KR20160066339A - 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정공 주입, 수송능 및 발광능이 우수한 신규 3급 치환 벤젠계 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 화합물은 유기 전계 발광 소자의 유기물층, 바람직하게는 발광층에 사용됨에 따라 유기 전계 발광 소자의 발광효율, 구동 전압, 수명 등을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자{ORGANIC COMPOUNDS AND ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 신규한 유기 발광 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정공 주입, 수송능 및 발광능이 우수한 신규 3급 치환 벤젠계 화합물 및 이를 하나 이상의 유기물층에 포함함으로써, 발광 효율, 구동 전압 및 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
1950년대 베르나노스(Bernanose)의 유기 박막 발광 관측을 시점으로 1965년 안트라센 단결정을 이용한 청색 전기발광으로 이어진 유기 전계 발광 (electroluminescent, EL) 소자(이하, 간단히 '유기 EL 소자'로 칭함)에 대한 연구는 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 EL 소자가 제시되었다. 이후 고효율, 고수명의 유기 EL 소자를 만들기 위하여, 소자 내 각각의 특징적인 유기물 층을 도입하는 형태로 발전하여 왔으며, 이에 사용되는 특화된 물질의 개발로 이어졌다.
유기 EL 소자에서는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 EL 소자의 발광층 형성재료는 발광색에 따라 청색, 녹색, 적색 발광 재료로 구분될 수 있다. 그 밖에, 보다 나은 천연색을 구현하기 위해 노란색 및 주황색 발광 재료도 사용된다. 또한, 색순도의 증가와 에너지 전이를 통한 발광 효율을 증가시키기 위하여, 발광 물질로서 호스트/도펀트 계를 사용할 수 있다.
도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 재료는 이론적으로 형광 재료에 비해 최대 4배의 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트 재료들에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재까지 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층으로는, 하기 화학식으로 표현된 NPB, BCP, Alq3 등이 널리 알려져 있고, 발광 재료는 안트라센 유도체들이 형광 도펀트/호스트 재료로서 보고되고 있다. 특히 발광재료 중 효율 향상 측면에서 큰 장점을 가지고 있는 인광 재료로서는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 청색, 녹색, 적색 도펀트 재료로 사용되고 있다. 현재까지는 4,4-dicarbazolybiphenyl(CBP)가 인광 호스트 재료로 우수한 특성을 나타내고 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
그러나 기존의 재료들은 발광 특성 측면에서는 유리한 면이 있으나, 유리전이온도가 낮아 열적 안정성이 떨어지기 때문에 유기 전계 발광 소자의 수명 측면에서 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 2011-0066763
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 유리전이온도가 높고, 열적 안정성이 우수하며, 정공과 전자의 결합력을 향상시킬 수 있는 신규 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 유기 화합물을 포함하여 낮은 구동 전압과 높은 발광 효율을 나타내는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
Ar1은 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고,
Y1은 O 또는 S이고,
Z1은 단일결합, C(R11)(R12), N(R13), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되고,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기 및 비페닐렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,
R1 내지 R13은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고,
상기 R1 내지 R9 중 적어도 하나는 L2와 결합을 형성하며,
상기 R1 내지 R13의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
m은 0 내지 4의 정수로서, m이 0인 경우, 수소가 치환기 R10으로 치환되지 않은 것을 의미하고, m이 2 내지 4의 정수인 경우, 복수 개의 R10은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 Ar1은 6원 함질소헤테로환 모이어티일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 Ar1은 하기 화학식 2로 표시되는 치환체일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2 에서,
L3는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기 및 비페닐렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,
X1 내지 X5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R14)이고,
R14는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기(예컨대, L3, 인접하는 다른 R14)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 R14의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, Ar1은 아래 A-1 내지 A-15로 표시되는 치환체로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환체일 수 있다.
Figure pat00005
상기 A-1 내지 A-15에서,
L3 및 R14는 각각 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같고,
n은 0 내지 4의 정수로서, 상기 n이 0인 경우, 수소가 치환기 R21로 치환되지 않는 것을 의미하고, 상기 n이 1 내지 4의 정수인 경우, R21은 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 각각 독립적으로 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기(예컨대, L3, R14 또는 다른 R21 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 R21의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 L1으로 연결되는 치환체는 디벤조퓨란(dibenzo[b,d]furan) 또는 디벤조싸이오펜(dibenzo[b,d]thiophene)일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 L2로 연결되는 치환체는 카바졸(cabazole), 페녹싸진(phenoxazine), 페노싸이아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 아크리딘(acridine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 7 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00006
[화학식 4]
Figure pat00007
[화학식 5]
Figure pat00008
[화학식 6]
Figure pat00009
[화학식 7]
Figure pat00010
상기 화학식 3 내지 7 에서, Ar1, Y1, Z1, L1, L2, R1 내지 R10 및 m 은 상기 화학식 1에서의 정의한 바와 동일하다.
또한, 본 발명은 (ⅰ) 양극, (ⅱ) 음극 및 (ⅲ) 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중에서 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 인광 발광층일 수 있다.
본 발명에서의 "알킬"은 탄소수 1 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기이며, 이의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "알케닐(alkenyl)"은 탄소-탄소 이중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 비닐(vinyl), 알릴(allyl), 이소프로펜일(isopropenyl), 2-부텐일(2-butenyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "알키닐(alkynyl)"은 탄소-탄소 삼중 결합을 1개 이상 가진, 탄소수 2 내지 40개의 직쇄 또는 측쇄의 불포화 탄화수소에서 유래되는 1가의 치환기를 의미한다. 이의 예로는 에티닐(ethynyl), 2-프로파닐(2-propynyl) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "아릴"은 단독 고리 또는 2 이상의 고리가 조합된, 탄소수 6 내지 60개의 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 아릴의 예로는 페닐, 나프틸, 페난트릴, 안트릴 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "헤테로아릴"은 핵원자수 5 내지 40개의 모노헤테로사이클릭 또는 폴리헤테로사이클릭 방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이때, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로원자로 치환된다. 또한, 2 이상의 고리가 서로 단순 부착(pendant)되거나 축합된 형태도 포함될 수 있고, 나아가 아릴기와의 축합된 형태도 포함될 수 있다. 이러한 헤테로아릴의 예로는 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 트리아지닐과 같은 6-원 모노사이클릭 고리; 페녹사티에닐(phenoxathienyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 인돌릴(indolyl), 퓨리닐(purinyl), 퀴놀릴(quinolyl), 벤조티아졸(benzothiazole), 카바졸릴(carbazolyl)과 같은 폴리사이클릭 고리; 2-퓨라닐, N-이미다졸릴, 2-이속사졸릴, 2-피리디닐, 2-피리미디닐 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "아릴옥시"는 RO-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R은 탄소수 5 내지 60개의 아릴을 의미한다. 이러한 아릴옥시의 예로는 페닐옥시, 나프틸옥시, 디페닐옥시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "알킬옥시"는 R'O-로 표시되는 1가의 치환기로, 상기 R'는 탄소수 1 내지 40개의 알킬을 의미하며, 직쇄(linear), 측쇄(branched) 또는 사이클릭(cyclic) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 알킬옥시의 예로는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 1-프로폭시, t-부톡시, n-부톡시, 펜톡시 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "아릴아민"은 탄소수 6 내지 60개의 아릴로 치환된 아민을 의미한다.
본 발명에서의 "시클로알킬"은 탄소수 3 내지 40개의 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미한다. 이러한 사이클로알킬의 예로는 사이클로프로필, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 놀보닐(norbornyl), 아다만틴(adamantine) 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서의 "헤테로시클로알킬"은 핵원자수 3 내지 40개의 비-방향족 탄화수소로부터 유래된 1가의 치환기를 의미하며, 고리 중 하나 이상의 탄소, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소가 N, O, S 또는 Se와 같은 헤테로 원자로 치환된다. 이러한 헤테로시클로알킬의 예로는 모르폴린, 피페라진 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 "알킬실릴"은 탄소수 1 내지 40개의 알킬로 치환된 실릴이고, ?틘굵퓔?은 탄소수 5 내지 40개의 아릴로 치환된 실릴을 의미한다.
본 발명에서의 "축합 고리"는 축합 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리, 축합 헤테로방향족 고리 또는 이들의 조합된 형태를 의미한다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 열적 안정성 및 인광 특성이 우수하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 유기물층의 재료로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 인광 호스트 재료로 사용할 경우 종래의 호스트 재료에 비해 우수한 발광 성능, 낮은 구동전압, 높은 효율 및 장수명을 가지는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있고, 나아가 성능, 수명이 크게 향상된 풀 칼라 디스플레이 패널도 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 신규 유기 화합물
본 발명은 종래 유기 EL 소자용 재료 [예: 4,4-dicarbazolybiphenyl (이하 CBP로 표시함)] 보다 높은 분자량을 가지면서, 우수한 구동 전압 특성과 효율을 갖는 신규한 3급 치환 벤젠계 화합물을 제공한다.
본 발명의 신규한 3급 치환 벤젠계 화합물은 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00011
상기 화학식 1에서, Ar1은 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고;
Y1은 O 또는 S이고;
Z1은 단일결합, C(R11)(R12), N(R13), O 및 S로 이루어진 군에서 선택되며;
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 단일결합, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기 및 피리미디닐렌기로 이루어진 군에서 선택되며, 보다 바람직하게는, 단일결합, 페닐렌기 및 비페닐렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고;
R1 내지 R13는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
R1 내지 R9 중 적어도 하나는 L2와 결합을 형성하며,
상기 R1 내지 R13의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며,
m은 0 내지 4의 정수로서, m이 0인 경우, 수소가 치환기 R10으로 치환되지 않은 것을 의미하고, m이 2 내지 4의 정수인 경우, 복수 개의 R10은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
고효율의 인광 발광을 얻기 위해서는 호스트에서 도펀트로의 에너지 전이가 중요한데 호스트가 도펀트보다 큰 삼중항 에너지를 가져야 도펀트로 전이된 에너지가 호스트로 역전이되는 것을 막아 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 화합물은 상기 화학식 1에서 보는 바와 같이, 벤젠을 중심으로 각각의 모이어티가 세 방향으로 결합된 형태로, 선형적으로 결합한 화합물에 비해 높은 삼중항 에너지를 가질 수 있고, 이로써 도펀트로의 엑시톤(exciton) 전이가 용이하고, 발광층에서 생성된 엑시톤(exciton)을 가두어 두는 관점에서도 용이하여 발광층에 사용될 경우 발광 효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 화학식 1의 화합물에서, 벤젠에 L1으로 연결된 치환체는 전자 공여성이 큰 전자주게기(electron donating group, EDG) 특성을 가지며, 벤젠에 L2로 연결된 치환체는 전자 흡수성이 큰 전자끄는기(electron withdrawing group, EWG) 특성을 가지므로, 하나의 화합물 내에 전자 흡수성이 큰 전자끄는기(electron withdrawing group, EWG)와 전자 공여성이 큰 전자주는기(electron donating group, EDG)를 모두 가져 분자 전체가 바이폴라(bipolar) 특성을 나타낸다. 이로 인해, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 넓은 밴드갭을 가질 뿐만 아니라, 정공과 전자의 결합력을 높일 수 있다. 따라서 유기 EL 소자의 인광특성을 개선함과 동시에 캐리어 주입 능력, 수송 능력 또는 발광효율도 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 방향족 환(aromatic ring) 또는 헤테로방향족 환(heteroaromatic ring)의 결합으로 인해 화합물의 분자량이 유의적으로 증대되어 유리전이온도가 향상됨에 따라 종래의 CBP(4,4-dicarbazolybiphenyl)보다 높은 열적 안정성을 나타내며, 비대칭 구조로 인해 유기물층의 결정화 억제에도 효과가 있다.
따라서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 정공 주입층, 정공 수송층 또는 발광층의 재료로 사용할 경우, 종래의 유기물층 재료(예를 들어, CBP)에 비해 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 유기 전계 발광 소자 수명 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널의 성능을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체 예에 따르면, 상기 Ar1은 6원 함질소헤테로환 모이어티이고, L1으로 연결된 치환체는 디벤조퓨란(dibenzo[b,d]furan) 또는 디벤조싸이오펜(dibenzo[b,d]thiophene)이며, L2로 연결된 치환체는 카바졸(cabazole), 페녹싸진(phenoxazine), 페노싸이아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 아크리딘(acridine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 인 것으로, 상기의 효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 바람직한한 구체예에 따르면, Ar1은 하기 화학식 2로 표시되는 치환체일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00012
상기 화학식 2 에서,
*는 상기 화학식 1에 결합되는 부분을 의미하고,
L3는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고, 바람직하게는 단일결합이거나 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 인데닐렌기, 피란트레닐렌기, 카르바졸릴렌기, 티오페닐렌기, 인돌일렌기, 푸리닐렌기, 퀴놀리닐렌기, 피롤일렌기, 이미다졸릴렌기, 옥사졸릴렌기, 티아졸릴렌기, 트리아졸릴렌기, 피리디닐렌기 및 피리미디닐렌기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 보다 바람직하게는, 단일결합이거나 페닐렌기 또는 비페닐렌기이며,
X1 내지 X5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R14)이고,
R14는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며,
상기 R14의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 치환체의 예로는 하기 A-1 내지 A-15로 표시되는 치환체 등을 들 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
Figure pat00013
상기 화학식 A-1 내지 A-15 에서,
L3 및 R14는 전술한 화학식 2에서 정의된 바와 같고;
상기 R14가 복수 개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
R21은 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있고;
n은 0 내지 4의 정수로서, 상기 n이 0인 경우, 수소가 치환기 R21로 치환되지 않는 것을 의미하고, 상기 n이 1 내지 4의 정수인 경우, R21은 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 각각 독립적으로 선택되거나, 또는 이들이 인접하는 기(예컨대, L3, R14 또는 다른 R21 등)와 결합하여 축합 고리를 형성할 수 있으며;
상기 R21의 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 한 구체예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 7로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 유기 EL 소자의 발광특성을 고려할 때, 화학식 3 또는 화학식 6의 화합물이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pat00014
[화학식 4]
Figure pat00015
[화학식 5]
Figure pat00016
[화학식 6]
Figure pat00017
[화학식 7]
Figure pat00018
상기 화학식 3 내지 7 에서, Ar1, Y1, Z1, L1, L2, R1 내지 R10 및 m 은 상기 화학식 1에서의 정의한 바와 같다.
본 발명의 화합물은 구체적으로 하기 예시된 구조의 화합물들로 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036

