KR102624288B1 - 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 반응기 내에 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 준비하는 단계; 상기 반응기를 가열하여 상기 방향족 화합물의 중수소화 반응을 진행시키는 단계; 및 상기 중수소화 반응이 완료된 후, 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함하는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 명세서는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
중수소를 포함하는 화합물은 다양한 목적을 위하여 사용하고 있다. 예를 들면, 화학 반응 메커니즘의 규명 또는 물질 대사 규명 등의 표지 화합물로 사용될 뿐만 아니라, 약, 살충제, 유기 EL 재료 및 기타의 목적을 위해서도 중수소를 포함한 화합물을 많이 이용하고 있다.
유기 발광 소자(OLED) 물질의 수명 향상을 위해 방향족 화합물을 중수소 치환을 하는 방법이 알려져 있다. 이러한 효과의 원리는 중수소 치환 시 C-H bond 보다 C-D bond의 LUMO energy가 낮아지면서 OLED 물질의 수명 특성이 향상된다.
기존의 방법을 이용하여 1개 이상의 방향족 화합물에 대해서 중수소화 반응을 진행하면, 부반응으로 인한 부산물이 계속해서 발생하는 문제가 발생했다. 특별히 순도를 높이기 위하여 반응 후 정제 과정을 통해 순도를 높이는 시도도 했지만, 98% 이상의 고순도를 갖기 위해서는 중수소화 반응 시 발생하는 부산물을 줄이지 않으면 고순도의 중수소화 화합물을 얻기가 어려웠다.
본 명세서는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서는 반응기 내에 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 준비하는 단계; 상기 반응기를 가열하여 상기 방향족 화합물의 중수소화 반응을 진행시키는 단계; 및 상기 중수소화 반응이 완료된 후, 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함하는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에 따른 제조방법은 불순물의 생성을 억제할 수 있다.
본 명세서에 따른 제조방법은 중수소 치환율이 높은 장점이 있다.
본 명세서에 따른 제조방법은 수득된 화합물의 순도가 높은 장점이 있다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 반응기 내에 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 준비하는 단계; 상기 반응기를 가열하여 상기 방향족 화합물의 중수소화 반응을 진행시키는 단계; 및 상기 중수소화 반응이 완료된 후, 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함하는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법을 제공한다.
상기 반응기 내에 방향족 화합물, 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 준비하는 단계는 상기 반응기 내에 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 투입하거나, 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 개별적으로 반응기에 투입하여 용액을 준비할 수 있다.
상기 용액은 유기용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유기용매는 상기 방향족 화합물을 용해할 수 있다면 특별히 한정하지 않고, 사용되는 방향족 화합물에 따라 선택될 수 있다.
상기 중수소원으로 중수(D2O)를 사용하는 경우, 상기 유기용매는 중수와 친화도가 높지 않는, 즉 섞이지 않는 용매를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 중수소원으로 톨루엔(Toluene)-d8과 같이 중수소화된 방향족 용매를 사용하는 경우, 추가의 유기용매를 첨가하지 않을 수 있다.
본 명세서의 실시상태에 있어서, 상기 탈수소화 반응을 진행시키는 단계는,
상기 중수소화 반응이 완료된 후, 상기 용액을 냉각시키는 단계; 상기 반응기의 내부를 공기 분위기로 치환하는 단계; 및 상기 반응기를 가열하여 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함한다.
본 명세서의 탈수소화 반응은 중수소화 반응 시 발생한 부생성물 중에서 방향족 고리 안에 있는 이중결합에 중수소가 치환되어 방향족 내 이중결합이 단일결합이 된 화합물에 있는 중수소를 제거하는 반응이다. 이를 통해, 단일 결합을 다시 이중결합으로 만들어 줄 수 있으며, 방향족 고리로 재생시켜 순도를 높이는 효과가 있다.
본 명세서의 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법은 상기 용액을 준비하는 단계 이후에, 상기 반응기의 내부공기를 수소를 포함하는 기체로 치환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 반응기의 내부공기를 수소를 포함하는 기체로 치환하는 단계는 진공펌프를 이용하여 내부 공기를 치환시킬 수 있다.
