WO2006056418A2 - Verwendung von übergangsmetall-carbenkomplexen in organischen licht-emittierenden dioden (oleds) - Google Patents

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Klaus Kahle
Markus Bold
Thomas Gessner
Christian Lennartz
Simon Nord
Hans-Werner Schmidt
Mukundan Thelakkat
Markus BÄTE
Christian Neuber
Wolfgang Kowalsky
Christian Schildknecht
Hans-Hermann Johannes
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Definitions

  • the present invention relates to the use of transition metal carbene complexes in organic light-emitting diodes (OLEDs), a light-emitting layer, block layer for electrons or excitons or block layer for holes containing these transition metal carbene complexes, OLEDs containing these transition metal carbene complexes, Devices containing an inventive OLED, as well as transition metal carbene complexes.
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • OLED organic light-emitting diodes
  • the property of materials is exploited to emit light when they are excited by electric current.
  • OLEDs are of particular interest as an alternative to cathode ray tubes and liquid crystal displays for the production of flat panel displays. Due to the very compact design and the intrinsically lower power consumption devices are suitable, containing OLEDs in particular for mobile applications, for example for applications in mobile phones, laptops, etc.
  • WO 02/15645 relates to OLEDs which have a light-emitting layer containing phosphorescent transition metal compounds.
  • the transition metal compounds exhibit electrophosphorescence, in particular in the blue region of the visible electromagnetic spectrum.
  • the color coordinates of the blue emitted by the complexes disclosed in WO 02/15645 are in need of improvement.
  • WO 01/41512 relates to OLEDs which have a light-emitting layer which contains a molecule of the general formula L 2 MX, where M is particularly preferably iridium and L is selected from the group consisting of 2- (1-naphthyl) benzooxazole, 2-phenylbenzooxazole, 2-phenylbenzothiazole, 7,8-benzoquinoline, coumarene, thienylpyridine, phenylpyridine, benzothienylpyridine, 3-methoxy-2-phenylpyridine and tolylpyridine and X is selected from the group consisting of acetylacetonate, hexafluoroacetylacetonate, salicylidene, Picolinate and 8-hydroxyquinolinate.
  • M is particularly preferably iridium
  • L is selected from the group consisting of 2- (1-naphthyl) benzooxazole, 2-phenylbenzooxazole,
  • WO 00/70655 relates to electroluminescent layers which have a phosphorescent organometallic iridium compound or osmium compound as the light-emitting substance.
  • Tris (2-phenylpyridine) iridium is preferably used as the light-emitting compound.
  • Electroluminescence is understood as meaning both electrofluorescence and electrophosphorescence. Furthermore, the provision of further compounds for use as electron, exciton or hole blocking materials is of interest.
  • the object of the present application is therefore to provide a compound class which is suitable for electroluminescence in the visible range of the electromagnetic spectrum.
  • a further object of the present application is the provision of compounds for use as electrons, excitons or hole-blocking materials.
  • M metal atom selected from the group consisting of Co, Rh, Ir, Nb, Pd, Pt,
  • L mono- or dianionic ligand, which may be mono- or bidentate
  • K neutral mono- or bidentate ligand selected from the group consisting of phosphines; Phosphonates and derivatives thereof, arsenates and derivatives thereof; phosphites; CO; pyridines; Nitriles, monoolefins, and conjugated dienes that form a ⁇ complex with M;
  • n number of carbene ligands where n is at least 1 and the carbene ligands in the complex of formula I may be the same or different at n>1; m number of ligands L, where m can be 0 or> 1 and the ligands L at m
  • > 1 may be the same or different
  • n + m + q is dependent on the oxidation state and coordination number of the metal atom used and on the denticity and charge of the ligands, with the proviso that n is at least 1;
  • Do donor atom selected from the group consisting of N, O and S;
  • r 1 if Do N and 0 if Do is O or S;
  • Y 1 , Y 2 are each independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl or heteroaryl;
  • Y 1 and Y 2 together with the carbon atoms to which they are connected ge, a six-membered aromatic ring which may contain one or two nitrogen atoms and, optionally, optionally fused with a further, ge, and optionally heteroatom-containing ring is fused;
  • Y 3 is hydrogen or alkyl
  • Y 3 and Y 2 together with the donor atom Do and the carbon atom to which Y 2 is bonded, form a five- or six-membered ring which, in addition to the donor atom Do, also contains a further heteroatom selected from the group consisting of N, O and S may contain;
  • A is a bridge with three or four atoms, of which one or two atoms can be heteroatoms and the remaining atoms are carbon atoms, so that the group
  • Y 1 together with a group selected from chemi ⁇ shear single bond, C (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 and NY 5 a bathgied ⁇ rige bridge B to that carbon or forms heteroatom of the bridge A aus ⁇ , which is ⁇ -constantly to the carbon atom which is bonded to the N atom of the carbene moiety of the carbene ligand;
  • Y 4 , Y 5 are each independently of one another hydrogen, alkyl, aryl or heteroaryl, where the two Y 4 in the bridge C (Y 4 ) 2 can be varied independently of one another.
  • the transition metal complexes of the formula I can be used in each layer of an OLED, it being possible to vary the ligand skeleton or central metal in order to adapt to desired properties of the metal complexes.
  • the compounds of the formula I are preferably used as emitter molecules in OLEDs.
  • a bidentate ligand is to be understood as meaning a ligand which is coordinated to the transition metal atom M in two places.
  • the term “bidentate” is used synonymously with the term “bidentate”.
  • a monodentate ligand is to be understood as meaning a ligand which coordinates with the transition metal atom M at a position of the ligand.
  • both cis / trans isomers are possible if they are complexes of the general composition MA 2 B 4 , as well as fac-mer isomers (facial / meridional) Isomers), if they are complexes of the general composition MA 3 B 3 han ⁇ delt.
  • cis / trans isomers are possible if they are complexes of the general composition MA 2 B 2 .
  • the variables A and B are each a binding site of a ligand, whereby not only monodentate but also bidentate ligands can be present.
  • An asymmetric bidentate ligand has, according to the abovementioned general composition, a group A and a group B, a symmetrical ligand two groups A or two groups B.
  • cis isomerism means that in complexes of the composition MA 2 B 4, the two groups A occupy adjacent corners of an octahedron, while the two groups A occupy opposite corners of an octahedron in trans-isomerism.
  • MA 3 B 3 three groups of the same kind can either occupy the corners of an octahedral face (facial isomer) or a meridian, that is to say two of the three ligand binding sites are translocated to one another (meridional isomer).
  • acial isomer a meridian
  • two of the three ligand binding sites are translocated to one another (meridional isomer).
  • facer isomers in octahedral metal complexes see, for example, J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 2nd, Newly Processed Edition, translated and expanded by Ralf Steudel, Berlin; New York: de Gruyter, 1995, pages 575, 576.
  • cis isomerism means that complexes of the composition MA 2 B 2 occupy both the two groups A and the two groups B adjacent corners of a square, while both the groups A and the two Groups B in trans-isomerism each occupy the two einan ⁇ the diagonally opposite corners of a square.
  • cis / trans isomers in square planar metal complexes see, for example, J. Huheey, E. Keiter, R, Keiter, Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity, 2nd, revised edition, translated and extended by Ralf Stendel, Berlin; New York: de Gruyter, 1995, pages 557 to 559.
  • carbene ligand can also be used according to the formula shown below
  • a carbene ligand which has been shown above and the at least one further carbene ligand can have the attachment to the metal center M shown in formula I.
  • the various isomers of the metal complexes of the formula I can be purified and / or separated by methods known to those skilled in the art, for example by chromatography, sublimation or crystallization.
  • the present invention thus relates both to individual isomers of the transition metal carbene complexes of the formula I as well as mixtures of different isomers in any desired mixing ratio.
  • Transition metal complexes containing carbene ligands are known in the art. Thus, apamann et al., J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 10473 to 10481 and Danapoulos et al., J.Chem.Soc, Dalton Trans., 2002 3090 to 3091. Iridium complexes containing a carbene ligand having the following structural unit
  • transition metal complexes of the formula I according to the present application are suitable in OLEDs, in particular as light-emitting substances in OLEDs for the production of displays.
  • the transition metal carbene complexes of the general formula I used according to the invention preferably have a metal atom M selected from the group consisting of Rh, Ir, Pd, Pt, Ru and Os, where Rh (III) 1 Ir (III), Pd (II), Pt (II), Ru (III), Ru (IV) and Os (IV) are preferable.
  • Particularly preferably used metal atoms are Rh, Ir, Pt and Ru, preferably as Rh (III), Ir (III), Pt (II), Ru (III) and Ru (IV).
  • Ir or Pt as the metal atom, preferably Ir (III) or Pt (II), very particularly preferably Ir (III).
  • Suitable mono- or dianionic ligands L preferably monoanionic ligands L, which may be mono- or bidentate, all commonly used as mono- or bidentate mono- or dianionic ligands ligands in question.
  • Suitable monoanionic monodentate ligands are, for example, halides, in particular Cl “ and Br " , pseudohalides, in particular CN “ , cyclopentadienyl (Cp ' ), alkyl radicals which are linked to the transition metal M via a sigma bond, for example CH 3 , alkylaryl radicals, which are linked to the transition metal M via a Sigmabin ⁇ tion, for example benzyl.
  • Suitable monoanionic bidentate ligands are, for example, acetylacetonate and its derivatives, picolinate, Schiff's bases, amino acids and tetrakis (i-pyrazolyl) borates and the bidentate monoanionic ligands mentioned in WO 02/15645, with acetylacetonate and picolinate being preferred. •
  • Suitable neutral mono- or bidentate ligands are already mentioned above.
  • Preferred neutral monodentate ligands are selected from the group consisting of PPh 3 , P (OPh) 3 , AsPh 3 , CO, optionally substituted pyridines, nitriles and derivatives thereof.
  • Suitable neutral mono- or bidentate ligands are preferably 1, 4-diphenyl-1,3-butadiene, 1-phenyl-1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene, cyclooctene, ⁇ 4 -cyclooctadiene and ⁇ 2 - Cyclooctadiene (1.3 each and 1, 5) and optionally substituted phenanthrolines.
  • transition metal-carbene complexes of the formula I n used according to the invention preference is given to at least 2, where the carbene ligands may be identical or different, m and q are each 0 or ⁇ 1, where the ligands L or K are m> 1 or q> 1 can be the same or different.
  • the variables M, L, K, Do, r, Y 1 to Y 5 and A in this case have the meaning already mentioned above
  • transition metal carbene complexes of the formula I n used according to the invention preference is further given to at least 2, where the carbene ligands may be identical or different, and m and q are each 0.
  • the variables M, L, K, Do, r, Y 1 to Y 5 and A also have the previously mentioned meaning here.
  • transition metal-carbene complexes of the formula I n used according to the invention preference is given to at least 2, where the carbene ligands are the same and m and q are each 0.
  • the variables M, L, K, Do, r, Y 1 to Y 5 and A in turn have the meaning already mentioned above.
  • the number n of the carbene ligands is in neutral transition metal complexes in which, for example, the transition metal atoms Ir (III) 1 Rh (III) or Ru (III) has a coordination number of 6, 1 to 3, preferably 2 or 3, particularly preferably 3.
  • the carbene ligands may be the same or different, preferably they are the same.
  • the number m of the monoanionic ligands L in the abovementioned case is accordingly 4, 2 or 0, preferably 2 or 0, particularly preferably 0. If m> 1, the ligands L may be the same or different, preferably they are the same.
  • the number m of the monoanionic ligands L in the abovementioned case is accordingly 2 or 0, particularly preferably 0. If m> 1, the ligands can be L be the same or different, preferably they are the same.
  • the number q of the neutral ligands K depends on whether the coordination number 6, for example for Ir (III), Rh (III) or Ru (III), or 4, for example for Pt (II) or Pd (II), with the aid the carbene ligand and the ligand L has already been reached. If - in the case that Ir (III), Rh (III) or Ru (III) are used - n equals three, q assumes a value of 0. If - n is used for the case where Pt (II) or Pd (II) is used - then q also assumes a value of 0.
  • aryl, heteroaryl, alkyl, alkenyl and alkynyl have the following meanings:
  • Aryl is a radical having a skeleton of 6 to 30 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms to understand, which is composed of one aromatic ring or more condensed aromatic rings.
  • Suitable backbones are, for example, phenyl, naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl. This basic skeleton may be unsubstituted (ie all carbon atoms which are substitutable bear hydrogen atoms) or be substituted at one, several or all substitutable positions of the skeleton.
  • Suitable substituents are, for example, alkyl radicals, preferably alkyl radicals having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably methyl, ethyl or i-propyl, aryl radicals, preferably C ⁇ -aryl radicals, which in turn may be substituted or unsubstituted, heteroaryl radicals, preferably heteroaryl radicals which are at least a nitrogen atom, particularly preferably pyridyl radicals, alkenyl radicals, preferably alkenyl radicals which carry a double bond, particularly preferably alkenyl radicals having a double bond and 1 to 8 carbon atoms, or groups having donor or acceptor action.
  • Groups with donor action are to be understood as meaning groups which have a + I and / or + M effect
  • groups with acceptor action are to be understood as meaning groups which have an -I and / or -M effect
  • Suitable groups with donor or acceptor action are halogen radicals, preferably F, Cl, Br, particularly preferably F, alkoxy radicals, aryloxy radicals, carbonyl radicals, ester radicals, amine radicals, such as, for example, alkyl, dialkyl, aryl, diarylamine radicals or also Diarylamine radicals with bridged aryl radicals, such as 1-carbazolyl, amide radicals, CH 2 F groups, CHF 2 groups, CF 3 groups, CN groups, thio groups or SCN groups.
  • aryl radicals are substituted, they very particularly preferably bear substituents selected from the group consisting of pe consisting of methyl, F, Cl, aryloxy and alkoxy.
  • Aryl is preferably a C 6 -C 18 -aryl radical, particularly preferably a C 6 -aryl radical which is optionally substituted by at least one of the abovementioned substituents.
  • the C 6 -C 8 -aryl radical preferably C 6 -aryl radical
  • Heteroaryl is to be understood as meaning radicals which differ from the abovementioned aryl in that at least one carbon atom in the aryl skeleton is replaced by a heteroatom.
  • Preferred heteroatoms are N, O and S.
  • one or two carbon atoms of the aryl skeleton are replaced by heteroatoms.
  • the backbone is selected from systems such as pyridine and five-membered heteroaromatics such as pyrrole or furan.
  • the backbone may be substituted at one, several or all substitutable positions of the backbone. Suitable substituents are the same as those already mentioned under the definition of aryl.
  • Alkyl means a radical having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 8 carbon atoms.
  • the alkyi may be branched or unbranched and may optionally be interrupted by one or more heteroatoms, preferably Si, N, O or S, more preferably N, O or S.
  • the alkyl may be substituted with one or more of the substituents defined under the definition of aryl. It is also possible that the alkyl carries one or more aryl groups. All of the aryl groups listed above are suitable.
  • Alkyl is particularly preferably selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl and tert-butyl.
  • Alkenyl is a radical which corresponds to the abovementioned alkyl having at least two carbon atoms, with the difference that at least one C-C single bond of the alkyl, if possible, is replaced by a C-C double bond.
  • the alkenyl preferably has one or two double bonds.
  • alkynyl is accordingly to be understood a radical which corresponds to the abovementioned alkyl having at least two carbon atoms, with the difference that at least one C-C single bond of the alkyl, if possible, is replaced by a C-C triple bond.
  • the alkynyl preferably has one or two triple bonds.
  • the variables Y 1 and Y 2 are each independently hydrogen, alkyl, aryl, heteroaryl or alkenyl.
  • Y 1 is preferably hydrogen.
  • Y 2 is preferably hydrogen or alkyl, more preferably hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • Y 1 and Y 2 together with the carbon atoms to which they are attached form a six-membered aromatic ring which may contain one or two nitrogen atoms. This can be anelliert with another, optionally fused ring and optionally containing heteroatoms. In this case, the heteroatoms may be part of the ring or attached to the ring ("exo-sturdy").
  • Preferred substructures for the carbene ligands are:
  • R hydrogen, alkyl, aryl
  • Y 3 and Y 2 together with the donor atom Do and the carbon atom to which Y 2 is bonded can form a five- or six-membered ring which, in addition to the donor atom Do, also contains a further heteroatom selected from the group consisting of N, O and S may contain.
  • Y 2 (together with Y 1 ) may already be part of an optionally (higher) fused aromatic ring, as in the abovementioned substructures of the carbene ligands, or Y 2 is a (formally) independent radical which with Y 3 is a further substructure the Carbenligan forms the.
  • Preferred substructures are:
  • X represents a CH 2 group or an oxygen atom.
  • R hydrogen, alkyl, aryl too.
  • Preferred substructures are:
  • X is a CH 2 group or an oxygen atom.
  • variable A in formula I means a bridge having three or four atoms, of which one or two atoms may be heteroatoms and the remaining atoms are carbon atoms, so that the group (hereinafter also referred to as "G")
  • heteroatoms here are in particular O, N and S.
  • R denotes hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl or heteroaryl as defined above, where the bond of the ring nitrogen atom for R is heteroaryl via a carbon atom or optionally via a heteroatom of the heteroaryl suitable for this purpose.
  • Suitable six-membered heteroaromatic rings in the meaning of the group G are:
  • group G may be considered:
  • the group G can be substituted by substituents selected from the group consisting of alkyl, alkyloxy, alkylthio, aryl, aryloxy, arylthio, halogen, CN, CHO, alkylcarbonyl, arylcarbonyl, carboxyl, alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, hydroxysulfonyl, alkyloxysulfonyl, Aryloxysulfonyl, NO 2 and NO be substituted. If the abovementioned substituents contain heteroatoms, their attachment to the group G usually takes place via carbon atoms of the group G. However, the attachment can also take place via suitable heteroatoms of the group G.
  • Preferred substituted groups G are:
  • R " is CN, CHO, alkylcarbonyl, arylcarbonyl, carboxyl, alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, hydroxysulfonyl, alkyloxysulfonyl, aryloxysulfonyl, NO 2 or NO
  • k " assumes values of 0 or 1
  • R and R ' each independently of one another are alkyl or Ha logen, in particular fluorine
  • k and k ' assume values of O or 1, with the proviso that in group (Ga) the sum of k and k ' is 1 or 2, and in group (Gb), the sum of k and k 'is 1 or 2 when k "takes a value of 0, and the sum of k and k " is 0, 1 or 2 when k "takes a value of 1.
  • the sum of k and k ' is preferably 2; in the case that k " assumes a value of 1, the sum of k and k " is preferably 0 or 2.
  • a value of 0 for k, k ' or k " is important here, that is at the corresponding position of the Rin ⁇ ges none of said substituents R, R ' or R " and thus is a hydrogen atom. If k and k ' each have a value of 1, then the substituents are preferably the same.
  • R and R ' are as alkyl in particular methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl and tert-butyl into consideration.
  • alkyl or aryl which is contained in the corresponding radicals of the definition of R " , in particular methyl, ethyl, n-propyl, iso-Pro ⁇ pyl and tert-butyl or phenyl, naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl, which each may be substituted with substituents selected from the group consisting of methyl, F, Cl, phenoxy, methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy and tert-butoxy, into consideration, optionally substituted phenyl being preferred.
  • substituted groups are to be mentioned as such:
  • group G can also be fused with a further, optionally heteroatom-containing ring, the latter ring itself may be annealed again.
  • XO 1 S or NR with R is hydrogen, alkyl or aryl, and the two X ' un ⁇ depending on each other, a carbonyl group, CR 2 group, O, S or NR, with R is hydrogen, alkyl or aryl.
  • Preferred fused groups G are:
  • X is O, S or NR 1 with R is hydrogen, alkyl or aryl, preferably hydrogen or alkyl.
  • Y 1 together with a group selected from single chemical bond, C (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 and NY 5 can be a two-membered bridge B to that carbon or Form heteroatom of the bridge A, which ⁇ -constantly to the carbon atom, which is bound to the N atom of the carbene moiety of the carbene ligand.
  • Y 4 and Y 5 each independently represent alkyl, aryl or heteroaryl, as already defined above, or hydrogen.
  • the two Y 4 in the bridge C (Y 4 ) 2 can be varied independently of each other, but preferably they are the same.
  • the two radicals R 4 are two hydrogen atoms or two methyl groups.
  • such substructures can be represented as:
  • star denotes the carbon atom which is ⁇ -bonded to the N-bonded vinylic carbon atom or suitable heteroatom of the bridge A and B that consists of Y 1 and a single chemical bond, C (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 or NY 5 composite bridge referred to.
  • suitable heteroatom of the bridge A and B that consists of Y 1 and a single chemical bond, C (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 or NY 5 composite bridge referred to.
  • substructures are:
  • the bridge B each consists of an ethylene-diyl unit, in the formulas (Bc) and (Bd) each of a unit -CH 2 -X-, in which X is C meaning (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 or NY 5 .
  • Y 1 and Y 2 additionally form an optionally fused aromatic ring, for example a benzene ring, then the substructures shown below result, for example:
  • X again represents a single chemical bond, C (Y 4 ) 2 1 C (O), O, S, S (O), SO 2 or NY 5 , the symbol
  • R hydrogen, alkyl, aryl too.
  • Preferred substructures are:
  • X is in particular O, S, a C (CH 3 ) 2 - or SO 2 group.
  • M metal atom selected from the group consisting of Co, Rh, Ir, Nb 1 Pd, Pt,
  • L mono- or dianionic ligand, which may be mono- or bidentate
  • K neutral mono- or bidentate ligand selected from the group consisting of phosphines; Phosphonates and derivatives thereof, arsenates and
  • n number of carbene ligands where n is at least 1 and the carbene ligands in the complex of formula I may be the same or different at n> 1;
  • > 1 may be the same or different
  • n + m + q is dependent on the oxidation state and coordination number of the metal atom used and on the denticity and charge of the ligands, with the proviso that n is at least 1;
  • Do donor atom selected from the group consisting of N, O and S;
  • r 1 if Do N and O if Do is O or S;
  • Y ⁇ Y 2 are each independently hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl or heteroaryl;
  • Y 1 and Y 2 together form a with the carbon atoms to which they are connected ge, a six-membered aromatic ring which one or two nitrogen atoms can, and which is optionally employed at an whe ⁇ , optionally fused and optionally containing heteroatoms included- the Ring is finned;
  • Y 3 is hydrogen or alkyl
  • Y 3 and Y 2 together with the donor atom Do and the Kohlenstoff ⁇ atom to which Y 2 is bonded, a five- or six-membered ring, WEL rather than the donor atom Do yet a further heteroatom selected from the group consisting of N, O and S may contain;
  • A is a bridge with three or four atoms, of which one or two atoms can be heteroatoms and the remaining atoms are carbon atoms, so that the group
  • Y 1 together with a group selected from chemical single bond, C (Y 4 ) 2 , C (O), O, S, S (O), SO 2 and NY 5 ayergsiedriger bridge B to that carbon or forms heteroatom of the bridge A aus ⁇ , which is ⁇ -constantly to the carbon atom which is bonded to the N atom of the carbene moiety of the carbene ligand;
  • Y 4 , Y 5 are each independently of one another hydrogen, alkyl, aryl or heteroaryl, in which the two Y 4 in the bridge C (Y 4 ) 2 can be varied independently of one another.
  • Preferred complexes of the formula I according to the invention contain one or more carbene ligands which are obtained by combining substructures selected from the group
  • Y 1 , Y 2 hydrogen, alkyl
  • R hydrogen, alkyl, aryl
  • the donor atom Do is preferably S or NY 3 and Y 3 is preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • Particularly preferred complexes of the formula I according to the invention contain one or more carbene ligands which are obtained by combining substructures selected from the group
  • Y 1 , Y 2 hydrogen, alkyl
  • the donor atom Do is preferably S or NY 3 and Y 3 is preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • M is Ru (III) 1 Rh (III), Ir (III), Pd (II) or Pt (II), n is Ru (III), Rh (III) and Ir (III) is 3, for Pd (II) and Pt (II) assumes the value 2 and Y 2 and Y 3 are hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • M is Ir (III) with n equal to 3.
