catalyst is 3 to 10: 1 (Examples 1, 2, 7, 9, 14), it is possible to increase the deuterium substitution rate of the compound prepared for a short reaction time (30 minutes to 2 hours). On the other hand, when the weight ratio is outside the above numerical range (Examples 6, 8, 13, 15), it can be seen that the deuterium substitution rate is low.
Claims (6)
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계;
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계는
D2O 100중량부에 대하여 화학식 3의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부가 사용되고,
상기 화학식 3의 화합물 및 촉매는 3~10:1의 중량비로 사용되며,
상기 b) 단계는 100~160℃에서 30분~2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법.
[화학식 3]
[화학식 1]
a) preparing a first reactant by mixing D 2 O, the compound of Formula 3, and a catalyst;
b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) extracting the second reactant to obtain a compound of Formula 1 below;
In the method for producing a deuterated compound for OLED comprising a,
Step a) is
0.5 to 10 parts by weight of the compound of Formula 3 and 0.1 to 1 parts by weight of the catalyst are used relative to 100 parts by weight of D 2 O,
The compound of Formula 3 and the catalyst are used in a weight ratio of 3 to 10: 1,
The b) method of manufacturing a deuterated compound for OLED, characterized in that is performed for 30 minutes to 2 hours at 100 ~ 160 ℃.
[Formula 3]
[Formula 1]
b) 상기 제1반응물에 수소 기체를 넣고 마이크로웨이브 반응기를 이용하여 반응시켜 제2반응물을 제조하는 단계; 및
c) 상기 제2반응물을 추출하여 하기 화학식 2의 화합물을 수득하는 단계;
를 포함하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법에 있어서,
상기 a) 단계는
D2O 100중량부에 대하여 화학식 4의 화합물 0.5~10중량부 및 촉매 0.1~1중량부가 사용되고,
상기 화학식 4의 화합물 및 촉매는 3~10:1의 중량비로 사용되며,
상기 b) 단계는 100~160℃에서 30분~2시간 수행되는 것을 특징으로 하는 OLED용 중수소화 화합물의 제조방법.
[화학식 4]
[화학식 2]
a) preparing a first reactant by mixing D 2 O, a compound of Formula 4, and a catalyst;
b) adding hydrogen gas to the first reactant and reacting it using a microwave reactor to prepare a second reactant; And
c) extracting the second reactant to obtain a compound of Formula 2 below;
In the method for producing a deuterated compound for OLED comprising a,
Step a) is
0.5 to 10 parts by weight of the compound of Formula 4 and 0.1 to 1 part by weight of catalyst are used relative to 100 parts by weight of D 2 O,
The compound of Formula 4 and the catalyst are used in a weight ratio of 3 to 10: 1,
The step b) is a method of manufacturing a deuterated compound for OLED, characterized in that is performed for 30 minutes to 2 hours at 100 ~ 160 ℃.
[Formula 4]
[Formula 2]
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JP2009184928A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Taiyo Nippon Sanso Corp | Method for producing compound comprising deuterated aromatic ring or deuterated heterocycle |
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