KR20210138823A - 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물 Download PDF

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KR20210138823A
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Abstract

일 실시예의 유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 배치된 발광층, 발광층 상에 배치된 전자 수송 영역 및 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 정공 수송 영역은 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하여 높은 발광 효율을 나타낼 수 있다.

Description

유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND POLYCYCLIC COMPOUND FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물에 관한 것이다.
최근, 영상 표시 장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display)의 개발이 왕성하게 이루어져 왔다. 유기 전계 발광 표시 장치는 액정 표시 장치 등과는 다르고, 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에 있어서 재결합시킴으로써, 발광층에 있어서 유기 화합물을 포함하는 발광 재료를 발광시켜서 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 장치이다.
유기 전계 발광 소자를 표시 장치에 응용함에 있어서는, 유기 전계 발광 소자의 저 구동 전압화, 고 발광 효율화 및 장수명화가 요구되고 있으며, 이를 안정적으로 구현할 수 있는 유기 전계 발광 소자용 재료 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자용 다환 화합물을 제공하는 것을 일 목적으로 하며, 보다 구체적으로 고효율의 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 소자의 정공 수송 영역에 포함되는 다환 화합물을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
일 실시예에서, 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역; 상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층; 상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및 상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고, 상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X는 O 또는 S 이고,
A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-1로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다:
[화학식 2-1]
Figure pat00002
상기 화학식 2-1에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 또는 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고, 단, Ar1 -1 및 Ar2 - 1 중 적어도 하나는 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고, 단, 상기 X가 O이고, A2, A3, A8, 및 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시될 때, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시된다.
[화학식 3-1]
Figure pat00003
[화학식 3-2]
Figure pat00004
상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, a는 0 이상 3 이하의 정수이고, b, c, 및 e는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, d는 0 이상 2 이하의 정수이고, 단, c+d+e는 9 이하의 정수이다.
상기 화학식 1의 A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기일 수 있다.
[화학식 2-2]
Figure pat00005
상기 화학식 2-2에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, Ar1 -2 및 Ar2 -2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시되고, 단, Ar1 -2 및 Ar2 - 2 중 적어도 하나는 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시된다.
[화학식 3-3]
Figure pat00006
[화학식 3-4]
Figure pat00007
상기 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서, Y 및 Z는 각각 독립적으로 직접 결합, O, 또는 S이고, 단, Y와 Z가 모두 직접 결합이 되는 경우는 제외하고, R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, f는 0 이상 3 이하의 정수이고, g, 내지 i는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, Ar3 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
상기 화학식 1의 A1, 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-3로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기일 수 있다.
[화학식 2-3]
Figure pat00008
상기 화학식 2-3에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, Ar1 -3 및 Ar2 - 3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시되고, 단, Ar1 -3 및 Ar2 - 3 중 적어도 하나는 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시된다.
[화학식 3-5]
Figure pat00009
[화학식 3-6]
Figure pat00010
상기 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고, Ar6는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고, j, 및 k는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, p는 0 이상 3 이하의 정수이다.
상기 화학식 2-1는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시될 수 있다.
[화학식 4-1]
Figure pat00011
[화학식 4-2]
Figure pat00012
상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서, Ar2 - 1는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-1에서 정의한 바와 같고, R1 내지 R5, 및 a 내지 d는 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 2-2는 하기 화학식 5-1 또는 화학식 5-2로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure pat00013
[화학식 5-2]
Figure pat00014
상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2에서, Ar2 -2는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-2에서 정의한 바와 같고, Y, Z, R6 내지 R9, f 내지 i 및 Ar3 내지 Ar5는 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 2-3은 하기 화학식 6-1 또는 화학식 6-2로 표시될 수 있다.
[화학식 6-1]
Figure pat00015
[화학식 6-2]
Figure pat00016
상기 화학식 6-1 및 화학식 6-2에서, Ar2 - 3는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-3에서 정의한 바와 같고, R10 및 R11, Ar6, j, k, 및 p는 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서 정의한 바와 동일하다.
상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1의 A7 또는 A10이 상기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시될 수 있다.
상기 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시될 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층; 및 상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함하고, 상기 정공 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함할 수 있다.
상기 L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
상기 L2는 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, 상기 n은 1이고,상기 Ar2 -1 내지 Ar2 -3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고, 단, L2와 Ar2-1 내지 Ar2 - 3 중 어느 하나가 동시에 페닐기인 경우는 제외될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 1 내지 6에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 효율이 우수하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 유기 전계 발광 소자의 정공 수송 영역의 재료로서 사용될 수 있고, 이를 사용함으로써 유기 전계 발광 소자의 효율 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이에 포함된 일 실시예의 화합물에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)에서 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)은 서로 마주하고 배치되며, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에는 발광층(EML)이 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 발광층(EML) 이외에 복수의 기능층들을 더 포함한다. 복수의 기능층들은 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다. 또한 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함할 수 있다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(EML)에 후술하는 일 실시예의 다환 화합물을 포함한다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 발광층(EML) 이외에 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 복수의 기능층들인 정공 수송 영역(HTR) 또는 전자 수송 영역(ETR)에 후술하는 일 실시예에 따른 화합물을 포함하거나, 또는 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)에 후술하는 일 실시예에 따른 화합물을 포함할 수 있다.
한편, 도 2는 도 1과 비교하여, 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 3은 도 1과 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL), 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 4는 도 2와 비교하여 제2 전극(EL2) 상에 배치된 캡핑층(CPL)을 포함하는 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 단면도를 나타낸 것이다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 화소 전극 또는 양극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 버퍼층(미도시), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질과 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층, 정공 주입층(HIL)/정공 버퍼층, 정공 수송층(HTL)/정공 버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL)의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)의 정공 수송 영역(HTR)은 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 포함한다.
한편, 본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"은 중수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, 옥시기, 티오기, 설피닐기, 설포닐기, 카보닐기, 붕소기, 포스핀 옥사이드기, 포스핀 설파이드기, 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 탄화수소 고리기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 예시된 치환기 각각은 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 예를 들어, 비페닐기는 아릴기로 해석될 수도 있고, 페닐기로 치환된 페닐기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, 할로겐 원자의 예로는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자가 있다.
본 명세서에서, 알킬기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 알킬기의 탄소수는 1 이상 50 이하, 1 이상 30 이하, 1 이상 20 이하, 1 이상 10 이하 또는 1 이상 6 이하이다. 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, t-부틸기, i-부틸기, 2- 에틸부틸기, 3, 3-디메틸부틸기, n-펜틸기, i-펜틸기, 네오펜틸기, t-펜틸기, 시클로펜틸기, 1-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 2-에틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, n-헥실기, 1-메틸헥실기, 2-에틸헥실기, 2-부틸헥실기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 4-t-부틸시클로헥실기, n-헵틸기, 1-메틸헵틸기, 2,2-디메틸헵틸기, 2-에틸헵틸기, 2-부틸헵틸기, n-옥틸기, t-옥틸기, 2-에틸옥틸기, 2-부틸옥틸기, 2-헥실옥틸기, 3,7-디메틸옥틸기, 시클로옥틸기, n-노닐기, n-데실기, 아다만틸기, 2-에틸데실기, 2-부틸데실기, 2-헥실데실기, 2-옥틸데실기, n-운데실기, n-도데실기, 2-에틸도데실기, 2-부틸도데실기, 2-헥실도데실기, 2-옥틸도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, 2-에틸헥사데실기, 2-부틸헥사데실기, 2-헥실헥사데실기, 2-옥틸헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, n-이코실기, 2-에틸이코실기, 2-부틸이코실기, 2-헥실이코실기, 2-옥틸이코실기, n-헨이코실기, n-도코실기, n-트리코실기, n-테트라코실기, n-펜타코실기, n-헥사코실기, n-헵타코실기, n-옥타코실기, n-노나코실기, 및 n-트리아콘틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 알케닐기는, 탄소수 2이상의 알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 이중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미한다. 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하 또는 2 이상 10 이하이다. 알케닐기의 예로는 비닐기, 1-부테닐기, 1-펜테닐기, 1,3-부타디에닐 아릴기, 스티레닐기, 스티릴비닐기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 알키닐기는, 탄소수 2이상의 알킬기의 중간 또는 말단에 하나 이상의 탄소 삼중 결합을 포함한 탄화수소 그룹을 의미한다. 알키닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하 또는 2 이상 10 이하이다. 알키닐기의 구체적인 예에는, 에티닐기, 프로피닐기, 등이 포함될 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 탄화수소 고리기는 지방족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기, 또는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기일 수 있다. 탄화수소 고리기의 고리 형성 탄소수 5 이상 60 이하, 5 이상 30 이하, 또는 5 이상 20이하일 수 있다.
본 명세서에서, 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 아릴기의 고리 형성 탄소수는 6 이상 30 이하, 6 이상 20 이하, 또는 6 이상 15 이하일 수 있다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기, 플루오레닐기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 바이페닐기, 터페닐기, 쿼터페닐기, 퀸크페닐기, 섹시페닐기, 트리페닐에닐기, 피레닐기, 벤조 플루오란테닐기, 크리세닐기 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 플루오레닐기는 치환될 수 있고, 치환기 2개가 서로 결합하여 스피로 구조를 형성할 수도 있다. 플루오레닐기가 치환되는 경우의 예시는 하기와 같다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