  • Y 3 is preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • isomeric compounds are listed above in order to illustrate the above with regard to the isomerism of the carbene complexes of the formula I.
  • complexes of the formula I according to the invention contain one or more carbene ligands which are selected from the group by combining substructures
  • R hydrogen, alkyl, aryl
  • the donor atom Do is preferably S or NY 3 and Y 3 is preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • M is Ru (III) 1 Rh (III) 1 Ir (III), Pd (II) or Pt (II), n is Ru (III), Rh (III) and Ir (III) is 3, for Pd (II) and Pt (II) is 2 and Y 3 is hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • M is Ir (III) with n equal to 3.
  • Y 3 is preferably methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl.
  • Do is S or NY 3 and Y is O, S, C (CH 3 ) 2 or SO 2 , Y 2 is hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert. Butyl and Y 3 mean methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl assume.
  • M is Ru (III), Rh (III), Ir (III), Pd (II) or Pt (II)
  • n Ru (III), Rh (III) and Ir (III) are 3 and Pd (II) and Pt (II) is 2
  • Y is O, S,
  • M is Ir (III) with n equal to 3. Examples include:
  • M is Ru (III), Rh (III) and especially Ir (III), Pd (II) or Pt (II), n is Ru (III), Rh (III) and Ir (III) is 3 and for Pd (II) and Pt (II) assumes the value 2.
  • X is a CH 2 group or an oxygen atom and Y 1 is hydrogen, methyl, ethyl, iso-propyl or tert-butyl,
  • M is Ru (III), Rh (III) and especially Ir (III), Pd (II) or Pt (II), n is Ru (III) 1 Rh (III) and Ir (III) is 3 and for Pd (II) and Pt (II) assumes the value 2.
  • M is, for example, Ru (III), Rh (III) or Ir (III), in particular Ir (III), and L ' and L "are , for example, ligands selected from the group of ligands L 1 to L 7
  • Y 2 is hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl or tert-butyl and Y 3 methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl or tert-butyl. designated.
  • Suitable ligands L are, in particular, the acetylacetonate and its derivatives, the picolinate, Schiff's bases, amino acids, tetrakis (1-pyrazolyl) borates and the bidentate monoanionic ligands mentioned in WO 02/15645; In particular, the acetylacetonate and picolinate are of interest. In the case of complexes L 2 ML ' , the ligands L may be the same or different.
  • Y 3 denotes hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl or tert-butyl, in particular methyl, ethyl, n-propyl or isopropyl.
  • the abovementioned neutral transition metal complexes are outstandingly suitable as emitter molecules in organic light-emitting diodes (OLEDs).
  • Simple variations of the ligands or of the central metal make it possible to provide transition metal complexes which exhibit electroluminescence in the red, green and in particular in the blue region of the electromagnetic spectrum.
  • the neutral transition metal complexes used according to the invention are therefore suitable for use in technically usable full-color displays.
  • neutral transition metal complexes are suitable as electron, exciton or hole blockers in OLEDs, depending on the ligands used and the central metal used.
  • transition metal-carbene complexes of the formula I according to the invention can be prepared analogously to processes known to the person skilled in the art. Suitable preparation methods are described, for example, in the overview articles WA Hermann et al., Ad vances in Organometallic Chemistry, Vol. 48, 1 to 69, WA Hermann et al., Angew. Chem. 1997, 109, 2256-2282 and G. Bertrand et al. Chem. Rev. 2000, 100, 39 to 91 and the literature cited therein.
  • a further subject of the present application is a process for the preparation of the carbene complex of the formula I.
  • the transition metal complexes of the formula I according to the invention are prepared by deprotonation of the ligand precursor corresponding to the corresponding carbene ligands and subsequent or simultaneous reaction with suitable metal complexes containing the desired metal.
  • transition metal complexes according to the invention by direct use of Wanzlick olefins is possible.
  • Suitable ligand precursors are known to the person skilled in the art. Preference is given to cationic precursors with negatively charged counterions.
  • the cationic precursors are reacted with a base, it being possible for different intermediates to be formed, depending on the precursor.
  • alkoxide derivatives, dimeric Wanzlick olefins or the free N-heterocyclic carbenes are formed in this way, for example.
  • Alkoxide derivatives and Wanzlick olefins are usually subjected to thermal loading in the presence of a suitable metal precursor, with elimination of the alcohol or cleavage of the dimer, and formation of the metal carbene compound in the presence of suitable metal complexes.
  • the reactions are usually carried out in suitable solvents known to the person skilled in the art or to be determined by simple preliminary experiments, it being possible to use the same or different solvents in two-stage variants for both partial steps.
  • suitable solvents known to the person skilled in the art or to be determined by simple preliminary experiments, it being possible to use the same or different solvents in two-stage variants for both partial steps.
  • solvents are aromatic and aliphatic solvents or ethers, for example toluene, tetrahydrofuran, furthermore alcohols or chlorinated hydrocarbons, such as methylene chloride, liquid ammonia, optionally mixed with tetrahydrofuran, and also polar aprotic solvents such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone or acetonitrile.
  • Alcohols and halogenated hydrocarbons are generally only used if no free carbene is formed in the reaction.
  • the base for reaction with the ligand precursors may be present in the metal compounds containing the desired metal M of the complexes of formula I.
  • Possible metal compounds are metal acetates, metal acetylacetonates, metal amides or metal alkoxylates.
  • the implementation with external Ba such as KO 1 Bu, NaO 1 Bu, LiO 1 Bu, NaH, disilazides and Phosphazenbasen done. It is also possible to carry out the reaction with the ligand precursors with the metal compounds containing the base in combination with external bases.
  • the transition metal carbene complexes of the formula I according to the invention are preferably selected from the corresponding cationic precursors selected from the group consisting of azolium salts, in particular imidazolium salts, benzimidazolium salts; Triazolium salts and azolidinium salts, in particular Imidazolidini- umsalzen, by reaction with an external base, preferably KO 1 Bu or disilazides, especially z. Potassium bis (trimethylsilyl) amide, and subsequent or in situ reaction of the resulting intermediate with a complex of the desired metal.
  • azolium salts in particular imidazolium salts, benzimidazolium salts
  • Triazolium salts and azolidinium salts in particular Imidazolidini- umsalzen
  • Suitable complexes of the desired metal are known to those skilled in the art.
  • the desired metal in the metal complex used and the corresponding metal of the transition metal carbene complex I prepared therefrom need not have the same oxidation state.
  • iridium (III) complexes of the general formula I, which are particularly preferred according to the present application, the following iridium (III) complexes can be used, for example: [( ⁇ -Cl) lr ( ⁇ 4 -1, 5-cod)] 2 , [( ⁇ -Cl) lr ( ⁇ 2 -1,5-COe) J 2 , lr (acac) 3 , IrCl 3 xn H 2 O, (tht) 3 lrCl 3 , wherein cod is cyclooctadiene , co-cycloctene, acac acetylacetonate and tht tetrahydrothiophene.
  • Alkoxide derivatives or Wanzlick olefins are usually added at room temperature to the corresponding metal precursors and then thermally stressed, wherein in the case of the alkoxide derivatives of the corresponding alcohol is cleaved, or the dimeric Wanzlick olefins are cleaved and the metal-carbene compound is formed.
  • these reactions take place at temperatures of 20 to 16O 0 C.
  • free carbenes for example imidazolin-2-ylidenes
  • they are generally added with cooling of the metal precursor, then heated to room temperature (20 to 25 ° C.) and / or optionally to a still higher temperature.
  • the reaction is usually carried out in a temperature range from -78 to + 16O 0 C.
  • the ratio of metal complex to ligand precursor used depends on the desired complex bearing at least two carbene ligands.
  • the metal atom is Ir (III), which is particularly preferred, and the desired transition metal complex contains three carbene ligands, which is also particularly preferred, the molar amount of ligand precursors must be about three times the molar amount Metal in the metal complex, where a small excess of the ligand precursor can be used.
  • the molar ratio of tall in the metal complex to the molar amount of Ligandvorpetm is usually 1:
  • the molar ratio of base used to ligand precursor used is usually 3: 1 to 1: 1, preferably 2: 1 to 1: 1.
  • strong bases such as LiO 1 Bu, NaO'Bu, KO 1 Bu or potassium bis (trimethylsilyl) amide (KHMDS)
  • KHMDS potassium bis (trimethylsilyl) amide
  • X ' denotes an anionic group, preferably a halide, pseudohalide or another monoanionic group, for example Cl ' , Br ' , I “ , BF 4 " , PF 6 ' , CN “ , SCN “ , particularly preferably BF 4 ' , PF 6 ' .
  • transition metal carbene complexes used in accordance with the invention are eminently suitable as emitter substances, since they have an emission (electroluminescence) in the visible range of the electromagnetic spectrum.
  • emission electroluminescence
  • With the aid of the transition metal carbene complexes used according to the invention as emitter substances it is possible to provide compounds which have electroluminescence in the red, green and blue regions of the electromagnetic spectrum.
  • full-color displays as emitter substances with the aid of the transition metal carbene complexes used according to the invention.
  • the accessibility of differently substituted carbene ligands and various transition metals makes it possible to produce emitter substances which emit light in different regions of the electromagnetic spectrum.
  • the quantum yield is high and the stability of the transition metal carbene complexes in the device, in particular those with N-heterocyclic carbene ligands, is high.
  • neutral transition metal complexes are suitable as electron, exciton or hole blockers in OLEDs, depending on the ligands used and the central metal used.
  • Organic light-emitting diodes are basically built up of several layers:
  • the OLED does not have all of the layers mentioned, for example an OLED with the layers (1) (anode), (3) (light-emitting layer) and (5) (cathode) is likewise suitable, wherein the functions of the layers (2) (hole-transporting layer) and (4) (electron-transporting layer) are taken over by the adjacent layers.
  • OLEDs comprising layers (1), (2), (3) and (5) or layers (1), (3), (4) and (5) are also suitable.
  • the transition metal carbene complexes according to the present application can be used in various layers of an OLED. Another object of the present invention is therefore an OLED containing at least one transition metal carbene complex according to the present application.
  • the transition metalcarbene complexes are preferably used in the light-emitting layer as emitter used.
  • Another object of the present invention is therefore a light-emitting layer containing at least one transition metal carbene complex as an emitter molecule.
  • Preferred transition metal carbene complexes, in particular transition metal carbene complexes with N-heterocyclic carbene ligands, have already been mentioned above.
  • transition metal carbene complexes according to the invention or those used according to the invention can be present in bulk-without further additives-in the light-emitting layer or another layer of the OLED, preferably in the light-emitting layer.
  • further compounds are present in the layers containing at least one transition metal carbene complex according to the present application, preferably in the light-emitting layer.
  • a fluorescent dye may be present in the light-emitting layer in order to change the emission color of the transition metal carbene complex used as emitter molecule.
  • a diluent material can be used.
  • CDP CBP
  • the proportion of transition metal carbene complexes used in the light-emitting layer according to the invention is generally less than 60% by weight, preferably less than 50% by weight, particularly preferably from 5 to 40% by weight.
  • the individual of the abovementioned layers of the OLED can in turn be composed of 2 or more layers.
  • the hole-transporting layer may be constructed of a layer into which holes are injected from the electrode and a layer that transports the holes away from the hole-injecting layer into the light-emitting layer.
  • the electron-transporting layer can likewise consist of several layers, for example a layer in which electrons are injected through the electrode, and a layer which receives electrons from the electron injection layer and transports them into the light-emitting layer. These layers are selected in each case according to factors such as energy level, temperature resistance and charge carrier mobility, as well as energy difference of the named layers with the organic layers or the metal electrodes.
  • the person skilled in the art is able to select the structure of the OLEDs in such a way that it is optimally adapted to the transition metal tallcarbene complexes used according to the invention as emitter substances.
  • the HOMO (highest occupied molecular orbital) of the hole transporting layer should be aligned with the working function of the anode and the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) of the electrochemical nentransport Schlden layer should be aligned with the work function of the cathode.
  • a further subject of the present application is an OLED containing at least one light-emitting layer according to the invention.
  • the further layers in the OLED may be constructed of any material commonly employed in such layers and known to those skilled in the art.
  • the anode (1) is an electrode that provides positive charge carriers. It can be constructed, for example, of materials which contain a metal, a mixture of different metals, a metal alloy, a metal oxide or a mixture of different metal oxides. Alternatively, the anode may be a conductive polymer. Suitable metals include the metals of Groups 11, 4, 5 and 6 of the Periodic Table of Elements and the transition metals of Groups 8 to 10. When the anode is to be transparent, mixed metal oxides of Groups 12, 13 and 14 of the Periodic Table of the Elements are generally used used, for example indium tin oxide (ITO). It is also possible that the anode (1) contains an organic material, for example polyaniline, as described for example in Nature, Vol. 357, pages 477 to 479 (June 11, 1992). At least either the anode or the cathode should be at least partially transparent in order to decouple the light formed.
  • ITO indium tin oxide
  • Suitable hole transport materials for the layer (2) of the OLED according to the invention are disclosed, for example, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Vol. 18, pages 837 to 860, 1996. Both hole transporting molecules and polymers can be used as hole transport material.
  • hole-transporting molecules are selected from the group consisting of 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD), N, N'-diphenyl-N , N'-Bis (3-methylphenyl) - [1, 1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD) 1 1, 1 -Bis [(di-4-tolylamino) -phenyl] cyclohexane (TAPC) , N, N'-bis (4-methylphenyl) -N, N'-bis (4-ethylphenyl) - [1, 1 '- (3,3'-dimethyl) biphenyl] -4,4'-diamine (ETPD ), Tetrakis (3-methylphenyl) -N, N, N ', N'-2,5-phenylenediamine (PDA), ⁇ -phenyl
  • oxinoid compounds such as tris (8-hydroxychinolato) aluminum (Alq 3 )
  • phenanthroline-based compounds such as 2,9-dimethyl, 4,7-diphenyl
  • the layer (4) can serve both to facilitate the electron transport and as a buffer layer or as a barrier layer in order to avoid quenching of the exciton at the boundary surfaces of the layers of the OLED.
  • the layer (4) improves the mobility of the electrons and reduces quenching of the exciton.
  • hole transport materials and electron transporting materials some may fulfill several functions.
  • some of the electron-conducting materials are at the same time hole-blocking materials if they have a deep HOMO.
  • the charge transport layers can also be electronically doped in order to improve the transport properties of the materials used, on the one hand to make the layer thicknesses more generous (avoidance of pinholes / short circuits) and, on the other hand, to minimize the operating voltage of the device.
  • the hole transport materials can be doped with electron acceptors, for example phthalocyanines or arylamines such as TPD or TDTA can be doped with tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ).
  • the electron transport materials can, for example, be doped with alkali metals, for example Alq 3 with lithium.
  • the electronic doping is known to the person skilled in the art and for example in W. Gao, A. Kahn, J. Appl.
  • the cathode (5) is an electrode which serves to introduce electrons or negative charge carriers.
  • Suitable materials for the cathode are selected from the group consisting of group 1 alkali metals, for example Li, Cs, alkaline earth metals of group 2, eg calcium, barium or magnesium, metals of group 12 of the Periodic Table of the Elements comprising the lanthanides and Actinides, eg samarium.
  • metals such as aluminum or indium, and combinations of all the metals mentioned.
  • lithium-containing organometallic compounds or LiF between the organic Layer and the cathode are applied to reduce the operating voltage (Operating Voltage).
  • the OLED according to the present invention may additionally contain further layers which are known to the person skilled in the art.
  • a layer can be applied between the layer (2) and the light-emitting layer (3), which facilitates the transport of the positive charge and / or adapts the band gap of the layers to one another.
  • this further layer can serve as a protective layer.
  • additional layers may be present between the light-emitting layer (3) and the layer (4) in order to facilitate the transport of the negative charge and / or to adapt the band gap between the layers to one another.
  • this layer can serve as a protective layer.
  • the OLED according to the invention contains at least one of the further layers mentioned below:
  • the OLED does not have all of the layers (1) to (5) mentioned, for example an OLED having the layers (1) (anode), (3) (light-emitting layer) and (5 ) (Cathode), wherein the functions of the layers (2) (hole-transporting layer) and (4) (electron-transporting layer) are taken over by the adjacent layers.
  • OLEDs comprising layers (1), (2), (3) and (5) or layers (1), (3), (4) and (5) are also suitable.
  • Suitable materials for the individual layers are known to those skilled in the art and e.g. in WO 00/70655.
  • each of the mentioned layers of the OLED according to the invention can be composed of two or more layers. Furthermore, it is possible that some or all of the layers (1), (2), (3), (4), and (5) are surface treated to increase the efficiency of charge carrier transport. The selection of materials for Each of said layers is preferably determined by obtaining an OLED having a high efficiency and a lifetime.
  • the preparation of the OLEDs according to the invention can be carried out by methods known to the person skilled in the art.
  • the OLED is produced by successive vapor deposition of the individual layers onto a suitable substrate.
  • Suitable substrates are, for example, glass or polymer films.
  • customary techniques can be used, such as thermal evaporation, chemical vapor deposition and others.
  • the organic layers may be coated from solutions or dispersions in suitable solvents, using coating techniques known to those skilled in the art.
  • Compositions which, in addition to the at least one transition metal carbene complex according to the invention, have a polymeric material in one of the layers of the OLED, preferably in the light-emitting layer, are generally applied as a layer by means of solution-processing methods.
  • the various layers have the following thicknesses: anode (1) 500 to 5000 ⁇ , preferably 1000 to 2000 ⁇ ; Hole-transporting layer (2) 50 to 1000 A, preferably 200 to 800 A, light-emitting layer (3) 10 to 1000 A, preferably 100 to 800 A, electron-transporting layer (4) 50 to 1000 A, preferably 200 to 800 A, cathode (5) 200 to 10,000 A, preferably 300 to 5000 A.
  • the position of the recombination zone of holes and electrons in the OLED according to the invention and thus the emission spectrum of the OLED can be influenced by the relative thickness of each layer. That is, the thickness of the electron transport layer should preferably be selected so that the electron / holes recombination zone is in the light-emitting layer.
  • the ratio of the layer thicknesses of the individual layers in the OLED depends on the materials used.
  • the layer thicknesses of optionally used additional layers are known to the person skilled in the art.
  • OLEDs can be obtained with high efficiency.
  • the efficiency of the OLEDs according to the invention can be further improved by optimizing the other layers.
  • eind substrates and new hole-transporting materials which bring about a reduction in the operating voltage or an increase in the quantum efficiency can also be used in the OLEDs according to the invention.
  • additional layers in the O- LEDs may be present to adjust the energy levels of the various layers and to facilitate electroluminescence.
  • the OLEDs according to the invention can be used in all devices in which electroluminescence is useful. Suitable devices are preferably selected from stationary and mobile screens. Stationary screens are e.g. Screens of computers, televisions, screens in printers, kitchen appliances, billboards, lighting and signboards. Mobile screens are e.g. Screens in mobile phones, laptops, digital cameras, vehicles and destination displays on buses and trains.
  • Stationary screens are e.g. Screens of computers, televisions, screens in printers, kitchen appliances, billboards, lighting and signboards.
  • Mobile screens are e.g. Screens in mobile phones, laptops, digital cameras, vehicles and destination displays on buses and trains.
  • transition metal carbene complexes used according to the invention can be used in OLEDs with inverse structure.
  • the transition metal carbene complexes in these inverse OLEDs are preferably used again in the light-emitting layer.
  • the structure of inverse OLEDs and the materials usually used therein are known to the person skilled in the art.
  • transition metal complexes according to the invention or those used according to the invention described above can, in addition to their use in OLEDs, be used as colorants which emit when exposed to light in the visible range of the electromagnetic spectrum (photoluminescence). Such colorants are preferably used as colorants in polymeric materials.
  • a further subject of the present application is therefore the use of the above-described inventive or inventivelyssenetz ⁇ th transition metal carbene complexes for the mass coloration of polymeric materials.
  • Suitable polymeric materials are polyvinyl chloride, cellulose acetate, polycarbonates, polyamides, polyurethanes, polyimides, polybenzimidazoles, melamine resins, silicones, polyesters, polyethers, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl acetate, polyacrylonitrile, polybutadiene, polychlorobutadiene, polyisoprene or the like Copolymers of the listed monomers.
  • transition metal complexes as or in vat dyes, for example for coloring natural substances, examples being paper, wood, straw, leather, hides or natural fiber materials such as cotton, wool, silk, jute, sisal,
  • Hemp, flax or animal hair for example horsehair
  • their conversion products such as viscose fiber, nitrate silk or copper rayon (rayon)
  • Use of the transition metal complexes as colorants for example for dyeing paints, lacquers and other paints, paper inks, printing inks, inks and other colors for painting and writing purposes.
  • transition metal complexes as pigmentary dyes, for example for coloring paints, lacquers and other paints, paper inks, printing inks, inks and other colors for painting and writing purposes.
  • transition-metal complexes as pigments in electrophotography: for example for dry copying systems (Xerox process) and laser printers.
  • transition metal complexes for safety marking purposes, whereby the great chemical and photochemical stability and possibly also the luminescence of the substances is of importance. This is preferred for
  • transition metal complexes as an additive to other inks in which a certain shade of shade is to be achieved, particularly luminous shades are preferred.
  • transition metal complexes for marking objects for machine recognition of these objects via the luminescence, preferred is the machine detection of objects for sorting, for example, for the recycling of plastics.
  • transition metal complexes as luminescent dyes for machine-readable markings, alphanumeric imprints or barcodes are preferred.
  • transition metal complexes • Application of the transition metal complexes to frequency conversion of light, for example to make shortwave light longer wavelength visible light.
  • transition metal complexes Use of the transition metal complexes in display elements for many display, reference and marking purposes, for example in passive display elements, information and traffic signs, such as traffic lights.
  • transition metal complexes Use of the transition metal complexes in ink-jet printers, preferably in homogeneous solution as luminescent ink. • Application of transition metal complexes as starting material for superconducting organic materials.
  • the dyes may be covalently linked to substrates or via secondary valences such as hydrogen bonds or hydrophobic interactions (adsorption).
  • transition metal complexes as luminescent dyes in highly sensitive detection methods (see C. Aubert, J. Hochschilling, I. Zschocke-
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in optical light collecting systems.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in luminescence-activated displays (see W. Greubel and G. Baur, Elektronik 26 (1977) 6).
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in cold light sources for light-induced polymerization for the preparation of plastics.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes for material testing, for example in the production of semiconductor circuits.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes for investigating microstructures of integrated semiconductor components.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in photographic processes.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in display, illumination or image converter systems in which the excitation is effected by electrons, ions or UV radiation, for example in luminescence displays, Braun tubes or in fluorescent tubes.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes as part of a semiconductor integrated circuit, the dyes as such or in combination with other semiconductors, for example in the form of an epitaxy.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in chemiluminescence systems, for example in chemiluminescent light-emitting rods, in luminescence immunoassays or other luminescence detection methods.
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes as signal colors, preferably for optical highlighting of committeezü ⁇ gene and drawings or other graphic products, for marking signs and other objects, in which a special optical
  • transition metal complexes as dyes or luminescent dyes in dye lasers, preferably as luminescent dyes for producing laser beams.
  • transition metal complexes as active substances for nonlinear optics, for example for frequency doubling and frequency tripling of laser light.
  • transition metal complexes as dyes in photovoltaic arrangements for converting electromagnetic radiation into electrical energy.
