TWI428359B - 包含苯基吡啶單元的聚合物 - Google Patents

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Description

包含苯基吡啶單元的聚合物
本發明係關於聚合物,尤其是關於包含苯基吡啶單元的聚合物,用於製備該等聚合物的單體以及使用該等聚合物的光電子裝置。
利用在施予偏電壓時會發光的薄膜材料的光電子裝置,例如有機發光裝置(OLED),預料會成為平面顯示器技術的一種越來越普及的形式。這是因為OLED具有廣泛的潛在應用,包括行動電話、個人數位助理(PDA)、電腦顯示器、車用資訊顯示器、電視監視器、以及一般照明的光源。由於OLED色彩明亮、視角寬廣、能與全動作視訊配合、溫度範圍廣、形式因子薄且可整合、電力需求低、且具有低成本製程的潛力,所以OLED被認為是將來取代陰極射線管(CRT)及液晶顯示器(LCD)的技術。此外,因為OLED發光效率高,所以被認為有可能在某些應用中取代白熾燈,甚至可能取代螢光燈。
OLED具有夾層結構,由在兩個相對電極之間的一層或多層有機層所構成。例如,多層裝置通常包括至少三層:電洞注入/傳輸層、發光層以及電子傳輸層(ETL)。此外,較佳的是電洞注入/傳輸層同時作為電子阻擋層,而ETL同時作為電洞阻擋層。單層OLED則在兩個相對電極之間僅包含一層物質。
現在,OLED由於穩定性及/或可行性上的問題,還不是很普及。人們正在採用各種各樣的方法改進OLED,其中一種方法就是提供更適用於OLED的材料。
概要說明
本發明的其中一方面是關於一種聚合物,其包含下式I及/或II之結構單元:
其中
R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 在每次出現時各自獨立地為C1 -C20 脂族基、C3 -C20 芳族基、或C3 -C20 環脂族基;
a、b、d、e及f在每次出現時各自獨立地為0,或1至4的整數;
c及g在每次出現時各自獨立地為0,或1至3的整數。
另一方面,本發明係關於用於製備該聚合物的單體。又另一方面,本發明係關於一種包含具有式I及/或II結構單元的聚合物的光電子裝置。
詳細說明
本發明的其中一方面是關於包含式I及/或II之結構單元的聚合物。該聚合物是經由聚合苯基吡啶單體或者經由將苯基吡啶單體與一或多種共聚單體共聚合產生共聚物,以及它們的組合而製備,其係呈無規、嵌段、或接枝共聚物,或樹枝狀或高支鏈材料的形式。例如,可採用含有非導電性基團的單體,諸如苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯及乙烯基吡啶作為共聚單體。
含有雜芳族電子傳輸基團諸如苯基吡啶類、三類及噻唑類的單體,也可用作共聚單體。其實例包括乙烯基苯基吡啶以及美國專利第7056600號所提及的乙烯三
含有芳族及/或雜芳族電洞傳輸基團諸如咔唑類及三芳基胺類的單體,也可用作共聚單體。其實例包括乙烯基咔唑以及2007年10月18日公開的美國專利申請公開案第2007/0241675號和1999年10月28日公開的國際專利申請公開案第99/54385號中所述之聚(2,7-(9,9-二正辛基弗)-(1,4-伸苯基-((4-第二丁基苯基)亞胺基)-1,4-伸苯基))(TFB),聚(9,9-二辛基茀-共聚-雙-N,N’-(4-丁基苯基)-雙-N,N’-苯基-1,4-伸苯基二胺)(PFB),聚(2,7-(9,9-二正辛基茀)-(1,4-伸苯基-((4-甲氧基苯基)亞胺基)-1,4-伸苯基-((4-甲氧基苯基)亞胺基)-1,4-伸苯基))(PFMO),以及聚(9,9’-二辛基茀-共聚-雙-N,N’-(4-丁基苯基)-雙-N,N’-苯基聯苯胺(BFE)。
含有發光基團的單體,例如磷光染料,也可用作共聚單體。其實例包括2007年5月7日申請之PCT/US07/68620及2007年9月27日公開的國際專利申請公開案第2007109657號中所述的可聚合銥錯合物。
本發明係關於包含任何單獨類型之發光部分、電洞傳輸部分、電子傳輸部分、及非導電性部分或它們的組合的聚合物。
在一特定方面,本發明係關於下式III之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
另一方面,本發明係關於具有下式IV之共聚物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
又另一方面,本發明係關於具有下式V之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
又另一方面,本發明係關於具有下式VI之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
另一方面,本發明係關於具有下式VII之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
另一方面,本發明係關於具有下式VIII之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
又另一方面,本發明係關於具有下式IX之聚合物,
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
又另一方面,本發明係關於具有下式X之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
又另一方面,本發明係關於具有下式XI之聚合物
其中n在每次出現時各自獨立地為>0的整數,較佳為>7,最佳為>20;m在每次出現時各自獨立地為0或>0的整數,較佳為>7,最佳為>20。
可用於製備本發明聚合物的反應條件包括使用極性溶劑和適當強度的鹼。溶劑的範例包括氯仿、二氯甲烷、鄰二氯苯、鄰二甲氧苯、苯甲醚、以及它們的組合。鹼的範例包括三乙胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、以及它們的組合。也可使用適當的催化劑來進行聚合反應。