수소를 포함하는 기체를 공급하는 공급원으로부터 연결된 파이프 등의 연결부의 단부를 상기 반응기의 용액 내에 잠기도록 하여 해당 기체를 버블링하여 수소를 포함하는 기체를 공급할 수 있다.
상기 수소를 포함하는 기체는 적어도 극소량의 수소를 포함하고 있는 기체를 의미한다. 구체적으로, 상기 수소를 포함하는 기체의 전체 부피를 기준으로, 상기 수소를 포함하는 기체에서, 상기 수소의 함량은 1 vol% 이상 100 vol% 이하일 수 있으며, 구체적으로 2 vol% 이상, 3 vol% 이상, 4 vol% 이상, 5 vol% 이상, 6 vol% 이상, 7 vol% 이상, 8 vol% 이상, 9 vol% 이상 또는 10 vol% 이상이고, 100 vol% 이하, 90 vol% 이하, 80 vol% 이하, 70 vol% 이하, 60 vol% 이하, 50 vol% 이하, 40 vol% 이하, 30 vol% 이하, 25 vol% 이하, 20 vol% 이하, 20 vol% 미만, 15 vol% 이하 또는 10 vol% 이하일 수 있다.
상기 수소를 포함하는 기체의 전체 부피를 기준으로, 상기 수소의 함량은 4 vol% 이상 20 vol% 미만인 것이 바람직하다. 이 경우, 수소에 의한 부생성물의 발생이 감소하여 순도가 증가하는 장점이 있다.
상기 수소를 포함하는 기체는 질소 또는 불활성기체를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수소를 포함하는 기체에서 수소를 제외한 나머지는 질소 또는 불활성기체일 수 있다. 여기서, 상기 불활성 기체는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn) 등의 화학적으로 불활성인 기체를 의미하며, 구체적으로 아르곤일 수 있다.
상기 수소를 포함하는 기체의 전체 부피를 기준으로, 상기 수소를 포함하는 기체에서, 질소 또는 불활성기체의 함량은 0 vol% 이상 99 vol% 이하일 수 있으며, 98 vol% 이하, 97 vol% 이하, 96 vol% 이하, 95 vol% 이하, 94 vol% 이하, 93 vol% 이하, 92 vol% 이하, 91 vol% 이하 또는 90 vol% 이하이고, 0 vol% 이상, 10 vol% 이상, 20 vol% 이상, 30 vol% 이상, 40 vol% 이상, 50 vol% 이상, 60 vol% 이상, 70 vol% 이상, 75 vol% 이상, 80 vol% 이상, 80 vol% 초과, 85 vol% 이상 또는 90 vol% 이상일 수 있다.
본 명세서에 따른 일 실시상태에 따르면, 상기 수소를 포함하는 기체는 수소와 질소; 또는 수와 불활성기체만으로 이루진 것일 수 있다.
본 명세서의 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법은 상기 수소를 포함하는 기체로 치환하는 단계 이후에, 상기 반응기의 내부공기를 질소 또는 불활성기체로 치환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 일 실시상태에 따르면, 상기 금속촉매는 수소가스 또는 중수소가스와의 접촉에 의해 활성화된 촉매이거나, 활성화되지 않은 촉매일 수 있다.
본 명세서의 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법은 상기 용액을 준비하는 단계 전에, 상기 금속촉매를 수소가스 또는 중수소가스와 접촉시켜 활성화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속촉매는, 예를 들면, 활성화된 또는 활성화되지 않은 팔라듐 촉매, 활성화된 또는 활성화되지 않은 백금 촉매, 활성화된 또는 활성화되지 않은 이리듐 촉매, 활성화된 또는 활성화되지 않은 로듐 촉매, 활성화된 또는 활성화되지 않은 루테늄 촉매, 활성화된 또는 활성화되지 않은 니켈 촉매 및 활성화된 또는 활성화되지 않은 코발트 촉매로 이루어진 군으로부터 선택된다. 상기 금속촉매는 탄소계 지지체에 담지될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속 촉매는 탄소계 지지체에 담지된 금속 촉매일 수 있다. 바람직하게는 상기 금속 촉매는 탄소계 지지체에 담지된 백금(Pt/C) 또는 탄소계 지지체에 담지된 팔라듐(Pd/C)일 수 있다.