  • the following examples further illustrate the invention.
  • the reaction mixture is stirred for one hour at Hauttempe ⁇ temperature, for two hours at 70 0 C and then overnight at reflux.
  • the batch is then concentrated to dryness and the residue is extracted with methylene chloride. After re-concentration to dryness, the brown residue is subjected to column chromatographic purification. 1.15 g of a yellow powder (24% of theory) are obtained.
  • the ITO substrate used as the anode is first with commercial judgesmit ⁇ stuffs for the LCD production (Deconex 20NS ® and neutralizing agent 25ORGAN- ACID ® ) and then cleaned in an acetone / isopropanol mixture in an ultrasonic bath. To remove possible organic residues, the substrate is exposed to a continuous flow of ozone for another 25 minutes in an ozone furnace. This treatment also improves hole injection of the ITO.
  • electroluminescence spectra are recorded at different currents or voltages. Furthermore, the current-voltage characteristic is measured in combination with the radiated light output. The light output can be converted into photometric variables by calibration with a luminance meter.
  • the compound V2 was prepared as follows:
  • the ITO substrate is pretreated as described under a).
  • electroluminescence spectra are recorded at different currents or voltages. Furthermore, the current-voltage characteristic is measured in combination with the radiated light output. The light output can be converted into photometric quantities by calibration with a luminance meter.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step b) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1,5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained after elution with ethyl acetate / methanol 2: 1 in a yield of 24% of theory as a yellowish powder.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step e) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-COd) Ir] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained as a mixture of isomers after elution with ethyl acetate / methanol 9: 1 in a yield of 10% of theory.
  • the preparation of the carbene complex was carried out by reacting the obtained in step b) imidazolium salt with [( ⁇ -CI) ( ⁇ 4 -1,5-cod) lr] 2 according to the above general method.
  • the product was obtained after elution with a methyl tert-butyl ether-ethyl acetate gradient in a yield of 9% of theory.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step c) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained after elution with ethyl acetate / cyclohexane 9: 1 in a yield of 10% fac-isomer and 68% Isomeren ⁇ mixture with a fac / mer isomer ratio of about 1: 1.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step a) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained after elution with isobutanol in a yield of 8% of theory.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step b) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1,5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained as a white powder after ticalenchroma- tographischer purification in a yield of 30% of theory.
  • 2-Nitroaniline (10.0 g, 72.4 mmol) was dissolved in a mixture of dichloromethane (60 ml) and glacial acetic acid (10 ml). Acetone (16 ml, 218 mmol) was added dropwise to the resulting solution with stirring and, after the addition had ended, stirred for a further 5 minutes. Boron dimethyl sulfide complex (8.6 ml 10 M, 86 mmol) was then added at 0 ° C. within 40 minutes, added dropwise with stirring. Then the ice bath was removed and stirred for one hour. The reaction mixture was then adjusted to pH 8 by slow addition of ammonia solution (about 16 ml).
  • the organic phase was separated and the aqueous phase extracted with two portions of dichloromethane.
  • the organic phases were combined, dried over sodium sulfate and the solvent was then removed in vacuo.
  • the target compound N- (2-propyl) -2-nitroaniline) was obtained in this way in good purity and was further reacted without further Aufreini ⁇ .
  • N- (2-propyl) -1, 2-phenylenediamine (1, 50 g, 10 mmol) and 4-bromobenzonitrile (1, 82 g, 10 mmol) were dissolved in toluene (200 ml) and at about 70 0 C while stirring with tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (92 mg, 1 mol%), 9,9-dimethyl-4,5-bis (diphenylphosphino) xanthene (177 mg, 3 mol%), sodium tert-butylate (964 mg, 10 mmol) and water (130 ul) and then stirred at 80 0 C for 16 hours.
  • N- (4-Cyanophenyl) -N '- (2-propyl) phenylenediamine (1.07 g, 4.25 mmol) and ammonium tetrafluoroborate (0.46 g, 4.25 mmol) were triethylorthoformated (8, 83 g, 59.5 mmol) and the resulting mixture heated under reflux for 8 h. After cooling the reaction mixture and removing part of the solvent in vacuo, ethanol was added to the solution and the resulting precipitate was filtered off and dried in vacuo. There was obtained 0.35 g of 1- (4-cyanophenyl) -3- (2-propyl) benzimidazolium tetrafluoroborate.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step d) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained as a light yellow powder after column chromatographic purification in a yield of 28% of theory.
  • the preparation of the carbene complex was carried out by reacting the obtained in step b) imidazolium salt with [( ⁇ -CI) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the above general method.
  • the product was obtained as a yellow powder after ticalenchroma- tographischer purification in a yield of 57% of theory.
  • N-phenyl-N '- (2-propyl) phenylenediamine (1.82 g, 8.0 mmol) was dissolved in triethyl orthoformate (16.6 g, 112 mmol) and extracted with ammonium tetrafluoroborate (0.84 g, 8 , 0 mmol) and heated under reflux for 8 hours. After cooling to room temperature, the residue obtained was filtered off, washed with triethyl orthoformate and dried in vacuo. 1.95 g of 1-phenyl-3- (2-propyl) benzimidazolium tetrafluoroborate were obtained.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step b) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method.
  • the product was obtained as a white powder after column chromatography purification in a yield of 83% of theory.
  • the carbene complex was prepared by reacting the imidazolium salt obtained in step f) with [( ⁇ -Cl) ( ⁇ 4 -1, 5-cod) lr] 2 according to the abovementioned general method in xylene.
  • the mer isomer was obtained as a yellowish powder after purification by column chromatography in a yield of 21% of theory.
  • the preparation of the carbene complex was carried out by reacting the obtained in step d) Imidazoli ⁇ m salt with [( ⁇ -CI) ( ⁇ 4 -1, 5-COd) Ir] 2 according to the above general method.
  • the mer isomer was obtained as a yellowish powder after purification by column chromatography in a yield of 29% of theory.
  • a suspension of one equivalent of 1- (2-bromo-4-cyanophenyl) -3-methylimidazolium iodide in dioxane is slowly added under argon with one equivalent of potassium bis (trimethylsilyl) amide (0.5 molar in toluene) Stirred for 30 minutes at room temperature.
  • the mixture is mixed with one equivalent of 1, 5-cyclooctadiene-platinum (II) - dichloride and stirred for 16 hours under reflux. After cooling to room temperature, the mixture is evaporated to dryness. The residue is taken up in dimethylformamide and mixed with 4 equivalents of 2,4-pentanedione and 4 equivalents of potassium tert-butoxide.
  • the mixture is stirred at room temperature for 16 hours and at 100 ° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, the mixture is evaporated to dryness and the residue is washed with water. The product was obtained as a yellowish powder after ticalenchromato-graphic purification in a yield of 53% of theory.
  • the faceromer isomer mixture obtained in Example 1 can be separated by column chromatography on silica gel with ethyl acetate / cyclohexane 9: 1 or by fractional precipitation from acetonitrile into the fac and mer isomers. A faceromer isomer ratio of about 1:19 is usually observed here.
  • the ITO substrate used as the anode is first cleaned with commercial cleaning agents for LCD production (Deconex® 20NS and neutralizing agent 25ORGANACID®) and then in an acetone / isopropanol mixture in an ultrasonic bath. To remove possible organic residues, the substrate is exposed to a continuous flow of ozone for another 25 minutes in an ozone furnace. This treatment also improves hole injection of the ITO. Thereafter, the following organic materials are vapor-deposited on the cleaned substrate at a rate of about 2 nm / minute at about 10-7 mbar. As a hole conductor and exciton blocker, the compound V1 is first applied to the substrate in a layer thickness of 30 nm.
  • V3 is carried out according to methods of ester synthesis which are generally known to the person skilled in the art, see also the earlier German patent application 10 2005 014284.2) in a thickness of 20 nm, where Ir (cn-pmbic) 3 is used as E center and V3 as Then, a hole blocker layer of V2 vapor-deposited to a thickness of 4 nm.
  • an electron conductor layer of TPBI [2,2 ⁇ 2 "- (1,3,5-benzenetriyl) tris (1-phenylbenzimidazole)] in a thickness of 30 nm, a 1 nm thick lithium fluoride layer and finally a 110th nm thick AI electrode vapor-deposited.
  • electroluminescence spectra are recorded at different currents or voltages. Furthermore, the current-voltage characteristic is measured in combination with the radiated light output. The light output can be converted by calibration with a luminance meter into photometric quantities.
  • the PL measurements in toluene were carried out with an emitter concentration of 2 mg / l in quartz cuvettes (10 ⁇ 10 mm).
  • the excitation wavelength was 325 nm (HeCd laser) and the emission was detected at a 90 degree angle by means of fiber optics in a diode array spectrometer.
  • the PL measurements in PMMA were carried out with an emitter doping of 2%. These were prepared as follows: 2 mg / L emitter was dissolved in a 10% PMMA solution in dichloromethane (Mw 12OkD) and knife-coated onto a slide with 60 ⁇ m squeegee. The excitation wavelength was 325 nm (HeCd laser), the excitation was perpendicular to the slide and the detection of the emission in the 45 degree angle by means of fiber optics in the diode array spectrometer.
  • the ITO substrate is pretreated as described under a).
  • PEDT PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrenesulfonate)) (Baytron ® P VP AI 4083) spin-coated from aqueous solution to the substrate in a thickness of 46 nm and the emitter layer of dissolved in chlorobenzene PMMA ( 16.5 mg PMMA to 1 ml chlorobenzene) and the emitter substance 1 c) in a thickness of about 48 nm applied.
  • the concentration of the emitter corresponds to a 30 wt .-% doping of PMMA.
  • a hole blocker and electron conductor layer of BCP in a thickness of 52.5 nm, a 0.75 nm thick lithium fluoride layer and finally a 110 nm thick Al electrode are vapor-deposited.
  • electroluminescence spectra are recorded at different currents or voltages. Furthermore, the current-voltage characteristic is measured in combination with the radiated light output. The light output can be converted into photometric variables by calibration with a luminance meter. For the described OLED, the following electro-optical data result:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Übergangsmetall-Carben-komplexen in organischen Licht-emittierenden Dioden (OLEDs), eine Licht-emittierende Schicht, Blockschicht für Elektronen oder Excitonen oder Blockschicht für Löcher enthaltend diese Übergangsmetall-Carbenkomplexe, OLEDs enthaltend diese Übergangsmetall-Carbenkomplexe, Vorrichtungen, die ein erfindungsgemäßes OLED enthalten, sowie Übergangsmetall-Carbenkomplexe.

Description

Verwendung von Übergangsmetall-Carbenkomplexen in organischen Licht¬ emittierenden Dioden (OLEDs)
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Übergangsmetall-Carben- komplexen in organischen Licht-emittierenden Dioden (OLEDs), eine Licht¬ emittierende Schicht, Blockschicht für Elektronen oder Excitonen oder Blockschicht für Löcher enthaltend diese Übergangsmetall-Carbenkomplexe, OLEDs enthaltend diese Übergangsmetall-Carbenkomplexe, Vorrichtungen, die ein erfindungsgemäßes OLED enthalten, sowie Übergangsmetall-Carbenkomplexe.
In organischen Licht-emittierenden Dioden (OLED) wird die Eigenschaft von Materia¬ lien ausgenutzt, Licht zu emittieren, wenn sie durch elektrischen Strom angeregt wer- den. OLEDs sind insbesondere interessant als Alternative zu Kathodenstrahlröhren und Flüssigkristalldisplays zur Herstellung von Flachbildschirmen. Aufgrund der sehr kompakten Bauweise und des intrinsisch niedrigeren Stromverbrauchs eignen sich Vorrichtungen, enthaltend OLEDs insbesondere für mobile Anwendungen, zum Bei¬ spiel für Anwendungen in Handys, Laptops usw.
Es wurden zahlreiche Materialien vorgeschlagen, die bei der Anregung durch elektri¬ schen Strom Licht emittieren.
WO 02/15645 betrifft OLEDs, die eine Licht-emittierende Schicht aufweisen, die phos- phoreszierende Übergangsmetallverbindungen enthält. Die Übergangsmetallverbin¬ dungen zeigen Elektrophosphoreszenz, insbesondere im blauen Bereich des sichtba¬ ren elektromagnetischen Spektrums. Die Farbkoordinaten des von den in WO 02/15645 offenbarten Komplexen emittierten Blau sind jedoch verbesserungswür¬ dig.
WO 01/41512 betrifft OLEDs, die eine Licht-emittierende Schicht aufweisen, die ein Molekül der allgemeinen Formel L2MX enthält, wobei M besonders bevorzugt Iridium ist und L ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 2-(1-Naphthyl)benzooxazol, 2-Phenylbenzooxazol, 2-Phenylbenzothiazol, 7,8-Benzochinolin, Cumaren, Thienylpy- ridin, Phenylpyridin, Benzothienylpyridin, 3-Methoxy-2-phenylpyridin und Tolylpyridin und X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acetylacetonat, Hexafluoracetyl- acetonat, Salicyliden, Picolinat und 8-Hydroxychinolinat.
WO 00/70655 betrifft elektrolumineszierende Schichten, die als Licht-emittierende Substanz eine phosphoreszierende organometallische Iridiumverbindung oder Osmi¬ umverbindung aufweisen. Bevorzugt wird Tris(2-phenylpyridin)iridium als Licht¬ emittierende Verbindung eingesetzt. Obwohl bereits Verbindungen bekannt sind, die im blauen, roten und grünen Bereich des elektromagnetischen Spektrums Elektrolumineszenz zeigen, ist die Bereitstellung von effizienteren Verbindungen, die technisch einsetzbar sind, wünschenswert. Unter Elektrolumineszenz ist sowohl Elektrofluoreszenz als auch Elektrophosphoreszenz zu verstehen. Des Weiteren ist die Bereitstellung von weiteren Verbindungen zum Einsatz als Elektronen, Excitonen oder Löcher blockierende Materialien von Interesse.
Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist daher die Bereitstellung einer Verbindungs¬ klasse, die zur Elektrolumineszenz im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums geeignet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist die Be¬ reitstellung von Verbindungen zum Einsatz als Elektronen, Excitonen oder Löcher blo¬ ckierende Materialien.
Diese Aufgaben werden durch die Verwendung von neutralen Übergangsmetallkom- plexen der allgemeinen Formel I
Figure imgf000003_0001
gelöst, worin die Variablen die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co, Rh, Ir, Nb, Pd, Pt,
Fe, Ru, Os, Cr, Mo, W, Mn, Re, Cu, Ag und Au in jeder für das entsprechende
Metallatom möglichen Oxidationsstufe;
L mono- oder dianionischer Ligand, der mono- oder bidentat sein kann;
K neutraler mono- oder bidentater Ligand ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus Phosphinen; Phosphonaten und Derivaten davon, Arsenaten und Derivaten davon; Phosphiten; CO; Pyridinen; Nitrilen, Monoolefinen und kon- jugierten Dienen, die einen π-Komplex mit M bilden;
n Zahl der Carbenliganden, wobei n mindestens 1 ist und die Carbenliganden in dem Komplex der Formel I bei n >1 gleich oder verschieden sein können; m Zahl der Liganden L, wobei m 0 oder > 1 sein kann und die Liganden L bei m
> 1 gleich oder verschieden sein können;
q Zahl der Liganden K, wobei q 0 oder ≥ 1 sein kann und die Liganden K bei q > 1 gleich oder verschieden sein können,
wobei die Summe n + m + q von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Metallatoms und von der Zähnigkeit sowie der Ladung der Liganden abhängig ist, mit der Bedingung, dass n mindestens 1 ist;
Do Donoratom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S;
r gleich 1 , wenn Do N ist, und 0, wenn Do O oder S ist;
Y1, Y2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl oder Heteroaryl;
oder
Y1 und Y2 bilden zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an welche sie ge¬ bunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring, welcher ein oder zwei Stickstoffatome enthalten kann, und gegebenenfalls mit einem weiteren, ge¬ gebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Ring anelliert ist;
Y3 Wasserstoff oder Alkyl;
oder
Y3 und Y2 bilden zusammen mit dem Donoratom Do und dem Kohlenstoff¬ atom, an welches Y2 gebunden ist, einen fünf- oder sechsgliedrigen Ring, wel¬ cher außer dem Donoratom Do noch ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S enthalten kann;
A eine Brücke mit drei oder vier Atomen, wovon ein oder zwei Atome Hetero¬ atome sein können und die restlichen Atome Kohlenstoffatome sind, so dass die Gruppe
Figure imgf000004_0001
einen fünfgliedrigen heteroaromatischen oder sechsgliedrigen aromatischen oder heteroaromatischen Ring bildet, der gegebenenfalls mit Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkyloxy, Alkylthio, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Halogen, CN, CHO, Alkylcarbonyl, Arylcarbonyl, Carboxyl, Alkyloxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Hydroxysulfonyl, Alkyloxysulfonyl, Aryloxy- sulfonyl, NO2 und NO substituiert und gegebenenfalls mit einem weiteren, ge¬ gebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Ring anelliert ist,
wobei gegebenenfalls Y1 zusammen mit einer Gruppe ausgewählt aus chemi¬ scher Einfachbindung, C(Y4)2, C(O), O, S, S(O), SO2 und NY5 eine zweiglied¬ rige Brücke B zu demjenigen Kohlenstoff- oder Heteroatom der Brücke A aus¬ bildet, welches α-ständig zum Kohlenstoffatom steht, das an das N-Atom der Carbeneinheit des Carbenliganden gebunden ist;
Y4, Y5 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Heteroaryl, wo¬ bei die beiden Y4 in der Brücke C(Y4)2 unabhängig voneinander variiert wer¬ den können.
Die Übergangsmetallkomplexe der Formel I können in jeder Schicht eines OLEDs ein¬ gesetzt werden, wobei das Ligandgerüst oder Zentralmetall zur Anpassung an ge¬ wünschte Eigenschaften der Metallkomplexe variiert werden kann. Beispielsweise ist der Einsatz der Übergangsmetallkomplexe der Formel I in einer Blockschicht für Elek¬ tronen, einer Blockschicht für Excitonen, einer Blockschicht für Löcher, einer Löcher- transportierenden Schicht, einer Elektronen-transportierenden Schicht oder der Licht¬ emittierenden Schicht des OLEDs möglich. Bevorzugt werden die Verbindungen der Formel I als Emittermoleküle in OLEDs eingesetzt.
Unter einem bidentaten Liganden ist ein Ligand zu verstehen, der an zwei Stellen an das Übergangsmetallatom M koordiniert ist. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „zweizähnig" synonym mit dem Begriff „bidentat" verwendet. Unter ei¬ nem monodentaten Liganden ist ein Ligand zu verstehen, der an einer Stelle des Li¬ ganden mit dem Übergangsmetallatom M koordiniert.
In Abhängigkeit von der Koordinationszahl des eingesetzten Metalls M und der Natur und Zahl der eingesetzten Liganden L und K sowie der Zahl der Carbenliganden kön¬ nen verschiedene Isomere der entsprechenden Metallkomplexe bei gleichem Metall M und gleicher Natur und Zahl der eingesetzten Liganden K und L sowie der Zahl der Carbenliganden vorliegen. Zum Beispiel sind bei Komplexen mit einem Metall M mit der Koordinationszahl 6 (also oktaedrischen Komplexen), zum Beispiel Ir(II I)-Kom- plexen, sowohl cis/trans-lsomere möglich, wenn es sich um Komplexe der allgemeinen Zusammensetzung MA2B4 handelt, als auch fac-mer-lsomere (facial/meri-dional- Isomere), wenn es sich um Komplexe der allgemeinen Zusammensetzung MA3B3 han¬ delt. Bei quadratisch planaren Komplexen mit einem Metall M mit der Koordinations¬ zahl 4, zum Beispiel Pt(ll)-Komplexen, sind cis/trans-lsomere möglich, wenn es sich um Komplexe der allgemeinen Zusammmensetzung MA2B2 handelt. Bei den Variablen A und B handelt es sich jeweils um eine Bindungsstelle eines Liganden, wobei nicht nur monodentate, sondern auch bidentate Liganden vorliegen können. Ein unsymmet¬ rischer bidentater Ligand weist gemäß der vorstehend erwähnten allgemeinen Zu¬ sammensetzung eine Gruppe A und eine Gruppe B, ein symmetrischer Ligand zwei Gruppen A oder zwei Gruppen B auf.
Dem Fachmann ist bekannt, was unter cis/trans- bzw. fac-mer-lsomeren zu verstehen ist. Bei oktaedrischen Komplexen bedeutet cis-lsomerie, dass bei Komplexen der Zu¬ sammensetzung MA2B4 die beiden Gruppen A benachbarte Ecken eines Oktaeders belegen, während die beiden Gruppen A bei der trans-lsomerie einander gegenüber liegende Ecken eines Oktaeders belegen. Bei Komplexen der Zusammensetzung
MA3B3 können drei Gruppen der gleichen Art entweder die Ecken einer Oktaederfläche besetzen (faciales Isomer) oder einen Meridian, das heißt zwei der drei Ligandenbin- dungsstellen sind zueinander trans-ständig (meridionales Isomer). Bezüglich der Defi¬ nition von cis/trans-lsomeren bzw. fac-mer-lsomeren in oktaedrischen Metallkomplexen siehe zum Beispiel J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter, Anorganische Chemie: Prinzipien von Struktur und Reaktivität, 2., neu bearbeitete Auflage, übersetzt und erweitert von Ralf Steudel, Berlin; New York: de Gruyter, 1995, Seiten 575, 576.
Bei quadratisch planaren Komplexen bedeutet cis-lsomerie, dass bei Komplexen der Zusammensetzung MA2B2 sowohl die beiden Gruppen A als als auch die beiden Grup¬ pen B benachbarte Ecken eines Quadrats belegen, während sowohl die beiden Grup¬ pen A als auch die beiden Gruppen B bei der trans-lsomerie jeweils die beiden einan¬ der diagonal gegenüber liegenden Ecken eines Quadrats belegen. Bezüglich der Defi¬ nition von cis/trans-lsomeren in quadratisch planaren Metallkomplexen siehe zum Bei- spiel J. Huheey, E. Keiter, R, Keiter, Anorganische Chemie: Prinzipien von Struktur und Reaktivität, 2., neu bearbeitete Auflage, übersetzt und erweitert von Ralf Stendel, Ber¬ lin; New York: de Gruyter, 1995, Seiten 557 bis 559.
Desweiteren kann der Carbenligand auch entsprechend der nachfolgend gezeigten Formel
Figure imgf000007_0001
an das Metallzentrum gebunden sein, sofern die Gruppe
Figure imgf000007_0002
eine zur Cyclometallierung geeignete und zur Doppelbindung benachbarte CH-Bindung enthält. Ferner kann in Komplexen der Formel I für n > 1 ein Carbenligand die zuvor dargestellte und der mindestens eine weitere Carbenligand die in Formel I gezeigte Anbindung an das Metallzentrum M aufweisen.
Im Allgemeinen können die verschiedenen Isomere der Metallkomplexe der Formel I nach dem Fachmann bekannten Verfahren, zum Beispiel durch Chromatographie, Sublimation oder Kristallisation, gereinigt und/oder getrennt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit sowohl jeweils einzelne Isomere der Über- gangsmetall-Carbenkomplexe der Formel I als auch Gemische verschiedener Isomere in jedem beliebigen Mischungsverhältnis.