在一些具體實施例中,可用於本發明的聚合物係為均聚物。在其他具體實施例中,該聚合物係為共聚物且還另外包括非導電性部分、電洞傳輸部分、電子傳輸部分、發光部分、以及它們的組合。該共聚物可以是嵌段共聚物、無規共聚物、交替共聚物、或接枝共聚物。不同種類的共聚物可經由適當選擇單體、反應條件諸如引發劑、溫度、及/或溶劑而製得。可用於本發明的聚合物可藉由使用包括自由基引發劑、陽離子引發劑、陰離子引發劑、及類似物的引發劑所進行的單體聚合反應來製成。聚合反應可在整體狀態下、在使用適當溶劑的溶液中、或者在適當的懸浮或乳化狀態下進行。在一個特定的具體實施例中,其聚合反應係使用自由基引發劑諸如偶氮雙異丁腈,在諸如DMF或NMP之類的偶極溶劑中進行。
聚合乙烯型單體的方法在本技術領域中係廣為人知的。在一些特定的具體實施例中,該聚合反應可以在約-50℃至約100℃的溫度範圍下進行。該聚合也可在大氣壓力、低於大氣壓力、或者高於大氣壓力下進行。該聚合反應的進行時間為達成適當分子量所需時間。聚合物的分子量可採用熟習本技術領域者所知的任何一種方法測定,包括黏度測量、光散射、滲壓測定法、及類似方法。聚合物的分子量通常以數量平均分子量Mn 或者重量平均分子量Mw 來表示。凝膠滲透層析法(GPC)是一種測定分子量平均值的特別有用的方法,採用這種方法,數量平均分子量以及重量平均分子量都可以獲得。在一些具體實施例中,聚合物的Mw 要足夠高以促成膜的形成,通常以高於5000克/莫耳比較合適,在另一些具體實施例中,以Mn 大於30000克/莫耳的聚合物比較合適,而在又另一些具體實施例中,以Mn 大於70000克/莫耳的聚合物比較合適。Mw 係使用聚苯乙烯作為標準來測定。
可用於本發明的聚合物也可以經由後官能化(post functionalization)來合成。例如,同樣的聚合物結構可以經由令溴苯乙烯與具有硼酸酯(boronic ester)或硼酸(boronic acid)部分的適當結構進行Suzuki偶合反應而實現。
一種光電子裝置,例如OLED,在最簡單的情況中通常包括一陽極層、一對應陰極層以及設置於該陽極與該陰極之間的有機電致發光層。當跨越電極施加偏電壓時,電子從陰極注入電致發光層,同時電子從電致發光層移出至陽極(或者說電洞從陽極注入電致發光層)。當電洞與電子在電致發光層中結合形成單重態或三重態激子時,就會產生發光,單重態激子經由輻射衰變轉移能量至環境,從而導致發光。
除了陽極、陰極及發光材料外,可存在於光電子裝置中的其他組件包括電洞傳輸層、電子注入層、及電子傳輸層。電子傳輸層不需要與陰極接觸,而且電子傳輸層通常不是有效的電洞傳輸材料,所以也可以阻擋電洞向陰極移動。在包含電子傳輸層的有機發光裝置的操作中,大多數存在於電子傳輸層中的電荷載子(即電洞與電子)是電子,而可以透過電洞與電子傳輸層中的電子的再結合而發光。可存在於有機發光裝置中的其他組件包括電洞傳輸層、電洞傳輸發光層以及電子傳輸發光層。
包含式I及/或II之結構單元的聚合物具有適用於光電子裝置例如有機發光裝置(OLED)的特性。將該等本發明聚合物用於多層OLED以及單層OLED均極為適合。包含本發明聚合物的OLED可以是含有一或多種、任一種或組合式之藍色、黃色、橙色、紅色磷光染料的發磷光OLED。本發明聚合物可以是OLED的部分發光層、或電洞傳輸層或電子傳輸層、或電子注入層,或它們的任何組合。
有機電致發光層,即發光層,是有機發光裝置內的一層,其在操作時含有顯著濃度的電子和電洞且提供激子形成與發光的場所。電洞注入層是與陽極接觸的層,其促進電洞從陽極注入OLED的內層;電子注入層是與陰極接觸的層,其促進電子從陰極注入OLED;電子傳輸層是促進電子從陰極輸送到電荷再結合處的層。電子傳輸層不需要與陰極接觸,且通常不是有效的電洞傳輸材料,所以可阻擋電洞向陰極移動。在包含電子傳輸層的有機發光裝置的操作中,大多數存在於電子傳輸層中的電荷載子(即電洞與電子)是電子,而可以透過電洞與電子傳輸層中的電子的再結合而發光。電洞傳輸層是在OLED操作時促進電洞從陽極輸送到電荷再結合處的層,且其不需要與陽極接觸。電洞傳輸發光層是在OLED操作時促進電洞輸送到電荷再結合處的層,該層中大多數的電荷載子是電洞,且其發光不僅係透過電洞與殘留電子的再結合而發生,而且也透過來自裝置中其他地方的電荷再結合區的能量傳遞而發生。電子傳輸發光層是在OLED操作時促進電子輸送到電荷再結合處的層,該層中大多數的電荷載子是電子,且其發光不僅係透過電子與殘留電洞的再結合而發生,而且也透過來自裝置中其他地方的電荷再結合區的能量傳遞而發生。
適合用作陽極的材料包括採用四點探針技術測得之體電導率為至少約100歐姆/□的材料。氧化銦錫(ITO)因為對光的傳輸是實質透明的,從而促進電活性有機層所發出的光的透出,所以經常被用作陽極。其他可以用作陽極層的材料包括氧化錫、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、氧化鋅銦錫、氧化銻、以及它們的混合物。
適合用作陰極的物質包括可將負電荷載子(電子)注入OLED內層的零價金屬。各種適合用作陰極的零價金屬包括鉀、鋰、鈉、銫,鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、銀、金、銦、錫、鋅、鋯、鈧、釔、鑭系元素、它們的合金、以及它們的混合物。適合用作陰極層的合金材料包括銀-鎂,鋁-鋰,銦-鎂,鋁-鈣,以及鋁-金合金。層合的非合金結構也可用於陰極中,例如在薄層的金屬(如鈣)或金屬氟化物(如氟化鋰)上覆蓋一層較厚的零價金屬(如鋁或銀)。陰極尤其可由單一種零價金屬所構成,特別是鋁金屬。
本發明係關於可用在電子傳輸層中來取代傳統材料或與其併用的聚合物,該等傳統材料為例如聚(9,9-二辛基弗)、三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3 )、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,1-啡啉、4,7-二苯基-1,10-啡啉、2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-二唑、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑、含1,3,4-二唑之聚合物、含1,3,4-三唑之聚合物、含喹啉之聚合物、以及氰基-PPV。