2. 유기 전계 발광 소자
한편, 본 발명의 다른 측면은 상기한 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode) 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 상기 화합물은 단독으로 사용되거나, 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 하나 이상일 수 있다. 여기서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 발광층은 호스트 재료를 포함할 수 있는데, 이때 호스트 재료로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유기 전계 발광 소자의 발광층 재료, 바람직하게는 청색, 녹색, 적색의 인광 호스트 재료로 포함할 경우, 발광층에서 정공과 전자의 결합력이 높아지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 녹색 및/또는 적색의 인광 호스트, 형광 호스트, 또는 도펀트 재료로서 유기 전계 발광 소자에 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으나, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 추가로 적층될 수 있다.
또한 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 구조는 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층될 뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입된 구조일 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 상기 유기물층 중 1층 이상 (예컨대, 발광층)이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당업계에 공지된 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
상기 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 기판으로는 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또한 양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 업계에 알려진 통상의 물질이 사용될 수 있다 이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[준비예 1] CDT-1의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00037
질소 기류 하에서 23.9 g (50.0 mmol)의 3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸, 11.4 g (50.0 mmol)의 디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산, 6.0 g (150.0 mmol)의 NaOH, 2.89 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4를 250 ml / 120 ml의 THF/H2O를 넣고 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (21.0 g, 36.1 mmol, 수율 72%)을 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 582, 580
Elemental Analysis: C, 74.48; H, 3.82; Br, 13.76; N, 2.41; S, 5.52
<단계 2> CDT-1의 합성
Figure pat00038
질소 기류 하에서 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 17.4 g (30.0 mmol)과 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보로레인) 9.11 g (36.0 mmol), Pd(dppf)Cl2 1.0 g (5 mol %), KOAc 8.79 g (90.0 mmol), 1,4-디옥산 400 ml를 넣고 110 ℃에서 12시간 교반 한 후 반응을 종결시키고, 메틸렌클로라이드로 추출하여 MgSO4로 수분을 제거하였다. 용매를 제거한 반응물은 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 CDT-1 (16.6 g, 26.4 mmol, 수율 88%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 628
1H-NMR : δ 1.23 (s, 12H), 7.16 (t, 1H), 7.35 (t, 1H), 7.52 (m, 5H), 7.61 (m, 2H), 7.70 (m, 4H), 7.93 (m, 5H), 8.32 (d, 1H), 8.52 (m, 3H)
[준비예 2] CDT-2의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]-티오펜-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00039
디벤조[b.d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]티오펜-2-일보로닉산 (11.4 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]-티오펜-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (18.9 g, 32.5 mmol, 수율 65 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 582, 580
Elemental Analysis: C, 74.48; H, 3.82; Br, 13.76; N, 2.41; S, 5.52
<단계 2> CDT-2의 합성
Figure pat00040
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]-티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]-티오펜-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (17.4 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-2 (14.0 g, 22.3 mmol, 수율 74 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 628
1H-NMR : δ 1.23 (s, 12H), 7.17 (t, 1H), 7.36 (t, 1H), 7.52 (m, 5H), 7.63 (m, 2H), 7.71 (m, 3H), 7.94 (m, 6H), 8.12 (m, 2H), 8.50 (m, 2H)
[준비예 3] CDT-3의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00041
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-4-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (22.1 g, 39.2 mmol, 수율 78 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 564, 566
Elemental Analysis: C, 76.60; H, 3.93; Br, 14.16; N, 2.48; O, 2.83
<단계 2> CDT-3의 합성
Figure pat00042
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (17.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-3 (14.1 g, 23.1 mmol, 수율 77 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 612
1H-NMR : δ 1.23 (s, 12H), 7.16 (t, 1H), 7.35 (m, 3H), 7.52 (m, 5H), 7.62 (m, 2H), 7.77 (m, 3H), 7.94 (m, 4H), 8.02 (m, 3H), 8.51 (d, 1H)
[준비예 4] CDT-4의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00043
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (18.5 g, 32.8 mmol, 수율 66 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 564, 566
Elemental Analysis: C, 76.60; H, 3.93; Br, 14.16; N, 2.48; O, 2.83
<단계 2> CDT-4의 합성
Figure pat00044
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (17.0 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-4 (13.4 g, 21.9 mmol, 수율 73 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 612
1H-NMR : δ 1.24 (s, 12H), 7.16 (t, 1H), 7.35 (m, 3H), 7.51 (m, 4H), 7.63 (m, 2H), 7.77 (m, 4H), 7.84 (m, 3H), 8.00 (m, 4H), 8.55 (d, 1H)
[준비예 5] CDT-5의 합성
<단계 1>9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸의 합성
Figure pat00045
질소 기류 하에서 9H-카바졸 (16.7 g, 100.0 mmol), 1,3,5-트리브로모벤젠 (47.1 g, 150.0 mmol), Pd2(dba)3 (4.60 g, 5 mol%), (t-Bu)3P (4.00 g, 20.0 mmol), 나트륨 터트-부톡사이드 (28.8 g, 300.0 mmol) 을 300 ml 톨루엔에 넣고 110℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸 (29.0 g, 72.1 mmol, 수율 72 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 402
Elemental Analysis: C, 53.90; H, 2.76; Br, 39.84; N, 3.49
<단계 2> 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00046
3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸 (20.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9H-카바졸 (16.2 g, 32.1 mmol, 수율 64 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 504, 506
Elemental Analysis: C, 71.43; H, 3.60; Br, 15.84; N, 2.78; S, 6.36
<단계 3> CDT-5의 합성
Figure pat00047
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9H-카바졸 (15.2 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-5 (11.7 g, 21.3 mmol, 수율 71 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 552
1H-NMR : δ 1.23 (s, 12H), 7.19 (m, 2H), 7.35 (t, 1H), 7.52 (m, 5H), 7.63 (s, 1H), 7.70 (d, 1H), 7.94 (m, 2H), 8.20 (m, 3H), 8.52 (m, 3H)
[준비예 6] CDT-6의 합성
<단계 1> 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)-9H-카바졸의 합성
Figure pat00048
3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸 (20.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 2의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)-9H-카바졸 (15.4 g, 30.5 mmol, 수율 61 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 504, 506
Elemental Analysis: C, 71.43; H, 3.60; Br, 15.84; N, 2.78; S, 6.36
<단계 2> CDT-6의 합성
Figure pat00049
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]-티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐-9H-카바졸 (15.2 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-6 (13.7 g, 24.8 mmol, 수율 83 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 552
1H-NMR : δ 1.24 (s, 12H), 7.19 (m, 2H), 7.35 (t, 1H), 7.51 (m, 5H), 7.63 (s, 1H), 7.93 (m, 3H), 8.12 (m, 3H), 8.21 (s, 1H), 8.51 (m, 2H)
[준비예 7] CDT-7의 합성
<단계 1> 9-(3-브로모-5-(디벤조[b.d]퓨란-4-일)페닐)-9H-카바졸의 합성
Figure pat00050
3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸 (20.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 3의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9H-카바졸 (15.1 g, 30.9 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 488, 490
Elemental Analysis: C, 73.78; H, 3.72; Br, 16.36; N, 2.87; O, 3.28
<단계 2> CDT-7의 합성
Figure pat00051
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐-9H-카바졸 (14.7 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-7 (11.7 g, 21.9 mmol, 수율 73 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 536
1H-NMR : δ 1.24 (s, 12H), 7.20 (m, 3H), 7.36 (t, 1H), 7.54 (m, 4H), 7.64 (s, 1H), 7.85 (m, 3H), 8.02 (m, 4H), 8.19 (s, 1H), 8.55 (d, 1H)
[준비예 8] CDT-8의 합성
<단계 1> 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸의 합성
Figure pat00052
3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3,5-디브로모페닐)-9H-카바졸 (20.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 4의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (15.3 g, 31.2 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 488, 490
Elemental Analysis: C, 73.78; H, 3.72; Br, 16.36; N, 2.87; O, 3.28