상기 중수소원은 중수소 용매일 수 있으며, 예를 들면 중수(D2O), 벤젠-d6(Benzene-d6), 톨루엔-d8(Toluene-d8) 등일 수 있으며, 바람직하게는 중수(D2O) 또는 Toluene-d8일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물이며, 구체적으로 1개 이상 30개 이하인 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물이다. 이때, 방향족 고리가 1개 이상이라는 의미는 단환, 다환 또는 이들의 조합의 방향족 고리가 1개 이상이거나, 기본 단위인 방향족 고리(예: 벤젠 고리)가 1개 이상일 수 있다. 예를 들면, 안트라센 고리는 하나의 방향족 고리를 의미하거나, 기본 단위인 벤젠 고리를 기준으로 3개의 벤젠 고리가 축합된 것을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 고리는 치환 또는 비치환되고 단환 또는 다환인 탄화수소 방향족 고리, 또는 치환 또는 비치환되고 단환 또는 다환인 헤테로 방향족 고리일 수 있다. 예를 들면, 상기 방향족 고리는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 치환 또는 비치환된 나프탈렌 고리, 치환 또는 비치환된 안트라센 고리, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란, 치환 또는 비치환된 디벤조티오펜, 치환 또는 비치환된 카바졸 등일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 카바졸계 화합물 또는 안트라센계 화합물일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 카바졸계 화합물일 수 있으며, 구체적으로 치환 또는 비치환된 카바졸; 또는 인접한 기가 결합된 추가의 고리를 갖고 치환 또는 비치환된 카바졸일 수 있다.
상기 인접한 기가 결합된 추가의 고리를 갖는 카바졸은 치환 또는 비치환된 벤조카바졸; 치환 또는 비치환된 디벤조카바졸; 치환 또는 비치환된 퓨로카바졸; 또는 치환 또는 비치환된 인돌로카바졸일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 벤젠; 톨루엔; 나프탈렌; 나프틸아민; 인돌; 카바졸; 안트라퀴논; 또는 디하이드로인돌로카바졸일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 안트라센계 화합물일 수 있으며, 구체적으로 치환 또는 비치환된 안트라센일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
L21 내지 L23은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 아릴렌기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
R21 내지 R27은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이며,
Ar21 내지 Ar23은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기이고,
a은 0 또는 1이다.
본 명세서에서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 “치환” 이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 “치환 또는 비치환된” 이라는 용어는 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 아민기; 실릴기; 붕소기; 알콕시기; 알킬기; 시클로알킬기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, “2 이상의 치환기가 연결된 치환기”는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 불소(-F), 염소(-Cl), 브롬(-Br) 또는 요오드(-I)가 있다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 -SiYaYbYc의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Ya, Yb 및 Yc는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, tert-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 붕소기는 -BYdYe의 화학식으로 표시될 수 있고, 상기 Yd 및 Ye는 각각 수소; 치환 또는 비치환된 알킬기; 또는 치환 또는 비치환된 아릴기일 수 있다. 상기 붕소기는 구체적으로 트리메틸붕소기, 트리에틸붕소기, tert-부틸디메틸붕소기, 트리페닐붕소기, 페닐붕소기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 10이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 헵틸기, n-헵틸기, 옥틸기, n-옥틸기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 알킬기, 알콕시기 및 그 외 알킬기 부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 30이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 6이다. 구체적으로 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 60인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 39이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 아릴기의 탄소수는 6 내지 30이다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트레닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 트리페닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기, 트리페닐레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 플루오렌기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수 있다.
상기 플루오렌기가 치환되는 경우, , 등의 스피로플루오렌기, (9,9-디메틸플루오렌기), 및 (9,9-디페닐플루오렌기) 등의 치환된 플루오렌기가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 이종원자로 N, O, P, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 고리기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 헤테로고리기의 탄소수는 2 내지 36이다. 헤테로 고리기의 예로는 예로는 피리딘기, 피롤기, 피리미딘기, 퀴놀린기, 피리다진기, 퓨란기, 티오펜기, 이미다졸기, 피라졸기, 디벤조퓨란기, 디벤조티오펜기, 카바졸기, 벤조카바졸기, 벤조나프토퓨란기, 벤조나프토티오펜기, 인데노카바졸기, 인돌로카바졸기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 방향족인 것을 제외하고는 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, N-바이페닐나프틸아민기, N-나프틸플루오레닐아민기, N-페닐페난트레닐아민기, N-바이페닐페난트레닐아민기, N-페닐플루오레닐아민기, N-페닐터페닐아민기, N-페난트레닐플루오레닐아민기, N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, N-알킬아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-아릴헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 아릴기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, N-알킬헤테로아릴아민기는 아민기의 N에 알킬기 및 헤테로아릴기가 치환된 아민기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기 중의 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 각각 전술한 알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기의 예시와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 방향족 화합물은 하기 구조 중 어느 하나일 수 있다.