適合用於電洞傳輸層的材料包括1,1-雙((二-4-甲苯基胺基)苯基)環己烷、N,N’-雙(4-甲基苯基)-N,N’-雙(4-乙基苯基)-(1,1’-(3,3’-二甲基)聯苯基)-4,4’-二胺、肆-(3-甲基苯基)-N,N,N’,N’-2,5-苯二胺、苯基-4-N,N-二苯基胺基苯乙烯、對-(二乙基胺基)苯甲醛二苯基腙、三苯胺、1-苯基-3-(對-(二乙基胺基)苯乙烯基)-5-(對-(二乙基胺基)苯基)吡唑啉、1,2-反式-雙(9H-咔唑-9-基)環丁烷、N,N,N’,N’-肆(4-甲基苯基)-(1,1’-聯苯基)-4,4’-二胺、銅酞青、聚乙烯基咔唑、(苯基甲基)聚矽烷;聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚苯胺、三芳基二胺、四苯基二胺、芳族四級胺、腙衍生物、咔唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、具有胺基的二唑衍生物、以及美國專利第6023371號中所揭示的聚噻吩類。本發明係關於可用來取代上述材料或與其併用的聚合物。
適合用於發光層的材料包括電致發光聚合物諸如聚茀,較佳為聚(9,9-二辛基茀)、聚(2,7-(9,9-二正辛基茀)(F8)、以及美國專利第7116308號中所揭示的聚(2,7-(9,9-二正辛基茀)-(1,4-伸苯基-((4-第二丁基苯基)亞胺基)-1,4-伸苯基)(TFB)、聚(乙烯基咔唑)、聚苯基伸乙烯基(poly phenyl vinylene)、以及它們的衍生物。本發明係關於可用來取代上述材料或與其併用的聚合物。
在一方面中,包含式I及/或II之結構單元的聚合物可形成部分的電子傳輸層或電子注入層或電洞傳輸層或發光層。因此,本發明的一方面係關於包含具有式I及/或II結構單元之聚合物的更有效率之光電子裝置,如OLED。該OLED可為發磷光的,而含有一或多種、任一種、或組合式之藍色、黃色、橙色、紅色磷光染料。
定義
在本發明中所用的「芳族基」一辭是指包含至少一個芳族基團的至少一價的一組原子。該包含至少一個芳族基團的至少一價的一組原子可包括雜原子,例如氮、硫、硒、矽及氧,或可僅由碳和氫所構成。在本發明中所用的「芳族基」一辭包括但不限於苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、伸苯基、及聯苯基。如前所述,該芳族基含有至少一個芳族基團。該芳族基團一定是具有4n+2個「移位化」電子的環狀結構,其中「n」是大於或等於1的整數,例如苯基(n=1)、噻吩基(n=1)、呋喃基(n=1)、萘基(n=2)、薁基(n=2)、及蒽基(n=3)。該芳族基也可包括非芳族組分。例如苯甲基是包含一個苯環(芳族基團)和一個亞甲基(非芳族組分)的芳族基。同樣的,四氫化萘基是包含稠合至非芳族組分-(CH2 )4 -的一個芳族基團(C6 H3 )的芳族基。為方便起見,「芳族基」一辭在此係定義為包含廣範圍的官能基,諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、鹵芳族基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物諸如酯類與醯胺類)、胺基、硝基、及類似者。例如,4-甲基苯基是包含甲基的C7 芳族基,其中的甲基是屬於烷基的官能基。同樣的,2-硝基苯基是包含硝基的C6 芳族基,其中硝基是官能基。芳族基包括鹵化芳族基,諸如4-三氟甲基苯基、六氟異亞丙基雙(4-苯-1-基氧基)(即-OPhC(CF3 )2 PhO-)、4-氯甲基苯-1-基、3-三氟乙烯基-2-噻吩基、3-三氯甲基苯-1-基(即3-CCl3 Ph-)、4-(3-溴丙-1-基)苯-1-基(即4-BrCH2 CH2 CH2 Ph-)、及類似者。其他的芳族基例子包括4-烯丙氧基苯-1-氧基、4-胺基苯-1-基(即4-H2 NPh-)、3-胺基羰基苯-1-基(即NH2 COPh-)、4-苯甲醯苯-1-基、二氰基亞甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即-OPhC(CN)2 PhO-)、3-甲基苯-1-基、亞甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即-OPhCH2 PhO-)、2-乙基苯-1-基、苯乙烯基、3-甲醯-2-噻吩基、2-己基-5-呋喃基、六亞甲基-1,6-雙(4-苯-1-基氧基)(即-OPh(CH2 )6 PhO-)、4-羥甲基苯-1-基(即4-HOCH2 Ph-)、4-氫硫基甲基苯-1-基(即4-HSCH2 Ph-)、4-甲基硫苯-1-基(即4-CH3 SPh-)、3-甲氧基苯-1-基、2-甲氧羰基苯-1-基氧基(如甲基水楊基)、2-硝基甲基苯-1-基(即2-NO2 CH2 Ph-)、3-三甲基甲矽烷基苯-1-基、4-第三丁基二甲基甲矽烷基苯-1-基、4-乙烯基苯-1-基、亞乙烯基雙(苯基)、及類似者。「C3 -C10 芳族基」一辭包括含有至少三個但不超過10個碳原子的芳族基。芳族基1-咪唑基(C3 H2 N2 -)代表一種C3 芳族基。苯甲基(C7 H7 -)代表一種C7 芳族基。
在本發明中所用的「環脂族基」一辭是指具有至少一價且包含一組環狀排列的原子但不是芳族的基團。「環脂族基」在此係定義為不含芳族基團。「環脂族基」可包含一或多個非環狀組分。例如,環己基甲基(C6 H11 CH2 -)是包含環己環(原子環狀排列但不是芳族)與亞甲基(非環狀組分)的環脂族基。該環脂族基可包含雜原子,諸如氮、硫、硒、矽及氧,或者可以只包含碳與氫。為方便起見,「環脂族基」一辭在此係定義為包含廣範圍的官能基,諸如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物諸如酯類與醯胺類)、胺基、硝基、及類似者。例如,4-甲基環戊-1-基是包含甲基的C6 環脂族基,其中甲基是一個屬於烷基的官能基。同樣的,2-硝基環丁-1-基是包含硝基的C4 環脂族基,其中硝基是官能基。環脂族基可包含一或多個相同或不同的鹵原子。鹵原子包括例如氟、氯、溴、和碘。含有一或多個鹵原子的環脂族基包括2-三氟甲基環己-1-基、4-溴二氟甲基環辛-1-基、2-氯二氟甲基環己-1-基、六氟異亞丙基-2,2-雙(環己-4-基)(即-C6 H10 C(CF3 )2 C6 H10 -)、2-氯甲基環己-1-基、3-二氟亞甲基環己-1-基、4-三氯甲基環己-1-基氧基、4-溴二氯甲基環己-1-基硫基、2-溴乙基環戊-1-基、2-溴丙基環己-1-基氧基(即CH3 CHBrCH2 C6 H10 O-)、及類似者。