<단계 2> CDT-8의 합성
Figure pat00053
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 9-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 (14.7 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 CDT-8 (12.1 g, 22.7 mmol, 수율 76 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 536
1H-NMR : δ 1.24 (s, 12H), 7.19 (m, 2H), 7.36 (m, 2H), 7.54 (m, 4H), 7.65 (s, 1H), 7.85 (m, 2H), 8.00 (m, 3H), 8.19 (s, 1H), 8.55 (m, 2H)
[준비예 9] CDT-9의 합성
<단계 1> 9-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸의 합성
Figure pat00054
1,3,5-트리브로모벤젠 대신 3'-브로모-3,5-디클로로-1,1'-비페닐 (45.3 g, 150.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 5의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 9-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸 (28.4 g, 73.2 mmol, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 388
Elemental Analysis: C, 74.24; H, 3.89; Cl, 18.26; N, 3.61
<단계 2> 9-(3'-클로로-5'-디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸의 합성
Figure pat00055
질소 기류 하에서 19.4 g (50.0 mmol)의 9-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸, 11.4 g (50.0 mmol)의 디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산, 20.7 g (150.0 mmol)의 K2CO3, 2.89 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4, 2.4 g (5.00 mmol)의 X-Phos를 250 ml / 120 ml의 THF/H2O를 넣고 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 9-(3'-클로로-5'-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸 (16.1 g, 30.1 mmol, 수율 60%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 535
Elemental Analysis: C, 80.66; H, 4.14; Cl, 6.61; N, 2.61; S, 5.98
<단계 3> CDT-9의 합성
Figure pat00056
질소 기류 하에서 9-(3'-클로로-5'-디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸 16.0 g (30.0 mmol)과 4,4,4',4',5,5,5',5'-옥타메틸-2,2'-비(1,3,2-디옥사보로레인 9.11 g (36.0 mmol), Pd(dppf)Cl2 1.0 g (5 mol %), KOAc 8.79 g (90.0 mmol), X-Phos 1.43 g (3.00 mmol), 1,4-Dioxane 400 ml를 넣고 110 ℃에서 12시간 교반 한 후 반응을 종결시키고, 메틸렌클로라이드로 추출하여 MgSO4로 수분을 제거하였다. 용매를 제거한 반응물은 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 CDT-9 (14.7 g, 23.4 mmol, 수율 78%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 628
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 7.19 (m, 2H), 7.35 (t, 1H), 7.55 (m, 5H), 7.64 (m, 2H), 7.72 (m, 3H), 7.95 (m, 3H), 8.22 (m, 2H), 8.29 (d, 1H), 8.55 (m, 3H)
[준비예 10] ADT-1의 합성
<단계 1> 2-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00057
질소 기류 하에서 32.9 g (100.0 mmol)의 (9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘-2-일)보로닉산, 47.3 g (150.0 mmol)의 1,3,5-트리브로모벤젠, 12.0 g (300.0 mmol)의 NaOH, 5.78 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4를 500 ml / 180 ml의 THF/H2O를 넣고 90℃에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 2-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (32.3 g, 62.1 mmol, 수율 62%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 520
Elemental Analysis: C, 62.45; H, 4.08; Br, 30.77; N, 2.70
<단계 2> 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00058
3-(3,5-디브로모페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 2-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (26.0 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (19.8 g, 31.8 mmol, 수율 63 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 622, 624
Elemental Analysis: C, 75.23; H, 4.53; Br, 12.83; N, 2.25; S, 5.15
<단계 3> ADT-1의 합성
Figure pat00059
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9-페닐-9H-카바졸 대신 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (18.7 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 1의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 ADT-1 (16.6 g, 24.7 mmol, 수율 82 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 670
1H-NMR : δ 1.24 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 7.01 (m, 4H), 7.14 (m, 3H), 7.24 (m, 2H), 7.35 (d, 1H), 7.45 (m, 3H), 7.72 (m, 4H), 8.01 (m, 2H), 8.32 (d, 1H), 8.46 (m, 2H)
[준비예 11] ADT-2의 합성
<단계 1> 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00060
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]티오펜-2-일보로닉산 (11.4 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (19.4 g, 31.1 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 622, 624
Elemental Analysis: C, 75.23; H, 4.53; Br, 12.83; N, 2.25; S, 5.15
<단계 2> ADT-2의 합성
Figure pat00061
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (18.7 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>와 동일한 과정을 수행하여 ADT-2 (15.4 g, 23.0 mmol, 수율 77 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 670
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.68 (s, 6H), 7.02 (m, 4H), 7.14 (m, 3H), 7.25 (m, 2H), 7.36 (d, 1H), 7.51 (m, 3H), 7.77 (m, 4H), 8.01 (m, 2H), 8.12 (m, 2H), 8.46 (d, 1H)
[준비예 12] ADT-3의 합성
<단계 1> 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00062
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨린-4-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (18.8 g, 30.9 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 606, 608
Elemental Analysis: C, 77.23; H, 4.65; Br, 13.17; N, 2.31; O, 2.64
<단계 2> ADT-3의 합성
Figure pat00063
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (18.2 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>와 동일한 과정을 수행하여 ADT-3 (15.2 g, 23.2 mmol, 수율 77 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 654
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 7.08 (m, 4H), 7.14 (m, 4H), 7.25 (m, 2H), 7.36 (d, 1H), 7.52 (m, 4H), 7.77 (m, 3H), 8.01 (s, 1H), 8.12 (m, 2H), 8.45 (d, 1H)
[준비예 13] ADT-4의 합성
<단계 1> 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00064
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (20.0 g, 32.9 mmol, 수율 66 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 606, 608
Elemental Analysis: C, 77.23; H, 4.65; Br, 13.17; N, 2.31; O, 2.64
<단계 2> ADT-4의 합성
Figure pat00065
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 (18.2 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>와 동일한 과정을 수행하여 ADT-3 (13.0 g, 19.8 mmol, 수율 66 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 654
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.68 (s, 6H), 7.10 (m, 4H), 7.19 (m, 4H), 7.25 (m, 2H), 7.37 (d, 1H), 7.52 (m, 5H), 7.75 (m, 2H), 8.00 (s, 1H), 8.12 (m, 2H), 8.45 (d, 1H)
[준비예 14] ADT-5의 합성
<단계 1> 10-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00066
9H-카바졸 대신 9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (20.9 g, 100.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 5의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 10-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (23.5 g, 58.4 mmol, 수율 58 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 402
Elemental Analysis: C, 53.90; H, 2.76; Br, 39.84; N, 3.49
<단계 2> 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00067
2-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 10-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (20.1 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (16.4 g, 30.0 mmol, 수율 60 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 546, 548
Elemental Analysis: C, 72.52; H, 4.43; Br, 14.62; N, 2.56; S, 5.87
<단계 3> ADT-5의 합성
Figure pat00068
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (16.4 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 ADT-5 (14.0 g, 23.6 mmol, 수율 79 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 594
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 6.95 (t, 2H), 7.15 (m, 6H), 7.22 (m, 2H), 7.33 (s, 1H), 7.47 (t, 1H), 7.56 (t, 1H), 7.72 (t, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.32 (d, 1H), 8.48 (m, 2H)
[준비예 15] ADT-6의 합성
<단계 1> 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00069
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]티오펜-2-일보로닉산 (11.4 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 14의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (18.4 g, 33.6 mmol, 수율 67 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 546, 548
Elemental Analysis: C, 72.52; H, 4.43; Br, 14.62; N, 2.56; S, 5.87
<단계 2> ADT-6의 합성
Figure pat00070
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (16.4 g, 30.0 mmol))을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 ADT-6 (12.2 g, 20.5 mmol, 수율 68 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 594