상기 반응기를 가열하여 방향족 화합물의 중수소화를 진행시키는 단계는 상기 반응기를 100℃ 이상, 110℃ 이상 또는 120℃ 이상의 온도로 가열하는 단계이고, 구체적으로 100℃ 이상 150℃ 이하의 온도로 가열하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 중수소화 반응시간은 승온을 완료한 뒤 10 시간 이상, 11 시간 이상 또는 12 시간 이상 동안 반응시킨다. 구체적으로, 승온을 완료한 뒤 10 시간 이상 30 시간 이하 동안 중수소화 반응을 진행시킬 수 있으며, 바람직하게는 18 시간 이상 24 시간 이하 동안 반응시킨다.
상기 탈수소화 반응온도는 100℃ 이상, 110℃ 이상 또는 120℃ 이상일 수 있다. 탈수소화 반응온도의 상한값은 상기 반응기 내 압력에 따라 결정될 수 있으며, 특별히 한정하지 않으나 구체적으로 350℃ 이하, 300℃ 이하, 250℃ 이하, 200℃ 이하, 190℃ 이하, 또는 180℃ 이하일 수 있다.
이때, 상기 탈수소화 반응시간은 승온을 완료한 뒤 10 시간 이상, 11 시간 이상 또는 12 시간 이상 동안 반응시킨다. 구체적으로, 승온을 완료한 뒤 10 시간 이상 30 시간 이하 동안 탈수소화 반응을 진행시킬 수 있으며, 바람직하게는 15 시간 이상 24 시간 이하 동안 반응시킨다.
본 명세서의 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법은 상기 탈수소화 반응을 진행시키는 단계 이후에, 상기 중수소화된 방향족 화합물을 수득하는 단계를 더 포함한다. 수득하는 방법은 당 기술분야에서 알려진 방법으로 수행할 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
상기 수득된 중수소화된 방향족 화합물의 중수소 치환율은 높을수록 좋으며, 구체적으로, 상기 수득된 중수소화된 방향족 화합물의 중수소 치환율은 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상 또는 100%일 수 있다.
상기 수득된 중수소화된 방향족 화합물의 순도는 높을수록 좋으며, 구체적으로, 상기 수득된 중수소화된 방향족 화합물의 순도는 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 99% 이상 또는 100%일 수 있다.
본 명세서는 상술한 제조 방법으로 제조된 중수소화 방향족 화합물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중수소화 방향족 화합물은 적어도 1 이상의 중수소로 치환된 방향족 화합물을 의미한다.
본 명세서는 상술한 중수소화 방향족 화합물을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비된 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층은 상기 중수소화 방향족 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 상기 중수소화 방향족 화합물을 포함하는 발광층을 포함한다.