Übergangsmetallkomplexe, die Carbenliganden enthalten, sind im Stand der Technik bekannt. So betreffen Gründemann et al., J. Am. Chem. Soc, 2002, 124, 10473 bis 10481 und Danapoulos et al., J. Chem. Soc, Dalton Trans., 2002 3090 bis 3091 Iri- dumkomplexe, die einen Carbenliganden mit der folgenden Struktureinheit
Figure imgf000007_0003
aufweisen. In Hitchcock et al. J. Organomet. Chem., 1982, 239, C 26-C 30 sind Iridi- um(lll)-Komplexe offenbart, die drei monoanionische Carbenliganden aufweisen, und die die folgende Strukturformel besitzen
Figure imgf000008_0001
In keinem der genannten Dokumente sind jedoch Lumineszenzeigenschaften, insbe¬ sondere Elektrolumineszenzeigenschaften, der offenbarten Verbindungen bzw. deren Verwendungen in OLEDs offenbart.
In Yam et al., Chem. Commun. 1989, 2261 bis 2262 und Yam et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans., 2001 , 1911 bis 1919 sind Ruthenium-Komplexe offenbart, die einen Carbenliganden aufweisen. Die photophysikalischen Eigenschaften dieser Carben- komplexe, unter anderem die Photolumineszenz der Komplexe wurde in den genann¬ ten Dokumenten untersucht. Es werden jedoch keine Angaben bezüglich einer Ver¬ wendung dieser Komplexe gemacht, noch enthalten die Dokumente Angaben bezüg¬ lich der Elektrolumineszenz der untersuchten Verbindungen.
Che et al., Organometallics 1998, 17, 1622 bis 1630 betrifft kationische Re-Komplexe, die einen Carbenliganden mit der folgenden Struktureinheit
Figure imgf000008_0002
aufweisen.
Diese Komplexe zeigen Photolumineszenz. Eine Verwendung der Re-Komplexe sowie die Untersuchung des Elektrolumineszenzverhaltens der Komplexe ist jedoch nicht offenbart. US 6,160,267 und US 6,338,977 betreffen eine molekulare Licht-emittierende Diode, die ihre Farbe in Abhängigkeit von sie umgebenden Dämpfen ändert. Diese Elektrode weist eine Sensor-Emitterschicht auf, die einen neutralen Platinkomplex enthält, wobei Platin durch zwei negativ geladene Liganden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus CN', NO2 ", NCO", NCS', Cl", Br", I" und Oxalat, koordiniert ist und die weiteren zwei Liganden ausgewählt sind aus mindestens einer und maximal zwei Arylisonitril- gruppen und einem Fischer-Carben-Komplex, der die Formel =C(Y)-NH-C6H4-Alkyl aufweist, worin Y O-Alkyl, NH-Alkyl oder N(Alkyl)2 ist. Zwingendes Merkmal der in US 6,160,267 und US 6,338,977 offenbarten Pt-Komplexe ist die Anwesenheit mindes- tens einer Arylisonitrilgruppe.
Die Eignung von Übergangsmetall-Carbenkomplexen der Formel I gemäß der vorlie¬ genden Erfindung in OLEDs, insbesondere als Licht-emittierende Substanzen in OLEDs, wobei die Substanzen dieses Strukturtyps gemäß Formel I zur Elektrolumi- neszenz im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums geeignet sind, ist in keinem der vorstehend genannten Dokumente erwähnt.
Es wurde somit gefunden, dass die Übergangsmetallkomplexe der Formel I gemäß der vorliegenden Anmeldung in OLEDs, insbesondere als Licht-emittierende Substanzen in OLEDs zur Herstellung von Displays geeignet sind.
Bevorzugt weisen die erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetall-Carbenkom- plexe der allgemeinen Formel I ein Metallatom M ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus Rh, Ir, Pd, Pt, Ru und Os auf, wobei Rh(III)1 Ir(III), Pd(II), Pt(II), Ru(IlI), Ru(IV) und Os(IV) bevorzugt sind. Besonders bevorzugt eingesetzte Metallatome sind Rh, Ir, Pt und Ru, vorzugsweise als Rh(III), Ir(III), Pt(II), Ru(III) und Ru(IV). Ganz besonders bevorzugt werden als Metallatom M Ir oder Pt eingesetzt, vorzugsweise als Ir(III) oder Pt(II), ganz besonders bevorzugt Ir(III).
Als geeignete mono- oder dianionische Liganden L, bevorzugt monoanionische Ligan¬ den L, die mono- oder bidentat sein können, kommen alle üblicherweise als mono- oder bidentate mono- oder dianionische Liganden eingesetzten Liganden in Frage.
Geeignete monoanionische monodentate Liganden sind zum Beispiel Halogenide, ins- besondere Cl" und Br", Pseudohalogenide, insbesondere CN", Cyclopentadienyl (Cp'), Alkylreste, die mit dem Übergangsmetall M über eine Sigmabindung verknüpft sind, zum Beispiel CH3, Alkylarylreste, die mit dem Übergangsmetall M über eine Sigmabin¬ dung verknüpft sind, zum Beispiel Benzyl. Geeignete monoanionische bidentate Liganden sind zum Beispiel Acetylacetonat und dessen Derivate, Picolinat, Schiffsche Basen, Aminosäuren und Tetrakis(i-pyrazolyl)- borate sowie die in WO 02/15645 genannten bidentaten monoanionischen Liganden, wobei Acetylacetonat und Picolinat bevorzugt sind. •
Geeignete neutrale mono- oder bidentate Liganden sind bereits vorstehend genannt. Bevorzugte neutrale monodentate Liganden sind ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus PPh3, P(OPh)3, AsPh3, CO, gegebenenfalls substituierte Pyridine, Nitrilen und deren Derivaten. Geeignete neutrale mono- bzw. bidentate Liganden sind bevor- zugt 1 ,4-Diphenyl-1 ,3-butadien, 1-Phenyl-1 ,3-pentadien, 2,4-Hexadien, Cycloocten, η4-Cyclooctadien und η2-Cyclooctadien (je 1,3 und je 1 ,5) sowie gegebenenfalls substi¬ tuierte Phenanthroline.
Vorzugsweise bedeutet in den erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetall-Car- benkomplexen der Formel I n mindestens 2, wobei die Carbenliganden gleich oder verschieden sein können, m und q sind jeweils 0 oder ≥ 1 , wobei die Liganden L bzw. K bei m > 1 bzw. q > 1 jeweils gleich oder verschieden sein können. Die Variablen M, L, K, Do, r, Y1 bis Y5 und A besitzen hierbei die bereits zuvor aufgeführte Bedeutung
Vorzugsweise bedeutet weiter in den erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetall- Carbenkomplexen der Formel I n mindestens 2, wobei die Carbenliganden gleich oder verschieden sein können, und m und q sind jeweils 0. Die Variablen M, L, K, Do, r, Y1 bis Y5 und A besitzen auch hier die bereits zuvor aufgeführte Bedeutung.
Desweiteren bedeutet vorzugsweise in den erfindungsgemäß verwendeten Über- gangsmetall-Carbenkomplexen der Formel I n mindestens 2, wobei die Carbenligan¬ den gleich und m und q jeweils 0 sind. Die Variablen M, L, K, Do, r, Y1 bis Y5 und A besitzen wiederum die bereits zuvor aufgeführte Bedeutung.
Die Zahl n der Carbenliganden beträgt in neutralen Übergangsmetallkomplexen, worin beispielsweise die Übergangsmetallatome Ir(III)1 Rh(III) oder Ru(III) eine Koordinati¬ onszahl von 6 aufweisen, 1 bis 3, bevorzugt 2 oder 3, besonders bevorzugt 3. Ist n > 1 können die Carbenliganden gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie gleich.
Sofern keine neutralen Liganden K vorhanden sind beträgt unter Berücksichtigung der Koordinationszahl des Ir(III), Rh(III) bzw. Ru(III) die Zahl m der monoanionischen Li¬ ganden L im vorstehend genannten Fall dementsprechend 4, 2 oder 0, bevorzugt 2 oder 0, besonders bevorzugt 0. Ist m > 1 können die Liganden L gleich oder verschie¬ den sein, bevorzugt sind sie gleich. Die Zahl n der Carbenliganden beträgt in Übergangsmetallkomplexen, worin beispiels¬ weise die Übergangsmetallatome Pt(II) oder Pd(II) eine Koordinationszahl von 4 auf¬ weisen, 1 oder 2, bevorzugt 2. Ist n > 1 können die Carbenliganden gleich oder ver¬ schieden sein, bevorzugt sind sie gleich.
Sofern keine neutralen Liganden K vorhanden sind beträgt unter Berücksichtigung der Koordinationszahl des Pt(II) bzw. Pd(II) die Zahl m der monoanionischen Liganden L im vorstehend genannten Fall dementsprechend 2 oder 0, besonders bevorzugt 0. Ist m > 1 können die Liganden L gleich oder verschieden sein, bevorzugt sind sie gleich.
Die Zahl q der neutralen Liganden K ist abhängig davon, ob die Koordinationszahl 6, beispielsweise für Ir(III), Rh(III) oder Ru(III), oder 4, beispielsweise für Pt(II) oder Pd(II), mit Hilfe der Carbenliganden und der Liganden L bereits erreicht wurde. Ist - für den Fall, dass Ir(III), Rh(III) oder Ru(III) eingesetzt werden- n gleich drei, so nimmt q einen Wert von 0 an. Ist - für den Fall, dass Pt(II) oder Pd(II) eingesetzt werden - n gleich zwei, so nimmt q ebenfalls einen Wert von 0 an.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung haben die Begriffe Aryl, Heteroaryl, Alkyl, Alke- nyl und Alkinyl die folgenden Bedeutungen:
Unter Aryl ist ein Rest mit einem Grundgerüst von 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, bevor¬ zugt 6 bis 18 Kohlenstoffatomen zu verstehen, der aus einem aromatischen Ring oder mehreren kondensierten aromatischen Ringen aufgebaut ist. Geeignete Grundgerüste sind zum Beispiel Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl oder Phenanthrenyl. Dieses Grundge- rüst kann unsubstituiert sein (d. h., dass alle Kohlenstoffatome, die substituierbar sind, Wasserstoffatome tragen), oder an einer, mehreren oder allen substituierbaren Positi¬ onen des Grundgerüsts substituiert sein. Geeignete Substituenten sind zum Beispiel Alkylreste, bevorzugt Alkylreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl oder i-Propyl, Arylreste, bevorzugt Cβ-Arylreste, die wiederum substituiert oder unsubstituiert sein können, Heteroarylreste, bevorzugt Heteroarylreste, die min¬ destens ein Stickstoffatom enthalten, besonders bevorzugt Pyridylreste, Alkenylreste, bevorzugt Alkenylreste, die eine Doppelbindung tragen, besonders bevorzugt Alkenyl¬ reste mit einer Doppelbindung und 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder Gruppen mit Do- nor- oder Akzeptorwirkung. Unter Gruppen mit Donorwirkung sind Gruppen zu verste- hen, die einen +I- und/oder +M-Effekt aufweisen, und unter Gruppen mit Akzeptorwir¬ kung sind Gruppen zu verstehen, die einen -I- und/oder -M-Effekt aufweisen. Geeigne¬ te Gruppen, mit Donor- oder Akzeptorwirkung sind Halogenreste, bevorzugt F, Cl, Br, besonders bevorzugt F, Alkoxyreste, Aryloxyreste, Carbonylreste, Esterreste, Aminres- te, wie z.B. Alkyl-, Dialkyl-, Aryl-, Diarylaminreste oder auch Diarylaminreste mit ver- brückten Arylresten, wie 1-Carbazolyl, Amidreste, CH2F-Gruppen, CHF2-Gruppen, CF3- Gruppen, CN-Gruppen, Thiogruppen oder SCN-Gruppen. Sofern die Arylreste substitu¬ iert sind tragen sie ganz besonders bevorzugt Substituenten ausgewählt aus der Grup- pe bestehend aus Methyl, F, Cl, Aryloxy und Alkoxy. Bevorzugt ist Aryl ein C6-C18-Arylrest, besonders bevorzugt ein C6-Arylrest, der gegebenenfalls mit mindes¬ tens einem der vorstehend genannten Substituenten substituiert ist. Besonders bevor¬ zugt weist der C6-Ci8-Arylrest, bevorzugt C6-Arylrest, keinen, einen oder zwei der vor- stehend genannten Substituenten auf, wobei im Falle eines Substituenten dieser in ortho-, meta- oder para-Position zur weiteren Verknüpfungsstelle des Arylrestes ange¬ ordnet ist; im Falle von zwei Substituenten können diese jeweils in meta-Position oder ortho-Position zur weiteren Verknüpfungsstelle des Arylrestes angeordnet sein oder ein Rest ist in ortho-Position und ein Rest in meta-Position angeordnet oder ein Rest ist in ortho- oder meta-Position angeordnet und der weitere Rest ist in para-Position ange¬ ordnet.
Unter Heteroaryl sind Reste zu verstehen, die sich vom vorstehend genannten Aryl dadurch unterscheiden, dass im Aryl-Grundgerüst mindestens ein Kohlenstoffatom durch ein Heteroatom ersetzt ist. Bevorzugte Heteroatome sind N, O und S. Ganz be¬ sonders bevorzugt sind ein oder zwei Kohlenstoffatome des Aryl-Grundgerüsts durch Heteroatome ersetzt. Insbesondere bevorzugt ist das Grundgerüst ausgewählt aus Systemen wie Pyridin und fünfgliedrigen Heteroaromaten wie Pyrrol oder Furan. Das Grundgerüst kann an einer, mehreren oder allen substituierbaren Positionen des Grundgerüsts substituiert sein. Geeignete Substituenten sind dieselben, die bereits unter der Definition von Aryl genannt wurden.
Unter Alkyl ist ein Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoff¬ atomen, besonders bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen zu verstehen. Das Alkyi kann verzweigt oder unverzweigt sein und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Hetero- atomen, bevorzugt Si, N, O oder S, besonders bevorzugt N, O oder S, unterbrochen sein. Des Weiteren kann das Alkyl mit einem oder mehreren der unter der Definition von Aryl genannten Substituenten substituiert sein. Es ist ebenfalls möglich, dass das Alkyl eine oder mehrere Arylgruppen trägt. Dabei sind alle der vorstehend aufgeführten Arylgruppen geeignet. Besonders bevorzugt ist Alkyl ausgewählt aus der Gruppe be¬ stehend aus Methyl, Ethyk, n-Propyl, iso-Propyl und tert.-Butyl.
Unter Alkenyl ist ein Rest zu verstehen, der dem vorstehend genannten Alkyl mit min¬ destens zwei Kohlenstoffatomen entspricht, mit dem Unterschied, dass mindestens eine C-C-Einfachbindung des Alkyls, sofern möglich, durch eine C-C-Doppelbindung ersetzt ist. Bevorzugt weist das Alkenyl eine oder zwei Doppelbindungen auf.
Unter Alkinyl ist dementsprechend ein Rest zu verstehen, der dem vorstehend genann¬ ten Alkyl mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen entspricht, mit dem Unterschied, dass mindestens eine C-C-Einfachbindung des Alkyls, sofern möglich, durch eine C-C-Dreifachbindung ersetzt ist. Bevorzugt weist das Alkinyl eine oder zwei Dreifach¬ bindungen auf. Die Variablen Y1 und Y2 bedeuten jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Alkenyl.
Y1 ist vorzugsweise Wasserstoff. Y2 ist vorzugsweise Wasserstoff oder Alkyl, beson- ders bevorzugt Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder ter.-Butyl.
Im Rahmen einer weiteren Bevorzugung bilden Y1 und Y2 zusammen mit den Kohlen¬ stoffatomen, an welche sie gebunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring, welcher ein oder zwei Stickstoffatome enthalten kann. Dieser kann mit einem weiteren, gegebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Ring anel- liert sein. Hierbei können die Heteroatome Teil des Ringes oder an den Ring angebun¬ den sein ("exoständig").
Nachfolgend sind beispielhaft entsprechende anellierte Substrukturen der Carbenli- genden gezeigt:
Figure imgf000013_0001
X = CR2, C(O), O, S, NR; R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000014_0001
Darüberhinaus sind auch noch höher anellierte Substrukturen, welche sich von den zuvor gezeigten Substrukturen z.B. durch Benzanellierung ableiten, möglich.
Weitere Beispiele für höher anellierte Substrukturen der Carbenliganden sind auch:
Figure imgf000014_0002
X = CH, N X' = CR2, C(O), O, S, NR (R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl) Bevorzugte Substrukturen für die Carbenliganden sind:
Figure imgf000015_0001
R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl
Desweiteren können Y3 und Y2 zusammen mit dem Donoratom Do und dem Kohlen¬ stoffatom, an welches Y2 gebunden ist, einen fünf- oder sechsgliedrigen Ring bilden, welcher außer dem Donoratom Do noch ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S enthalten kann. Hierbei kann Y2 (zusammen mit Y1) bereits Bestandteil eines gegebenenfalls (höher) anellierten aromatischen Ringes sein, wie etwa in den zuvor aufgeführten Substrukturen der Carbenliganden, oder Y2 ist ein (formal) eigenständiger Rest, welcher mit Y3 eine weitere Substruktur der Carbenligan¬ den bildet.
Da für den vorgenannten Fall (formal) das Vorhandensein des Restes Y3 zwingend ist, kommt als Donoratom nur ein Stickstoffatom in Frage. Beispiele für entsprechende Substrukturen in den Carbenliganden sind:
Figure imgf000016_0001
X = CR2, O, S, NR (R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl)
Bevorzugte Substrukturen sind hierbei:
Figure imgf000016_0002
worin X eine CH2-Gruppe oder ein Sauerstoffatom bedeutet.
Bilden Y1 und Y2 zusätzlich noch -wie zuvor ausgeführt- einen gegebenenfalls höher anellierten aromatischen Ring, so ergeben sich beispielsweise nachfolgend gezeigte Substrukturen der Carbenliganden:
Figure imgf000016_0003
Figure imgf000017_0001
X' = O, S
X = CR2, O, S, NR (R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl)
wobei das Symbol
Figure imgf000017_0002
für eine mögliche Anellierung des Benzolringes -wie zuvor aufgeführt- steht. Bevorzugt kommt diesem Symbol die Bedeutung der Fragmente
Figure imgf000017_0003
R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl zu.
Bevorzugte Substrukturen sind hierbei:
Figure imgf000017_0004
Figure imgf000017_0005
wobei das Symbol
Figure imgf000018_0001
vorzugsweise die zuvor beschriebene Bedeutung besitzt und X für eine CH2-Gruppe oder ein Sauerstoffatom steht.
Die Variable A in Formel I bedeutet eine Brücke mit drei oder vier Atomen, wovon ein oder zwei Atome Heteroatome sein können und die restlichen Atome Kohlenstoffatome sind, so dass die Gruppe (im Folgenden auch als "G" bezeichnet)
Figure imgf000018_0002
einen fünf- oder sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring oder einen Benzolring bildet. Als Heteroatome kommen hierbei insbesondere O, N und S in Betracht.
Nachfolgend sind geeignete fünfgliedrige heteroaromatische Ringe in der Bedeutung der Gruppe G aufgeführt:
Figure imgf000018_0003
wobei R Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl oder Heteroaryl -wie zuvor definiert- bezeichnet, wobei die Bindung des Ringstickstoffatoms für R gleich Heteroaryl über ein Kohlenstoffatom oder gegebenenfalls über ein hierzu geeignetes Heteroatom des He- teroaryls erfolgt. Geeignete sechsgliedrige heteroaromatische Ringe in der Bedeutung der Gruppe G sind:
Figure imgf000019_0001
Vorzugsweise kommen für die Gruppe G in Betracht:
Figure imgf000019_0002
Die Gruppe G kann mit Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al- kyl, Alkyloxy, Alkylthio, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Halogen, CN, CHO, Alkylcarbonyl, Aryl- carbonyl, Carboxyl, Alkyloxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Hydroxysulfonyl, Alkyloxysulfo- nyl, Aryloxysulfonyl, NO2 und NO substituiert sein. Sofern die genannten Substituenten Heteroatome enthalten, erfolgt deren Anbindung an die Gruppe G üblicherweise über Kohlenstoffatome der Gruppe G. Die Anbindung kann jedoch auch über geeignete He¬ teroatome der Gruppe G stattfinden.
Bevorzugte substituierte Gruppen G sind:
Figure imgf000019_0003
(Ga) (Gb)
worin R" für CN, CHO, Alkylcarbonyl, Arylcarbonyl, Carboxyl, Alkyloxycarbonyl, Arylo¬ xycarbonyl, Hydroxysulfonyl, Alkyloxysulfonyl, Aryloxysulfonyl, NO2 oder NO steht, k" Werte von O oder 1 annimmt, R und R' jeweils unabhängig voneinander Alkyl oder Ha¬ logen, insbesondere Fluor, bezeichnen und k und k' Werte von O oder 1 annehmen, mit der Maßgabe, dass in Gruppe (Ga) die Summe aus k und k' 1 oder 2 beträgt und in Gruppe (Gb) die Summe aus k und k' 1 oder 2 beträgt, wenn k" einen Wert von 0 annimmt, und die Summe aus k und k" 0, 1 oder 2 beträgt, wenn k" einen Wert von 1 annimmt. Für den Fall, dass k" einen Wert von 0 annimmt beträgt die Summe aus k und k' vorzugsweise 2; für den Fall, dass k" einen Wert von 1 annimmt, beträgt die Summe aus k und k" vorzugsweise 0 oder 2. Einem Wert von 0 für k, k' oder k" kommt hierbei die Bedeutung zu, dass sich an der entsprechenden Position des Rin¬ ges keiner der genannten Substituenten R, R'oder R" und damit ein Wasserstoffatom befindet. Nehmen k und k' jeweils einen Wert von 1 an, so sind die Substituenten vor¬ zugsweise gleich.
Für R und R' kommen als Alkyl insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl und tert.-Butyl in Betracht. Als Alkyl bzw. Aryl, welches in den entsprechenden Resten der Definition von R" enthalten ist, kommen insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Pro¬ pyl und tert.-Butyl bzw. Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl oder Phenanthrenyl, welche jeweils mit Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl, F, Cl, Phenoxy, Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy und tert.-Butoxy substituiert sein können, in Betracht, wobei gegebenenfalls substituiertes Phenyl bevorzugt ist.
Insbesondere sind als solche substituierten Gruppen zu nennen:
Figure imgf000020_0001
Desweiteren kann die Gruppe G auch mit einem weiteren, gegebenenfalls Heteroato- me enthaltenden Ring anelliert sein, wobei letzterer Ring selbst wieder anelliert sein kann.
Beispiele für solche höher anellierten Gruppen G sind:
Figure imgf000021_0001
worin X O1 S oder NR, mit R gleich Wasserstoff, Alkyl oder Aryl, und die beiden X' un¬ abhängig voneinander eine Carbonylgruppe, CR2-Gruppe, O, S oder NR, mit R gleich Wasserstoff, Alkyl oder Aryl, bedeuten.
Bevorzugte anellierte Gruppen G sind:
Figure imgf000022_0001
worin X die Bedeutung O, S oder NR1 mit R gleich Wasserstoff, Alkyl oder Aryl, bevor¬ zugt Wasserstoff oder Alkyl, zukommt.
Desweiteren kann Y1 zusammen mit einer Gruppe ausgewählt aus chemischer Ein¬ fachbindung, C(Y4)2, C(O), O, S, S(O), SO2 und NY5 eine zweigliedrige Brücke B zu demjenigen Kohlenstoff- oder Heteroatom der Brücke A ausbilden, welches α-ständig zum Kohlenstoffatom steht, das an das N-Atom der Carbeneinheit des Carbenliganden gebunden ist. Y4 und Y5 bedeuten jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Aryl oder Heteroaryl, wie bereits weiter oben definiert, oder Wasserstoff. Die beiden Y4 in der Brücke C(Y4)2 können hierbei unabhängig voneinander variiert werden, vorzugsweise sind sie jedoch gleich. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den beiden Resten R4 um zwei Wasserstoffatome oder zwei Methylgruppen. Formal lassen sich solche Substrukturen darstellen als:
Figure imgf000023_0001
wobei der Stern das zum N-gebundenen vinylischen Kohlenstoffatom α-ständige Koh¬ lenstoff- oder geeignete Heteroatom der Brücke A und B die aus Y1 und chemischer Einfachbindung, C(Y4)2, C(O), O, S, S(O), SO2 oder NY5 zusammengesetzte Brücke bezeichnet. Beispiele für solche Substrukturen sind:
Figure imgf000023_0002
In den Formeln (Ba) und (Bb) besteht die Brücke B jeweils aus einer Ethylen-diyl- Einheit, in den Formeln (Bc) und (Bd) jeweils aus einer Einheit -CH2-X-, in welcher X die Bedeutung C(Y4)2, C(O), O, S, S(O), SO2 oder NY5 zukommt.