본 명세서에서, 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 고리로부터 유도된 임의의 작용기 또는 치환기를 의미한다. 헤테로고리기는 지방족 헤테로고리기 및 방향족 헤테로고리기를 포함한다. 방향족 헤테로고리기는 헤테로아릴기일 수 있다. 지방족 헤테로고리 및 방향족 헤테로고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본 명세서에서, 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로고리기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로고리기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있으며, 헤테로아릴기를 포함하는 개념이다. 헤테로고리기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 지방족 헤테로고리기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 지방족 헤테로고리기는 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 지방족 헤테로고리기의 예로는 옥시란기, 티이란기, 피롤리딘기, 피페리딘기, 테트라하이드로퓨란기, 테트라하이드로티오펜기, 티안기, 테트라하이드로피란기, 1,4-디옥산기, 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 헤테로아릴기는 헤테로 원자로 B, O, N, P, Si 및 S 중 1개 이상을 포함하는 것일 수 있다. 헤테로아릴기가 헤테로 원자를 2개 이상 포함할 경우, 2개 이상의 헤테로 원자는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 헤테로아릴기는 단환식 헤테로고리기 또는 다환식 헤테로고리기일 수 있다. 헤테로아릴기의 고리 형성 탄소수는 2 이상 30 이하, 2 이상 20 이하, 또는 2 이상 10 이하일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 트리아졸기, 피리딘기, 비피리딘기, 피리미딘기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀린기, 퀴나졸린기, 퀴녹살린기, 페녹사진기, 프탈라진기, 피리도 피리미딘기, 피리도 피라진기, 피라지노 피라진기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, N-아릴카바졸기, N-헤테로아릴카바졸기, N-알킬카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 티에노티오펜기, 벤조퓨란기, 페난트롤린기, 티아졸기, 이소옥사졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 티아디아졸기, 페노티아진기, 디벤조실롤기 및 디벤조퓨란기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아민기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 이상 30 이하일 수 있다. 아민기는 알킬 아민기, 아릴 아민기, 또는 헤테로아릴 아민기를 포함할 수 있다. 아민노기의 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 페닐아민기, 디페닐아민기, 나프틸아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용된다.
본 명세서에서, 헤테로아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기에 관한 설명이 적용된다.
한편, 본 명세서에서 "
Figure pat00021
" 및 "
Figure pat00022
"는 연결되는 위치를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00023
화학식 1에서, X는 O 또는 S 이다.
화학식 1에서, A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-1로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
[화학식 2-1]
Figure pat00024
화학식 2-1에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
화학식 2-1에서, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, 한편, m이 2 이상일 때, 복수의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, n이 2 이상일 때, 복수의 L2는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 2-1에서, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 또는 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시되고, 단, Ar1 -1 및 Ar2 - 1 중 적어도 하나는 화학식 3-1 또는 3-2로 표시된다.
다만, 화학식 1의 X가 O이고, A2, A3, A8, 및 A10 중 어느 하나가 화학식 2-1로 표시될 때, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시된다.
화학식 2-1에서, “
Figure pat00025
”는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
[화학식 3-1]
Figure pat00026
[화학식 3-2]
Figure pat00027
화학식 3-1 및 화학식 3-2에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다.
화학식 3-1에서, a는 0 이상 3 이하의 정수이고, 한편, a가 2 이상일 때, 복수의 R1은 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-1에서, b는 0 이상 4 이하의 정수이고, 한편, b가 2 이상일 때, 복수의 R2는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-2에서, c, 및 e는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, 한편, c가 2 이상일 때, 복수의 R3은 서로 동일하거나 상이하고, e가 2 이상일 때, 복수의 R5는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-2에서, d는 0 이상 2 이하의 정수이고, 한편, d가 2일 때, 복수의 R4는 서로 동일하거나 상이하다.
단, 화학식 3-2에서, c+d+e는 9 이하의 정수이다.
화학식 3-1 및 화학식 3-2에서, “
Figure pat00028
”는 화학식 2-1과 연결되는 위치를 의미한다.
일 실시예에서, 화학식 2-1의 L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 2-1의 L2는 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, n은 1일 때, Ar2 -1은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다. 단, L2와 Ar2 -1가 동시에 페닐기인 경우는 제외된다.
일 실시예에서, 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 1의 A7 또는 A10가 상기 화학식 2-1로 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 A1, 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
[화학식 2-2]
Figure pat00029
화학식 2-2에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
화학식 2-2에서, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, 한편, m이 2 이상일 때, 복수의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, n이 2 이상일 때, 복수의 L2는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 2-2에서, Ar1 -2 및 Ar2 -2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-3 및 화학식 3-4로 표시되고, 단, Ar1 -2 및 Ar2 - 2 중 적어도 하나는 화학식 3-3 및 화학식 3-4로 표시된다.
화학식 2-2에서, “
Figure pat00030
”는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
[화학식 3-3]
Figure pat00031
[화학식 3-4]
Figure pat00032
화학식 3-3에서, Y 및 Z는 각각 독립적으로 직접 결합, O, 또는 S이고, 단, Y와 Z가 모두 직접 결합이 되는 경우는 제외한다.
화학식 3-3에서, R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다.
화학식 3-3에서, f는 0 이상 3 이하의 정수이고, f가 2 이상일 때, 복수의 R6은 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-3에서, g, 내지 i는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, 한편, g가 2 이상일 때, 복수의 R7은 서로 동일하거나 상이하고, h가 2 이상일 때, 복수의 R8은 서로 동일하거나 상이하고, i가 2 이상일 때, 복수의 R9는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-4에서, Ar3 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
화학식 3-3 및 화학식 3-4에서, “
Figure pat00033
”는 화학식 2-2와 연결되는 위치를 의미한다.
일 실시예에서, 화학식 2-2의 L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 2-2의 L2는 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, n은 1일 때, Ar2 -2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다. 단, L2와 Ar2 -2가 동시에 페닐기인 경우는 제외된다.
일 실시예에서, 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
일 실시에에서, 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 A1, 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-3으로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
[화학식 2-3]
Figure pat00034
화학식 2-3에서, L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이다.
화학식 2-3에서, m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고, 한편, m이 2 이상일 때, 복수의 L1은 서로 동일하거나 상이하고, n이 2 이상일 때, 복수의 L2는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 2-3에서, Ar1 -3 및 Ar2 - 3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-5 및 화학식 3-6으로 표시되고, 단, Ar1 -3 및 Ar2 - 3 중 적어도 하나는 화학식 3-5 및 화학식 3-6으로 표시된다.
화학식 2-3에서, “
Figure pat00035
”는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
[화학식 3-5]
Figure pat00036
[화학식 3-6]
Figure pat00037
화학식 3-5 및 화학식 3-6에서, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이다.
화학식 3-5 및 화학식 3-6에서, j, 및 k는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고, 한편, j가 2 이상일 때, 복수의 R10은 서로 동일하거나 상이하고, k가 2 이상일 때, 복수의 R11는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-6에서, p는 0 이상 3 이하의 정수이고, 한편, p가 2 이상일 때, 복수의 R10는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 3-6에서, Ar6는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
화학식 3-5 및 화학식 3-6에서, “
Figure pat00038
”는 화학식 2-3과 연결되는 위치를 의미한다.
일 실시예에서, 화학식 2-3의 L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기일 수 있다.
일 실시예에서, 화학식 2-3의 L2는 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, n은 1일 때, Ar2 -3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기일 수 있다. 단, L2와 Ar2 -3이 동시에 페닐기인 경우는 제외된다.
일 실시에에서, 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시될 수 있다.
일 실시에에서, 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시될 수 있다.
본 발명의 다환 화합물은 화학식 2-1 내지 화학식 2-3으로 표시되는 아민기가 화학식 1로 표시되는 다환 화합물에 링커 없이 직접 결합한다.
일 실시예에서, 화학식 2-1은 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시될 수 있다.
[화학식 4-1]
Figure pat00039
[화학식 4-2]
Figure pat00040
화학식 4-1 및 화학식 4-2에서, Ar2 - 1는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기일 수 있다.
화학식 4-1 및 화학식 4-2에서, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-1에서 정의한 바와 같고, R1 내지 R5, 및 a 내지 e는 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서 정의한 바와 같다.
화학식 4-1 및 화학식 4-2에서, "
Figure pat00041
"는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
일 실시예에서, 화학식 2-2는 하기 화학식 5-1 또는 화학식 5-2로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure pat00042
[화학식 5-2]
Figure pat00043
화학식 5-1 및 화학식 5-2에서, Ar2 -2는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기일 수 있다.
화학식 5-1 및 화학식 5-2에서, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-2에서 정의한 바와 같고, Y, Z, R6 내지 R9, f 내지 i 및 Ar3 내지 Ar5는 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서 정의한 바와 동일하다.
화학식 5-1 및 화학식 5-2에서, “
Figure pat00044
”는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
일 실시예에서, 화학식 2-3은 하기 화학식 6-1 또는 화학식 6-2로 표시될 수 있다.
[화학식 6-1]
Figure pat00045
[화학식 6-2]
Figure pat00046
화학식 6-1 및 화학식 6-2에서, Ar2 - 3는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기일 수 있다.
화학식 6-1 및 화학식 6-2에서, L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-3에서 정의한 바와 같고, R10 및 R11, Ar6, j, k, 및 p는 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서 정의한 바와 동일하다.
화학식 6-1 및 화학식 6-2에서, “
Figure pat00047
”는 화학식 1과 연결되는 위치를 나타낸다.
발명의 일 실시예에 따른 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 1 내지 6에 표시된 화합물들 중 선택되는 어느 하나일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화합물군 1]
Figure pat00048
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00058
Figure pat00059
[화합물군 2]
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00070
[화합물군 3]
Figure pat00071
Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00079
Figure pat00080
[화합물군 4]
Figure pat00081
Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
[화합물군 5]
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00099
[화합물군 6]
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00109
.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물을 포함한다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함한다.
정공 수송 영역(HTR)은 복수의 층을 갖는 다층 구조인 경우, 복수의 층 중 어느 하나의 층이 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 배치된 정공 주입층(HIL) 및 정공 주입층(HIL) 상에 배치된 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 정공 수송층(HTL)이 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 정공 주입층(HIL)이 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 전술한 화합물군 1 내지 6에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
다만, 정공 수송 영역은 각 층별로 하기 재료를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPD(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층(HTL)은 당 기술분야에 알려진 일반적인 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPD(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 더 포함할 수도 있다.