其他的環脂族基例子包括4-烯丙氧基環己-1-基、4-胺基環己-1-基(即H2 NC6 H10 -)、4-胺基羰基環戊-1-基(即NH2 COC5 H8 -)、4-乙醯氧基環己-1-基、2,2-二氰基異亞丙基雙(環己-4-基氧基)(即-OC6 H10 C(CN)2 C6 H10 O-)、3-甲基環己-1-基、亞甲基雙(環己-4-基氧基)(即-OC6 H10 CH2 C6 H10 O-)、1-乙基環丁-1-基、環丙基乙烯基、3-甲醯-2-四氫呋喃基、2-己基-5-四氫呋喃基、六亞甲基-1,6-雙(環己-4-基氧基)(即-O C6 H10 (CH2 )6 C6 H10 O-)、4-羥甲基環己-1-基(即4-HOCH2 C6 H10 -)、4-氫硫基甲基環己-1-基(即4-HSCH2 C6 H10 -)、4-甲基硫環己-1-基(即4-CH3 SC6 H10 -)、4-甲氧基環己-1-基、2-甲氧羰基環己-1-基氧基(2-CH3 OCOC6 H10 O-)、4-硝基甲基環己-1-基(即NO2 CH2 C6 H10 -)、3-三甲基甲矽烷基環己-1-基、2-第三丁基二甲基甲矽烷基環戊-1-基、4-三甲氧基甲矽烷基乙基環己-1-基(即(CH3 O)3 SiCH2 CH2 C6 H10 -)、4-乙烯基環己烯-1-基、亞乙烯基雙(環己基)、及類似者。「C3 -C10 環脂族基」一辭包括含有至少三個但不超過10個碳原子的環脂族基。環脂族基2-四氫呋喃基(C4 H7 O-)代表一種C4 環脂族基。環己基甲基(C6 H11 CH2 -)代表一種C7 環脂族基。
在本發明中所用的「脂族基」一辭是指具有至少一價且由一組直鏈狀或支鏈狀排列且非環狀排列的原子組成的有機基團。脂族基係定義為包含至少一個碳原子。構成脂族基的原子組可包含雜原子,諸如氮、硫、矽、硒及氧,或可只包含碳和氫。為方便起見,「脂族基」一辭在此係定義為包含作為經廣範圍的官能基取代之「直鏈狀或支鏈狀排列且非環狀排列的原子」的有機基團的部分,該等官能基係例如烷基、烯基、炔基、鹵烷基、共軛二烯基、醇基、醚基、醛基、酮基、羧酸基、醯基(例如羧酸衍生物諸如酯類與醯胺類)、胺基、硝基、及類似者。例如,4-甲基戊-1-基是包含甲基的C6 脂族基,其中甲基是屬於烷基的官能基。同樣的,4-硝基丁-1-基是包含硝基的C4 脂族基,其中硝基是官能基。脂族基可為包含一或多個相同或不同鹵原子的鹵烷基。鹵原子包括例如氟、氯、溴及碘。包含一或多個鹵原子的脂族基包括鹵化烷基如三氟甲基、溴二氟甲基、氯二氟甲基、六氟異亞丙基、氯甲基、二氟亞乙烯基、三氯甲基、溴二氯甲基、溴乙基、2-溴三亞甲基(如-CH2 CHBrCH2 -)、及類似者。其他的脂族基例子包括烯丙基、胺羰基(即-CONH2 )、羰基、2,2-二氰基異亞丙基(即-CH2 C(CN)2 CH2 -)、甲基(即-CH3 )、亞甲基(即-CH2 -)、乙基、乙烯基、甲醯(即-CHO)、己基、六亞甲基、羥甲基(即-CH2 OH)、氫硫基甲基(即-CH2 SH)、甲硫基(即-SCH3 )、甲基硫甲基(即-CH2 SCH3 )、甲氧基、甲氧羰基(即CH3 OCO-)、硝基甲基(即-CH2 NO2 )、硫羰基、三甲基甲矽烷基(即(CH3 )3 Si-)、第三丁基二甲基甲矽烷基、3-三甲氧基甲矽烷基丙基(即(CH3 O)3 SiCH2 CH2 CH2 -)、乙烯基、亞乙烯基、及類似者。更進一步舉例,C1 -C10 脂族基係含有至少一個但不超過10個碳原子。甲基(即CH3 -)是一個C1 脂族基的例子。癸基(即CH3 (CH2 )9 -)是一個C10 脂族基的例子。
本發明中所提及的數值係包括從下限值到上限值以一個單位遞增的所有數值,先決條件為在任一下限值與上限值之間間隔有至少兩個單位。舉例來說,若述及一個組分的數量或一個程序參數(例如溫度、壓力、時間及類似者)的數值為例如從1到90、較佳為20到80、更佳為30到70,則意指例如15到85、22到68、43到51、30到32等數值都已經明白地列舉在此說明書中。對於小於1的數值,其一個單位視需要可為0.0001、0.001、0.01或0.1。這些只是想要表達的特別示例,所有在列舉的最低到最高值之間的數值組合均視為以類似方式清楚地列示於本說明書中。
實施例
實施例1-19說明本發明聚合物以及製備該等聚合物所用之中間體的合成。除非另有指明,否則所有的試劑均係購自美國威斯康辛州密爾瓦基市的Aldrich Chemical Co.以及Acros Organics,且皆未經過進一步純化而直接使用。所有的化合物均經過1H-NMR特性化且全都與所示的結構相符。
通用方法
分子量是在備有聚合物實驗室尺寸之排除性管柱(Polymer Laboratories size exclusion column)(保持在40℃下之PLgel 5um MIXED-C,300x7.5mm)的Perkin Elmer Series 200 GPC上,使用具有3.6% v/v異丙醇之氯仿作為流動相,相對於聚苯乙烯標準而測定的。NMR光譜圖係採用Bruker 400或Bruker Advance 500光譜儀測量所得。
合成
式III、IV及V之聚合物的合成係以如反應流程1-2所示之程序進行。
反應流程1:式III及IV聚合物的合成
反應流程2:式V聚合物的合成
實施例1:化合物1的合成
在備有磁性攪拌棒的100毫升圓底Schlenk燒瓶中加入1,3,5-三(3-溴苯基)苯(6.52克,12.0毫莫耳)、3-吡啶基硼酸(3.69克,30毫莫耳)、25毫升的2M碳酸鈉水溶液、及25毫升的1,4-二烷。加入肆(三苯基膦)鈀(0.54克,0.5毫莫耳)後,用五次抽真空/氮氣回填循環對該混合物進行除氣,然後加熱至95℃歷時24小時並強力攪拌。反應混合物冷卻到室溫並用二氯甲烷予以稀釋。取得的有機層用1N鹽酸、水、及鹽水洗滌,用硫酸鈉乾燥,並藉由旋轉蒸發濃縮至乾燥。將所得之黃色固體用矽膠柱層析法純化。以乙酸乙酯洗提後得到2.5克(39%)化合物1的白色固體。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.95(br s,2H),8.65(br s,2H),7.98-7.41(m,19H)。