본 명세서의 유기 발광 소자의 유기물층은 단층 구조로 이루어질 수도 있으나, 2층 이상의 유기물층이 적층된 다층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본 명세서의 유기물층은 1 내지 3층으로 구성되어 있을 수 있다. 또한, 본 명세서의 유기 발광 소자는 유기물층으로서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 유기 발광 소자의 구조는 이에 한정되지 않고 더 적은 수의 유기층을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 복수개의 유기물층을 포함하는 경우, 상기 유기물층은 동일한 물질 또는 다른 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 명세서의 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 유기물층 및 음극을 순차적으로 적층시킴으로써 제조할 수 있다. 이 때 스퍼터링법(sputtering)이나 전자빔 증발법(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical Vapor Deposition)방법을 이용하여, 기판 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 이와 같은 방법 외에도, 기판 상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 증착시켜 유기 발광 소자를 만들 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 유기 발광 소자의 제조시 진공 증착법 뿐만 아니라 용액 도포법에 의하여 유기물층으로 형성될 수 있다. 여기서, 용액 도포법이라 함은 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등을 의미하지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 음극이고, 제2 전극은 양극이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조(normal type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 유기 발광 소자는 기판 상에 음극, 1층 이상의 유기물층 및 양극이 순차적으로 적층된 역방향 구조(inverted type)의 유기 발광 소자일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 음극, 유기물층 및 양극의 재질은 유기물층 중 적어도 한 층에 중수소화된 방향족 화합물을 포함하는 것 외에 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 알려진 물질을 사용할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
[실시예 1]
반응기 안에 1g의 톨루엔, 15ml 중수(D2O) 및 0.5g의 Pt/C(촉매 내 Pt의 함량은 10wt%)을 넣고 교반을 하면서 4 vol% 수소와 96 vol% 아르곤의 혼합기체를 약 3분 내지 5분간 반응물 안에 불어 넣었다. 그 다음에 반응기 안의 분위기는 혼합기체의 분위기를 유지하고, 오일 배스의 온도 125℃에서 24시간 동안 반응을 시켰다. 중수소 치환 반응 종료 후 온도를 낮추고 반응기 내부를 air로 채운 다음에 오일 배스의 온도 125℃에서 17시간 동안 탈수소화 반응을 진행했다. 탈수소화 반응 종료 후에 온도를 낮추고 촉매를 제거하기 위해 필터를 진행한 다음에 MgSO4를 이용하여 중수를 제거하고, 필터를 통해 중수소로 치환된 톨루엔을 얻었다.
[실시예 2]
반응기 안에 1g의 나프탈렌, 15ml 중수(D2O), 0.5g의 Pt/C(촉매 내 Pt의 함량은 10wt%) 및 톨루엔과 자일렌을 6:4로 혼합한 용매 10ml를 넣고 교반하면서 4 vol% 수소와 96 vol% 아르곤의 혼합기체를 약 3분 내지 5분간 반응물 안에 불어 넣었다. 그 다음에 반응기 안의 분위기는 상기 혼합기체 분위기를 유지하고, 오일 배스의 온도 145℃에서 24시간 동안 반응을 시켰다. 중수소 치환 반응 종료 후 온도를 낮추고 반응기 내부를 air로 채운 다음에 오일 배스의 온도를 145℃로 올리고 17시간 동안 탈수소화 반응을 진행했다. 탈수소화 반응 종료 후에 온도를 낮추고 촉매를 제거하기 위해 필터를 진행한 다음에 MgSO4를 이용하여 중수를 제거하고 필터를 한 다음, 진공 회전 농축기(rotary evaporator)를 이용하여 용매를 제거하여 중수소로 치환된 나프탈렌을 얻었다.
[실시예 3]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 1-나프틸아민에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 1-나프틸아민을 얻었다.
[실시예 4]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 인돌에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 인돌을 얻었다.
[실시예 5]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 카바졸에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 카바졸을 얻었다.
[실시예 6]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 안트라센을 얻었다.
[실시예 7]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 안트라퀴논에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 안트라퀴논을 얻었다.
[실시예 8]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디페닐안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[실시예 9]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 9-(나프탈렌-1-일)-10-페닐안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9-(나프탈렌-1-일)-10-페닐안트라센을 얻었다.
[실시예 10]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센을 얻었다.
[실시예 11]
실시예 2와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센을 얻었다.
[실시예 12]
반응기 안에 1g의 톨루엔, 15ml 중수(D2O) 및 0.5g의 Pd/C(촉매 내 Pd의 함량은 10wt%)을 넣고 교반을 하면서 4 vol% 수소와 96 vol% 아르곤의 혼합기체를 약 3분 내지 5분간 반응물 안에 불어 넣었다. 그 다음에 반응기 안의 분위기는 상기 혼합기체 분위기를 유지하고, 오일 배스의 온도 125℃에서 24시간 동안 반응을 시켰다. 중수소 치환 반응 종료 후 온도를 낮추고 반응기 내부를 air로 채운 다음에 오일 배스의 온도 125℃에서 17시간 동안 탈수소화 반응을 진행했다. 탈수소화 반응 종료 후에 온도를 낮추고 촉매를 제거하기 위해 필터를 진행한 다음에 MgSO4를 이용하여 중수를 제거하고, 필터를 통해 중수소로 치환된 톨루엔을 얻었다.