전자 저지층(EBL)은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorine)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPD(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diplienyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl) 또는 mCP 등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 50Å 내지 약 15,000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 주입층(HIL)의 두께는, 예를 들어, 약 30Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 예를 들어, 전자 저지층(EBL)의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL) 및 전자 저지층(EBL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, MgF2, CuI, RbI 등과 같은 할로겐화 금속, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 버퍼층 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 버퍼층은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 정공 버퍼층에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 600Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)의 재료로서는, 공지의 발광 재료를 사용할 수 있고, 특히 한정되는 것은 아니지만, 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 안트라센(anthracene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등으로부터 선택된다. 바람직하게는, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 들 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)의 호스트 재료로서, 하기 화학식 10로 표시되는 안트라센 유도체를 사용할 수도 있다.
[화학식 10]
Figure pat00110
화학식 10에서, W1 내지 W4는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 실릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이거나 인접하는 기와 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이며, m3 및 m4는 각각 독립적으로 0 이상 5 이하의 정수이다.
m1이 1일 경우, W1은 수소 원자가 아닐 수 있고, m2가 1일 경우, W2는 수소 원자가 아닐 수 있으며, m3가 1일 경우, W3은 수소 원자가 아닐 수 있고, m4가 1일 경우, W4는 수소 원자가 아닐 수 있다.
m1이 2 이상일 경우, 복수의 W1은 서로 동일하거나 상이하다. m2가 2 이상일 경우, 복수의 W2는 서로 동일하거나 상이하다. m3이 2 이상일 경우, 복수의 W3은 서로 동일하거나 상이하다. m4가 2 이상일 경우, 복수의 W4는 서로 동일하거나 상이하다.
화학식 10로 표시되는 화합물은 일 예로서, 하기 구조식으로 나타낸 화합물을 들 수 있다. 단, 상기 화학식 10로 표시되는 화합물이 이하에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00111
Figure pat00112
발광층(EML)은 도펀트를 포함할 수 있고, 도펀트는 공지의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 스티릴유도체 (예를 들면, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4”-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4- (diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi)), 페릴렌 및 그 유도체 (예를 들면, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene(TBPe)), 피렌 및 그 유도체 (예를 들면, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-Bis(N,N-Diphenylamino)pyrene, 1,6-Bis(N,N-Diphenylamino)pyrene), 2,5,8,11-Tetra-t-butylperylene(TBP), 및 TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene) 중 적어도 어느 하나를 도펀트로 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
발광층(EML)은 호스트 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 호스트 물질로 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), DPEPO(Bis[2-(diphenylphosphino)phenyl] ether oxide), CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl), mCP(1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzene), PPF(2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzo[b,d]furan), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), PVK(poly(N-vinylcarbazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), CP1(Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH-2(1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3(Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), PPF(2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran) 및 TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
발광층(EML)이 적색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, PBD:Eu(DBM)3(Phen)(tris(dibenzoylmethanato)phenanthoroline europium) 또는 퍼릴렌(Perylene)을 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 적색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)과 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 루브렌(rubrene) 및 그 유도체 및 4-디시아노메틸렌-2-(p-디메틸아미노스티릴)-6-메틸-4H-피란(DCM) 및 그 유도체에서 선택할 수 있다.
발광층(EML)이 녹색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 녹색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex) 및 쿠머린(coumarin) 및 그 유도체에서 선택할 수 있다.
발광층(EML)이 청색광을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 청색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex), 페릴렌(perlene) 및 그 유도체에서 선택할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL) 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 수송층(ETL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, DPEPO(bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]ether oxide), 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층(ETL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 LiQ(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)들의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 앞서 언급한 바와 같이, 정공 저지층(HBL)을 포함할 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), DPEPO(bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]ether oxide) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)가 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)이 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 일 실시예의 유기 전계 발광 소자(10)는 제2 전극(EL2) 상에는 캡핑층(CPL)을 더 포함할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 다층 또는 단층일 수 있다.
일 실시예에서, 캡핑층(CPL)은 유기층 또는 무기층일 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)이 무기물을 포함하는 경우, 무기물은 LiF 등의 알칼리금속 화합물, MgF2 등의 알칼리토금속 화합물, SiON, SiNX, SiOy 등을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 캡핑층(CPL)이 유기물을 포함하는 경우, 유기물은 α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol sol-9-yl) triphenylamine) 등을 포함하거나, 에폭시 수지, 또는 메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 캡핑층(CPL)은 아민 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)은 하기와 같은 화합물 P1 내지 P5 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure pat00113
Figure pat00114
Figure pat00115
Figure pat00116
Figure pat00117
한편, 캡핑층(CPL)은 굴절률 1.6 이상일 수 있다. 구체적으로, 550nm 이상 660nm 이하의 파장 범위의 광에 대해서 캡핑층(CPL)의 굴절률은 1.6 이상일 수 있다.
유기 전계 발광 소자(10)에서, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)에 각각 전압이 인가됨에 따라 제1 전극(EL1)으로부터 주입된 정공(hole)은 정공 수송 영역(HTR)을 거쳐 발광층(EML)으로 이동되고, 제2 전극(EL2)로부터 주입된 전자가 전자 수송 영역(ETR)을 거쳐 발광층(EML)으로 이동된다. 전자와 정공은 발광층(EML)에서 재결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 여기자가 여기 상태에서 바닥 상태로 떨어지면서 발광하게 된다.
유기 전계 발광 소자(10)가 전면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 반사형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극일 수 있다. 유기 전계 발광 소자(10)가 배면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 반사형 전극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)는 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 이로 인해 고효율화 및 장수명화를 구현할 수 있다. 또한, 저구동 전압화 효과도 있다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[합성예]
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 예를 들어, 하기와 같이 합성할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물의 합성 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
1. 화합물A1의 합성
Figure pat00118
(중간체IM-1의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 3-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-1(32.68 g, 수율 70%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-1을 동정했다.
(중간체IM-2의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-1 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-2(14.20 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-2를 동정했다.
(중간체IM-2의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-2 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.56 g(2.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, naphthalen-1-amine 7.48 g(1.1 equiv, 45.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.7 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-3(13.31 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 359가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-3을 동정했다.
(화합물A1의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-3 10.00 g(27.8 mmol), Pd(dba)2 0.48 g(0.03 equiv, 0.8 mmol), NaOtBu 5.35 g(2.0 equiv, 55.6 mmol), Toluene 139 mL, 1-bromonaphthalene 6.34 g(1.1 equiv, 30.6 mmol) 및 tBu3P 0.56 g(0.1 equiv, 2.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물A1(10.94 g, 수율 81%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 485가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A1을 동정했다.
2. 화합물A19의 합성
Figure pat00119
(중간체IM-4의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 3-chloronaphthalen-1-thiol 25.00 g(128.4 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 26.97 g(1.2 equiv, 154.1 mmol), Cs2CO3 83.68 g(2.0 equiv, 256.8 mmol) 및 DMSO 257 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-4(33.68 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 349가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-4를 동정했다.
(중간체IM-5의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-4 25.00 g(71.5 mmol), Pd(OAc)2 0.80 g(0.05 equiv, 3.6 mmol), K2CO3 14.52 g(1.5 equiv, 107.2 mmol), PPh3 1.88 g(0.10 equiv, 7.1 mmol) 및 DMA 286 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-5(13.64 g, 수율 71%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 268이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-5를 동정했다.
(중간체IM-6의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-6 12.00 g(44.7 mmol), Pd(dba)2 0.77 g(0.03 equiv, 1.3 mmol), NaOtBu 4.29 g(2.0 equiv, 44.7 mmol), Toluene 224 mL, 4-(naphthalen-1-yl)aniline 10.77 g(1.1 equiv, 49.1 mmol) 및 tBu3P 0.90 g(0.1 equiv, 4.5 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-6(16.74 g, 수율 83%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 451이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-6을 동정했다.
(화합물A19의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-6 10.00 g(22.1 mmol), Pd(dba)2 0.38 g(0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.26 g(2.0 equiv, 44.3 mmol), Toluene 111 mL, 4-bromobiphenyl 5.68 g(1.1 equiv, 24.4 mmol) 및 tBu3P 0.45 g(0.1 equiv, 2.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물A19(11.10 g, 수율 83%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 603이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A19를 동정했다.
3. 화합물A65의 합성
Figure pat00120
(중간체IM-7의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 8-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-7(32.22 g, 수율 69%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-7을 동정했다.
(중간체IM-8의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-7 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-8(12.50 g, 수율 66%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-8을 동정했다.
(중간체IM-9의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-8 10.00 g(39.6 mmol), Pd(dba)2 0.68 g(0.03 equiv, 1.2 mmol), NaOtBu 3.80 g(1.0 equiv, 39.6 mmol), Toluene 198 mL, [1,1'-biphenyl]-3-amine 7.37 g(1.1 equiv, 43.5 mmol) 및 tBu3P 0.80 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-9(11.75 g, 수율 77%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 385가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-9를 동정했다.