實施例2:化合物2間-聯苯基吡啶基聯苯基乙烯(m-BPPBV)的合成
在100毫升雙頸圓底燒瓶覆蓋錫箔並裝設攪拌棒、備有氮導入口的回流冷凝器、以及塞子。將化合物1(1.54克,2.85毫莫耳)、1,4-二烷(30毫升)、和肆(三苯基膦)鈀(66.9毫克,0.056毫莫耳)加入該燒瓶中。在反應過程期間,將該裝置維持在氮氣氛下。在室溫下攪拌該混合物20分鐘,然後經由漏斗加入溶解於蒸餾水(6毫升)中的碳酸鉀(0.64克,4.6毫莫耳),再加入2,4,6-三乙烯基環三硼氧烷-吡啶錯合物(0.6克,2.5毫莫耳)。攪拌該反應混合物並在油浴中回流加熱20小時,然後冷卻至周溫。經由漏斗加入蒸餾水(30毫升)後,將所得混合物用Bchner漏斗過濾。將濾液移到分液漏斗中,並分別用30毫升二氯甲烷萃取3次。合併有機相,並用硫酸鈉乾燥,濾紙過濾,並經由旋轉蒸發(30℃,25mmHg)濃縮至乾燥。將所得之黃色固體用柱型層析法純化,獲得淺黃色固體。將該固體溶解在乙醇:二氯甲烷(4:1)的熱混合物(50毫升)中,並用Bchner漏斗過濾該微溫混合物。將濾液收集在一個燒瓶中並冷卻至室溫20分鐘。將燒瓶在冰浴中浸30分鐘以便完全沉澱。使用Bchner漏斗進行吸濾來收集所產生的固體,用己烷(10毫升)洗滌,並在減壓下予以乾燥(0.1mmHg下15小時),而得1.1克的白色固體(80%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.96(br s,2H),8.92(br s,1H),8.65(m,2H),7.99-7.93(m,6H),7.79(m,3H),7.65(m,6H),7.48-7.40(m,3H),6.91(dd,J==1.6,3.2,1H),6.29(d,J==4,1H),5.55(d,J==2.4,1H).13 C NMR(400MHz,CDCl3 )δ 154.9,148.7,148.4,148.0,142.3,141.9,138.7,138.5,136.5,135.1,134.9,134.5,133.1,132.2,132.0,131.9,131.7,130.6,130.4,129.7,128.7,128.5,128.4,127.2,127.1,126.5,126.4,126.3,126.0,125.6,123.6,121.1,118.4。
實施例3:5-溴-2-(1,3-二戊烷-2-基)吡啶的合成
在室溫下將乙二醇(14.88克,0.24莫耳)和對甲苯硫酸(3克,0.16莫耳)加入5-溴吡啶-2-甲醛(30克,0.16莫耳)在甲苯(150毫升)中所成的溶液中,並將此混合物在回流溫度下攪拌10小時。冷卻到室溫後,將該混合物用飽和氯化銨水溶液驟冷,用二氯甲烷萃取,並用水洗滌。水層用二氯甲烷萃取且用鹽水洗滌合併的有機萃取物,用硫酸鈉乾燥,且在減壓下濃縮。殘留物用矽膠柱層析法(己烷-乙酸乙酯(9:1V/V))純化後,獲得無色油狀的5-溴-2-(1,3-二戊烷-2-基)吡啶(30.9克,84%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.69(s,1H),7.87(m,1H),7.45(m,1H),5.83(s,1H),4.13(m,4H)。
實施例4:6-(1,3-二戊烷-2-基)-吡啶-3-基-3-硼酸的合成
在備有溫度探針、高架攪拌器和隔板的50毫升三頸燒瓶中,加入甲苯(15毫升)和四氫呋喃(4毫升),並置於氮氣氛下。在燒瓶中加入硼酸三異丙酯(1.96克,10.44毫莫耳)和5-溴-2-(1,3-二戊烷-2-基)吡啶(2克,8.7毫莫耳)。用乾冰/丙酮浴將此混合物冷卻到-40℃。用注射泵在15分鐘內滴入正丁基鋰(己烷中2.5M,4.2毫升,10.5毫莫耳)。在溫度維持在-40℃的情況下繼續攪拌混合物半小時。移除丙酮/乾冰浴,待反應混合物升溫至-20℃後,加入2N鹽酸溶液(20毫升)。當混合物溫度達到室溫時,將其移入250毫升分液漏斗中,並將水層(pH=1)分離至150毫升的Erlenmeyer燒瓶中。攪拌水層,同時用5N氫氧化鈉溶液將其pH值調整到6。pH值接近6時沉澱出白色固體產物。將混合物用氯化鈉飽和,再移入250毫升分液漏斗中,並用四氫呋喃萃取三次。將合併在一起的四氫呋喃萃出物再抽真空下蒸發,獲得1.5克的固體(94%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.96(s,1H),8.65(br s,1H),7.98(m,1H),7.83(s,1H),4.14(m,4H)。
實施例5:化合物3的合成
在備有磁性攪拌棒的100毫升圓底Schlenk燒瓶中,加入化合物1(1.58克,2.93毫莫耳)、6-(1,3-二戊烷-2-基)-吡啶-3-基-3-硼酸(1.06克,5.8毫莫耳)、10毫升的2M碳酸鈉水溶液、及20毫升1,4-二烷。加入肆(三苯基膦)鈀(0)(0.3克,0.28毫莫耳)後,用五次抽真空/氮氣回填循環將此混合物除氣,然後加熱到95℃歷時24小時,並予強力攪拌。反應混合物冷卻到室溫並用二氯甲烷稀釋。用1N鹽酸、水、及鹽水對有機層進行洗滌,用硫酸鈉乾燥,並藉旋轉蒸發濃縮至乾燥。所得之黃色固體用矽膠柱層析法純化。經乙酸乙酯洗提後,獲得1.29克呈淺黃色泡沫狀固體的化合物3(72%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.95(br s,3H),8.66(br s,2H),8.04-7.43(m,21H),5.96(s,1H),4.18(m,4H)。
實施例6:甲醛-TPPB的合成
將PPTS(1.59克,6.36毫莫耳)和化合物3(1.29克,2.12毫莫耳)加入到攪拌過的0℃下之丙酮(25毫升)和水(5毫升)的溶液中,並在56℃下持續攪拌過夜。然後用二氯甲烷萃取此混合物,並用水洗滌。水層用二氯甲烷萃取,將有機萃出物合併,並用鹽水洗滌,用硫酸鈉乾燥,並在減壓下予以濃縮。所得之黃色固體用矽膠柱層析法純化。經乙酸乙酯洗提後,獲得1.1克呈淺黃色泡沫狀固體的甲醛-TPPB(92%)。1 H NMR(400 MHz,CDCl3 )δ 10.16(s,1H),9.11(br s,1H),8.95(br s,2H),8.65(br s,2H),8.16-7.42(m,21H)。