Bilden Y1 und Y2 zusätzlich einen gegebenenfalls anellierten aromatischen Ring, z.B. einen Benzolring, so ergeben sich etwa die nachfolgend gezeigten Substrukturen:
Figure imgf000023_0003
wobei die Brücke B teilweise Bestandteil des Bezolringes ist. X steht wiederum für eine chemische Einfachbindung, C(Y4)2l C(O), O, S, S(O), SO2 oder NY5, das Symbol
Figure imgf000024_0001
wie auch bereits zuvor, für eine Anellierung des Benzolringes.
Bevorzugt kommt diesem Symbol auch hier die Bedeutung der Fragmente
Figure imgf000024_0002
R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl zu.
Bevorzugte Substrukturen sind:
Figure imgf000024_0003
worin X insbesondere für O, S, eine C(CH3)2- oder SO2-Gruppe steht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden auch Neutrale Übergangsmetall- Carbenkomplexe der allgemeinen Formel I
Figure imgf000024_0004
beansprucht, worin die Variablen die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co, Rh, Ir, Nb1 Pd, Pt,
Fe, Ru, Os1 Cr, Mo1 W, Mn, Re1 Cu, Ag und Au in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe;
L mono- oder dianionischer Ligand, der mono- oder bidentat sein kann;
K neutraler mono- oder bidentater Ligand ausgewählt aus der Gruppe beste- hend aus Phosphinen; Phosphonaten und Derivaten davon, Arsenaten und
Derivaten davon; Phosphiten; CO; Pyridinen; Nitrilen, Monoolefinen und kon¬ jugierten Dienen, die einen π-Komplex mit M bilden;
n Zahl der Carbenliganden, wobei n mindestens 1 ist und die Carbenliganden in dem Komplex der Formel I bei n >1 gleich oder verschieden sein können;
m Zahl der Liganden L, wobei m 0 oder > 1 sein kann und die Liganden L bei m
> 1 gleich oder verschieden sein können;
q Zahl der Liganden K, wobei q 0 oder ≥ 1 sein kann und die Liganden K bei q >
1 gleich oder verschieden sein können,
wobei die Summe n + m + q von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Metallatoms und von der Zähnigkeit sowie der Ladung der Liganden abhängig ist, mit der Bedingung, dass n mindestens 1 ist;
Do Donoratom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S;
r gleich 1 , wenn Do N ist, und O, wenn Do O oder S ist;
Y\ Y2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl oder Heteroaryl;
oder
Y1 und Y2 bilden zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an welche sie ge¬ bunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring, welcher ein oder zwei Stickstoff atome enthalten kann, und welcher gegebenenfalls mit einem weite¬ ren, gegebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthalten- den Ring anelliert ist;
Y3 Wasserstoff oder Alkyl; oder
Y3 und Y2 bilden zusammen mit dem Donoratom Do und dem Kohlenstoff¬ atom, an welches Y2 gebunden ist, einen fünf- oder sechsgliedrigen Ring, wel- eher außer dem Donoratom Do noch ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S enthalten kann;
A eine Brücke mit drei oder vier Atomen, wovon ein oder zwei Atome Hetero- atome sein können und die restlichen Atome Kohlenstoffatome sind, so dass die Gruppe
Figure imgf000026_0001
einen fünfgliedrigen heteroaromatischen oder sechsgliedrigen aromatischen oder heteroaromatischen Ring bildet, der gegebenenfalls mit Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkyloxy, Alkylthio, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Halogen, CN, CHO, Alkylcarbonyl, Arylcarbonyl, Carboxyl, Alkyloxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Hydroxysulfonyl, Alkyloxysulfonyl, Aryloxy- sulfonyl, NO2 und NO substituiert und gegebenenfalls mit einem weiteren, ge- gebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Ring anelliert ist,
wobei gegebenenfalls Y1 zusammen mit einer Gruppe ausgewählt aus chemi¬ scher Einfachbindung, C(Y4)2, C(O), O, S, S(O), SO2 und NY5 eine zweiglied- rige Brücke B zu demjenigen Kohlenstoff- oder Heteroatom der Brücke A aus¬ bildet, welches α-ständig zum Kohlenstoffatom steht, das an das N-Atom der Carbeneinheit des Carbenliganden gebunden ist;
Y4, Y5 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Heteroaryl, wo- bei die beiden Y4 in der Brücke C(Y4)2 unabhängig voneinander variiert wer¬ den können.
Die hinsichtlich der Verwendung in OLEDs aufgeführten bevorzugten strukturellen Merkmale der Komplexe sowie die bevorzugten Definitionen der Variablen gelten hier- bei auch für die erfindungsgemäß beanspruchten Komplexe. Bevorzugte erfindungsgemäße Komplexe der Formel I enthalten einen oder mehrere Carbenliganden, welche durch Kombination von Substrukturen ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000027_0001
Y1, Y2 = Wasserstoff, Alkyl
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000027_0004
R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl
und ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000027_0005
Figure imgf000028_0001
X = O1 S, NR; R = Wasserstoff oder Alkyl
erhalten werden, wobei das Donoratom Do bevorzugt S oder N-Y3 und Y3 bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl bedeutet.
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Komplexe der Formel I enthalten einen oder mehrere Carbenliganden, welche durch Kombination von Substrukturen ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000028_0002
Y1, Y2 = Wasserstoff, Alkyl
und ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000029_0001
erhalten werden, wobei das Donoratom Do bevorzugt S oder N-Y3 und Y3 bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl bedeutet.
Insbesondere sind zu dieser Kombination die folgenden Komplexe zu nennen, welche nur Carbenliganden besitzen:

Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0002
32
Figure imgf000033_0001
worin M für Ru(III)1 Rh(III), Ir(III), Pd(II) oder Pt(II) steht, n für Ru(III), Rh(III) und Ir(III) den Wert 3, für Pd(II) und Pt(II) den Wert 2 annimmt und Y2 und Y3 Wasserstoff, Me¬ thyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl bedeuten. Bevorzugt handelt es sich bei M um Ir(III) mit n gleich 3. Y3 bedeutet vorzugsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl. Zum Teil sind vorstehend isomere Verbindungen aufgeführt, um das eingangs Gesagte hinsichtlich der Isomerie der Carbenkomplexe der Formel I zu ver¬ anschaulichen.
Weitere besonders bevorzugte erfindungsgemäße Komplexe der Formel I enthalten einen oder mehrere Carbenliganden, welche durch Kombination von Substrukturen ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000034_0001
R = Wasserstoff, Alkyl, Aryl
und ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000034_0002
erhalten werden, wobei das Donoratom Do bevorzugt S oder N-Y3 und Y3 bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl bedeutet.
Insbesondere sind zu dieser Kombination die folgenden Komplexe zu nennen, welche nur Carbenliganden besitzen:
Figure imgf000035_0001
X = O1 S
Figure imgf000035_0002
worin M für Ru(III)1 Rh(III)1 Ir(III), Pd(II) oder Pt(II) steht, n für Ru(III), Rh(III) und Ir(III) den Wert 3, für Pd(II) und Pt(II) den Wert 2 annimmt und Y3 Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl bedeuten. Bevorzugt handelt es sich bei M um Ir(III) mit n gleich 3. Y3 bedeutet vorzugsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl.
Weitere besonders bevorzugte erfindungsgemäße Komplexe der Formel I enthalten einen oder mehrere Carbenliganden, welche Substrukturen ausgewählt aus der Grup¬ pe:
Figure imgf000036_0001
enthalten, wobei Do die Bedeutung S oder N-Y3 und Y die Bedeutung O, S, C(CH3)2 oder SO2 zukommt, Y2 die Bedeutung Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl und Y3 die Bedeutung Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl annehmen.
Insbesondere sind als entsprechende Komplexe zu nennen:
Figure imgf000037_0001
worin M für Ru(III), Rh(III), Ir(III), Pd(II) oder Pt(II) steht, n für Ru(III), Rh(III) und Ir(III) den Wert 3 und für Pd(II) und Pt(II) den Wert 2 annimmt, Y die Bedeutung O, S,
C(CH3J2 oder SO2, Do die Bedeutung S oder N-Y3, Y2 die Bedeutung Wasserstoff, Me¬ thyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl und Y3 die Bedeutung Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl annimmt. Bevorzugt handelt es sich bei M um Ir(III) mit n gleich 3. Beispielhaft seien hier genannt:
Figure imgf000038_0001
worin M für Ru(III), Rh(III) und insbesondere Ir(III), Pd(II) oder Pt(II) steht, n für Ru(III), Rh(III) und Ir(III) den Wert 3 und für Pd(II) und Pt(II) den Wert 2 annimmt.
Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Komplexe der Formel I enthalten einen oder mehrere Carbenliganden, welche durch Kombination von Substrukturen ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000039_0001
worin X für eine CH2-Gruppe oder ein Sauerstoffatom steht und Y1 für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl,
und ausgewählt aus der Gruppe
Figure imgf000039_0002
erhalten werden.
Insbesondere sind zu dieser Kombination die folgenden Komplexe zu nennen, welche nur Carbenliganden besitzen:
Figure imgf000039_0003
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000040_0002
Figure imgf000041_0001
worin M für Ru(III), Rh(III) und insbesondere Ir(III), Pd(II) oder Pt(II) steht, n für Ru(III)1 Rh(III) und Ir(III) den Wert 3 und für Pd(II) und Pt(II) den Wert 2 annimmt.
Obwohl in den vorherigen Ausführungen das Augenmerk auf Komplexe mit gleichen Carbenliganden gerichtet ist, sei hier angemerkt, dass natürlich auch Komplexe mit verschiedenen Carbenliganden und/oder mit Liganden L und/oder K (entsprechende Liganden L und K wurden bereits eingangs definiert) erfindungsgemäß Verwendung finden können.
Anhand der nachfolgenden Tabelle seien schematisch die Komplexe mit dreiwertigen Metallzentren ML'(L")2 mit zwei verschiedenen Carbenliganden L' und L" genannt
Figure imgf000041_0002
wobei M beispielsweise für Ru(III), Rh(III) oder Ir(III), insbesondere Ir(III), und L' und L" beispielsweise für Liganden ausgewählt aus der Gruppe der Liganden L1 bis L7
Figure imgf000042_0001
stehen, Y2 Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl und Y3 Me¬ thyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl. bezeichnet. Ein Vertreter dieser Komplexe mit verschiedenen Carbenliganden (L' = L4 mit Y2 = Wasserstoff und Y3 = Methyl; L" = L2 mit Y2 = Wasserstoff und Y3 = Methyl) ist bei¬ spielsweise:
Figure imgf000042_0002
Selbstverständlich können in den erfindungsgemäß verwendeten Komplexen dreiwerti¬ ger Metallzentren (etwa im Falle von Ru(III), Rh(III) oder Ir(III)) auch alle drei Carbenli¬ ganden verschieden voneinander sein. Beispiele für Komplexe dreiwertiger Metallzentren M mit Liganden L (hier monoanioni- scher, bidentater Ligand) als "Zuschauerliganden" sind LML'L", LM(L')2 und L2ML', worin M etwa für Ru(III), Rh(III) oder Ir(III), insbesondere Ir(III), steht, und L' und L" die zuvor aufgeführte Bedeutung besitzen. Für die Kombination von L' und L" in den Komplexen LML'L" ergibt sich hierbei:
Figure imgf000043_0001
Als Liganden L kommen vor allem das Acetylacetonat und dessen Derivate, das Picoli- nat, Schiffsche Basen, Aminosäuren, Tetrakis(1-pyrazolyl)borate sowie die in WO 02/15645 genannten bidentaten monoanionischen Liganden in Frage; insbesonde¬ re sind das Acetylacetonat und Picolinat von Interesse. Im Falle der Komplexe L2ML' können die Liganden L gleich oder verschieden sein.
Ein Vertreter dieser Komplexe mit verschiedenen Carbenliganden (L' = L4 mit Y2 = Wasserstoff und Y3 = Methyl; L" = L2 mit Y2 = Wasserstoff und Y3 = Methyl) ist bei¬ spielsweise:
Figure imgf000044_0001
worin z1 und z2 im Symbol
Figure imgf000044_0002
für die beiden Zähne des Liganden L stehen. Y3 bezeichnet Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl oder tert.-Butyl, insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl oder iso-Pro- pyl.
Die vorstehend genannten neutralen Übergangsmetall-Komplexe sind hervorragend als Emittermoleküle in organischen Licht-emittierenden Dioden (OLEDs) geeignet. Durch einfache Variationen der Liganden oder des Zentralmetalls ist es möglich, Über¬ gangsmetall-Komplexe bereit zu stellen, die Elektrolumineszenz im roten, grünen so¬ wie insbesondere im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zeigen. Die erfindungsgemäß verwendeten neutralen Übergangsmetall-Komplexe eignen sich da¬ her für den Einsatz in technisch verwendbaren Vollfarbendisplays.
Des Weiteren sind die vorstehend genannten neutralen Übergangsmetallkomplexe als Elektronen-, Excitonen- oder Lochblocker in OLEDs geeignet, in Abhängigkeit von den eingesetzten Liganden und dem eingesetzten Zentralmetall.
Die erfindungsgemäßeπ Übergangsmetall-Carbenkomplexe der Formel I können ana¬ log zu dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Geeignete Herstel¬ lungsverfahren sind zum Beispiel in den Übersichtsartikeln W. A. Hermann et al., Ad- vances in Organometallic Chemistry, Vol. 48, 1 bis 69, W. A. Hermann et al., Angew. Chem. 1997, 109, 2256 bis 2282 und G. Bertrand et al. Chem. Rev. 2000, 100, 39 bis 91 und der darin zitierten Literatur aufgeführt.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zur Herstellung der Carbenkomplex der Formel I.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die erfindungsgemäßen Über¬ gangsmetallkomplexe der Formel I durch Deprotonierung von den den entsprechenden Carbenliganden entsprechenden Ligandvorläufem und anschließende oder gleichzeiti¬ ge Umsetzung mit geeigneten, das gewünschte Metall enthaltenden, Metallkomplexen hergestellt.
Daneben ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Übergangsmetallkomplexe durch direkte Verwendung von Wanzlick-Olefinen möglich.
Geeignete Ligandvorläufer sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt handelt es sich um kationische Vorstufen mit negativ geladenen Gegenionen.
In einer Ausführungsform werden die kationischen Vorstufen mit einer Base umgesetzt, wobei je nach Vorläufer unterschiedliche Zwischenprodukte entstehen können. Je nach Reaktionsführung entstehen so beispielsweise Alkoxid-Derivate, dimere Wanzlick- Olefine oder die freien N-Heterocyclencarbene. Alkoxid-Derivate und Wanzlick-Olefine werden üblicherweise in Gegenwart einer geeigneten Metallvorstufe thermisch be- lastet, wobei eine Abspaltung des Alkohols bzw. die Spaltung des Dimeren erfolgt und die Metallcarben-Verbindung in Anwesenheit von geeigneten Metallkomplexen gebildet wird. Die Umsetzungen werden üblicherweise in geeigneten, dem Fachmann bekann¬ ten oder durch einfache Vorversuche zu ermittelnden Lösungsmitteln durchgeführt, wobei bei zweistufigen Varianten für beide Teilschritte das gleiche oder unterschiedli- che Lösungsmittel verwendet werden können. Als mögliche Lösungsmittel stehen zum Beispiel zur Auswahl aromatische und aliphatische Lösungsmittel oder Ether, zum Bei¬ spiel Toluol, Tetrahydrofuran, desweiteren Alkohole oder chlorierte Kohlenwasserstof¬ fe, wie Methylenchlorid, flüssiger Ammoniak, gegebenenfalls im Gemisch mit Tetra¬ hydrofuran, sowie polar-aprotische Lösungsmittel, wie etwa Dimethylformamid, N- Methylpyrrolidon oder Acetonitril. Alkohole und halogenierte Kohlenwasserstoffe wer¬ den im Allgemeinen nur dann eingesetzt, wenn in der Umsetzung kein freies Carben gebildet wird.
Die Base zur Umsetzung mit den Ligandvorläufen kann in den Metallverbindungen, welche das gewünschte Metall M der Komplexe der Formel I enthalten, vorliegen. Als mögliche Metallverbindungen kommen in Frage Metallacetate, Metallacetylacetonate, Metallamide oder Metallalkoxylate. Desweiteren kann die Umsetzung mit externen Ba- sen, wie KO1Bu, NaO1Bu, LiO1Bu, NaH, Disilaziden sowie Phosphazenbasen, erfolgen. Weiter ist es möglich, die Umsetzung mit den Ligandvorläufern mit den, die Base ent¬ haltenden Metallverbindungen in Kombination mit externen Basen durchzuführen.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Übergangsmetall-Carbenkomplexe der Formel I ausgehend von den entsprechenden kationischen Vorstufen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Azoliumsalzen, insbesondere Imidazoliumsalzen, Benzimi- dazoliumsalzen; Triazoliumsalzen und Azolidiniumsalzen, insbesondere Imidazolidini- umsalzen, durch Reaktion mit einer externen Base, bevorzugt KO1Bu oder Disilaziden, insbesondere z. B. Kalium-bis(trimethylsilyl)-amid, und anschließender oder in situ Umsetzung des erhaltenen Zwischenprodukts mit einem Komplex des gewünschten Metalls erhalten.
Geeignete Komplexe des gewünschten Metalls sind dem Fachmann bekannt. Das ge- wünschte Metall in dem eingesetzten Metallkomplex und das entsprechende Metall des daraus hergestellten Übergangsmetall-Carbenkomplexes I müssen nicht dieselbe Oxi- dationsstufe aufweisen.
Bei der Herstellung von Iridium(lll)-Komplexen der allgemeinen Formel I, die gemäß der vorliegenden Anmeldung besonders bevorzugt sind, können beispielsweise die folgenden Iridium(lll)-Komplexe eingesetzt werden: [(μ-CI)lr(η4-1 ,5-cod)]2, [(μ-CI)lr(η2- 1 , 5-COe)J2, lr(acac)3, IrCI3 x n H2O, (tht)3lrCI3, worin cod Cyclooctadien, coe Cyclooc- ten, acac Acetylacetonat und tht Tetrahydrothiophen bedeuten.
Alkoxid-Derivate oder Wanzlick-Olefine werden üblicherweise bei Raumtemperatur zu den entsprechenden Metallvorstufen gegeben und anschließend thermisch belastet, wobei im Fall der Alkoxid-Derivate der entsprechende Alkohol abgespalten wird, bzw. die dimeren Wanzlick-Olefine gespalten werden und die Metall-Carben-Verbindung gebildet wird. Üblicherweise finden diese Reaktionen bei Temperaturen von 20 bis 16O0C statt. Sollen als Zwischenprodukte freie Carbene eingesetzt (z.B. lmidazolin-2- ylidene) werden, so gibt man diese in der Regel unter Kühlung der Metallvorstufe zu, erwärmt anschließend auf Raumtemperatur (20 bis 25°C) und/oder gegebenenfalls auf noch höhere Temperatur. Üblicherweise wird die Umsetzung in einem Temperaturbe¬ reich von -78 bis +16O0C durchgeführt.
Das Verhältnis von eingesetztem Metallkomplex zu eingesetztem Ligandvorläufer ist abhängig von dem gewünschten Komplex, der mindestens zwei Carbenliganden trägt. Handelt es sich bei dem Metallatom um Ir(III), was besonders bevorzugt ist, und enthält der gewünschte Übergangsmetallkomplex drei Carbenliganden, was ebenfalls beson- ders bevorzugt ist, so muss die molare Menge an Ligandvorläufern etwa dreimal so groß sein wie die molare Menge an Metall im Metallkomplex, wobei ein geringer Über- schuss des Ligandvorläufers eingesetzt werden kann. Das molare Verhältnis von Me- tall im Metallkomplex zur molaren Menge an Ligandvorläufem beträgt in der Regel 1 :
3 bis 1 : 6.
Das molare Verhältnis an eingesetzter Base zu eingesetztem Ligandvorläufer liegt üb- licherweise bei 3 : 1 bis 1 : 1 , bevorzugt bei 2 : 1 bis 1 : 1. Bei Verwendung von starken Basen, wie LiO1Bu, NaO'Bu, KO1Bu oder Kalium-bis-(trimethylsilyl)amid (KHMDS), ist in der Regel ein molares Verhältnis von Base zu Ligandvorläufer von 1 : 1 ausreichend.
Im Folgenden ist beispielhaft die Herstellung von zwei erfindungsgemäßen Iridium- komplexen mit N-heterocyclischen Carbenliganden dargestellt:
Imidazolin-Yliden-Komplex:
1. + 3 KHMDS/Toluol
2. + 1/2 [(μ-CI)lr(η4-1 ,5-cod)]2/THF
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Figure imgf000047_0002
X' bedeutet eine anionische Gruppe, bevorzugt ein Halogenid, Pseudohalogenid oder eine andere monoanionische Gruppe, zum Beispiel Cl', Br', I", BF4 ", PF6 ', CN", SCN", besonders bevorzugt BF4 ', PF6 '.
Benzimidazolin-Yliden-Komplex:
1. + 4 KOιBu/THF 2. + 1/2 [(μ-CI)lr(ηM ,5-cod)]2/ Toluol, ΔT
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X' wurde bereits vorstehend definiert.
Die erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetallcarbenkomplexe eignen sich her¬ vorragend als Emittersubstanzen, da sie eine Emission (Elektrolumineszenz) im sicht- baren Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufweisen. Mit Hilfe der erfindungs¬ gemäß verwendeten Übergangsmetallcarbenkomplexe als Emittersubstanzen ist es möglich, Verbindungen bereit zu stellen, die Elektrolumineszenz im roten, grünen so¬ wie im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufweisen. Somit ist es möglich mit Hilfe der erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetallcarbenkomplexe als Emittersubstanzen technisch einsetzbare Vollfarbendisplays bereit zu stellen.
Durch die Zugänglichkeit von verschieden substituierten Carbenliganden sowie ver¬ schiedenen Übergangsmetallen lassen sich Emittersubstanzen herstellen, die in ver¬ schiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums Licht emittieren. Dabei ist die Quantenausbeute hoch und die Stabilität der Übergangsmetallcarbenkomplexe im Device, insbesondere solcher mit N-heterocyclischen Carbenliganden, hoch.
Des Weiteren sind die vorstehend genannten neutralen Übergangsmetallkomplexe als Elektronen-, Excitonen- oder Lochblocker in OLEDs geeignet, in Abhängigkeit von den eingesetzten Liganden und dem eingesetzten Zentralmetall.
Organische Licht-emittierende Dioden sind grundsätzlich aus mehreren Schichten auf¬ gebaut:
1. Anode
2. Löcher-transportierende Schicht
3. Licht-emittierende Schicht
4. Elektronen-transportierende Schicht
5. Kathode
Es ist jedoch auch möglich, dass das OLED nicht alle der genannten Schichten auf¬ weist, zum Beispiel ist ein OLED mit den Schichten (1) (Anode), (3) (Licht-emittierende Schicht) und (5) (Kathode) ebenfalls geeignet, wobei die Funktionen der Schichten (2) (Löcher-transportierende Schicht) und (4) (Elektronen-transportierende Schicht) durch die angrenzenden Schichten übernommen werden. OLEDs, die die Schichten (1 ), (2), (3) und (5) bzw. die Schichten (1), (3), (4) und (5) aufweisen, sind ebenfalls geeignet.