(화합물A65의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-9 10.00 g(25.9 mmol), Pd(dba)2 0.45 g(0.03 equiv, 0.8 mmol), NaOtBu 4.99 g(2.0 equiv, 51.9 mmol), Toluene 130 mL, 2-(4-bromophenyl)naphthalene 8.08 g(1.1 equiv, 28.5 mmol) 및 tBu3P 0.52 g(0.1 equiv, 2.6 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물A65(11.59 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 587이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A65를 동정했다.
4. 화합물B49의 합성
Figure pat00121
(중간체IM-10의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 5-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-10(35.02 g, 수율 75%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-10을 동정했다.
(중간체IM-11의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-10 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-11(14.01 g, 수율 74%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-11을 동정했다.
(중간체IM-12의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-11 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, phenanthren-2-amine 10.09 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-12(14.78 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 409가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-12를 동정했다.
(화합물B49의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-12 10.00 g(24.4 mmol), Pd(dba)2 0.42 g(0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.69 g(2.0 equiv, 48.8 mmol), Toluene 122 mL, 9-(4-bromophenyl)phenanthrene 8.95 g(1.1 equiv, 26.9 mmol) 및 tBu3P 0.49 g(0.1 equiv, 2.4 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물B49(12.93 g, 수율 80%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 661이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물B49를 동정했다.
5. 화합물B94의 합성
Figure pat00122
(중간체IM-13의 합성)
Ar 분위기하, 2000 mL의 3구 flask에, 2-bromo-1-naphthol 30.00 g(134.5 mmol),(4-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid 25.79 g(1.1 equiv, 147.9 mmol), K2CO3 55.76 g(3.0 equiv, 403.5 mmol), Pd(PPh3)4 7.77 g(0.05 eq, 6.7 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 941 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-13(28.61 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 272가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-13을 동정했다.
(중간체IM-14의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-13 25.00 g(91.7 mmol), Cs2CO3 59.74 g(2.0 equiv, 183.4 mmol) 및 DMSO 184 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-14(18.30 g, 수율 79%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-14를 동정했다.
(중간체IM-15의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-14 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-amine 17.42 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-15(20.10 g, 수율 77%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 549가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-15를 동정했다.
(화합물 B94의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-15 10.00 g(18.2 mmol), Pd(dba)2 0.31 g(0.03 equiv, 0.5 mmol), NaOtBu 3.50 g(2.0 equiv, 36.4 mmol), Toluene 91 mL, 9-(4-bromophenyl)phenanthrene 6.67 g(1.1 equiv, 20.0 mmol) 및 tBu3P 0.37 g(0.1 equiv, 1.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 B94(11.09 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 801이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물 B94를 동정했다.
6. 화합물C67의 합성
Figure pat00123
(중간체IM-16의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 6-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-16(36.89 g, 수율 79%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-16을 동정했다.
(중간체 IM-17의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-16 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물 IM-17(14.20 g, 수율 75%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물 IM-17을 동정했다.
(중간체 IM-18의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-17 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 4-(naphthalen-1-yl)aniline 11.45 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-18(15.93 g, 수율 77%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 435가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-18을 동정했다.
(화합물 C67의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-18 10.00 g(23.0 mmol), Pd(dba)2 0.40 g(0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.41 g(2.0 equiv, 45.9 mmol), Toluene 115 mL, 2-bromo-spiro[fluorene-9,9'-xanthene] 10.39 g(1.1 equiv, 25.3 mmol) 및 tBu3P 0.47 g(0.1 equiv, 2.3 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 C67(12.84 g, 수율 73%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 765가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물 C67을 동정했다.
7. 화합물C124의 합성
Figure pat00124
(중간체IM-19의 합성)
Ar 분위기하, 2000 mL의 3구 flask에, 2-bromo-1-naphthol 30.00 g(134.5 mmol), (3-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid 25.79 g(1.1 equiv, 147.9 mmol), K2CO3 55.76 g(3.0 equiv, 403.5 mmol), Pd(PPh3)4 7.77 g(0.05 eq, 6.7 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 941 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-19(27.87 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 272가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-19를 동정했다.
(중간체 IM-20의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-19 25.00 g(91.7 mmol), Cs2CO3 59.74 g(2.0 equiv, 183.4 mmol) 및 DMSO 184 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-20(17.84 g, 수율 77%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-20을 동정했다.
(중간체 IM-21의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-20 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 4-aminobiphenyl 8.84 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-21(14.64 g, 수율 80%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 385가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-21을 동정했다.
(화합물 C124의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-21 10.00 g(25.9 mmol), Pd(dba)2 0.45 g(0.03 equiv, 0.8 mmol), NaOtBu 4.99 g(2.0 equiv, 51.9 mmol), Toluene 130 mL, 4'-bromospiro[fluorene-9,9'-xanthene] 11.74 g(1.1 equiv, 28.5 mmol) 및 tBu3P 0.52 g(0.1 equiv, 2.6 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 C124(13.93 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 715가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물C124를 동정했다.
8. 화합물 C153의 합성
Figure pat00125
(중간체 IM-22의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-14 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, [1,1':2',1''-terphenyl]-4-amine 12.81 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-22(17.53 g, 수율 80%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 461이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-22를 동정했다.
(중간체 IM-23의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-22 15.00 g(32.5 mmol), Pd(dba)2 0.56 g(0.03 equiv, 1.0 mmol), NaOtBu 6.25 g(1.0 equiv, 65.0 mmol), Toluene 162 mL, 1-bromo-4-iodobenzene 10.11 g(1.1 equiv, 35.7 mmol) 및 tBu3P 0.66 g(0.1 equiv, 3.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체 IM-23(16.43 g, 수율 82%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 616이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체 IM-23을 동정했다.
(중간체 IM-24의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-23 15.00 g(24.3 mmol), Pd(dppf)Cl2 1.99 g(0.10 equiv, 2.4 mmol), KOAc 4.77 g(2.0 equiv, 48.7 mmol), DMF 122 mL 및 bis(pinacolato)dibron 7.41 g(1.2 equiv, 29.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-24(12.11 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 663이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-24를 동정했다.
(화합물 C153의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-24 10.00 g(31.8 mmol), 3-bromo-9,9'-spirobi[xanthene] 7.08 g(1.1 equiv, 16.6 mmol), K2CO3 6.25 g(3.0 equiv, 45.2 mmol), Pd(PPh3)4 0.87 g(0.05 eq, 0.8 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 105 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 C153(9.72 g, 수율 73%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 884가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물C153을 동정했다.
9. 화합물D32의 합성
Figure pat00126
(중간체IM-25의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 4-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-25(35.49 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-25를 동정했다.
(중간체IM-26의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-25 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-26(14.77 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-26을 동정했다.
(중간체IM-27의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-26 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, [1,1':4',1''-terphenyl]-4-amine 12.81 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-27(17.10 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 461이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-27을 동정했다.
(화합물 D32의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-27 10.00 g(21.7 mmol), Pd(dba)2 0.37 g(0.03 equiv, 0.6 mmol), NaOtBu 4.16 g(2.0 equiv, 43.3 mmol), Toluene 108 mL, 3-bromotetraphenylsilane 9.90 g(1.1 equiv, 23.8 mmol) 및 tBu3P 0.44 g(0.1 equiv, 2.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 D32(13.11 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 796이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물D32를 동정했다.
10. 화합물 D162의 합성
Figure pat00127
(중간체IM-28의 합성)
Ar 분위기하, 2000 mL의 3구 flask에, 2-bromo-1-naphthol 30.00 g(134.5 mmol),(5-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid 25.79 g(1.1 equiv, 147.9 mmol), K2CO3 55.76 g(3.0 equiv, 403.5 mmol), Pd(PPh3)4 7.77 g(0.05 eq, 6.7 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 941 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-28(13.83 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 272가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-28을 동정했다.
(중간체IM-29의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-28 25.00 g(91.7 mmol), Cs2CO3 59.74 g(2.0 equiv, 183.4 mmol) 및 DMSO 184 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-29(18.76 g, 수율 81%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-29를 동정했다.
(중간체IM-30의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-29 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, naphthalen-1-amine 7.48 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-30(12.80 g, 수율 75%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 359가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-30을 동정했다.