實施例7:化合物4間-三苯基吡啶基聯苯基乙烯(m-TPPBV)的合成
將溴化甲基三苯基鏻(2.19克,6毫莫耳)溶入0℃下之四氫呋喃(20毫升)中,並攪拌30分鐘。然後加入第三丁醇鉀(0.673克,6毫莫耳)。在0℃下攪拌此混合物溶液1.5小時,然後使其升溫至室溫。緩慢加入甲醛-TPPB(1.76克,3.11毫莫耳)溶液,並攪拌此溶液過夜。將該溶液用二氯甲烷稀釋,用水和鹽水洗滌,並用硫酸鈉乾燥。所得之黃色固體用柱型層析法純化,產生淺黃色固體。將該固體溶解在乙醇:二氯甲烷(4:1)的熱混合物(30毫升)中,並將所得之微溫混合物用Bchner漏斗過濾。將濾液收集在一個燒瓶中,並冷卻至室溫20分鐘。然後將燒瓶浸在冰浴中30分鐘以完成沉澱。所得之固體用Bchner漏斗吸濾收集,用己烷(10毫升)洗滌,並在減壓下乾燥(0.1mmHg下15小時),獲得1.2克之白色固體(69%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ 8.95(br s,2H),8.91(br s,1H),8.64(m,2H),7.98-7.42(m,21H),6.91(dd,J=1.2,2.4,1H),6.27(d,J=2,1H),5.54(d,J=1.2,1H)。
通用聚合程序
將給定量之單體(m-BPPB-V、p-BPPB-V或TPPB-V)或共聚單體(苯乙烯、乙烯基吡啶、乙烯基咔唑、或乙烯基苯基吡啶)、AIBN、及DMF置於一安瓿中,經由冷凍解凍法(重複三次)將該安瓿完全除氣並予密封。將該安瓿放在40至80℃(較佳為60℃)的恆溫槽中一段時間以供其聚合,然後開啟安瓿。將反應混合物倒入過量的乙醚中以沉澱聚合物。為了純化起見,將所得之聚合物溶解在少量二氯甲烷中,並將所得溶液倒入過量的乙醚中以再次沉澱聚合物。重複兩次溶解-沉澱程序。將所得之共聚物在減壓下乾燥,直到獲得恆定的重量為止。
除非另有指明,否則聚合物的數量平均分子量(Mn )以及重量平均分子量(Mw )均係經由採用NMP作為洗提液及標準聚苯乙烯作為參考標準的凝膠滲透層析法(GPC)測定。
實施例8:式III聚合物(聚(m-BPPB))的合成
將單體m-BPPBV(223.4毫克)溶解在1毫升DMF中。在該溶液中加入引發劑AIBN(2.6毫克,1.2重量%)。用氬對該混合物進行除氣45分鐘。聚合反應在65到70℃及氬氣氛下進行3天。冷卻後,將溶液倒入乙醚(50毫升)中沉澱,而得聚(m-BPPB)。GPC(凝膠滲透層析法)分析a 顯示,該聚合物的重量平均分子量Mw 為24000,數量平均分子量Mn 為8600,且聚合分佈指數(PDI)為2.8。
a :該GPC結果係為採用DMF作為洗提液所得者。
實施例9:式IV共聚物(聚(苯乙烯-m-BPPB))的合成
除了加入苯乙烯作為另一單體之外,本實施例的程序和反應條件與用於聚(m-BPPB)的相同。進料組成及GPC結果a 如下表所示。
a :該GPC結果係為採用DMF作為洗提液所得者。
實施例10:式V聚合物(聚(m-TPPB))的合成
除了將m-BPPBV單體換成m-TPPBV單體外,本實施例的程序和反應條件與用於聚(m-BPPB)的相同。
實施例11:式VI聚合物(聚(吡啶-m-BPPB))的合成
根據前述通用聚合程序,以AIBN(2.6毫克,1.2重量%)作為引發劑,由在DMF(1毫升)中的單體(BPPB)(130毫克)和4-乙烯基吡啶(80毫克)製備聚(吡啶-m-BPPB)。所得聚合物的Mn 和Mw 分別為9500和30000。
實施例12:式VII聚合物(聚(乙烯基苯基吡啶-m-BPPB))的合成
根據前述通用聚合程序,以AIBN(3毫克,0.9重量%)作為引發劑,由在DMF(1毫升)中的單體(BPPB)(160毫克)和乙烯基苯基吡啶(160毫克)製備聚(乙烯基苯基吡啶-m-BPPB)。所得聚合物的Mn 和Mw 分別為18000和41800。
實施例13:式VIII聚合物(聚(乙烯基苯基咔唑-m-BPPB))的合成
根據前述通用聚合程序,以AIBN(5毫克,1.0重量%)作為引發劑,由在DMF(1.5毫升)中的單體(BPPB)(260毫克)和3-乙烯基苯基咔唑(258毫克)製備聚(乙烯基苯基咔唑-m-BPPB)。所得聚合物的Mn 和Mw 分別為15900和45100。
實施例14:式IX聚合物的合成
在一個琥珀色管瓶中稱重乙烯型單體。將適量的NMP和AIBN的NMP溶液(0.1克/毫升)加入其中。在室溫下攪拌反應混合物直到所有苯乙烯雙(4,6-二氟苯基吡啶醇-N,C2)吡啶甲酸銥(Firpic)完全溶解。用移液吸量管小心地將反應混合物移至Schlenk燒瓶,並用1毫升的NMP清洗燒瓶和吸量管。對該Schlenk燒瓶進行三次冷凍-解凍循環除氣,並將其置入65℃的油浴中。攪拌此反應混合物過夜並冷卻到室溫。若情況需要,將二氯甲烷加入燒瓶中以對溶液進行稀釋。一邊攪拌一邊將此混合物滴入10倍的甲醇中,透過抽真空過濾收集白色粉末。將收集所得的聚合物再溶解於二氯甲烷中,並用丙酮再將其沉澱出來。沉澱出的聚合物再次透過抽真空過濾收集,並在50℃的抽真空爐中予以乾燥過夜。進行GPC分析,其中使用UV偵測器、以氯仿作為洗提液、以聚苯乙烯作為參考標準。Firpic的數量係由聚合物中銥(Ir)的重量%計算而得,該銥(Ir)的重量%可利用溶液噴霧感應偶合電漿發射光譜測定法(Solution Nebulization Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry)(ICP-AES,Varian Liberty II)而實驗測定。
實施例15:共聚單體[(F2 ppy)2 Ir(3-丙烯醯吡啶甲酸)](即苯乙烯-FIrpic)的合成