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 6.96 (t, 2H), 7.18 (m, 6H), 7.22 (m, 2H), 7.33 (s, 1H), 7.48 (t, 1H), 7.56 (t, 1H), 7.73 (t, 1H), 8.00 (d, 1H), 8.12 (m, 2H), 8.48 (d, 1H)
[준비예 16] ADT-7의 합성
<단계 1> 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00071
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-4-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 14의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (16.1 g, 30.4 mmol, 수율 61 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 530, 532
Elemental Analysis: C, 74.72; H, 4.56; Br, 15.06; N, 2.64; O, 3.02
<단계 2> ADT-7의 합성
Figure pat00072
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-4-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (15.9 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 ADT-7 (12.2 g, 21.1 mmol, 수율 70 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 578
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 6.96 (t, 2H), 7.18 (m, 6H), 7.25 (m, 2H), 7.33 (m, 3H), 7.50 (m, 2H), 8.01 (m, 2H), 8.08 (d, 1H)
[준비예 17] ADT-8의 합성
<단계 1> 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00073
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 14의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (16.4 g, 30.9 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 530, 532
Elemental Analysis: C, 74.72; H, 4.56; Br, 15.06; N, 2.64; O, 3.02
<단계 2> ADT-8의 합성
Figure pat00074
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 10-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (15.9 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 ADT-8 (14.3 g, 24.7 mmol, 수율 82 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 578
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 6.96 (t, 2H), 7.17 (m, 6H), 7.23 (m, 2H), 7.33 (m, 3H), 7.54 (d, 1H), 8.01 (m, 3H), 8.08 (d, 1H)
[준비예 18] ADT-9의 합성
<단계 1> 10-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00075
9H-카바졸 대신 9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (10.6 g, 100.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 9의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 10-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (32.9 g, 76.4 mmol, 수율 76 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 430
Elemental Analysis: C, 75.35; H, 4.92; Cl, 16.47; N, 3.25
<단계 2> 10-(3'-클로로-5'-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘의 합성
Figure pat00076
9-(3',5',-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸 대신 10-(3',5'-디클로로-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (21.5 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 9의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 10-(3'-클로로-5'-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (18.0 g, 31.2 mmol, 수율 62 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 578
Elemental Analysis: C, 81.02; H, 4.88; Cl, 6.13; N, 2.42; S, 5.55
<단계 3> ADT-9의 합성
Figure pat00077
9-(3'-클로로-5'-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9H-카바졸 대신 10-(3'-클로로-5'-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)-[1,1'-비페닐]-3-일)-9,9-디메틸-9,10-디하이드로아크리딘 (17.3 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 9의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 ADT-9 (14.1 g, 21.0 mmol, 수율 70 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 670
1H-NMR : δ 1.25 (s, 12H), 1.69 (s, 6H), 6.95 (t, 2H), 7.17 (m, 8H), 7.27 (s, 1H), 7.43 (t, 1H), 7.54 (m, 2H), 7.72 (m, 3H), 8.01 (m, 2H), 8.32 (d, 1H), 8.42 (m, 2H)
[준비예 19] PDT-1의 합성
<단계 1> 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진의 합성
Figure pat00078
(9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘-2-일)보로닉산 대신 10-페닐-3-(4,4,5,5,-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-페노씨아진 (40.1 g, 100.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (29.9 g, 58.8 mmol, 수율 59 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 509
Elemental Analysis: C, 56.60; H, 2.97; Br, 31.38; N, 2.75; S, 6.30
<단계 2> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진의 합성
Figure pat00079
2-(3,5-디브로모페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (25.5 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (18.5 g, 30.2 mmol, 수율 60 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 612, 614
Elemental Analysis: C, 70.58; H, 3.62; Br, 13.04; N, 2.29; S, 10.47
<단계 3> PDT-1의 합성
Figure pat00080
2-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-9,9-디메틸-10-페닐-9,10-디하이드로아크리딘 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (18.4 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 10의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 PDT-1 (16.9 g, 25.6 mmol, 수율 85 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 660
1H-NMR : δ 1.22 (s, 12H), 7.05 (m, 4H), 7.25 (m, 6H), 7.33 (m, 2H), 7.49 (t, 1H), 7.56 (t, 1H), 7.72 (m, 3H), 8.01 (m, 2H), 8.32 (d, 1H), 8.47 (m, 2H)
[준비예 20] PDT-2의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진의 합성
Figure pat00081
디벤조[b,d]티오펜-4-일보로닉산 대신 디벤조[b,d]퓨란-2-일보로닉산 (10.6 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 19의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (20.0 g, 33.5 mmol, 수율 67 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 596, 598
Elemental Analysis: C, 72.48; H, 3.72; Br, 13.39; N, 2.35; O, 2.68; S, 5.37
<단계 2> PDT-2의 합성
Figure pat00082
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 (17.9 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 19의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 PDT-2 (12.1 g, 18.9 mmol, 수율 63 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 644
1H-NMR : δ 1.22 (s, 12H), 7.03 (m, 4H), 7.27 (m, 5H), 7.35 (m, 3H), 7.39 (t, 1H), 7.54 (d, 1H), 7.72 (m, 3H), 8.01 (m, 3H), 8.32 (m, 2H)
[준비예 21] PDT-3의 합성
<단계 1> 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페녹사진의 합성
Figure pat00083
10-페닐-3-(4,4,5,5,-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-페노씨아진 대신 10-페닐-3-(4,4,5,5,-테트라메틸-1,3,2-디옥사보로란-2-일)-10H-페녹사진 (38.5 g, 100.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 19의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (31.2 g, 63.2 mmol, 수율 63 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 494
Elemental Analysis: C, 58.45; H, 3.07; Br, 32.40; N, 2.84; O, 3.24
<단계 2> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진의 합성
Figure pat00084
3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 대신 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (24.7 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 19의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (18.9 g, 31.7 mmol, 수율 64 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 596, 598
Elemental Analysis: C, 72.48; H, 3.72; Br, 13.39; N, 2.35; O, 2.68; S, 5.37
<단계 3> PDT-3의 합성
Figure pat00085
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]티오펜-4-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (17.9 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 19의 <단계 3>과 동일한 과정을 수행하여 PDT-3 (15.6 g, 24.2 mmol, 수율 81 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 644
1H-NMR : δ 1.22 (s, 12H), 7.03 (m, 4H), 7.28 (m, 5H), 7.35 (m, 2H), 7.39 (t, 1H), 7.55 (d, 1H), 7.72 (m, 3H), 8.01 (m, 2H), 8.32 (m, 2H), 8.48 (m, 2H)
[준비예 22] PDT-4의 합성
<단계 1> 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진의 합성
Figure pat00086
3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 대신 3-(3,5-디브로모페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (24.7 g, 50.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 20의 <단계 1>과 동일한 과정을 수행하여 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (17.4 g, 30.0 mmol, 수율 60 %)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 580, 582
Elemental Analysis: C, 74.49; H, 3.82; Br, 13.77; N, 2.41; O, 5.51
<단계 2> PDT-4의 합성
Figure pat00087
3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페노씨아진 대신 3-(3-브로모-5-(디벤조[b,d]퓨란-2-일)페닐)-10-페닐-10H-페녹사진 (17.4 g, 30.0 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 준비예 20의 <단계 2>와 동일한 과정을 수행하여 PDT-4 (12.4 g, 19.7 mmol, 수율 66 %)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 628
1H-NMR : δ 1.22 (s, 12H), 7.03 (m, 6H), 7.28 (m, 5H), 7.32 (m, 3H), 7.54 (d, 1H), 7.75 (m, 3H), 7.87 (m, 2H), 8.01 (m, 2H)
[합성예 1] C 11의 합성
Figure pat00088