(화합물D162의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-30 10.00 g(27.8 mmol), Pd(dba)2 0.48 g(0.03 equiv, 0.8 mmol), NaOtBu 5.35 g(2.0 equiv, 55.6 mmol), Toluene 139 mL, [4'-bromo-(1,1'-biphenyl)-4-yl]triphenylsilane 15.04 g(1.1 equiv, 30.6 mmol) 및 tBu3P 0.56 g(0.1 equiv, 2.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물D162(15.64 g, 수율 73%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 770이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물D162를 동정했다.
11. 화합물E87의 합성
Figure pat00128
(중간체IM-31의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, 7-chloronaphthalen-1-ol 25.00 g(140.0 mmol), 1-bromo-2-fluorobenzene 29.39 g(1.2 equiv, 168.0 mmol), Cs2CO3 91.20 g(2.0 equiv, 280.0 mmol) 및 DMSO 280 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-31(35.49 g, 수율 76%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 333이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-31을 동정했다.
(중간체 IM-32의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-31 25.00 g(74.9 mmol), Pd(OAc)2 0.84 g(0.05 equiv, 3.7 mmol), K2CO3 15.54 g(1.5 equiv, 112.4 mmol), PPh3 1.97 g(0.10 equiv, 7,5 mmol) 및 DMA 300 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-32(13.63 g, 수율 72%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-32를 동정했다.
(중간체 IM-33의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-32 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 4-(naphthalen-1-yl)aniline 11.45 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-33(16.75 g, 수율 81%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 435가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-33을 동정했다.
(화합물 E87의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-33 10.00 g(23.0 mmol), Pd(dba)2 0.40 g(0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.41 g(2.0 equiv, 45.9 mmol), Toluene 115 mL, 9-(3-bromophenyl)-3,6-diphenyl-9H-carbazole 11.98 g(1.1 equiv, 25.3 mmol) 및 tBu3P 0.46 g(0.1 equiv, 2.3 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물E87(13.51 g, 수율 71%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 829가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물E87을 동정했다.
12. 화합물 E190의 합성
Figure pat00129
(중간체IM-34의 합성)
Ar 분위기하, 2000 mL의 3구 flask에, 2-bromo-1-naphthol 30.00 g(134.5 mmol),(3-chloro-6-fluorophenyl)boronic acid 25.79 g(1.1 equiv, 147.9 mmol), K2CO3 55.76 g(3.0 equiv, 403.5 mmol), Pd(PPh3)4 7.77 g(0.05 eq, 6.7 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 941 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-34(27.51 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 272가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-34를 동정했다.
(중간체 IM-35의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-34 25.00 g(91.7 mmol), Cs2CO3 59.74 g(2.0 equiv, 183.4 mmol) 및 DMSO 184 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-35(18.30 g, 수율 79%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 252가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-35를 동정했다.
(중간체IM-36의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-35 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 9-aminophenanthrene 10.09 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-36(14.58 g, 수율 75%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 650이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-36을 동정했다.
(화합물 E190의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-36 10.00 g(24.4 mmol), Pd(dba)2 0.42 g(0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.69 g(2.0 equiv, 48.8 mmol), Toluene 122 mL, 9-(4-bromophenyl)-9H-carbazole 8.66 g(1.1 equiv, 26.9 mmol) 및 tBu3P 0.49 g(0.1 equiv, 2.4 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물E190(11.12 g, 수율 70%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 650이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물 E190을 동정했다.
13. 화합물 F15의 합성
Figure pat00130
(중간체IM-37의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-2 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, 9,9-diphenyl-9H-fluoren-4-amine 17.42 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-37(19.05 g, 수율 73%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 549가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-37을 동정했다.
(화합물 F15의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-37 10.00 g(18.2 mmol), Pd(dba)2 0.31 g(0.03 equiv, 0.5 mmol), NaOtBu 3.50 g(2.0 equiv, 36.4 mmol), Toluene 91 mL, 3-(4-bromophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole 7.97 g(1.1 equiv, 20.0 mmol) 및 tBu3P 0.37 g(0.1 equiv, 1.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물F15(11.83 g, 수율 75%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 867이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물F15를 동정했다.
14. 화합물F146의 합성
Figure pat00131
(중간체IM-38의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-14 12.00 g(47.5 mmol), Pd(dba)2 0.82 g(0.03 equiv, 1.4 mmol), NaOtBu 4.57 g(1.0 equiv, 47.5 mmol), Toluene 237 mL, [1,1'-biphenyl]-2-amine 8.84 g(1.1 equiv, 52.2 mmol) 및 tBu3P 0.96 g(0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-38(14.46 g, 수율 79%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 385가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-38을 동정했다.
(중간체IM-39의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-38 14.00 g(36.3 mmol), Pd(dba)2 0.63 g(0.03 equiv, 1.1 mmol), NaOtBu 6.98 g(1.0 equiv, 72.6 mmol), Toluene 182 mL, 1-bromo-4-iodobenzene 11.30 g(1.1 equiv, 40.0 mmol) 및 tBu3P 0.73 g(0.1 equiv, 3.6 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-39(14.33 g, 수율 73%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 540이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-39를 동정했다.
(중간체IM-40의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-39 13.00 g(24.1 mmol), Pd(dppf)Cl2 1.96 g(0.10 equiv, 2.4 mmol), KOAc 4.72 g(2.0 equiv, 48.1 mmol), DMF 120 mL 및 bis(pinacolato)dibron 7.33 g(1.2 equiv, 28.9 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-40(10.74 g, 수율 76%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 587이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-40을 동정했다.
(화합물 F146의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-40 10.00 g(17.0 mmol), 3-(3-bromophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole 7.46 g(1.1 equiv, 18.7 mmol), K2CO3 7.05 g(3.0 equiv, 51.1 mmol), Pd(PPh3)4 0.98 g(0.05 eq, 0.9 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 119 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물 F146(10.47 g, 수율 79%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 778이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물F146을 동정했다.
15. 화합물 F198의 합성
Figure pat00132
(중간체IM-41의 합성)
Ar 분위기하, 2000 mL의 3구 flask에, 2-bromo-1-naphthol 30.00 g(134.5 mmol), (3-bromo-6-chloro-2-fluorophenyl)boronic acid 37.47 g(1.1 equiv, 147.9 mmol), K2CO3 55.76 g(3.0 equiv, 403.5 mmol), Pd(PPh3)4 7.77 g(0.05 eq, 6.7 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 941 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-41(35.00 g, 수율 74%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 351이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-41을 동정했다.
(중간체 IM-42의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-41 30.00 g(85.3 mmol), Cs2CO3 55.60 g(2.0 equiv, 170.6 mmol) 및 DMSO 170 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-42(22.63 g, 수율 80%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 331이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-42를 동정했다.
(중간체 IM-43의 합성)
Ar 분위기하, 1000 mL의 3구 flask에, IM-42 20.00 g(60.3 mmol), phenylboronic acid 8.09 g(1.1 equiv, 66.3 mmol), K2CO3 25.01 g(3.0 equiv, 180.9 mmol), Pd(PPh3)4 3.48 g(0.05 eq, 3.0 mmol), 및 Toluene/EtOH/H2O(4/2/1)의 혼합 용액 422 mL를 순차 더하여, 80℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액을 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-43(16.26 g, 수율 82%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 328이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-43을 동정했다.
(중간체IM-44의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-43 12.00 g(36.5 mmol), Pd(dba)2 0.63 g(0.03 equiv, 1.1 mmol), NaOtBu 3.51 g(1.0 equiv, 36.5 mmol), Toluene 182 mL, 4-(phenanthren-9-yl)aniline 10.81 g(1.1 equiv, 40.1 mmol) 및 tBu3P 0.74 g(0.1 equiv, 3.6 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-44(15.78 g, 수율 77%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 561이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-44를 동정했다.
(화합물F198의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-44 10.00 g(17.8 mmol), Pd(dba)2 0.31 g(0.03 equiv, 0.5 mmol), NaOtBu 3.42 g(2.0 equiv, 35.6 mmol), Toluene 89 mL, 3-(4-bromophenyl)-9-phenyl-9H-carbazole 7.80 g(1.1 equiv, 19.6 mmol) 및 tBu3P 0.36 g(0.1 equiv, 1.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물F198(11.89 g, 수율 76%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 879가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물F198을 동정했다.
16. 화합물A127의 합성
Figure pat00133
(중간체IM-45의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, naphthalen-1-thiol 25.00 g (156.0 mmol), 1-bromo-3-chloro-2-fluorobenzene 39.21 g (1.2 equiv, 187.2 mmol), Cs2CO3 101.67 g (2.0 equiv, 312.1 mmol) 및 DMSO 312 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-45 (38.74 g, 수율 71%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 349가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-45를 동정했다.
(중간체IM-46의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-45 25.00 g (71.5 mmol), Pd(OAc)2 0.80 g (0.05 equiv, 3.6 mmol), K2CO3 14.52 g (1.5 equiv, 107.2 mmol), PPh3 1.88 g (0.10 equiv, 7.1 mmol) 및 DMA 286 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-46 (14.99 g, 수율 71%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 268이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-46을 동정했다.
(중간체IM-47의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-46 12.00 g (44.7 mmol), Pd(dba)2 0.77 g (0.03 equiv, 1.3 mmol), NaOtBu 4.29 g (2.0 equiv, 44.7 mmol), Toluene 224 mL, 4-(naphthalen-1-yl)aniline 10.77 g (1.1 equiv, 49.1 mmol) 및 tBu3P 0.90 g (0.1 equiv, 4.5 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-47 (16.13 g, 수율 80%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 451이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-47을 동정했다.
(화합물A127의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-47 10.00 g (22.1 mmol), Pd(dba)2 0.38 g (0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.26 g (2.0 equiv, 44.3 mmol), Toluene 111 mL, 1-(4-bromophenyl)naphthalene 6.90 g (1.1 equiv, 24.4 mmol) 및 tBu3P 0.45 g (0.1 equiv, 2.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물A127 (12.31 g, 수율 85%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 653이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A127을 동정했다.