[실시예 13]
반응기 안에 1g의 나프탈렌, 15ml 중수(D2O), 0.5g의 Pd/C(촉매 내 Pd의 함량은 10wt%) 및 톨루엔과 자일렌을 6:4로 혼합한 용매 10ml를 넣고 교반을 하면서 4 vol% 수소와 96 vol% 아르곤의 혼합기체를 약 3분 내지 5분간 반응물 안에 불어 넣었다. 그 다음에 반응기 안의 분위기는 상기 혼합기체 분위기를 유지하고, 오일 배스의 온도 145℃에서 24시간 동안 반응을 시켰다. 중수소 치환 반응 종료 후 온도를 낮추고 반응기 내부를 air로 채운 다음에 오일 배스의 온도를 145℃로 올리고 17시간 동안 탈수소화 반응을 진행했다. 탈수소화 반응 종료 후에 온도를 낮추고 촉매를 제거하기 위해 필터를 진행한 다음에 MgSO4를 이용하여 중수를 제거하고 필터를 한 다음, 진공 회전 농축기(rotary evaporator)를 이용하여 용매를 제거하여 중수소로 치환된 나프탈렌을 얻었다.
[실시예 14]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 1-나프틸아민에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 1-나프틸아민을 얻었다.
[실시예 15]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 인돌에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 인돌을 얻었다.
[실시예 16]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 카바졸에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 카바졸을 얻었다.
[실시예 17]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 안트라센을 얻었다.
[실시예 18]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 안트라퀴논에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 안트라퀴논을 얻었다.
[실시예 19]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디페닐안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[실시예 20]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 9-(나프탈렌-1-일)-10-페닐안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9-(나프탈렌-1-일)-10-페닐안트라센을 얻었다.
[실시예 21]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센을 얻었다.
[실시예 22]
실시예 13와 같은 방법을 이용하여 1g의 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센에 대한 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센을 얻었다.
[참고예 23]
실시예 19와 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 20% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[참고예 24]
실시예 19와 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 100% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[참고예 25]
실시예 21과 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 20% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-1-일)안트라센을 얻었다.
[참고예 26]
실시예 21과 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 100% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-1-일)안트라센을 얻었다.
[참고예 27]
실시예 22와 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 20% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-2-일)안트라센을 얻었다.
[참고예 28]
실시예 22와 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 100% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응 및 탈수소화 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-2-일)안트라센을 얻었다.
[비교예 1]
반응기 안에 1g의 9,10-디페닐안트라센, 15ml 중수(D2O), 0.5g의 Pd/C(촉매 내 Pd의 함량은 10wt%) 및 톨루엔과 자일렌을 6:4로 혼합한 용매 10ml를 넣고 교반을 하면서 4 vol% 수소와 96 vol% 아르곤의 혼합기체를 약 3분 내지 5분간 반응물 안에 불어 넣었다. 그 다음에 반응기 안의 분위기는 상기 혼합기체 분위기를 유지하고, 오일 배스의 온도 145℃에서 24시간 동안 반응을 시켰다. 중수소 치환 반응 종료 후 온도를 낮추고 촉매를 제거하기 위해 필터를 진행한 다음에 MgSO4를 이용하여 중수를 제거하고 필터하여 여액을 얻었다. 그리고 진공 회전 농축기(rotary evaporator)를 이용하여 용매를 제거하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[비교예 2]
비교예 1과 동일한 물질과 동일한 방법을 이용하나, 100% 수소를 포함한 기체를 이용하여 중수소 치환 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디페닐안트라센을 얻었다.
[비교예 3]
9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센에 대해서 비교예 1과 동일한 방법을 이용하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-1-일)안트라센을 얻었다.
[비교예 4]
9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센에 대해서 비교예 2와 동일한 방법을 이용하여 중수소 치환 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-1-일)안트라센을 얻었다.
[비교예 5]
9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센에 대해서 비교예 1과 동일한 방법을 이용하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-2-일)안트라센을 얻었다.