Die Übergangsmetallcarbenkomplexe gemäß der vorliegenden Anmeldung können in verschiedenenen Schichten eines OLEDs eingesetzt werden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein OLED enthaltend mindestens einen Über- gangsmetallcarbenkomplex gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die Übergangsme¬ tallcarbenkomplexe werden bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht als Emitter- moleküle eingesetzt. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen Übergangsmetall-carben- komplex als Emittermolekül. Bevorzugte Übergangsmetallcarbenkomplexe, insbeson¬ dere Übergangsmetallcarbenkomplexe mit N-heterocyclischen Carbenliganden, sind bereits vorstehend genannt.
Die erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetallcarben¬ komplexe können in Substanz - ohne weitere Zusätze - in der Licht-emittierenden Schicht oder einer anderen Schicht des OLEDs, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, vorliegen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass neben den erfindungsgemäß eingesetzten Übergangsmetallcarbenkomplexen weitere Verbindungen in den Schich¬ ten enthaltend mindestens einen Übergangsmetallcarbenkomplex gemäß der vorlie¬ genden Anmeldung, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, vorliegen. Beispiels¬ weise kann in der Licht-emittierenden Schicht ein fluoreszierender Farbstoff anwesend sein, um die Emissionsfarbe des als Emittermoleküls eingesetzten Übergangsmetall- carbenkomplexes zu verändern. Des Weiteren kann ein Verdünnungsmaterial einge¬ setzt werden. Dieses Verdünnungsmaterial kann ein Polymer sein, zum Beispiel Po- ly(N-vinylcarbazol) oder Polysilan. Das Verdünnungsmaterial kann jedoch ebenfalls ein kleines Molekül sein, zum Beispiel 4,4'-N, N'-Dicarbazolbiphenyl (CDP=CBP) oder ter- tiäre aromatische Amine. Wenn ein Verdünnungsmaterial eingesetzt wird, beträgt der Anteil der erfindungsgemäß eingesetzten Übergangsmetallcarbenkomplexe in der Licht-emittierenden Schicht im Allgemeinen weniger als 60 Gew.-%, bevorzugt weniger als 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%.
Die einzelnen der vorstehend genannten Schichten des OLEDs können wiederum aus 2 oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Beispielsweise kann die Löcher-trans- portierende Schicht aus einer Schicht aufgebaut sein, in die aus der Elektrode Löcher injiziert werden und einer Schicht, die die Löcher von der Lochinjektionsschicht weg in die Licht-emittierende Schicht transportiert. Die Elektronen-transportierende Schicht kann ebenfalls aus mehreren Schichten bestehen, zum Beispiel einer Schicht, worin Elektronen durch die Elektrode injiziert werden, und einer Schicht, die aus der Elektro¬ neninjektionsschicht Elektronen erhält und in die Licht-emittierende Schicht transpor¬ tiert. Diese genannten Schichten werden jeweils nach Faktoren wie Energieniveau, Temperaturresistenz und Ladungsträgerbeweglichkeit, sowie Energiedifferenz der ge- nannten Schichten mit den organischen Schichten oder den Metallelektroden ausge¬ wählt. Der Fachmann ist in der Lage, den Aufbau der OLEDs so zu wählen, dass er optimal an die erfindungsgemäß als Emittersubstanzen verwendeten Übergangsme¬ tallcarbenkomplexe angepasst ist.
Um besonders effiziente OLEDs zu erhalten, sollte das HOMO (höchstes besetztes Molekülorbital) der Loch-transportierenden Schicht mit der Arbeitsfunktion der Anode angeglichen sein und das LUMO (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) der elektro- nentransportierenden Schicht sollte mit der Arbeitsfunktion der Kathode angeglichen sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein OLED enthaltend min- destens eine erfindungsgemäße Licht-emittierende Schicht. Die weiteren Schichten in dem OLED können aus einem beliebigen Material aufgebaut sein, das üblicherweise in solchen Schichten eingesetzt wird und dem Fachmann bekannt ist.
Die Anode (1 ) ist eine Elektrode, die positive Ladungsträger bereitstellt. Sie kann zum Beispiel aus Materialien aufgebaut sein, die ein Metall, eine Mischung verschiedener Metalle, eine Metalllegierung, ein Metalloxid oder eine Mischung verschiedener Metall¬ oxide enthält. Alternativ kann die Anode ein leitendes Polymer sein. Geeignete Metalle umfassen die Metalle der Gruppen 11 , 4, 5 und 6 des Periodensystems der Elemente sowie die Übergangsmetalle der Gruppen 8 bis 10. Wenn die Anode lichtdurchlässig sein soll, werden im Allgemeinen gemischte Metalloxide der Gruppen 12, 13 und 14 des Periodensystems der Elemente eingesetzt, zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO). Es ist ebenfalls möglich, dass die Anode (1) ein organisches Material, zum Beispiel Polyanilin enthält, wie beispielsweise in Nature, Vol. 357, Seiten 477 bis 479 (11. Juni 1992) beschrieben ist. Zumindest entweder die Anode oder die Kathode sollten min- destens teilweise transparent sein, um das gebildete Licht auskoppeln zu können.
Geeignete Lochtransportmaterialien für die Schicht (2) des erfindungsgemäßen OLEDs sind zum Beispiel in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technologie, 4. Auflage, Vol. 18, Seiten 837 bis 860, 1996 offenbart. Sowohl Löcher transportierende Moleküle als auch Polymere können als Lochtransportmaterial eingesetzt werden. Üblicherweise eingesetzte Löcher transportierende Moleküle sind ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (α-NPD), N, N'-Diphenyl-N, N'-Bis(3-methylphenyl)-[1 , 1 '-biphenyl]-4,4'-diamin (TPD)1 1 , 1 -Bis[(di-4-tolylamino)- phenyl]cyclohexan (TAPC), N, N'-Bis(4-methylphenyl)-N, N'-Bis(4-ethylphenyl)-[1 ,1'- (3,3'-dimethyl)biphenyl]-4,4'-diamin (ETPD), Tetrakis-(3-methylphenyl)-N,N,N',N'-2,5- phenylendiamin (PDA), α-Phenyl-4-N,N-diphenylaminostyrol (TPS), p-(Diethylamino)- benzaldehyddiphenylhydrazon (DEH), Triphenylamin (TPA), Bis[4-(N,N-diethylamino)- 2-methylphenyl)(4-methyl-phenyl)methan (MPMP), 1 -Phenyl-3-[p-(diethylamino)styryl]- 5-[p-(diethylamino)phenyl]pyrazolin (PPR oder DEASP), 1 ,2-trans-Bis(9H-carbazol-9- yl)cyclobutan (DCZB), N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)-(1 ,1 '-biρhenyl)-4,4'-diamin (TTB) 4,4',4"-tris(N,N-Diphenylamino)triphenylamin (TDTA) und Porphyrinverbindun- gen sowie Phthalocyaninen wie Kupferphthalocyanine. Üblicherweise eingesetzte Lö¬ cher transportierende Polymere sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PoIy- vinylcarbazolen, (Phenylmethyl)polysilanen, PEDOT (Poly(3,4-ethylendioxythiophen), bevorzugt PEDOT dotiert mit PSS (Polystyrolsulfonat), und Polyanilinen. Es ist eben¬ falls möglich, Löcher transportierende Polymere durch Dotieren Löcher transportieren- der Moleküle in Polymere wie Polystyrol und Polycarbonat zu erhalten. Geeignete Lö¬ cher transportierende Moleküle sind die bereits vorstehend genannten Moleküle.
Geeignete Elektronentransportmaterialien für die Schicht (4) der erfindungsgemäßen OLEDs umfassen mit oxinoiden Verbindungen chelatisierte Metalle wie Tris(8-hydro- xychinolato)aluminium (AIq3), Verbindungen auf Phenanthrolinbasis wie 2,9-Dimethyl, 4,7-Diphenyl-1 , 10-phenanthrolin (DDPA = BCP) oder 4,7-Diphenyl-1 , 10-phenanthrolin (DPA) und Azolverbindungen wie 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1 ,3,4-oxadiazol (PBD) und 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1 ,2,4-triazol (TAZ). Dabei kann die Schicht (4) sowohl zur Erleichterung des Elektronentransports dienen als auch als Pufferschicht oder als Sperrschicht, um ein Quenchen des Excitons an den Grenzflä¬ chen der Schichten des OLEDs zu vermeiden. Vorzugsweise verbessert die Schicht (4) die Beweglichkeit der Elektronen und reduziert ein Quenchen des Excitons.
Von den vorstehend als Lochtransportmaterialien und Elektronen transportierende Ma¬ terialien genannten Materialien können einige mehrere Funktionen erfüllen. Zum Bei¬ spiel sind einige der Elektronen leitenden Materialien gleichzeitig Löcher blockende Materialien, wenn sie ein tief liegendes HOMO aufweisen.
Die Ladungstransportschichten können auch elektronisch dotiert sein, um die Trans¬ porteigenschaften der eingesetzten Materialien zu verbessern, um einerseits die Schichtdicken großzügiger zu gestalten (Vermeidung von Pinholes/Kurzschlüssen) und um andererseits die Betriebsspannung des Devices zu minimieren. Beispielsweise können die Lochtransportmaterialien mit Elektronenakzeptoren dotiert werden, zum Beispiel können Phthalocyanine bzw. Arylamine wie TPD oder TDTA mit Tetrafluoro- tetracyano-chinodimethan (F4-TCNQ) dotiert werden. Die Elektronentransportmateria¬ lien können zum Beispiel mit Alkalimetallen dotiert werden, beispielsweise AIq3 mit Li¬ thium. Die elektronische Dotierung ist dem Fachmann bekannt und zum Beipsiel in W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1 , 1 JuIy 2003 (p-dotierte organische Schich- ten); A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., Vol. 82, No. 25, 23 June 2003 und Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89 - 103 of¬ fenbart.
Die Kathode (5) ist eine Elektrode, die zur Einführung von Elektronen oder negativen Ladungsträgern dient. Geeignete Materialien für die Kathode sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen der Gruppe 1 , zum Beispiel Li, Cs, Erdalkalime¬ tallen der Gruppe 2, z.B. Calcium, Barium oder Magnesium, Metallen der Gruppe 12 des Periodensystems der Elemente, umfassend die Lanthaniden und Aktiniden, z.B. Samarium. Des Weiteren können auch Metalle, wie Aluminium oder Indium, sowie Kombinationen aller genannten Metalle eingesetzt werden. Weiterhin können Lithium enthaltende organometallische Verbindungen oder LiF zwischen der organischen Schicht und der Kathode aufgebracht werden, um die Betriebsspannung (Operating Voltage) zu vermindern.
Das OLED gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich weitere Schichten ent- halten, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise kann zwischen der Schicht (2) und der Licht emittierenden Schicht (3) eine Schicht aufgebracht sein, die den Trans¬ port der positiven Ladung erleichtert und/oder die Bänderlücke der Schichten aneinan¬ der anpasst. Alternativ kann diese weitere Schicht als Schutzschicht dienen. In analo¬ ger Weise können zusätzliche Schichten zwischen der Licht emittierenden Schicht (3) und der Schicht (4) vorhanden sein, um den Transport der negativen Ladung zu er¬ leichtern und/oder die Bänderlücke zwischen den Schichten aneinander anzupassen. Alternativ kann diese Schicht als Schutzschicht dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfϊndungsgemäße OLED zusätzlich zu den Schichten (1) bis (5) mindestens eine der im Folgenden genannten weiteren Schichten:
• eine Loch-Injektionsschicht zwischen der Anode (1 ) und der Löcher¬ transportierenden Schicht (2); • eine Blockschicht für Elektronen und/oder Excitonen zwischen der Löcher¬ transportierenden Schicht (2) und der Licht-emittierenden Schicht (3);
• eine Blockschicht für Löcher und/oder Excitonen zwischen der Licht-emittierenden Schicht (3) und der Elektronen-transportierenden Schicht (4);
• eine Elektronen-Injektionsschicht zwischen der Elektronen-transportierenden Schicht (4) und der Kathode (5).
Es ist jedoch auch möglich, dass das OLED nicht alle der genannten Schichten (1) bis (5) aufweist, zum Beispiel ist ein OLED mit den Schichten (1 ) (Anode), (3) (Licht¬ emittierende Schicht) und (5) (Kathode) ebenfalls geeignet, wobei die Funktionen der Schichten (2) (Löcher-transportierende Schicht) und (4) (Elektronen-transportierende Schicht) durch die angrenzenden Schichten übernommen werden. OLEDs, die die Schichten (1), (2), (3) und (5) bzw. die Schichten (1), (3), (4) und (5) aufweisen, sind ebenfalls geeignet.
Dem Fachmann ist bekannt, wie er (zum Beispiel auf Basis von elektrochemischen Untersuchungen) geeignete Materialien auswählen muss. Geeignete Materialien für die einzelnen Schichten sind dem Fachmann bekannt und z.B. in WO 00/70655 offenbart.
Des Weiteren kann jede der genannten Schichten des erfindungsgemäßen OLEDs aus zwei oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Des Weiteren ist es möglich, dass eini- ge oder alle der Schichten (1 ), (2), (3), (4) und (5) oberflächenbehandelt sind, um die Effizienz des Ladungsträgertransports zu erhöhen. Die Auswahl der Materialien für jede der genannten Schichten ist bevorzugt dadurch bestimmt, ein OLED mit einer hohen Effizienz und Lebensdauer zu erhalten.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen OLEDs kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen. Im Allgemeinen wird das OLED durch aufeinanderfolgende Dampf- abscheidung (Vapor deposition) der einzelnen Schichten auf ein geeignetes Substrat hergestellt. Geeignete Substrate sind zum Beispiel Glas oder Polymerfilme. Zur Dampfabscheidung können übliche Techniken eingesetzt werden wie thermische Ver¬ dampfung, Chemical Vapor Deposition und andere. In einem alternativen Verfahren können die organischen Schichten aus Lösungen oder Dispersionen in geeigneten Lösungsmitteln beschichtet werden, wobei dem Fachmann bekannte Beschichtungs- techniken angewendet werden. Zusammensetzungen, die neben dem mindestens ei¬ nen erfindungsgemäßen Übergangsmetallcarbenkomplex ein polymeres Material in einer der Schichten des OLEDs, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, aufwei- sen, werden im Allgemeinen mittels lösungsverarbeitenden Verfahren als Schicht auf¬ gebracht.
Im Allgemeinen haben die verschiedenen Schichten folgende Dicken: Anode (1) 500 bis 5000 A, bevorzugt 1000 bis 2000 Ä; Löcher-transportierende Schicht (2) 50 bis 1000 A, bevorzugt 200 bis 800 A, Licht-emittierende Schicht (3) 10 bis 1000 A, bevor¬ zugt 100 bis 800 A, Elektronen transportierende Schicht (4) 50 bis 1000 A, bevorzugt 200 bis 800 A, Kathode (5) 200 bis 10.000 A, bevorzugt 300 bis 5000 A. Die Lage der Rekombinationszone von Löchern und Elektronen in dem erfindungsgemäßen OLED und somit das Emissionsspektrum des OLED können durch die relative Dicke jeder Schicht beeinflusst werden. Das bedeutet, die Dicke der Elektronentransportschicht sollte bevorzugt so gewählt werden, dass die Elektronen/Löcher Rekombinationszone in der Licht-emittierenden Schicht liegt. Das Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen Schichten in dem OLED ist von den eingesetzten Materialien abhängig. Die Schichtdi¬ cken von gegebenenfalls eingesetzten zusätzlichen Schichten sind dem Fachmann bekannt.
Durch Einsatz der erfindungsgemäß verwendeten Übergangsmetallcarbenkomplexe in mindestens einer Schicht des erfindungsgemäßen OLEDs, bevorzugt als Emittermole¬ kül in der Licht-emittierenden Schicht der erfindungsgemäßen OLEDs, können OLEDs mit hoher Effizienz erhalten werden. Die Effizienz der erfindungsgemäßen OLEDs kann des Weiteren durch Optimierung der anderen Schichten verbessert werden. Beispiels¬ weise können hoch effiziente Kathoden wie Ca oder Ba1 gegebenenfalls in Kombinati¬ on mit einer Zwischenschicht aus LiF, eingesetzt werden. Geformte Substrate und neue Löcher-transportierende Materialien, die eine Reduktion der Operationsspannung oder eine Erhöhung der Quanteneffizienz bewirken, sind ebenfalls in den erfindungs¬ gemäßen OLEDs einsetzbar. Des Weiteren können zusätzliche Schichten in den O- LEDs vorhanden sein, um die Energielevel der verschiedenen Schichten einzustellen und um Elektrolumineszenz zu erleichtern.
Die erfindungsgemäßen OLEDs können in allen Vorrichtungen eingesetzt werden, wor- in Elektrolumineszenz nützlich ist. Geeignete Vorrichtungen sind bevorzugt ausgewählt aus stationären und mobilen Bildschirmen. Stationäre Bildschirme sind z.B. Bildschir¬ me von Computern, Fernsehern, Bildschirme in Druckern, Küchengeräten sowie Re¬ klametafeln, Beleuchtungen und Hinweistafeln. Mobile Bildschirme sind z.B. Bildschir¬ me in Handys, Laptops, Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen.
Weiterhin können die erfindungsgemäß eingesetzten Übergangsmetallcarbenkomplexe in OLEDs mit inverser Struktur eingesetzt werden. Bevorzugt werden die Übergangs¬ metallcarbenkomplexe in diesen inversen OLEDs wiederum in der Licht-emittierenden Schicht eingesetzt. Der Aufbau von inversen OLEDs und die üblicherweise darin ein¬ gesetzten Materialien sind dem Fachmann bekannt.
Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen oder erfindungsgemäß eingesetz¬ ten Übergangsmetall-Komplexe können neben dem Einsatz in OLEDs als Färbemittel eingesetzt werden, die bei Einstrahlung von Licht im sichtbaren Bereich des elektro¬ magnetischen Spektrums emittieren (Photolumineszenz). Solche Färbemittel werden bevorzugt als Färbemittel in polymeren Materialien eingesetzt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist daher die Verwendung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen oder der erfindungsgemäß eingesetz¬ ten Übergangsmetall-Carbenkomplexe zur Massenfärbung polymerer Materialien.
Geeignete polymere Materialien sind Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Polybenzimidazole, Melaminharze, Silikone, Po- lyester, Polyether, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polypropylen, PoIy- vinylacetat, Polyacrylnitril, Polybutadien, Polychlorbutadien, Polyisopren bzw. die Co- polymere der aufgeführten Monomere.
Des Weiteren können die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen oder erfin- dungsgemäß eingesetzten Übergangsmetallkomplexe in den folgenden Anwendungen eingesetzt werden:
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als oder in Küpenfarbstoffe(n), zum Beispiel zur Färbung von Naturstoffen, Beispiele sind Papier, Holz, Stroh, Leder, Felle oder natürliche Fasermaterialien wie Baumwolle, Wolle, Seide, Jute, Sisal,
Hanf, Flachs oder Tierhaare (zum Beispiel Rosshaar) und deren Umwandlungs¬ produkte wie zum Beispiel die Viskosefaser, Nitratseide oder Kupferrayon (Reyon) • Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbmittel, zum Beispiel zur Fär¬ bung von Farben, Lacken und anderen Anstrichstoffen, Papierfarben, Druckfarben, Tinten und andere Farben für Mal- und Schreib-Zwecke.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Pigmentfarbstoffe, zum Beispiel zur Färbung von Farben, Lacken und anderen Anstrichsstoffen, Papierfarben, Druck¬ farben, Tinten und andere Farben für Mal- und Schreib-Zwecke.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Pigmente in der Elektrophotogra- phie: zum Beispiel für Trockenkopiersysteme (Xerox-Verfahren) und Laserdrucker.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe für Sicherheitsmarkierungs-Zwecke, wobei die große chemische und photochemische Beständigkeit und gegebenenfalls auch die Lumineszenz der Substanzen von Bedeutung ist. Bevorzugt ist dies für
Schecks, Scheckkarten, Geldscheine Coupons, Dokumente, Ausweispapiere und dergleichen, bei denen ein besonderer, unverkennbarer Farbeindruck erzielt wer¬ den soll. In Frage kommen aber auch Anwendungen z.B. gegen Markenpiraterie.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Zusatz zu anderen Farben, bei de¬ nen eine bestimmte Farbnuance erzielt werden soll, bevorzugt sind besonders leuchtende Farbtöne.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe zum Markieren von Gegenständen zum maschinellen Erkennen dieser Gegenstände über die Lumineszenz, bevorzugt ist die maschinelle Erkennung von Gegenständen zum Sortieren, zum Beispiel auch für das Recycling von Kunststoffen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Lumineszenzfarbstoffe für maschi¬ nenlesbare Markierungen, bevorzugt sind alphanumerische Aufdrucke oder Barco- des.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe zur Frequenzumsetzung von Licht, zum Beispiel um aus kurzwelligem Licht längerwelliges, sichtbares Licht zu machen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe in Anzeigeelementen für vielerlei An¬ zeige-, Hinweis- und Markierungszwecke, zum Beispiel in passiven Anzeigeele¬ menten, Hinweis- und Verkehrszeichen, wie Ampeln.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe in Tintenstrahldruckern, bevorzugt in homogener Lösung als lumineszierende Tinte. • Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Ausgangsmaterial für supraleitende organische Materialien.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe für Feststoff-Lumineszenz- Markierungen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe für dekorative Zwecke.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe zu Tracer-Zwecken, zum Beispiel in der Biochemie, Medizin, Technik und Naturwissenschaft. Hierbei können die Farbstoffe kovalent mit Substraten verknüpft sein oder über Nebenvalenzen wie Wasserstoff¬ brückenbindungen oder hydrophobe Wechselwirkungen (Adsorption).
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Lumineszenzfarbstoffe in hochemp- findlichen Nachweisverfahren (siehe C. Aubert, J. Fünfschilling, I. Zschocke-
Gränacher und H. Langhals, Z. Analyt. Chem. 320 (1985) 361).
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Lumineszenzfarbstoffe in Szintillato- ren.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in optischen Lichtsammeisystemen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz- farbstoffe in Lumineszenz-Solarkollektoren (siehe Langhals, Nachr. Chem. Tech.
Lab. 28 (1980) 716).
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in Lumineszenz-aktivierten Displays (siehe W. Greubel und G. Baur, Elektronik 26 (1977) 6).
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenzfarb¬ stoffe in Kaltlichtquellen zur lichtinduzierten Polymerisation zur Darstellung von Kunststoffen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe zur Materialprüfung, zum Beispiel bei der Herstellung von Halbleiter¬ schaltungen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe zur Untersuchung von Mikrostrukturen von integrierten Halbleiterbautei¬ len. • Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in Photoleitern.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in fotografischen Verfahren.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in Anzeige-, Beleuchtungs- oder Bildwandlersystemen, bei denen die An- regung durch Elektronen, Ionen oder UV-Strahlung erfolgt, zum Beispiel in Lumi¬ neszenzanzeigen, Braunschen Röhren oder in Leuchtstoffröhren.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe als Teil einer integrierten Halbleiterschaltung, die Farbstoffe als solche oder in Verbindung mit anderen Halbleitern zum Beispiel in Form einer Epitaxie.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe in Chemilumineszenzsystemen, zum Beispiel in Chemilumineszenz- Leuchtstäben, in Lumineszenzimmunessays oder anderen Lumineszenznachweis- verfahren.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenz¬ farbstoffe als Signalfarben, bevorzugt zum optischen Hervorheben von Schriftzü¬ gen und Zeichnungen oder anderen graphischen Produkten, zum Kennzeichnen von Schildern und anderen Gegenständen, bei denen ein besonderer optischer
Farbeindruck erreicht werden soll.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe oder Lumineszenzfarb¬ stoffe in Farbstoff-Lasern, bevorzugt als Lumineszenzfarbstoffe zur Erzeugung von Laserstrahlen.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als aktive Substanzen für eine nichtli¬ neare Optik, zum Beispiel für die Frequenzverdopplung und die Frequenzverdreifa¬ chung von Laserlicht.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Rheologieverbesserer.