질소 기류 하에서 6.27 g (10.0 mmol)의 CDT-1, 2.67 g (10.0 mmol)의 2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진, 1.2 g (30.0 mmol)의 NaOH, 0.58 g (5 mol%)의 Pd(PPh3)4를 150 ml / 70 ml의 THF/H2O를 넣고 90℃에서 6시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후 메틸렌클로라이드로 추출하고 MgSO4를 넣고 필터하였다. 필터된 유기층의 용매를 제거한 후 컬럼크로마토그래피를 이용하여 목적 화합물인 C 11 (5.95 g, 수율 81%)를 획득하였다.
Mass : [(M+H)+] : 733
[합성예 2] C 12의 합성
Figure pat00089
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐피리미딘 (2.66 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 12 (6.43 g, 수율 88%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732
[합성예 3] C 13의 합성
Figure pat00090
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-클로로-2,6-디페닐피리미딘 (2.66 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 13 (5.86 g, 수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 732
[합성예 4] C 14의 합성
Figure pat00091
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 4-클로로-2,6-디페닐피리딘 (2.65 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 14 (4.97 g, 수율 68%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 731
[합성예 5] C 15의 합성
Figure pat00092
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-클로로-4,6-디페닐피리딘 (2.65 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 15 (5.69 g, 수율 78%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 731
[합성예 6] C 21의 합성
Figure pat00093
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(4-브로모페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.88 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 21 (6.80 g, 수율 84%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 809
[합성예 7] C 22의 합성
Figure pat00094
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(3-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.43 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 22 (7.03 g, 수율 87%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 809
[합성예 8] C 23의 합성
Figure pat00095
2-클로로-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 대신 2-(2-클로로페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진 (3.43 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 23 (5.41 g, 수율 67%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 809
[합성예 9] C 41의 합성
Figure pat00096
CDT-1 대신 CDT-2 (6.27 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 41 (5.94 g, 수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 733
[합성예 10] C 52의 합성
Figure pat00097
CDT-1 대신 CDT-2 (6.27 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 52 (5.82 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 809
[합성예 11] C 71의 합성
Figure pat00098
CDT-1 대신 CDT-3 (6.12 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 71 (6.38 g, 수율 89%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 717
[합성예 12] C 82의 합성
Figure pat00099
CDT-1 대신 CDT-3 (6.12 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 82 (6.19 g, 수율 78%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 793
[합성예 13] C 101의 합성
Figure pat00100
CDT-1 대신 CDT-4 (6.12 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 101 (6.09 g, 수율 85%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 717
[합성예 14] C 112의 합성
Figure pat00101
CDT-1 대신 CDT-4 (6.12 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 112 (5.71 g, 수율 72%)를 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 793
[합성예 15] C 121의 합성
Figure pat00102
CDT-1 대신 CDT-5 (5.51 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 121 (4.86 g, 수율 74%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 657
[합성예 16] C 131의 합성
Figure pat00103
CDT-1 대신 CDT-5 (5.51 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 131 (5.87 g, 수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 734
[합성예 17] C 136의 합성
Figure pat00104
CDT-1 대신 CDT-6 (5.51 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 136 (4.60 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 657
[합성예 18] C 146의 합성
Figure pat00105
CDT-1 대신 CDT-6 (5.51 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 146 (6.02 g, 수율 82%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 734
[합성예 19] C 151의 합성
Figure pat00106
CDT-1 대신 CDT-7 (5.35 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 151 (4.49 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 641
[합성예 20] C 161의 합성
Figure pat00107
CDT-1 대신 CDT-7 (5.35 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 161 (6.02 g, 수율 84%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 717
[합성예 21] C 166의 합성
Figure pat00108
CDT-1 대신 CDT-8 (5.35 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 166 (4.94 g, 수율 77%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 641
[합성예 22] C 176의 합성
Figure pat00109
CDT-1 대신 CDT-8 (5.35 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 7과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 176 (5.81 g, 수율 81%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 717
[합성예 23] C 126의 합성
Figure pat00110
CDT-1 대신 CDT-9 (6.28 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 126 (5.28 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 733
[합성예 24] C 181의 합성
Figure pat00111
CDT-1 대신 ADT-1 (6.70 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 181 (5.88 g, 수율 76%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 775
[합성예 25] C 196의 합성
Figure pat00112
CDT-1 대신 ADT-2 (6.70 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 196 (5.50 g, 수율 71%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 775
[합성예 26] C 211의 합성
Figure pat00113
CDT-1 대신 ADT-3 (6.54 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 211 (5.24 g, 수율 69%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 759
[합성예 27] C 226의 합성
Figure pat00114
CDT-1 대신 ADT-4 (6.54 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 226 (5.54 g, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 759
[합성예 28] C 241의 합성
Figure pat00115
CDT-1 대신 ADT-5 (5.94 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 241 (5.03 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 699
[합성예 29] C 256의 합성
Figure pat00116
CDT-1 대신 ADT-6 (5.94 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 256 (5.03 g, 수율 72%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 699
[합성예 30] C 271의 합성
Figure pat00117
CDT-1 대신 ADT-7 (5.77 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 271 (5.74 g, 수율 84%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 683
[합성예 31] C 286의 합성
Figure pat00118
CDT-1 대신 ADT-8 (5.77 g, 10.00 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 286 (6.01 g, 수율 88%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 683
[합성예 32] C 246의 합성
Figure pat00119
CDT-1 대신 ADT-9 (6.70 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 246 (6.20 g, 수율 80%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 775
[합성예 33] C 301의 합성
Figure pat00120
CDT-1 대신 PDT-1 (6.60 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 301 (5.36 g, 수율 70%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 765
[합성예 34] C 346의 합성
Figure pat00121
CDT-1 대신 PDT-2 (6.44 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 346 (5.46 g, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 748
[합성예 35] C 421의 합성
Figure pat00122
CDT-1 대신 PDT-3 (6.44 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 421 (5.45 g, 수율 73%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 748
[합성예 36] C 466의 합성
Figure pat00123
CDT-1 대신 PDT-4 (6.28 g, 10.00 mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정을 수행하여 목적 화합물인 C 466 (5.79 g, 수율 79%)을 얻었다.
Mass : [(M+H)+] : 733
[실시예 1 ~ 36] 녹색 유기 EL 소자의 제작
합성예 1~36에서 합성한 화합물 C 11 ~ C 466을 통상적으로 알려진 방법으로 고순도 승화정제를 한 후 아래의 과정에 따라 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
먼저, ITO (Indium tin oxide)가 1500Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수 초음파로 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기 (Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음 UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
이렇게 준비된 ITO 투명 전극 위에 m-MTDATA (60 nm)/TCTA (80 nm)/ C 11 ~ C 466의 각각의 화합물 + 10 % Ir(ppy)3 (30nm)/BCP (10 nm)/Alq3 (30 nm)/LiF (1 nm)/Al (200 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다.
m-MTDATA, TCTA, Ir(ppy)3, CBP 및 BCP의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00124
Figure pat00125