步驟A.以下述方式製備[(F2 ppy)2 lr(3-羥基吡啶甲酸)]。在100毫升玻璃Wheaton管瓶中加入碳酸鈉(2.4克,22.6毫莫耳,購自Aldrich)、3-羥基吡啶甲酸(0.90克,6.5毫莫耳,購自Aldrich)、及[(F2 PPy)2 IrCl]2 (2.5克,2.05毫莫耳,購自American Dye Source),然後溶解於50毫升DMF(購自Aldrich)中。放入1吋磁性攪拌棒後,將該管瓶用螺紋蓋密封並用注射器注射氮進行清洗10分鐘。繼續令該溶液攪拌10分鐘後,最初的黃色變成帶有橙色,於是將其置於經預熱(85℃)的油浴中過夜。將橙色的反應混合物冷卻到室溫並倒入水(500毫升)中。用乙酸乙酯萃取該含水混合物(3×50毫升),並用硫酸鈉乾燥。藉旋轉蒸發予以濃縮後,將橙色殘留物溶解在最少量的氯仿中,並用己烷進行再結晶。過濾收集產物並在抽真空中乾燥,產量2克(68%)。1 H NMR(400MHz,de-DMSO,25℃)δ5.48(dd,IH),5.66(dd,IH),6.82(m,2H),7.24(d,IH),7.35(t,IH),7.5(m,IH),7.62(d,IH),7.7(d,IH),7.96(s,IH),8.09(m,2H),8.23(m,2H),8.5(d,IH),13.56(s,IH)。
步驟B.如下述製備[(F2 ppy)2 Ir(3-丙烯醯吡啶甲酸)](即苯乙烯-FIrpic)。將[(F2 ppy)2 lr(3-羥基吡啶甲酸)](0.25克,0.35毫莫耳)加入20毫升玻璃Wheaton管瓶中,然後將其溶解在10毫升氯仿(購自Aldrich)中。放入1/2吋的磁性攪拌棒後,用吸量管加入丙烯醯氯(200毫克,2.2毫莫耳)和0.5毫升的三乙胺(3.6毫莫耳)。以螺紋蓋將管瓶密封並在室溫下攪拌過夜。用快速層析法(矽膠,梯度洗提,氯仿:甲醇比為97:3)將橙色反應混合物濃縮純化。將產物部分濃縮,用最少量氯仿吸收,並用己烷再結晶。過濾收集所產生之黃色結晶產物並予抽真空乾燥。產量144毫克(54%)。1 H NMR(400 MHz,de-DMSO,25℃)δ5.44(dd,IH),5.68(dd,IH),6.18(d,IH),6.39-6.54(m,2H),6.8-6.9(m,2H),7.35(t,IH),7.52(t,IH),7.65-7.77(m,3H),8.0-8.11(m,3H),8.28(m,2H),8.50(d,IH)。
實施例16:式X聚合物(聚(p-BPPB))的合成
根據前述通用聚合程序,以AIBN(1.3毫克,0.6重量%)作為引發劑,由單體(p-BPPB)(130毫克)製備聚(p-BPPB)。
實施例17:單體(p-BPPBV)的合成
在100毫升雙頸圓底燒瓶覆蓋錫箔並裝設攪拌棒、備有氮導入口的回流冷凝器、以及塞子。將化合物5(1.75克,3.24毫莫耳)、1,4-二烷(30毫升)、和肆(三苯基膦)鈀(0)(81毫克,0.067毫莫耳)加入該燒瓶中。在反應過程期間,將該裝置維持在氮氣氛下。在室溫下攪拌該混合物20分鐘,然後經由漏斗加入溶解於蒸餾水(10毫升)中的碳酸鉀(0.77克,5.52毫莫耳),再加入2,4,6-三乙烯基環三硼氧烷-吡啶錯合物(0.78克,3.25毫莫耳)。攪拌該反應混合物並在油浴中回流加熱20小時,然後冷卻至周溫。經由漏斗加入蒸餾水(30毫升)後,將所得混合物用Bchner漏斗過濾。將濾液移到分液漏斗中,並分別用30毫升二氯甲烷萃取3次。合併有機相,並用硫酸鈉乾燥,濾紙過濾,並經由旋轉蒸發(30℃,25mmHg)濃縮至乾燥。將所得之黃色固體用柱型層析法純化,獲得淺黃色固體。將該固體溶解在乙醇:二氯甲烷(4:1)的熱混合物(50毫升)中,並用Bchner漏斗過濾該微溫混合物。將濾液收集在一個燒瓶中並冷卻至室溫20分鐘。將燒瓶在冰浴中浸30分鐘以便完全沉澱。使用Bchner漏斗進行吸濾來收集所產生的固體,用己烷(10毫升)洗滌,並在減壓下予以乾燥(0.1mmHg下15小時),而得1.0克的白色固體(66%)。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )δ8.95(br s,2H),8.65(br s,2H),7.98-7.43(m,19H),6.84(t,J=1.6,1H),5.87(d,J=2.4,1H),5.35(d,J==1.2,1H)。
實施例18:化合物5的合成
在備有磁性攪拌棒的50毫升圖底Schlenk燒瓶中加入1,3,5-三(4-溴苯基)苯(2.44克,4.5毫莫耳)、3-吡啶基硼酸(1.83克,11.28毫莫耳)(化合物2)、10毫升的2M碳酸鈉水溶液、及15毫升的1,4-二烷。加入肆(三苯基膦)鈀(0)(0.27克,0.25毫莫耳)後,用五次抽真空/氮氣回填循環對該混合物進行除氣,然後加熱至95℃歷時24小時並強力攪拌。反應混合物冷卻到室溫並用二氯甲烷予以稀釋。取得的有機層用1N鹽酸、水、及鹽水洗滌,用硫酸鈉乾燥,並藉由旋轉蒸發濃縮至乾燥。將所得之黃色固體用矽膠柱層析法純化。以乙酸乙酯洗提後得到0.8克(33%)化合物5的白色固體。1 H NMR(400MHz,CDCl3 )a8.96(br s,2H),8.65(br s,2H),7.98-7.43(m,19H)。
實施例19:式XI聚合物(聚(乙烯基吡啶-p-BPPB))的合成
根據前述通用聚合程序,以AIBN(2.6毫克,1.2重量%)作為引發劑,由在DMF(1毫升)中的單體(p-BPPB)(130毫克)和4-乙烯基吡啶(80毫克)製備聚(乙烯基吡啶-p-BPPB)。
雖然僅在此例示並說明本發明的某些特點,但許多修改和變更對熟習該項技術者而言將是顯而易知的。因此,應瞭解的是,後附的申請專利範圍係涵括屬於本發明真實精神內的所有此類修改和變更。

Claims (22)

  1. 一種包含下式II之結構單元的聚合物 其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 在每次出現時各自獨立地為C1 -C20 脂族基、C3 -C20 芳族基、或C3 -C20 環脂族基;a、b、d、e及f在每次出現時各自獨立地為0,或1至4的整數;且c及g在每次出現時各自獨立地為0,或1至3的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含由至少一種含有非導電性基團之單體所衍生的結構單元。
  3. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含由至少一種包含雜芳族電子傳輸基團之單體所衍生的結構單元。
  4. 如申請專利範圍第3項之聚合物,其中該雜芳族電子傳輸基團係選自苯基吡啶類、三類及噻唑類。
  5. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含由至少一種包含芳族或雜芳族電洞傳輸基團之單體所衍生的結構單元。