• Anwendung der Übergangsmetallkomplexe als Farbstoffe in photovoltaischen An¬ ordnungen zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in elektrische Energie. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung zusätzlich.
Beispiele:
Sofern nicht anders vermerkt beziehen sich im Folgenden Prozentangaben immer auf Gewichtsprozent.
Beispiel 1 : Herstellung des Übergangsmetall-Carbenkomplexes
Figure imgf000058_0001
Herstellung der Carbenvorläuferverbindung:
a)
Figure imgf000058_0002
Unter Stickstoff-Überleitung werden 1500 ml trockenes Dimethylformamid (DMF) in einem 1000-ml-Vierhalskolben vorgelegt und 72,67 g (0,6 mol) 4-Fluor-cyanobenzol und 61 ,2 g (0,9 mol) Imidazol sowie zuletzt 21 ,6 g (0,9 mol) Natriumhydrid zugegeben. Die Reaktionsmischung wird auf 1000C erhitzt, 4 Stunden bei dieser Temperatur und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird danach auf Wasser gegossen und das resultierende Gemisch mit Dichlormethan mehr¬ fach extrahiert. Die organische Phase wird getrocknet, am Rotationsverdampfer einge¬ engt und schließlich im Vakuum bei 60 0C nachgetrocknet. Die Ausbeute beträgt 94g (entsprechend 93 % der Theorie).
1H-NMR (400 MHz1 CDCI3): δ = 7,27 (s, 1 H); 7,35 (s, 1 H); 7,54 (d, J = 8,8 Hz, 2 H); 7,81 (d, J = 8,8 Hz, 2 H); 7,95 (s, 1 H). b)
Figure imgf000059_0001
56 g (0,33 mol) des aus a) erhaltenen 4-N-lmidazolyl-benzonitrils werden in einem 2000-ml-Einhalskolben mit Kühler in 560ml wassersfreiem Tetrahydrofuran gelöst, mit 234,2 g (1 ,65 mol) Methyljodid versetzt, kurz durchgerührt und ohne weiteres Rühren 48 Stunden stehengelassen. Der feste Kolbeninhalt wird anschließend mit Ethanol auf¬ geschlämmt, abgesaugt und mit Ethanol nachgewaschen bis der Ablauf praktisch farb¬ los ist. Der Rückstand wird bei 7O0C im Vakuum getrocknet. Die Ausbeute beträgt 81 ,54g (entsprechend 79,7 % der Theorie).
1H-NMR (400 MHz, DMSO): δ = 3,97 (s, 3 H); 8,00-8,04 (m, 3 H); 8,22 (d, J = 9,0 Hz, 2 H); 8,40 (dd, J = 1 ,8, 1 ,8 Hz, 1 H); 9,91 (s, 1 H).
Elementaranalyse (berechneter Wert für Bruttoformel C11Hi0IN3):
berechnet (Gew.-%) gefunden (gew.-%)
Jod 40 40,9
Kohlenstoff 42.4 42,6 Stickstoff 13.5 13,6 Wasserstoff 3,3 2,93
c)
2ZToIuOl
Figure imgf000059_0002
Figure imgf000059_0003
In einem 500-ml-Dreihalskolben werden 10 g (32 mmol) des Imidazoliumiodids in 150 ml Toluol vorgelegt und bei Raumtemperatur innerhalb von 30 Minuten 64,3 ml Kalium-bis(trimethylsilyl)amid (0,5 M in Toluol, 32 mmol) zugesetzt. Man lässt den An- satz 30 Minuten bei Raumtemperatur rühren. Dann werden 2,16 g (3,2 mmol) [(μ-CI)(η4-1 , 5-COd)Ir]2 in 200 ml Toluol gelöst und bei Raumtemperatur tropfenweise mit der Salzmischung versetzt. Die Reaktionsmischung wird eine Stunde bei Raumtempe¬ ratur gerührt, zwei Stunden bei 70 0C und dann über Nacht unter Rückfluss. Der An- satz wird anschließend bis zur Trockene eingeengt und der Rückstand mit Methylench¬ lorid extrahiert. Nach erneutem Einengen bis zur Trockene wird der braune Rückstand einer säulenchromatographischen Reinigung unterzogen. Man erhält 1 ,15 g eines gel¬ ben Pulvers (24 % d. Th.)
1H-NMR (CD2CI2, 500 MHz): δ = 7,42 (m, 2H), 7,35 (m, 1H), 7,20 - 7,00 (m, 6H), 6,95, 6,90, (je s, 1 H), 6,77, 6,76, 6,74 6,69 (je m, 1H) (je CHPh bzw. NCHCHN), 2,94 (m, 6H, CH3), 2,87 (s, 3H, CH3).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 173,3, 171,8, 170,8 (NCN), 150,8, 150,1 , 149,7, 149,4, 148,8, 147,0 (Cq), 141 ,4, 141,2, 139,5, 125,1 , 125,0, 124,8, 121 ,6, 121 ,3, 121,1 , 114,3, 114,2, 114,1 , 110,0, 109,9, 109,5 (CHPh, NCHCHN), 119,9, 119,8, 119,7, 107,5, 107,1 , 106,9 (Cq, CN), 36,5 (Intensität x 2), 35,3 (CH3).
Optische Spektroskopie: λ = 459 nm, 436 nm (Emissionsmaximum,
Schulter in Polymethylmethacrylat (PMMA)) Quantenausbeute: 57 % (in PMMA)
Elementaranalyse (berechneter Wert für Bruttoformel IrC33H24N9):
berechnet (Gew.-%) gefunden (gew.-%)
Kohlenstoff 53,7 54,0
Stickstoff 17,1 16,2
Wasserstoff 3,3 3,7
Thermogravirnetrie/Differentialthermoanalyse (Aufheizrate: 5K/min):
Verlust von Lösungsmittel bei ca. 100 0C bis 160 0C
Beginn der Zersetzung ab ca. 370 0C
HPLC : > 99 Fl% (Säule: Purospher Si 80, Eluent: Heptan/iPropanol=70/30(Vol%))
Beispiel 2: Herstellung eines OLED
a)
Das als Anode verwendete ITO-Substrat wird zuerst mit kommerziellen Reinigungsmit¬ teln für die LCD-Produktion (Deconex® 20NS und Neutralisationsmittel 25ORGAN- ACID®) und anschließend in einem Aceton/Isopropanol-Gemisch im Ultraschallbad gesäubert. Zur Beseitigung möglicher organischer Rückstände wird das Substrat in einem Ozonofen weitere 25 Minuten einem kontinuierlichen Ozonfluss ausgesetzt. Diese Behandlung verbessert auch die Lochinjektion des ITOs.
Danach werden die nachfolgend genannten organischen Materialien mit einer Rate von ca. 2 nm/min bei etwa 10'7 mbar auf das gereinigte Substrat aufgedampft. Als Lochlei¬ ter wird zuerst 1-TNATA (4,4',4"-tris(N-(naphth-1-yl)-N-pheny|-amino)-triphenylamin) in einer Schichtdicke von 17,5 nm auf das Substrat aufgebracht. Es folgt die Abscheidung einer 9,5 nm dicken Exciton-Blockerschicht aus der Verbindung V1
)
Figure imgf000061_0001
(zur Herstellung siehe Ir-Komplex (7) in der Anmeldung PCT/EP/04/ 09269).
Anschließend wird eine Mischung aus 34 Gew.-% der Verbindung 1 c)
Figure imgf000061_0002
aus Beispiel 1 c) und 66 Gew.-% der Verbindung V2
(V2)
Figure imgf000061_0003
(1 ,3-Phenylen-10,10'-bis(phenothiazin)-5,5'-dioxid) in einer Dicke von 20 nm aufge¬ dampft, wobei erstere Verbindung als Emitter, letztere als Matrixmaterial fungiert. Da¬ nach wird eine Lochblocker- und Elektronenleiterschicht aus 2,9-Dimethyl-4,7- Diphenyl-1 ,10-phenanthrolin (BCP) in einer Dicke von 47,5 nm, eine 0,75 nm dicke Lithiumfluorid-Schicht und abschliessend eine 110 nm dicke AI-Elektrode aufgedampft.
Zur Charakterisierung des OLEDs werden Elektrolumineszenz-Spektren bei verschie¬ denen Strömen bzw. Spannungen aufgenommen. Weiterhin wird die Strom-Span- nungs-Kennlinie in Kombination mit der abgestrahlten Lichtleistung gemessen. Die Lichtleistung kann durch Kalibration mit einem Luminanzmeter in photometrische Grö¬ ßen umgerechnet werden.
Für das beschriebene OLED ergeben sich die folgenden elektrooptischen Daten:
Figure imgf000062_0001
Die Verbindung V2 wurde folgendermaßen hergestellt:
i) Herstellung von 1 ,3-Phenylen-10,10'-bis(phenothiazin) nach K. Okada et al., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3047 - 3048.
18,5 g (91 ,9 mmol) Phenothiazin, 15,6 g (46,3 mmol) 98 %iges 1 ,3-Diiodbenzol, 19,4 g (140 mmol) Kaliumcarbonat und 1 ,16 g (18,3 mmol) aktiviertes Kupferpulver wurden auf 200 0C erhitzt und 24 h bei dieser Temperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde auf 140 0C abgekühlt und mit dann mit 200 ml Essigsäureethylester versetzt. Die Suspension wurde eine Stunde lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt und an¬ schließend heiß filtriert. Das Filtrat wurde mit 300 ml Methanol verdünnt, wobei ein Niederschlag ausfiel, der abgesaugt, mit Methanol gewaschen und bei 80 0C im Vaku¬ um getrocknet wurde. Es wurden 8,91 g rosafarbener Feststoff mit einem Schmp. von 186 - 188 0C erhalten. ii) Herstellung von 1 ,3-Phenylen-10,10'-bis(pheπothia2in)-5,5'-dioxid (V2)
6,28 g (13,3 mmol) 1 ,3-Phenylen-10,10'-bis(phenothiazin) wurden in 220 ml Methy¬ lenchlorid gelöst. Nach 15 min Rühren bei Raumtemperatur wurden 17,9 g (79,9 mmol) 77 %ige m-Chlorperbenzoesäure portionsweise zugegeben. Die Reaktionslösung wur¬ de 24 h bei Raumtemperatur gerührt, währenddessen ein Niederschlag ausfiel. Die Lösung wurde filtriert, und der Rückstand mit Methylenchlorid gewaschen und trocken gesaugt. Der Feststoff wurde in heißem Wasser suspendiert. Die wässrige Suspension wurde mit 5 %iger Kalilauge auf pH 11 gestellt und anschließend heiß filtriert. Der Rückstand wurde mit heißem Wasser gewaschen und bei 80 0C im Vakuum getrock¬ net. Der Feststoff (5,07 g) wurde aus Dimethylformamid umkristallisiert. Es wurden 3,72 g farblose Mikrokristalle mit einem Schmp. von 412 0C analysenrein erhalten, de¬ ren Lösung in Toluol bei λ = 375 nm (S) fluoreszierte.
b)
Das ITO-Substrat wird wie unter a) beschrieben vorbehandelt.
Danach werden die nachfolgend genannten organischen Materialien mit einer Rate von ca. 2 nm/min bei etwa 10'7 mbar auf das gereinigte Substrat aufgedampft. Als Lochlei¬ ter wird zuerst 1 -TNATA (4,4',4"-tris(N-(naphth-1-yl)-N-phenyl-amino)-triphenylamin) in einer Schichtdicke von 15 nm auf das Substrat aufgebracht. Es folgt die Abscheidung einer 9 nm dicken Exciton-Blockerschicht aus der Verbindung V1.
Anschließend wird eine Mischung aus 55 Gew.-% der Verbindung 1 c) und 45 Gew.-% 1 ,3-Bis(N-carbazolyl)benzol in einer Dicke von 16 nm aufgedampft, wobei erstere Ver¬ bindung als Emitter, letztere als Matrixmaterial fungiert. Danach wird eine Lochblocker¬ und Elektronenleiterschicht aus BCP in einer Dicke von 45 nm, eine 0,75 nm dicke Lithiumfluorid-Schicht und abschliessend eine 110 nm dicke AI-Elektrode aufgedampft.
Zur Charakterisierung des OLEDs werden Elektrolumineszenz-Spektren bei verschie¬ denen Strömen bzw. Spannungen aufgenommen. Weiterhin wird die Strom-Span¬ nungs-Kennlinie in Kombination mit der abgestrahlten Lichtleistung gemessen. Die Lichtleistung kann durch Kalibration mit einem Luminanzmeter in photometrische Grö- ßen umgerechnet werden.
Beispiele 3 bis 13
Allgemeine Methode zur Herstellung der Iridium-Carbenkomplexe der Beispiele 3 bis 13 aus den entsprechenden Imidazolium-Salzen und [(μ-CI)lr(η4-1 ,5-cod)]2: Eine Suspension von einem Äquivalent des entsprechenden Imidazolium-Salzes in Dioxan oder Toluol wird unter Argon langsam mit einem Äquivalent Kalium-bis(tri- methylsilyl)amid (0,5 molar in Toluol) versetzt und 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird mit 0,1 Äquivalent [(μ-CI)lr(η4-1 ,5-cod)]2 versetzt und 16 Stunden unter Rückfluß gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird der Niederschlag abfiltriert und mit Dioxan gewaschen. Die vereinigten Filtrate werden zur Trockene eingeengt und das Rohprodukt wird säulenchromatographisch gereinigt.
Beispiel 3: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methylbenzimidazol-2- yliden-C2,C2]-iridium(!ll)
Figure imgf000064_0001
("lr(cn-pmbic)3")
a) Herstellung von 1-(4-Cyanophenyl)benzimidazol (gemäß K. Nishiura, Y. Urawa, S. Soda, Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 1679)
Natriumhydrid (60%ig in Mineralöl; 24,0 g 0,60 mol) wurde in einem Kolben vorgelegt und mit N,N-Dimethylformamid (80 ml) versetzt. Zu dieser Suspension wurde über 1 Stunde eine Lösung aus Benzimidazol (73,3 g, 0,60 mol) in N,N-Dimethylformamid (250 ml) zugetropft. Nach beendeter H2-Entwicklung wurde 4-Chlorbenzonitril (55,6 g, 0,40 mol) zugegeben und anschließend 10,5 Stunden auf 130 0C erwärmt. Nach Ab¬ kühlen auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch auf Wasser (4 I) gegeben und der gebildete Rückstand abgesaugt, mit Wasser gewaschen und im Vakuum ge¬ trocknet. Es wurden 90,6 g 1-(4-Cyanophenyl)benzimidazol erhalten, das noch Verun¬ reinigungen an Mineralöl enthielt.
1H-NMR (400 MHz, CD2CI2): δ = 7,35-7,41 (m, 2 H), 7,59-7,63 (m, 1 H), 7,70 (d, J = 8,5 Hz, 2 H), 7,83-7,86 (m, 1 H), 7,90 (d, J = 8,5 Hz, 2 H), 8,15 (s, 1 H).
b) Herstellung von 1-(4-Cyanophenyl)-3-methyl-benzimidazoliumiodid
1-(4-Cyanophenyl)benzimidazol (90 g, leicht verunreinigt durch Mineralöl) wurde in Tetrahydrofuran (250 ml) vorgelegt, mit Methyliodid (116 g, 0,82 mol) versetzt und 25,5 Stunden bei 40 0C belassen. Der gebildete Rückstands wurde abfiltriert, mit Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wurden 123 g 1-(4-cyano-phenyl)-3- methyl-benzimidazoliurniodid erhalten.
1H-NMR (400 MHz1 DMSO): δ = 4,20 (s, 3 H), 7,74-7,84 (m, 2 H), 7,93 (d, J = 8,4 Hz, 1 H), 8,07 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 8,18 (d, J = 8,4 Hz, 1 H), 8,30 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 10,24 (s, 1 H).
c) Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methylbenzimidazol-2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt b) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt nach Eluieren mit Essigsäure- ethylester/Methanol 2:1 in einer Ausbeute von 24% der Theorie als gelbliches Pulver.
1H-NMR (d6-DMSO, 500 MHz): δ = 3,18 (s, 3H), 3,22 (s, 3H), 3,29 (s, 3H), 6,81 (d, J 2,0, 1H), 7,03 (d, J 2,0, 1H), 7,10 (d, J 2,0, 1H), 7,30-7,47 (m, 12H), 7,94 (d, J 8,0, 1H), 7,95 (d, J 3,5, 1 H), 7,97 (d, J 3,5, 1 H), 8,15 (d, J 8,0, 1H), 8,16 (d, J 3,5, 1H), 8,17 (d, J 3,5, 1 H).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 187,0, 185,0, 183,7 (NCN), 153,4, 152,6, 151 ,8, 150,5, 149,7, 147,5 (Cq bzw. CN), 141,9, 141 ,7, 139,9 (CHPh), 137,10, 137,07, 136,7, 132,63 (2), 132,59 (Cq bzw. CN), 127,1 , 127,0, 126,7, 124,3, 124,2 (2), 123,71 , 123,66, 123,5, (CHPh), 120,68, 120,66, 120,65 (Cq bzw. CN)1 113,1 , 112,9, 112,5, 112,2, 112,1 , 111 ,9, 111 ,1 , 110,9 (2) (CHPh), 108,6, 108,3, 108,2 (Cq bzw. CN), 34,3, 34,2, 33,5 (NCH3).
Beispiel 4: Herstellung von von Tris-[1-phenyl-3-methyl-5-azabenzimidazol -2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000065_0001
("lr(pmabic)3")
a) Herstellung von 4-(N-Phenylamino)-3-nitropyridin Zu einer Suspension von 4-Chlor-3-nitropyridin (3,2 g, 20 mmol, 1 Äquivalent) in Chlo¬ roform (12 ml) wird unter Argon bei 0 0C eine Lösung von Anilin (2,2 ml, 24 mmol, 1 ,2 Äquivalent) und Triethylamin (3,7 ml, 27 mmol, 1 ,3 Äquivalent) in Chloroform (6 ml) zugetropft. Anschließend wird die Mischung unter Rückfluß 16 Stunden gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die organische Phase mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt. Das Rohprodukt wird säu- lenchromatographisch (Kieselgel, Essigsäure-ethylester/ Cyclohexan 9:1) getrennt. Ausbeute: 3,4 g (16 mmol, 80%).
1H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 6,95 (d, J 6,0, 1 H), 7,29 (d, J 7,5, 2H), 7,35 (t, J 7,5, 1 H), 7,48 (dd, J 8,0, 7,5, 2H), 8,26 (br s, 1 H), 9,31 (br s, 1 H), 9,67 (s, 1 H).
b) Herstellung von 4-(N-Phenylamino)-3-aminopyridin
Eine Lösung von 4-(N-Phenylamino)-3-nitropyridin (5,6 g, 25 mmol) in Tetrahydrofuran (25 ml) wird bei Raumtemperatur mit Palladium auf Aktivkohle (2,5 g) und Propionsäu¬ re (3 Tropfem) versetzt. In die Mischung wird 3 Stunden Wasserstoff eingeleitet. An- schliessend wird die Suspension über Celite filtriert und das Filtrat zur Trockne eige- engt. Ausbeute: 4,3 g (23 mmol, 93%).
1H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 3,40 (br s, 2H), 6,37 (br s, 1 H), 6,99 (d, J 5,5, 1 H), 7,06-7,19 (m, 3H), 7,34 (dd, J 8,0, 7,5, 2H), 7,88 (d, J 5,5, 1H), 8,07 (s, 1H).
c) Herstellung von 4-(N-Phenylamino)-3-(N-formylamino)pyridin
Eine Lösung von 4-(N-Phenylamino)-3-aminopyridin (4,0 g, 22 mmol, 1 Äquivalent) in Ameisensäure (9,9 g, 216 mmol, 10 Äquivalent) wird bei 0 0C vorsichtig mit Acetan- hydrid (2,6 g, 26 mmol, 1 ,2 Äquivalent) versetzt. Die Mischung wird 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, vorsichtig mit Wasser verdünnt und mit Diethylether extra- hiert. Die organische Phase wird mit Wasser und gesättigter Natriumhydrogen- carbonat-Lösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne einge¬ engt. Das Rohprodukt wird säulenchromatographisch (Kieselgel, Essigsäureethyles- ter/Cyclohexan 9:1) getrennt. Ausbeute: 3,3 g (15 mmol, 71%).
1H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 6,42 (br s, 1H), 7,04 (d, J 5,5, 1 H), 7,07-7,21 (m, 3H), 7,36 (dd, J 8,0, 7,5, 2H), 7,91 (d, J 5,5, 1H)1 8,11 (s, 1H), 8,54 (br s, 1H), 10,05 (s, 1H).
d) Herstellung von 4-(N-Phenylamino)-3-(N-methylamino)pyridin
Eine Lösung von 4-(N-Phenylamino)-3-(N-formylamino)pyridin (3,0 g, 14 mmol,
1 Äquivalent) in absolutem Tetrahydrofuran (20 ml) wird bei 0 0C vorsichtig mit Lithiu¬ maluminiumhydrid (0,5 g, 14 mmol, 1 Äquivalent) versetzt. Die Mischung wird 6 Stunden unter Rückfluß gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Mi¬ schung hydrolysiert, über Celite filtriert und zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird mit Dichlormethan extrahiert und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Das Rohprodukt wird säulenchromatographisch (Kieselgel, Essigsäureethyl- ester/Cyclohexan 9:1 ) getrennt. Ausbeute: 1 ,0 g (5 mmol, 35%).
1H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 2,73 (d, J 5,0, 3H), 5,44 (br d, J 4,0, 1H), 6,36 (br s, 1 H), 6,97 (d, J 5,5, 1 H), 7,06-7,19 (m, 3H), 7,34 (dd, J 8,0, 7,5, 2H), 7,86 (d, J 5,5, 1H), 8,04 (s, 1H).
e) Herstellung von 1-Phenyl-3-methyl-5-azabenzimidazolium-tetrafluoroborat
4-(N-Phenylamino)-3-(N-methylamino)pyridin (0,90 g, 4,5 mmol, 1 Äquivalent) und Ammoniumtetrafluoroborat (0,47 g, 4,5 mmol, 1 Äquivalent) werden mit Triethylortho- formiat (9,37 g, 63,2 mmol, 14 Äquivalent) versetzt und die Mischung wird 8 Stunden unter Rückfluss gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird die Mischung ein- ge-engt, mit Ethanol versetzt und das ausgefallene Produkt abfiltriert. Ausbeute: 0,70 g (2,3 mmol, 52%).
1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 4,03 (s, 3H), 7,12 (d, J 5,5, 1H), 7,20-7,32 (m, 3H), 7,44 (dd, J 8,0, 7,5, 2H), 7,98 (d, J 5,5, 1H), 8,12 (s, 1 H)1 9,60 (s, 1 H).
f) Herstellung von Tris-[1-phenyl-3-methyl-5-azabenzimidazol -2-yliden-C2,C2]- iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt e) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-COd)Ir]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt als Isomerengemisch nach Eluieren mit Essigsäureethylester/Methanol 9:1 in einer Ausbeute von 10% der Theorie. ESI-MS (MeCN/H2O 8:2): m/z = 817,9552 (M+H+, korrektes Isotopenmuster, ber.: 817,9569).