[비교예 1] 녹색 유기 EL 소자의 제작
발광층 형성시 발광 호스트 물질로서 화합물 C 11 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 녹색 유기 EL 소자를 제작하였다.
[평가예]
실시예 1 ~ 36 및 비교예 1에서 제작한 각각의 녹색 유기 EL 소자에 대하여 전류밀도 (10) mA/㎠에서의 구동전압, 전류효율 및 발광 피크를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압
(V)
EL 피크
(nm)
전류효율
(cd/A)
실시예 1 C 11 6.83 517 41.1
실시예 2 C 12 6.82 518 40.7
실시예 3 C 13 6.49 518 38.9
실시예 4 C 14 6.81 518 39.1
실시예 5 C 15 6.82 518 40.7
실시예 6 C 21 6.49 518 38.9
실시예 7 C 22 6.81 518 39.1
실시예 8 C 23 6.66 516 41.7
실시예 9 C 41 6.68 518 41.7
실시예 10 C 52 6.63 517 39.3
실시예 11 C 71 6.61 518 38.5
실시예 12 C 82 6.87 517 39.1
실시예 13 C 101 6.66 517 41.1
실시예 14 C 112 6.71 518 42.2
실시예 15 C 121 6.82 517 42.2
실시예 16 C 131 6.81 518 41.1
실시예 17 C 136 6.83 518 41.7
실시예 18 C 146 6.82 518 39.3
실시예 19 C 151 6.82 518 39.1
실시예 20 C 161 6.81 518 39.1
실시예 21 C 166 6.81 518 40.7
실시예 22 C 176 6.71 516 39.2
실시예 23 C 126 6.68 517 39.8
실시예 24 C 181 6.66 518 39.3
실시예 25 C 196 6.66 518 39.7
실시예 26 C 211 6.63 518 39.2
실시예 27 C 226 6.62 518 39.1
실시예 28 C 241 6.61 518 39.9
실시예 29 C 256 6.49 518 42.2
실시예 30 C 271 6.81 516 41.1
실시예 31 C 286 6.81 518 41.1
실시예 32 C 246 6.71 517 40.4
실시예 33 C 301 6.68 518 41.7
실시예 34 C 346 6.66 517 39.8
실시예 35 C 421 6.73 517 40.7
실시예 36 C 466 6.74 518 40.8
비교예 1 CBP 6.93 516 38.2
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 화합물(C 11 ~ C 466)을 녹색 유기 EL 소자의 발광층으로 사용하였을 경우(실시예 1~36) 종래 CBP를 사용한 녹색 유기 EL 소자(비교예1)와 비교해 볼 때 효율 및 구동전압 면에서 보다 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00126