17. 화합물B138의 합성
Figure pat00134
(중간체IM-48의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, naphthalen-1-thiol 25.00 g (156.0 mmol), 1-bromo-3-chloro-2-fluorobenzene 39.21 g (1.2 equiv, 187.2 mmol), Cs2CO3 101.67 g (2.0 equiv, 312.1 mmol) 및 DMSO 312 mL를 순차 더하여, 110℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용액에 물을 더하여, Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-48 (41.46g, 수율 76%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 349가 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-48을 동정했다.
(중간체IM-49의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-48 25.00 g (71.5 mmol), Pd(OAc)2 0.80 g (0.05 equiv, 3.6 mmol), K2CO3 14.52 g (1.5 equiv, 107.2 mmol), PPh3 1.88 g (0.10 equiv, 7.1 mmol) 및 DMA 286 mL를 순차 더하여, 140℃로 가열 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 Toluene으로 추출했다. 수층을 제거하여, 유기층을 포화 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 화합물IM-49 (12.68 g, 수율 77%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 268이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물IM-49를 동정했다.
(중간체IM-50의 합성)
Ar 분위기하, 500 mL의 3구 flask에, IM-49 12.00 g (44.7 mmol), Pd(dba)2 0.77 g (0.03 equiv, 1.3 mmol), NaOtBu 4.29 g (2.0 equiv, 44.7 mmol), Toluene 224 mL, 4-(naphthalen-1-yl)aniline 10.77 g (1.1 equiv, 49.1 mmol) 및 tBu3P 0.90 g (0.1 equiv, 4.5 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 중간체IM-50 (16.08 g, 수율 78%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 451이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 중간체IM-50을 동정했다.
(화합물B138의 합성)
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-50 10.00 g (22.1 mmol), Pd(dba)2 0.38 g (0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.26 g (2.0 equiv, 44.3 mmol), Toluene 111 mL, 2-(4-chlorophenyl)phenanthrene 6.88 g (1.1 equiv, 24.4 mmol) 및 tBu3P 0.45 g (0.1 equiv, 2.2 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제하여, 고체의 화합물B138 (12.20 g, 수율 80%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정하여, 질량수 m/z = 703이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물B138을 동정했다.
18. 화합물A173의 합성
Figure pat00135
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-18 10.00 g (23.0 mmol), Pd(dba)2 0.40 g (0.03 equiv, 0.7 mmol), NaOtBu 4.41 g (2.0 equiv, 45.9 mmol), Toluene 115 mL, 1-bromonaphthalene 5.23 g (1.1 equiv, 25.3 mmol) 및 tBu3P 0.46 g (0.1 equiv, 2.3 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제해, 고체의 화합물A173 (9.03 g, 수율 70%)을 얻었다.
FAB-MS를 측정해, 질량수 m/z =561이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A173을 동정했다.
19. 화합물A195의 합성
Figure pat00136
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-20 10.00 g (39.6 mmol), Pd(dba)2 0.68 g (0.03 equiv, 1.2 mmol), NaOtBu 7.61 g (2.0 equiv, 79.1 mmol), Toluene 198 mL, bis[4-(naphthalen-2-yl)phenyl]amine 18.35 g (1.1 equiv, 43.5 mmol) 및 tBu3P 0.80 g (0.1 equiv, 4.0 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제해, 고체의 화합물A195 (19.43 g, 수율 77%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정해, 질량수 m/z =637이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물A195를 동정했다.
20. 화합물B189의 합성
Figure pat00137
Ar 분위기하, 300 mL의 3구 flask에, IM-30 10.00 g (27.8 mmol), Pd(dba)2 0.48 g (0.03 equiv, 0.8 mmol), NaOtBu 5.35 g (2.0 equiv, 55.6 mmol), Toluene 139 mL, 9-(4-bromophenyl)phenanthrene 10.20 g (1.1 equiv, 30.6 mmol) 및 tBu3P 0.56 g (0.1 equiv, 2.8 mmol)을 순차 더하여, 가열 환류 교반했다. 실온까지 공랭 후, 반응 용매에 물을 더하여 유기층을 분취했다. 수층에 Toluene을 더하여 유기층을 한층 더 추출한 후, 유기층을 합하여 식염수로 세정한 후, MgSO4로 건조시켰다. MgSO4의 여별과 유기층 농축을 시행하여, 얻어진 조생성물을 silica gel columnchromatography(전개층에는 Hexane과 Toluene의 혼합 용매를 사용)로 정제해, 고체의 화합물B189 (12.93 g, 수율 76%)를 얻었다.
FAB-MS를 측정해, 질량수 m/z = 611이 분자 ion peak로 관측된 것에 의해 화합물B189를 동정했다.
(소자 작성예)
하기 실시예 및 비교예 화합물을 정공 수송 영역 재료로 사용하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[실시예 화합물]
Figure pat00138
Figure pat00139
[비교예 화합물]
Figure pat00140
실시예 및 비교예의 유기 전계 발광 소자는 아래의 방법으로 제조 하였다. 유리 기판 상에 두께 150nm의 ITO를 패터닝한 후, 초순수로 세척하고 UV 오존 처리를 10분간 실시하여 제1 전극을 형성하였다. 그 후, 60nm 두께로 1-TNATA를 증착하고, 실시예 또는 비교예 화합물로 30nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다. 다음으로, ADN에 TBP를 3%로 도핑한 25nm 두께의 발광층을 형성하고, 발광층 상에 Alq3로 두께 25nm 층을 형성하고, LiF로 두께 1nm의 층을 형성하여 전자 수송 영역을 형성하였다. 다음으로, 알루미늄(Al)으로 두께 100nm의 제2 전극을 형성하였다. 이 후 화합물 P4를 70nm 두께로 증착하여 캡핑층을 형성하였다. 각 층은 모두 진공 증착법으로 형성하였다.
실시예 1 내지 20 및 비교예 1 내지 18에 따른 유기 전계 발광 발광효율을 하기 표 1에 나타낸다. 전류효율은 10mA/cm2에서 측정한 값이고, 반감 수명은 초기 휘도 1000 cd/m2에서의 휘도 반감 시간을 나타낸다.
정공 수송층 전압
(V)		 효율
(cd/A)		 수명 (LT50(h))
실시예 1 실시예 화합물 A1 5.6 7.7 2100
실시예 2 실시예 화합물A19 5.5 7.6 2150
실시예 3 실시예 화합물 A65 5.5 7.5 2150
실시예 4 실시예 화합물 B49 5.5 7.6 2100
실시예 5 실시예 화합물 B94 5.4 7.7 2050
실시예 6 실시예 화합물 C67 5.5 7.6 2200
실시예 7 실시예 화합물 C124 5.6 7.8 2000
실시예 8 실시예 화합물 C153 5.5 7.8 2050
실시예 9 실시예 화합물 D32 5.6 7.5 2100
실시예 10 실시예 화합물 D162 5.6 7.8 2050
실시예 11 실시예 화합물 E87 5.4 7.6 2100
실시예 12 실시예 화합물 E190 5.4 7.9 1950
실시예 13 실시예 화합물 F15 5.4 7.7 2150
실시예 14 실시예 화합물 F146 5.5 7.9 2000
실시예 15 실시예 화합물 F198 5.5 7.8 2050
실시예 16 실시예 화합물 A127 5.4 7.9 2000
실시예 17 실시예 화합물 B138 5.5 7.8 2100
실시예 18 실시예 화합물A173 5.5 7.5 2150
실시예 19 실시예 화합물A195 5.6 7.8 2100
실시예 20 실시예 화합물B189 5.5 7.6 2050
비교예 1 비교예 화합물 R1 6.4 5.7 1500
비교예 2 비교예 화합물 R2 6.5 5.8 1450
비교예 3 비교예 화합물 R3 6.3 6.0 1650
비교예 4 비교예 화합물 R4 6.3 6.2 1550
비교예 5 비교예 화합물 R5 6.5 6.4 1600
비교예 6 비교예 화합물 R6 6.4 6.0 1550
비교예 7 비교예 화합물 R7 6.5 6.2 1550
비교예 8 비교예 화합물 R8 6.3 6.1 1450
비교예 9 비교예 화합물 R9 6.5 6.4 1500
비교예 10 비교예 화합물 R10 6.5 6.6 1550
비교예 11 비교예 화합물 R11 6.5 6.7 1700
비교예 12 비교예 화합물 R12 6.5 6.8 1650
비교예 13 비교예 화합물 R13 6.5 6.5 1650
비교예 14 비교예 화합물 R14 6.5 6.1 1550
비교예 15 비교예 화합물 R15 6.5 6.6 1650
비교예 16 비교예 화합물 R16 6.5 6.5 1650
비교예 17 비교예 화합물 R17 6.5 6.8 1600
비교예 18 비교예 화합물 R18 6.5 6.8 1700
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 20은 비교예 1 내지 18에 비해 모두 저전압, 장수명 및 고효율화를 달성함을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 다환 화합물은 벤조나프토퓨란(benzonaphthofuran) 또는 벤조타프토티오펜(benzonaphthothiophene)의 코어 구조가 특정 치환기를 필수적으로 가지는 아민기와 결합하여 저전압화, 장수명화 및 고효율화를 실현했다. 또한, 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜의 코어 구조에 포함되는 헤테로 원자가 정공 수송능을 향상시켜, 발광층 내에서의 정공과 전자의 재결합 확률이 향상되어 발광 효율의 향상에 기여한 것으로 판단된다.
실시예 1 내지 4, 6, 9, 11, 13 및 18은 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜 의 코어 구조 중 나프탈렌(naphthalene) 고리 측에 아민기가 결합된 구조로서 특히 소자 수명이 향상했다. 이는 아민 부위의 ð전자가 나프탈렌 고리에 넓게 획장되어 라디칼(radical) 상태에서의 안정성이 향상했기 때문이라 생각된다.
실시예 5, 7, 8, 10, 12, 14 내지 17, 19 및 20은 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜의 코어 구조 중 벤젠 고리 측에 아민기가 결합된 구조로서 특히 발광 효율이 향상했다. 이는 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜 골격에 포함되는 헤테로 원자와 아민기의 질소 원자가 동일한 고리를 결합해 헤테로 원자에 의한 정공 수송성 향상의 효과가 보다 현저하게 발현했기 때문이라 생각된다.
비교예 1 및 2는 실시예들과 비교하여 발광 효율및 수명이 모두 저하했다. 비교예 1 및 2는 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜의 코어 구조에 아민기가 결합된 화합물이나, 질소 원자에 비치환된 페닐기가 결합되어 재료 자체의 유리 전이 온도(Tg)가 충분하지 않으며, 비치환된 페닐기의 전하 내성이 낮아 연속 구동 시에 재료의 열화가 진행되었기 때문이라 생각된다.
비교예 3은 실시예들과 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다. 벤조나프토퓨란과 아민기가 링커를 통해 결합되어 있는 화합물로 분자의 평면성 증대되어 정공 수송층 형성을 위한 증착 시의 분해가 발생한 것으로 판단된다.
비교예 4는 실시예들과 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다. 비교예 4의 화합물은 아민기에 플루오레닐기(fluorenyl group)가 치환된 페닐기와 결합하며, 플루오레닐기의 sp3 혼성 탄소 원자 부분이 불안정하여, 라디칼 상태 및 고온 조건하에서 분해한 것이 원인이라 추측할 수 있다.
반면, 실시예 6 내지 8의 다환 화합물은 헤테로 원자를 갖는 스피로환 구조를 이용하여 안정성이 개선되어 우수한 소자 특성을 발현할 수 있다. 또한, 실시예 5에서 플루오렌(fluorene) 고리 상에 질소 원자가 결합하여 다중 공명효과에 의해 재료의 안정성이 개선되므로 비교예 4와 비교하여 발광 효율 및 수명이 모두 향상한다.
한편, 비교예 5 및 6은 실시예 6 내지 8과 비교하여 특히 발광 효율이 저하했다. 이는, 비교예 5 및 6의 화합물은 스피로환 내에 헤테로 원자를 포함하지 않아, 정공 수송성이 저하하고 발광층 내에서의 정공과 전자의 재결합 확률이 저하했기 때문이라 생각된다.
비교예 7 및 8은 분자 내에 트리페닐렌(triphenylnene) 구조를 갖는 아민 화합물로서, 분자의 평면성이 증대되어 정공 수송층을 형성하는 과정에서 분자의 분해가 발생하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하된 것으로 생각된다.
비교예 9는 (2,4,6-트리페닐)페닐기를 갖는 아민 화합물로서 질소 원자 주변이 부피가 지나치게 커 정공 수송층을 형성하는 과정에서 분자의 분해가 진행되어 소자 효율 및 수명이 모두 저하된 것으로 생각된다.
또한, 본원 발명과 유사하게 벤조나프토퓨란의 코어 구조에 페난트렌기를 가지는 아민기가 결합한 구조라도, 치환기의 종류에 따라 소자의 효율 및 수명이 상이할 수 있다. 구체적으로 하기 식1의 2번 위치 또는 비교예 10과 같이 3번 위치에 아민기의 결합하는 경우 소자의 효율 및 수명이 모두 저하되었다. 이는 분자 전체의 평면성이 증대하여 분자 간의 적층(stacking)이 증강해, 정공 수송성이 저하된 것으로 생각된다.
[식 1]
Figure pat00141
반면, 실시예 6 및 11에서 확인할 수 있듯이 Ar1 또는 Ar2가 헤테로 원자를 갖는 치환기인 경우, Ar1 또는 Ar2에 포함되는 헤테로 원자의 영향으로 정공 수송성이 개선되므로, 아민기가 코어 구조에 결합하는 위치와 상관 없이 우수한 소자 특성을 나타낸다. 또한, 실시예 18에 나타내는 것과 같이, Ar1 및 Ar2가 각각 다환 방향족환을 갖는 치환기인 경우 Ar1 및 Ar2의 다환 방향족환과 발광층 host 재료 간의 상호 작용이 증강되어 정공 수송성이 향상되므로 우수한 소자 특성이 발현된다.
비교예 11 및 12는 벤조나프토퓨란의 코어 구조에 나프틸기를 가지는 아민기가 결합한 구조로서 본 제안 발명과 유사하다. 다만, 본 발명의 다환 화합물과 비교하여 아민기의 결합 위치가 상이하다. 비교예 11 및 12의 화합물은 벤조나프토퓨란 고리 내의 산소 원자와 질소 원자가 ortho 위치 또는 para 위치에 결합되어 있으며, 전자적으로 불안정화되므로 실시예와 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다.
한편, 실시예 9에서 확인할 수 있듯이 벤조나프토퓨란 고리 내의 산소 원자와 질소 원자는 para 위치에 결합되어 있어도 전자가 확장될 수 있는 위치인 나프탈렌 고리 내에 아민기가 결합하는 경우, 분자구조가 안정화되어 우수한 소자 특성이 발현된다.
나아가, 실시예 7 및 10에서 확인할 수 있듯이 질소가 헤테로 원자를 갖는 치환기와 결합하는 경우,헤테로 원자의 영향으로 전자적 불안정성이 해소되어, 아민기의 결합 위치와 관계 없이 우수한 소자 특성을 나타낸다. 즉, 아민기가 헤테로 원자를 포함하는 치환기를 가지지 못하는 경우에는 벤조나프토퓨란 또는 벤조타프토티오펜에 질소 원자의 결합하는 위치가 소자 특성이 크게 영향을 미치며, 특정 위치에 아민기가 결합하는 경우에만 효율 및 수명이 함께 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 16 및 17에서 확인할 수 있듯이, 벤조나프토티오펜 고리를 갖는 화합물인 경우, 황 원자와 질소 원자가 ortho 위치 또는 para 위치에 결합되어 있어도 우수한 소자 특성이 발현된다. 이는 황 원자는 산소 원자와 비교하여 전기 음성도가 작으며 전자를 비국재화 할 수 있음에 따라, 질소 원자가 ortho 위치 또는 para 위치에 결합되어 있어도 전자적 불안정성이 해소되어 효율 및 수명 향상될 수 있다.
비교예 13 및 15는 분자 내에 디벤조헤테롤기(dibenzoheterol group)를 갖는 아민 화합물이나, 캐리어 밸런스가 무너짐에 따라, 실시예들와 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다. 비교예 14는 분자 내에 벤조크산텐(benzoxanthene) 골격을 갖는 아민 화합물이나, 벤조크산텐 골격의 내열성이 충분하지 않아, 실시예와 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다.
비교예 16 및 17은, 카바졸기를 갖는 아민 화합물이나, 실시예에 나타내는 재료와 카바졸기의 결합 위치가 상이하며, 실시예들와 비교하여 특히 소자 효율이 저하했다. 반면, 본 발명에 따른 다환 화합물은 카바졸 고리 중 가장 전자가 풍부한 3위치 및 9위치에서 아민 부위와 결합하여 정공 수송성이 향상해, 발광 효율이 개선되었다.
비교예 18은 디벤조퓨란기를 가지는 아민 화합물이며, 열 및 전하 내성이 떨어지므로 실시예들와 비교하여 소자 효율 및 수명이 모두 저하했다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다환 화합물은 정공 수송 영역에 사용되어 유기 전계 발광 소자의 저구동 전압화, 고효율화 및 장수명화에 기여한다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 유기 전계 발광 소자 EL1: 제1 전극
HTR: 정공 수송 영역 HIL: 정공 주입층
HTL: 정공 수송층 EML: 발광층
ETR: 전자 수송 영역 ETL: 전자 수송층
EIL: 전자 주입층 EL2: 제2 전극