  6. 如申請專利範圍第5項之聚合物,其中該芳族或雜芳族電洞傳輸基團係選自咔唑類及三芳基胺類。
  7. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含由至少一種含有至少一種發光基團之單體所衍生的結構單元。
  8. 如申請專利範圍第7項之聚合物,其中該至少一種發光基團係衍生自乙烯基-官能的磷光染料。
  9. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其包含下式之結構單元
  10. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含衍生自苯乙烯的結構單元。
  11. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其另包含衍生自乙烯基吡啶的結構單元。
  12. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其包含衍生自乙烯基苯基吡啶的結構單元。
  13. 如申請專利範圍第1項之聚合物,其包含衍生自乙烯基苯基咔唑的結構單元。
  14. 一種光電子裝置,其包含含有式II之結構單元的聚合物
  15. 如申請專利範圍第14項之光電子裝置,其中該光電子裝置為單層OLED。
  16. 如申請專利範圍第15項之光電子裝置,其包含一或多種、任一種或組合式的藍色、黃色、橙色、紅色磷光染料。
  17. 如申請專利範圍第14項之光電子裝置,其中該聚合物另包含衍生自苯乙烯的結構單元。
  18. 如申請專利範圍第14項之光電子裝置,其中該聚合物另包含衍生自乙烯基吡啶的結構單元。
  19. 如申請專利範圍第14項之光電子裝置,其中該聚合物另包含衍生自乙烯基苯基吡啶的結構單元。
  20. 如申請專利範圍第14項之光電子裝置,其中該聚合物另包含衍生自乙烯基苯基咔唑的結構單元。
  21. 一種光電子裝置,其包含含有下式之結構單元的聚合物
  22. 一種下式之化合物
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101469038B (zh) * 2007-12-25 2012-03-28 通用电气公司 含苯吡啶单元的聚合物
US8039125B2 (en) * 2008-05-22 2011-10-18 General Electric Company Compound comprising phenyl pyridine units
US8062768B2 (en) * 2008-05-22 2011-11-22 General Electric Company Compound comprising phenyl pyridine units
JP6509730B2 (ja) * 2012-10-12 2019-05-08 メルク パテント ゲーエムベーハー 芳香族単位を含むエミッタおよびホスト

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6461747B1 (en) * 1999-07-22 2002-10-08 Fuji Photo Co., Ltd. Heterocyclic compounds, materials for light emitting devices and light emitting devices using the same
SG92833A1 (en) * 2001-03-27 2002-11-19 Sumitomo Chemical Co Polymeric light emitting substance and polymer light emitting device using the same
KR100376286B1 (ko) * 2001-03-29 2003-03-17 광주과학기술원 비닐-페닐 피리딘 단량체와 이를 이용하여 제조한 고분자
JP3925265B2 (ja) * 2002-03-25 2007-06-06 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置
JP4068896B2 (ja) * 2002-06-07 2008-03-26 Tdk株式会社 有機el素子および有機elディスプレイ
US20080050604A1 (en) * 2004-05-21 2008-02-28 Yoshiaki Takahashi Polymer Light-Emitting Material and Organic Light Emitting Element
JP4706243B2 (ja) * 2004-11-30 2011-06-22 Tdk株式会社 有機el素子及び有機el素子の製造方法
JP4907912B2 (ja) * 2005-07-08 2012-04-04 ケミプロ化成株式会社 新規な1,3,5−トリフェニルベンゼン誘導体およびそれを含む有機エレクトロルミネッセンス素子
DE102005056180B4 (de) * 2005-11-18 2009-01-08 Samsung Sdi Germany Gmbh Emitterpolymer, Elektrolumineszenzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
JP2007257898A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Seiko Epson Corp 発光装置の製造方法および電子機器の製造方法
JP5151196B2 (ja) * 2007-03-15 2013-02-27 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置とその製造方法、電子機器
CN101469038B (zh) * 2007-12-25 2012-03-28 通用电气公司 含苯吡啶单元的聚合物

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