    상기 화학식 1에서,
    Ar1은 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C6~C60의 아릴기, 핵원자수 5 내지 60개의 헤테로아릴기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C60의 아릴옥시기, C3~C40의 알킬실릴기, C6~C60의 아릴실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C60의 아릴보론기, C6~C60의 아릴포스핀기, C6~C60의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C60의 아릴아민기로 이루어진 군에서 선택되고;
    Y1은 O 또는 S이고;
    Z1은 단일결합, C(R11)(R12), N(R13), O 및 S로 구성된 군에서 선택되고;
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기, 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
    R1 내지 R13은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하고;
    R1 내지 R9 중 적어도 하나는 L2와 결합을 형성하고;
    상기 R1 내지 R13의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하며;
    m은 0 내지 4의 정수로서, m이 0인 경우 수소가 치환기 R10으로 치환되지 않은 것을 의미하고, m이 2 내지 4의 정수인 경우, 복수 개의 R10은 각각 동일하거나 상이하다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, 페닐렌 및 비페닐렌으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 6원 함질소헤테로환 모이어티인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 화학식 2로 표시되는 치환체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure pat00127

    상기 화학식 2 에서,
    L3는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고;
    X1 내지 X5는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 N 또는 C(R14)이고;
    R14는 수소, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며;
    상기 R14의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴옥시기, 알킬옥시기, 아릴아민기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알킬실릴기, 알킬보론기, 아릴보론기, 아릴포스핀기, 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 아릴실릴기는 각각 독립적으로, 중수소, 할로겐, 시아노기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C6~C40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40개의 헤테로아릴기, C6~C40의 아릴옥시기, C1~C40의 알킬옥시기, C6~C40의 아릴아민기, C3~C40의 시클로알킬기, 핵원자수 3 내지 40개의 헤테로시클로알킬기, C1~C40의 알킬실릴기, C1~C40의 알킬보론기, C6~C40의 아릴보론기, C6~C40의 아릴포스핀기, C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환되고, 복수 개의 치환기로 치환되는 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ar1은 하기 A-1 내지 A-15 중 어느 하나로 표시되는 치환체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pat00128