Claims (27)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고,
    상기 정공 수송 영역은 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00142

    상기 화학식 1에서,
    X는 O 또는 S 이고,
    A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-1로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00143

    상기 화학식 2-1에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 또는 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고, 단, Ar1-1 및 Ar2 - 1 중 적어도 하나는 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고,
    단, 상기 X가 O이고, A2, A3, A8, 및 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시될 때, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시된다:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00144

    [화학식 3-2]
    Figure pat00145

    상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
    R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    a는 0 이상 3 이하의 정수이고,
    b, c, 및 e는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    d는 0 이상 2 이하의 정수이고,
    단, c+d+e는 9 이하의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2-2]
    Figure pat00146

    상기 화학식 2-2에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -2 및 Ar2 -2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시되고, 단, Ar1 -2 및 Ar2-2 중 적어도 하나는 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시된다:
    [화학식 3-3]
    Figure pat00147

    [화학식 3-4]
    Figure pat00148

    상기 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서,
    Y 및 Z는 각각 독립적으로 직접 결합, O, 또는 S이고, 단, Y와 Z가 모두 직접 결합이 되는 경우는 제외하고,
    R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    f는 0 이상 3 이하의 정수이고,
    g, 내지 i는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    Ar3 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1, 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-3로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 2-3]
    Figure pat00149

    상기 화학식 2-3에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -3 및 Ar2 - 3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시되고, 단, Ar1 -3 및 Ar2 - 3 중 적어도 하나는 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시된다:
    [화학식 3-5]
    Figure pat00150