[비교예 6]
9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센에 대해서 비교예 2와 동일한 방법을 이용하여 중수소 치환 반응을 진행하여 중수소로 치환된 9,10-디(나프날텐-2-일)안트라센을 얻었다.
[실험예]
실시예 1 내지 22, 참고예 23 내지 28 및 비교예 1 내지 6에 대한 중수소 순도 및 중수소 치환율을 측정했고, 그 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 나타냈다.
이 때, 순도와 치환수(최대 치환수)는 LC-MS(Liquid Chromatography - Mass Spectrometry)를 이용하여 확인했다. 구체적으로, LC-MS 측정용 샘플은 2mg의 시료를 10ml THF(Tetrahydrofuran)에 녹여서 제조하고, LC-MS로 측정된 샘플의 LC 피크의 면적%를 통해 순도를 확인했다.
구체적으로, 본 실험에서 순도는 상기 LC-MS로 측정된 그래프에서, 용매의 피크, 즉 THF의 피크를 제외한 나머지 전체 피크의 면적의 합을 기준으로, 타켓 화합물의 피크면적의 백분율을 의미한다. 이때, 용매의 피크를 제외한 전체 피크의 면적은 불순물의 피크도 포함된 피크이다.
최대 치환수는 측정된 샘플이 검출된 머무른 시간(retention time)에 해당하는 MS data를 통해 확인하고, 추가로 1H-NMR을 이용해서 중수소화 반응이 끝난 시료의 전체 치환율 및 평균 치환수를 확인했다.
중수소화 반응이 끝난 시료를 정량하여 NMR측정용 용매에 녹인 샘플시료, 및 상기 중수소화 반응 전 화합물과 피크가 겹치지 않는 임의의 화합물을 상기 시료와 동량으로 정량하여 동일한 NMR측정용 용매에 녹인 내부표준시료를 제작했다. 제작된 샘플시료와 내부표준시료에 대하여 각각 1H-NMR을 이용해서 NMR 측정 그래프를 얻었다.
1H-NMR peak을 배정(assign)할 때 내부표준피크(internal standard peak)를 1로 하여 중수소화 반응이 끝난 시료의 각 위치에 대한 상대적인 적분(integration)값을 구했다.
만약, 중수소화 반응이 끝난 시료에서 모든 위치에 중수소로 치환되었다면, 수소와 관련된 피크가 전혀 나오지 않으며, 이 경우에는 중수소 치환율이 100% 라 판단한다. 반면, 모든 위치의 수소가 중수소로 치환되지 않았다면 중수소로 치환되지 못한 수소의 피크가 나타나게 된다.
이를 바탕으로, 본 실험에서, 중수소 치환율은 중수소가 치환되지 않은 내부표준시료의 NMR 측정 그래프에서 수소에 관련된 피크의 적분값에서, 샘플시료의 NMR 측정 그래프에서 치환되지 못한 수소에 의한 피크의 적분값을 뺀 값을 구한다. 이 값은 각 위치에 대한 상대적인 적분(integration)값이며, 중수소로 치환되어 해당 피크로 나타나지 않은 비율, 즉 중수소로 치환된 비율을 나타낸다.
그런 다음에 1H-NMR 측정 샘플을 만들 때 사용한 시료의 무게와 내부표준(internal standard)의 무게, 상대적인 적분값을 이용해 시료의 각 위치별 치환율을 계산했다.