    상기 A-1 내지 A-15에서, L3 및 R14는 제3항의 화학식 2에서 정의된 바와 같고;
    상기 R14가 복수 개인 경우, 이들은 서로 동일하거나 상이하고;
    R21은 수소, 중수소(D), 할로겐, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵원자수 5 내지 40의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬실릴기, 치환 또는 비치환된 C1~C40의 알킬보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴보론기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴포스핀기, 치환 또는 비치환된 C6~C40의 모노 또는 디아릴포스피닐기 및 치환 또는 비치환된 C6~C40의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택되거나, 인접하는 기와 결합하여 축합 고리를 형성하며;
    n은 0 내지 4의 정수로서, n이 0인 경우, 수소가 치환기 R10으로 치환되지 않은 것을 의미하고, n이 2 내지 4의 정수인 경우, 복수 개의 R10은 각각 동일하거나 상이하다.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 L3은 단일결합, 페닐렌 및 비페닐렌으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 L1으로 연결된 치환체는 디벤조퓨란(dibenzo[b,d]furan) 또는 디벤조싸이오펜(dibenzo[b,d]thiophene)인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 L2로 연결된 치환체는 카바졸(cabazole), 페녹싸진(phenoxazine), 페노싸이아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 아크리딘(acridine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 7로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure pat00129

    [화학식 4]
    Figure pat00130

    [화학식 5]
    Figure pat00131

    [화학식 6]
    Figure pat00132

    [화학식 7]
    Figure pat00133

    상기 화학식 3 내지 7 에서, Ar1, Y1, Z1, L1, L2, R1 내지 R10 및 m 은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 화합물은 아래의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로하는 화합물:
    Figure pat00134

    Figure pat00135

    Figure pat00136

    Figure pat00137

    Figure pat00138

    Figure pat00139
    Figure pat00140

    Figure pat00141

    Figure pat00142

    Figure pat00143

    Figure pat00144

    Figure pat00145

    Figure pat00146

    Figure pat00147

    Figure pat00148

    Figure pat00149

    Figure pat00150
    Figure pat00151
  11. 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기물층은 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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