    [화학식 3-6]
    Figure pat00151

    상기 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서,
    R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    Ar6는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    j, 및 k는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    p는 0 이상 3 이하의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2-1는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시되는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 4-1]
    Figure pat00152

    [화학식 4-2]
    Figure pat00153

    상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서,
    Ar2 - 1는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-1에서 정의한 바와 같고,
    R1 내지 R5, 및 a 내지 d는 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서 정의한 바와 같다.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 2-2는 하기 화학식 5-1 또는 화학식 5-2로 표시되는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 5-1]
    Figure pat00154

    [화학식 5-2]
    Figure pat00155

    상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2에서,
    Ar2 -2는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-2에서 정의한 바와 같고,
    Y, Z, R6 내지 R9, f 내지 i 및 Ar3 내지 Ar5는 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서 정의한 바와 동일하다.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 2-3은 하기 화학식 6-1 또는 화학식 6-2로 표시되는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화학식 6-1]
    Figure pat00156

    [화학식 6-2]
    Figure pat00157

    상기 화학식 6-1 및 화학식 6-2에서,
    Ar2 - 3는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-3에서 정의한 바와 같고,
    R10 및 R11, Ar6, j, k, 및 p는 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서 정의한 바와 동일하다.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A7 또는 A10이 상기 화학식 2-1로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-2로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1 내지 A6 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A7 내지 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-3으로 표시되는 유기 전계 발광 소자.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 주입층; 및
    상기 정공 주입층 상에 배치된 정공 수송층을 포함하고,
    상기 정공 수송층이 상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접 결합, 치환 또는 비치환된 페닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기인 유기 전계 발광 소자.
  15. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 L2는 직접 결합 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고,
    상기 n은 1이고,
    상기 Ar2 -1 내지 Ar2 -3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 비페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 페난트렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸기 또는 치환 또는 비치환된 플루오레닐기이고,
    단, L2와 Ar2 -1 내지 Ar2 - 3 중 어느 하나가 동시에 페닐기인 경우는 제외되는 것인 유기 전계 발광 소자.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 1 및 화합물군 2에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화합물군 1]
    Figure pat00158

    Figure pat00159

    Figure pat00160

    Figure pat00161

    Figure pat00162

    Figure pat00163

    Figure pat00164

    Figure pat00165

    Figure pat00166

    Figure pat00167

    Figure pat00168

    Figure pat00169

    [화합물군 2]
    Figure pat00170

    Figure pat00171

    Figure pat00172

    Figure pat00173

    Figure pat00174

    Figure pat00175

    Figure pat00176

    Figure pat00177

    Figure pat00178

    Figure pat00179

    Figure pat00180
    .
  17. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 3 및 화합물군 4에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화합물군 3]
    Figure pat00181

    Figure pat00182

    Figure pat00183

    Figure pat00184

    Figure pat00185

    Figure pat00186

    Figure pat00187

    Figure pat00188

    Figure pat00189

    Figure pat00190

    [화합물군 4]
    Figure pat00191

    Figure pat00192

    Figure pat00193

    Figure pat00194

    Figure pat00195

    Figure pat00196

    Figure pat00197

    Figure pat00198

    Figure pat00199
    .
  18. 제3항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 디아민 화합물은 하기 화합물군 5 및 화합물군 6에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 것인 유기 전계 발광 소자:
    [화합물군 5]
    Figure pat00200

    Figure pat00201

    Figure pat00202

    Figure pat00203

    Figure pat00204

    Figure pat00205

    Figure pat00206

    Figure pat00207

    Figure pat00208

    Figure pat00209

    [화합물군 6]
    Figure pat00210

    Figure pat00211

    Figure pat00212

    Figure pat00213

    Figure pat00214

    Figure pat00215

    Figure pat00216

    Figure pat00217

    Figure pat00218

    Figure pat00219
    .
  19. 하기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00220

    상기 화학식 1에서,
    X는 O 또는 S 이고,
    A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-1로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00221

    상기 화학식 2-1에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 또는 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고, 단, Ar1-1 및 Ar2 - 1 중 적어도 하나는 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되고,
    단, 상기 X가 O이고, A2, A3, A8, 및 A10 중 어느 하나가 상기 화학식 2-1로 표시될 때, Ar1 -1 및 Ar2 - 1는 각각 독립적으로 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시된다:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00222

    [화학식 3-2]
    Figure pat00223

    상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
    R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    a는 0 이상 3 이하의 정수이고,
    b, c, 및 e는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    d는 0 이상 2 이하의 정수이고,
    단, c+d+e는 9 이하의 정수이다.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1, 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-2로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기인 다환 화합물:
    [화학식 2-2]
    Figure pat00224

    상기 화학식 2-2에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -2 및 Ar2 -2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시되고, 단, Ar1 -2 및 Ar2-2 중 적어도 하나는 화학식 3-3 또는 화학식 3-4로 표시된다:
    [화학식 3-3]
    Figure pat00225

    [화학식 3-4]
    Figure pat00226

    상기 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서,
    Y 및 Z는 각각 독립적으로 직접 결합, O, 또는 S이고, 단, Y와 Z가 모두 직접 결합이 되는 경우는 제외하고,
    R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    f는 0 이상 3 이하의 정수이고,
    g, 내지 i는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    Ar3 내지 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이다.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 화학식 1의 A1 내지 A10 중 어느 하나는 하기 화학식 2-3로 표시되고, 나머지는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기인 다환 화합물:
    [화학식 2-3]
    Figure pat00227

    상기 화학식 2-3에서,
    L1, 및 L2는 각각 독립적으로 직접결합, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기이며,
    m, 및 n은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수이고,
    Ar1 -3 및 Ar2 - 3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기, 하기 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시되고, 단, Ar1 -3 및 Ar2 - 3 중 적어도 하나는 화학식 3-5 또는 화학식 3-6으로 표시된다:
    [화학식 3-5]
    Figure pat00228

    [화학식 3-6]
    Figure pat00229

    상기 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서,
    R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소 원자, 중수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴기이고,
    Ar6는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기이고,
    j, 및 k는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수이고,
    p는 0 이상 3 이하의 정수이다.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 화학식 2-1는 하기 화학식 4-1 또는 화학식 4-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 4-1]
    Figure pat00230

    [화학식 4-2]
    Figure pat00231

    상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서,
    Ar2 -1은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-1에서 정의한 바와 같고,
    R1 내지 R5, 및 a 내지 d는 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서 정의한 바와 같다.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 화학식 2-2는 하기 화학식 5-1 또는 화학식 5-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 5-1]
    Figure pat00232

    [화학식 5-2]
    Figure pat00233

    상기 화학식 5-1 및 화학식 5-2에서,
    Ar2 -2는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-2에서 정의한 바와 같고,
    Y, Z, R6 내지 R9, f 내지 i 및 Ar3 내지 Ar5는 화학식 3-3 및 화학식 3-4에서 정의한 바와 동일하다.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 화학식 2-3는 하기 화학식 6-1 또는 화학식 6-2로 표시되는 다환 화합물:
    [화학식 6-1]
    Figure pat00234

    [화학식 6-2]
    Figure pat00235

    상기 화학식 6-1 및 화학식 6-2에서,
    Ar2 -3은 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 10 이상 40 이하의 아릴기이고,
    L1, L2, m, 및 n은 화학식 2-3에서 정의한 바와 같고,
    R10 및 R11, Ar6, j, k, 및 p는 화학식 3-5 및 화학식 3-6에서 정의한 바와 동일하다.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 1 및 화합물군 2에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 다환 화합물:
    [화합물군 1]
    Figure pat00236

    Figure pat00237

    Figure pat00238

    Figure pat00239

    Figure pat00240

    Figure pat00241

    Figure pat00242

    Figure pat00243

    Figure pat00244

    Figure pat00245

    Figure pat00246

    Figure pat00247

    [화합물군 2]
    Figure pat00248

    Figure pat00249

    Figure pat00250

    Figure pat00251

    Figure pat00252

    Figure pat00253

    Figure pat00254

    Figure pat00255

    Figure pat00256

    Figure pat00257

    Figure pat00258
    .
  26. 제20항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 다환 화합물은 하기 화합물군 3 및 화합물군 4에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 다환 화합물:
    [화합물군 3]
    Figure pat00259

    Figure pat00260

    Figure pat00261

    Figure pat00262

    Figure pat00263

    Figure pat00264

    Figure pat00265

    Figure pat00266

    Figure pat00267

    Figure pat00268

    [화합물군 4]
    Figure pat00269

    Figure pat00270

    Figure pat00271

    Figure pat00272

    Figure pat00273

    Figure pat00274

    Figure pat00275

    Figure pat00276

    Figure pat00277
    .
  27. 제21항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 디아민 화합물은 하기 화합물군 5 및 화합물군 6에 표시된 화합물들 중 선택되는 적어도 하나인 다환 화합물:
    [화합물군 5]
    Figure pat00278

    Figure pat00279

    Figure pat00280

    Figure pat00281

    Figure pat00282

    Figure pat00283

    Figure pat00284

    Figure pat00285

    Figure pat00286

    Figure pat00287

    [화합물군 6]
    Figure pat00288

    Figure pat00289

    Figure pat00290

    Figure pat00291

    Figure pat00292

    Figure pat00293

    Figure pat00294

    Figure pat00295

    Figure pat00296

    Figure pat00297
    .
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