| 촉매 | 반응시간 | 수소 비율(vol%) | 중수소 치환율(%) |
순도(%) | ||
| 중수소 치환반응 | 탈수소화 반응 | |||||
| 실시예 1 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 58.3 | 95.1 |
| 실시예 2 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 76.5 | 94.3 |
| 실시예 3 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 77.9 | 95.5 |
| 실시예 4 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 74.8 | 95.8 |
| 실시예 5 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 72.8 | 96.1 |
| 실시예 6 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 78.7 | 97.4 |
| 실시예 7 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 79.8 | 96.6 |
| 실시예 8 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 74.2 | 95.2 |
| 실시예 9 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 67.1 | 97.7 |
| 실시예 10 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 69.8 | 96.5 |
| 실시예 11 | 10wt% Pt/C | 24hr | 17hr | 4 | 72.8 | 97.2 |
| 실시예 12 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 76.3 | 95.7 |
| 실시예 13 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 81.3 | 95.2 |
| 실시예 14 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 83.4 | 95.6 |
| 실시예 15 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 80.2 | 96.1 |
| 실시예 16 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 83.8 | 94.3 |
| 실시예 17 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 85.3 | 97.7 |
| 실시예 18 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 83.3 | 96.1 |
| 실시예 19 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 81.5 | 97.7 |
| 실시예 20 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 71.8 | 94.5 |
| 실시예 21 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 70.8 | 96.3 |
| 실시예 22 | 10wt% Pd/C | 24hr | 17hr | 4 | 74.6 | 96.8 |
| 물질명 | 중수소 치환반응 |
탈수소화 반응 | 수소 비율(vol%) | 중수소 치환율(%) |
순도(%) | |
| 실시예 19 | 9,10-디페닐안트라센 | 24hr | 17hr | 4 | 81.5 | 97.7 |
| 참고예 23 | 24hr | 17hr | 20 | 85.8 | 91.3 | |
| 참고예 24 | 24hr | 17hr | 100 | 92.7 | 88.9 | |
| 실시예 21 | 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센 | 24hr | 17hr | 4 | 70.8 | 96.3 |
| 참고예 25 | 24hr | 17hr | 20 | 74.3 | 88.7 | |
| 참고예 26 | 24hr | 17hr | 100 | 82.6 | 82.6 | |
| 실시예 22 | 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센 | 24hr | 17hr | 4 | 74.6 | 96.8 |
| 참고예 27 | 24hr | 17hr | 20 | 79.5 | 92.5 | |
| 참고예 28 | 24hr | 17hr | 100 | 87.7 | 85.4 |
| 물질명 | 중수소 치환반응 |
탈수소화 반응 | 수소 비율(vol%) | 중수소 치환율(%) |
순도(%) | |
| 비교예 1 | 9,10-디페닐안트라센 | 24hr | - | 4 | 82.9 | 80.5 |
| 비교예 2 | 24hr | - | 100 | 94.3 | 47.5 | |
| 비교예 3 | 9,10-디(나프탈렌-1-일)안트라센 | 24hr | - | 4 | 72.1 | 77.8 |
| 비교예 4 | 24hr | - | 100 | 83.5 | 38.4 | |
| 비교예 5 | 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센 | 24hr | - | 4 | 75.1 | 82.3 |
| 비교예 6 | 24hr | - | 100 | 89.4 | 31.9 |
Claims (10)
- 반응기 내에 중수소원, 금속촉매, 및 1개 이상의 방향족 고리를 포함하는 방향족 화합물을 포함하는 용액을 준비하는 단계;
상기 반응기의 내부공기를 수소를 포함하는 기체로 치환하는 단계;
상기 반응기를 가열하여 상기 방향족 화합물의 중수소화 반응을 진행시키는 단계; 및
상기 중수소화 반응이 완료된 후, 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함하며,
상기 수소를 포함하는 기체의 전체 부피를 기준으로, 상기 수소의 함량은 4 vol% 이상 20 vol% 미만인 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 탈수소화 반응을 진행시키는 단계는
상기 중수소화 반응이 완료된 후, 상기 용액을 냉각시키는 단계;
상기 반응기의 내부를 공기 분위기로 치환하는 단계; 및
상기 반응기를 가열하여 탈수소화 반응을 진행시키는 단계를 포함하는 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 수소를 포함하는 기체는 질소 또는 불활성기체를 더 포함하는 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수소를 포함하는 기체로 치환하는 단계 이후에, 상기 반응기의 내부공기를 질소 또는 불활성기체로 치환하는 단계를 더 포함하는 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 금속촉매는 팔라듐 촉매, 플라티늄 촉매, 이리듐 촉매, 로듐 촉매, 루테늄 촉매, 니켈 촉매 및 코발트 촉매로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 중수소원은 중수(D2O) 또는 톨루엔-d8인 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 방향족 화합물은 카바졸계 화합물 또는 안트라센계 화합물인 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 탈수소화 반응을 진행시키는 단계 이후에, 상기 중수소화된 방향족 화합물을 수득하는 단계를 더 포함하고,
상기 수득된 중수소화된 방향족 화합물의 순도는 95% 이상인 것인 중수소화 방향족 화합물의 제조 방법.
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