Beispiel 5: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyano-3',5'-dimethylphenyl)-3- methylimidazol-2-yliden-C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000068_0001
("Ir(me2-cn-pmic)3")
a) Herstellung von 1-(4-Cyano-3,5-dimethyl-phenyl)-imidazol
4-Chlor-2,6-dimethylbenzonitril (5,15 g, 32 mmol) wurde in N-Methylpyrrolidon (50 ml) gelöst und unter Kühlung mit Imidazol (3,27 g, 48 mmol) sowie Natriumcarbonat (5,09 g, 48 mmol) versetzt und unter Rühren für 14 Stunden auf 133 0C erhitzt. Danach wur¬ de graduell auf 170 "C erwärmt und über insgesamt 14 Stunden noch 3,50 g (32,2 mmol) Natriumcarbonat und 1 ,3 g (13,6 mmol) Imidazol zugegeben und anschließend noch 7 Stunden bei 170 0C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und in Wasser (400 ml) gegeben. Das feste Produkt wur¬ de abgesaugt und mit Methanol gewaschen. Es wurden 3,12 g 1-(4-Cyano3,5- dimethyl-phenyl)-imidazol erhalten.
1H-NMR (400 MHz, CD2CI2): δ = 2,63 (s, 6 H), 7,17 (s, 1 H), 7,21 (s, 2 H)1 7,35 (dd, J = 1 ,4, 1 ,4 Hz, 1 H), 7,90 (s, 1 H).
b) Herstellung von 1-(4-Cyano-3,5-dimethyl-phenyl)-3-methyl-imidazoliumiodid
1-(4-Cyano-3,5-dimethyl-phenyl)-imidazol (3,10 g, 19,3 mmol) und Methyliodid (13,7 g, 96,7 mmol) wurden in Tetrahydrofuran (50 ml) verrührt und zwei Tage bei Raumtempe¬ ratur stehen gelassen. Der gebildete Rückstand wurde abfiltriert, mit Tetrahydrofuran nachgewaschen und im Vakuum getrocknet.
1H-NMR: (400 MHz, DMSO): δ = 2,58 (s, 6 H)1 3,96 (s, 3 H), 7,80 (s, 2 H)1 7,99 (dd, J = 1,7, 1,7 Hz, 1 H), 8,36 (dd, J = 1 ,7, 1,7 Hz1 1 H), 9,89 (s, 1 H). c) Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyano-3\5'-dimethylphenyl)-3-methylimidazol-2- yliden-C2,C2]-iridium(HI)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt b) er- haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt nach Eluieren mit einem Methyl-tert- butylether-Essigsäureethylester-Gradienten in einer Ausbeute von 9% der Theorie.
1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 1 ,58 (s, 3H), 1 ,60 (s, 3H), 1 ,70 (s, 3H), 2,43 (s, 6H), 2,44 (s, 3H), 2,71 (s, 3H), 2,82 (s, 3H), 2,88 (s, 3H), 6,69 (d, J 2,0, 1H), 6,73 (d, J 2,0, 1 H), 6,75 (d, J 2,0, 1 H), 6,94 (s, 1H), 6,96 (s, 1H), 6,97 (s, 1H), 7,38 (d, J 2,0, 1 H), 7,42 (d, J 2,0, 1 H), 7,45 (d, J 2,0, 1 H).
ESI-MS (MeCIWH2O 8:2): m/z = 824,2803 (M+H+, korrektes Isotopenmuster, ber.: 824,2796).
Beispiel 6: Herstellung von Tris-[1-(2'-benzo[b]thiophenyl)-3-methylbenzimidazol-2- yliden-C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000069_0001
("lr(btmbic)3")
a) Herstellung von 2-Brombenzo[b]thiophen (gemäß G. W. Stacy et al., J. Org.
Chem. 1965, 30, 4074; b) R. M. Acheson, D. R. Harrison, J. Chem. Soc. C 1970, 1764)
Eine Lösung von Benzo[b]thiophen (75,1 g, 0,56 mol, 1 Äquivalent) in absolutem Diethylether (300 ml) wird unter Stickstoff bei -78 0C langsam mit n-Butyllithium (2,5 M in n-Hexan, 271 ml, 0,68 mol, 1 ,2 Äquivalent) versetzt. Die Lösung wird 30 Minuten bei -78 0C gerührt und anschließend wird bei 0 0C vorsichtig Brom (34,4 ml, 0,68 mol, 1 ,2 Äquivalent) zugetropft. Die Mischung wird 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und mit 5%iger Natriumthiosulfat-Lösung versetzt. Nach Zugabe von Wasser wird die organische Phase abgetrennt und mit Wasser, 5%iger Natronlauge, 1 M Salzsäure, gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung und Wasser gewaschen. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet und am Rotationsver-dampfer eingeengt. Das Rohprodukt wird durch Vakuumdestillation gereinigt. Ausbeute: 84,7 g (0,40 mol, 71%).
1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 7,25-7,33 (m, 2H), 7,28 (s, 1 H), 7,62-7,72 (m, 2H).
b) Herstellung von 1-(2'-Benzo[b]thiophenyl)benzimidazol
Eine Mischung von 2-Brombenzo[b]thiophen (50,0 g, 235 mmol, 1 Äquivalent), Benzi- midazol (33,3 g, 282 mmol, 1 ,2 Äquivalent), Kaliumphosphat (96,6 g, 470 mmol,
2 Äquivalent), Kupfer(l)iodid (4,5 g, 24 mmol, 10 mol%) und trans-1 ,2-Diaminocyclo- hexan (5,7 ml, 47 mmol, 20 mol%) in absolutem Dioxan (450 ml) wird unter Argon 16 Stunden unter Rückfluss gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtem-peratur wird die Mischung filtriert und das Filtrat zur Trockne eingeengt. Das Rohprodukt wird säulench- romatographisch (Kieselgel, Essigsäureethylester) gereinigt. Ausbeute: 4,9 g (20 mmol, 8%).
1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 7,33-7,48 (m, 5H), 7,71-7,74 (m, 1 H), 7,80-7,88 (m, 3H), 8,16 (S, 1H).
c) Herstellung von 1-(2'-Benzo[b]thiophenyl)-3-methylbenzimidazolium-iodid
Eine Lösung von 1-(2'-Benzo[b]thiophenyl)benzimidazol (4,7 g, 12 mmol, 1 Äquivalent) in Tetrahydrofuran (40 ml) wird unter Stickstoff mit Methyliodid (3,7 ml, 59 mmol, 5 Äquivalent) versetzt und 16 Stunden bei Raumtemperatur stehenge-lassen. Die Mi¬ schung wird in wenig Ethanol suspendiert und das Produkt wird abfiltriert. Ausbeute: 4,45 g (11 mmol, 95%).
1H-NMR (de-DMSO, 400 MHz): δ = 4,19 (s, 3H), 7,56-7,61 (m, 2H), 7,76-7,86 (m, 2H), 8,02-8,10 (m, 2H), 8,06 (s, 1 H), 8,16-8,22 (m, 2H)1 10,27 (s, 1 H).
d) Herstellung von Tris-[1-(2'-benzo[b]thiophenyl)-3-methylbenzimidazol-2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt c) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt nach Eluieren mit Essigsäureethyl- ester/Cyclohexan 9:1 in einer Ausbeute von 10% fac-lsomer und 68% Isomeren¬ gemisch mit einem fac/mer-lsomerenverhältnis von ca. 1 :1. Analytik fac-lsomer:
1H-NMR (Ci6-DMSO, 400 MHz): δ = 3,22 (s, 9H), 6,28 (d, J 8,0, 3H), 6,53 (ddd, J 7,5, 7,5, 1 ,0, 3H), 6,91 (ddd, J 7,5, 7,5, 1 ,0, 3H), 7,32 (ddd, J 8,0, 8,0, 1 ,0, 3H)1 7,40 (ddd, J 8,0, 8,0, 1 ,0, 3H), 7,57 (d, J 8,0, 3H), 7,82 (d, J 8,0, 3H), 7,94 (d, J 8,0, 3H).
APCI-MS (MeCN): m/z = 981 ,1556 (M+, korrektes Isotopenmuster, ber.: 981 ,1613).
Beispiel 7: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-pyridyl)-3-methylimidazol-2-yliden-C2,C2']- iridium(lll)
Figure imgf000071_0001
("lr(pymic)3")
a) Herstellung von 1-(4'-Pyridyl)-3-methylimidazolium-chlorid
4-Chlorpyridin-hydrochlorid (91 ,6 g, 0,61 mol) wird mit gesättigter Natriumhydrogen- carbonat-Lösung versetzt und viermal mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne eingeengt. Das erhaltene öl (52,7 g, 0,46 mol) wird mit Methylimidazol (38,1 g,
0,46 mol) versetzt und 6 Stunden bei 130 0C gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtem¬ peratur wird die Mischung in Ethanol gelöst und das Produkt durch Zugabe von n- Hexan ausgefällt. Ausbeute: 56,7 g (0,29 mol, 63%).
1H-NMR (d6-DMSO, 400 MHz): δ = 4,00 (s, 3H)1 7,98 (dd, J 4,5, 1 ,5, 2H), 8,07 (m, 1H), 8,58 (m, 1 H), 8,86 (dd, J 4,5, 1 ,5, 2H), 10,42 (s, 1H).
b) Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-pyridyl)-3-methylimidazol-2-yliden-C2,C2']- iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt a) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt nach Eluieren mit Isobutanol in einer Ausbeute von 8% der Theorie. 1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 3,03 (s, 3H), 3,07 (s, 3H), 3,10 (s, 3H), 6,82-6,86 (m, 3H), 7,02-7,06 (m, 3H)1 7,45 (d, J 2,0, 1 H), 7,51 (d, J 2,0, 1 H), 7,54 (d, J 2,0, 1 H), 7,66 (d, J 0,5, 1H), 7,80 (d, J 0,5, 1H)1 7,89 (d, J 0,5, 1H), 8,04 (d, J 5,0, 1 H), 8,07 (d, J 5,0, 1H), 8,08 (d, J 5,0, 1H).
ESI-MS (MeCN/H2O 8:2): m/z = 666,1844 (M+H+, korrektes Isotopenmuster, ber.: 666,1839).
Beispiel 8: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-chlorphenyl)-3-methylimidazol-2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000072_0001
("lr(cl-pmic)3")
a) Herstellung von 1-(4-Chlorphenyl)imidazol (gemäß S. U. Son, I. K. Park, J. Park, T. Hyeon, Chem. Commun. 2004, 778)
1 -Chlor-4-fluorbenzol (16,3 g, 124 mmol) und Imidazol (5,0 g, 73,4 mmol) wurden in N,N-Dimethylformamid (30 ml) gelöst und unter Rühren mit Natriumhydrid (60%ig in Mineralöl; 3,82 g, 95,4 mmol) versetzt und darauf 5 Stunden auf 130 0C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch langsam auf Wasser gegeben. Der gebil¬ dete Niederschlag wurde anschließend abfiltriert, mit Petrolether gewaschen und an¬ schließend im Vakuum getrocknet. Es wurden 10,3 g 1-(4-Chlorphenyl)imidazol erhal¬ ten.
1H-NMR: (400 MHz, CD2CI2): δ = 7,16 (brs, 1 H), 7,30 (dd, J = 1 ,2, 1 ,2 Hz,1 H), 7,38 (d, J = 7,7 Hz, 2 H)1 7,48 (d, J = 7,7 Hz, 2 H), 7,82 (brs, 1 H).
b) Herstellung von 1-(4-Chlorphenyl)-3-methyl-imidazoliumiodid
1-(4-Chlorphenyl)imidazol (0,37 g, 2,07 mmol) wurde in Tetrahydrofuran (5 ml) gelöst und anschließend mit Methyliodid (1 ,47 g, 10,4 mmol) versetzt und für 20 Stunden ste¬ hen gelassen. Der gebildete Niederschlag wurde anschließend abfiltriert und mit Etha- nol sowie mit Petrolether gewaschen und anschließend im Vakuum getrocknet. Es wurden 0,46 g 1-(4-Chlorphenyl)-3-methyl-imidazoliumiodid erhalten. 1H-NMR (400 MHz, DMSO): δ = 3,96 (s, 3 H), 7,76-7,84 (m, 4 H), 7,97 (dd, J = 1,8, 1,8 Hz, 1 H), 8,30 (dd, J = 1 ,8, 1,8 Hz, 1 H), 9,80 (brs, 1 H).
c) Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-chlorphenyl)-3-methylimidazol-2-yliden-C2,C2]- iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt b) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt als weißes Pulver nach säulenchroma- tographischer Aufreinigung unterzogen in einer Ausbeute von 30% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 7,43 (m, 2H), 7,38 (m, 1 H), 7,08 (m, 3H), 6,90 - 6,75 (m, 6H), 6,67 (m, 2H), 6,42 (m, 1H) Oe CHPh bzw. NCHCHN), 3,06 (s, 3H, NCH3), 3,02 (s, 3H, NCH3), 2,99 (s, 3H, NCH3).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 173,9, 172,1 , 171 ,3 (NCN), 153,9, 152,7, 151 ,2, 147,1, 146,4, 145,7 (Cq)1 138,5, 138,1, 136,6 (CHPh bzw. NCHCHN), 130,5, 130,3, 130,2 (Cq), 121 ,8, 121 ,6, 121 ,3, 120,5, 120,3, 120,1 , 115,04, 114,99, 114,9, 112,00, 111 ,97, 111 ,5 (CHPh bzw. NCHCHN), 37,4 (doppelte Intensität), 36,2 (NCH3).
Beispiel 9: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-(2'-propyl)-benzimidazol-2- yliden-C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000073_0001
(11Ir(Cn-PJbJc)3")
a) Herstellung von N-(2-Propyl)-2-nitroanilin (gemäß H. J. Altenbach et al., Tetra¬ hedron Asymmetry 2002, 13, 137-144)
2-Nitroanilin (10,0 g, 72,4 mmol) wurde in einer Mischung aus Dichlormethan (60 ml) und Eisessig (10 ml) gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurde unter Rühren Aceton (16 ml, 218 mmol) getropft und nach beendeter Zugabe noch weitere 5 Minuten ge¬ rührt. Darauf wurde bei 0 0C Boran-Dimethylsulfidkomplex (8,6 ml 10 M, 86 mmol) in- nerhalb von 40 Minuten, unter Rühren zugetropft. Darauf wurde das Eisbad entfernt und eine Stunde nachgerührt. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend durch lang¬ same Zugabe von Ammoniaklösung auf pH 8 eingestellt (ca. 16 ml). Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase mit zwei Portionen Dichlormethan extrahiert. Die organischen Phasen wurden vereinigt, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel darauf im Vakuum entfernt. Die Zielverbindung N-(2-Propyl)-2- nitroanilin) fiel auf diese Weise in guter Reinheit an und wurde ohne weitere Aufreini¬ gung weiter umgesetzt.
1H-NMR (400 MHz, CD2CI2): δ = 1 ,30 (d, J = 6,4 Hz, 6 H), 3,82 (hept, J = 6,4 Hz, 1 H), 6,58 (ddd, J = 8,5, 7,0, 1 ,5 Hz, 1 H), 6,87 (d, J = 8,5 Hz, 1 H), 7,41 (ddd, J = 8,5, 7,0, 1 ,5 Hz), 7,97 (brs, 1 H), 8,10 (dd, J = 8,5, 1 ,8 Hz, 1 H)
b) Herstellung von N-(2-propyl)-1 ,2-phenylendiamin (gemäß H. J. Altenbach et al., Tetrahedron Asymmetry 2002, 13, 137-144)
2-Nitro-N-isopropylanilin (83,5 g, 463 mmol) wurde in Methanol (675 ml) gelöst und mit Palladium auf Aktivkohle (11 ,0 g, 5-10% Pd, Wassergehalt 53%) versetzt. Die Hydrie¬ rung erfolgte unter 1 bar H2- Atmosphäre und schnellem Rühren bei 25-38 0C Innen- temperatur. Die Reaktionsmischung verfärbte sich innerhalb von 2,5 Stunden von gelb nach farblos und wurde anschließend über Nacht unter Wasserstoffatmos-phäre wei¬ tergerührt. Anschließend wurde nach Entfernen des überschüssigen Wasserstoffs der Palladiumkatalysator abfiltriert und das Rohprodukt über eine kurze Säulenfiltration (Kieselgel, Methanol) gereinigt. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum fiel das Produkt (69,55g, 463 mmol) als dunkles öl an.
1H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 1 ,20 (d, J = 6,0 Hz, 6 H), 3,29 (brs, 3 H), 3,57 (hept, J = 6,0 Hz, 1 H), 6,62-6,70 (m, 3 H), 6,78-6,82 (m, 1 H).
c) Herstellung von N-(4-Cyanophenyl)-N'-(2-propyl)-phenylendiamin
N-(2-propyl)-1 ,2-phenylendiamin (1 ,50 g, 10 mmol) und 4-Brombenzonitril (1 ,82 g, 10 mmol) wurden in Toluol (200 ml) gelöst und bei ca. 70 0C unter Rühren mit Tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0) (92 mg, 1 mol%), 9,9-Dimethyl-4,5-bis- (diphenylphosphino)xanthene (177 mg, 3 mol%), Natrium-tert-butylat (964 mg, 10 mmol) und Wasser (130 μl) versetzt und anschließend 16 Stunden bei 80 0C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser verdünnt, mit Essigsäu- reethylester extrahiert und nach Trocknen der organischen Phase vom Lösungsmittel im Vakuum befreit. Nach Chromatographie (Cyclohexan : Essigsäureethylester) erhielt man 1 ,46 g N-(4-Cyanophenyl)-N'-(2-propyl)-phenylendiamin. 1H-NMR (400 MHz1 CD2CI2): δ = 1 ,55 (d, 6H1 J = 6,4 Hz), 3,64 (sept, 1 H, J = 6,3 Hz), 3,86 (s, breit, 1 H), 5,60 (s, breit, 1 H), 6,63-6,67 (m, 3H), 6,74 (d, 1 H, J = 8,2 Hz), 7,07 (d, 1H, J = 6,4 Hz), 7,42 (d, 2H, J = 6,7 Hz).
d) Herstellung von 1-(4-Cyanophenyl)-3-(2-propyl)-benzimidazolium-tetrafluoroborat
N-(4-Cyanophenyl)-N'-(2-propyl)-phenylendiamin (1 ,07 g, 4,25 mmol) und Ammonium- tetrafluoroborat (0,46 g, 4,25 mmol) wurden mit Triethylorthoformiat (8,83 g, 59,5 mmol) versetzt und das resultierende Gemisch 8 h unter Rückfluss erhitzt. Nach Ab- kühlen der Reaktionsmischung und Entfernen eines Teils des Lösungsmittels im Vaku¬ um wurde die Lösung mit Ethanol versetzt und der ausgefallene Niederschlag abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Es wurden 0,35 g 1-(4-Cyanophenyl)-3-(2-propyl)- benzimidazolium-tetrafluoroborat erhalten.
1H-NMR (400 MHz, CD2CI2): δ = 1 ,84 (d, 6H, J = 6,7 Hz), 5,09 (sept, 1 H, J = 6,7 Hz), 7,72-7,81 (m, 3H), 7,92-7,95 (m, 3H), 8,00 (d, 2H, J = 8,1 Hz), 9,60 (s, 1 H).
e) Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-(2'-propyl)-benzimidazol-2-yliden-
C2,C2']-iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt d) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt als hellgelbes Pulver nach säuleπchro- matographischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 28% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 8,16 (m, 3H, CHPh), 7,96 (m, 2H, CHPh), 7,90 (d, 3JH,H = 8,3 Hz, 1 H, CHPh), 7,54 (m, 3H, CHPh), 7,36 (m, 8H, CHPh), 7,18 (s, 1H, CHPh), 6,96 (S1 1 H, CHPh), 6,90 (s, 1 H1 CHPh), 6,85 (s, 1 H, CHPh), 4,60 (m, 2H, CHlPr), 4,46 (m, 1H, CHlPr), 1 ,64 (d, 3JH,H = 7,1 Hz, 3H1 CH3), 1 ,36 (d, 3JH,H = 7,1 Hz, 3H, CH3), 1 ,31 (d, 3JH,H = 7,1 Hz, 3H, CH3), 0,84 (d, 3JH,H = 7,1 Hz, 3H, CH3), 0,65 (d, 3JH,H = 6,9 Hz1 3H, CH3), 0,59 (d, 3JH.H = 7,1 Hz, 3H, CH3).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 186,9, 184,5, 183,0 (NCN), 153,2, 152,6, 152,0, 150,5, 150,4, 148,4 (Cq), 141 ,5, 140,3, 140,0 (CHPh), 133,9, 133,88, 133,83, 133,77, 133,71 , 133,6 (Cq), 127,1 , 127,0, 126,6, 125,8, 124,1 , 124,0, 123,3, 123,25, 123,0
(CHph), 120,7, 120,5, 120,47 (Cq), 113,3, 113,27, 113,2, 113,12, 113,08, 112,7, 112,67, 112,4 , 112,0 (CHPh), 108,6, 108,2, 108,1 (Cq), 54,4, 52,6, 52,4 (CHlPr), 21 ,5, 20,7, 20,5, 20,4, 20,3, 20,1 (CH3). Beispiel 10: Herstellung von mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methyl-4-tert- butylimidazol-2-yliden-C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000076_0001
("IrCbU-Cn-PmJc)3")
a) Herstellung von 1-(4-Cyanophenyl)-4-(1,1-dimethylethyl)imidazol
4-(1 ,1-Dimethylethyl)imidazol (hergestellt gemäß Chem. Ber. 1997, 130, 1201-1212) (40,6 g, 327 mmol) und 4-Fluorbenzonitril wurden in N,N-Dimethylformamid (700 ml) gelöst und die Lösung anschließend unter Eiskühlung mit Natriumhydrid (60%ig in Mi¬ neralöl; 16,4 g, 409 mmol) versetzt. Die Reaktionslösung wurde darauf 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschließend unter Rühren 4 Stunden auf 100 0C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch auf Eiswasser gegeben und 3 mal gegen Methylenchlorid extrahiert. Das Lösungsmittel wurde entfernt, der Rückstand erneut in etwas Methylenchlorid gelöst und mit Petrolether gefällt. Der Rückstand wur¬ de abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Es wurden 48,5 g 1-(4-Cyanophenyl)-4-(1 ,1- dimethylethyl)imidazol erhalten.
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): δ = 1 ,34 (s, 9 H)1 7,03 (s, 1 H), 7,51 (d, J = 8,5 Hz, 2 H), 7,79 (d, J = 8,5 z, 2 H), 7,88 (s, 1 H).
b) Herstellung von 1-(4-Cyanophenyl)-3-methyl-4-(1 ,1-dimethylethyl)imidazolium- iodid
48,5 g 1-(4-Cyanophenyl)-4-(1 ,1-dimethylethyl)imidazol wurden in Tetrahydrofuran (300 ml) gelöst und mit Methyliodid (152,6 g, 1 ,08 mol) versetzt. Man ließ die Lösung für zwei Tage bei Raumtemperatur reagieren. Anschließend wurde der gebildete Nie¬ derschlag abfiltriert, mit Ethanol gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wurden 59,9 g 1-(4-Cyanophenyl)-3-methyl-4-(1 ,1-dimethylethyl)imidazoliumiodid erhalten.
1H-NMR (400 MHz, DMSO): δ = 1,42 (s, 9 H), 4,04 (s, 3 H), 8,03 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 8,18 (d, J = 2,2 Hz, 1 H), 8,21 (d, J = 8,8 Hz, 2 H), 9,84 (d, J = 2,2 Hz, 1 H). c) Herstellung von mer-Tris-[i-(4'-cyanophenyl)-3-methyl-4-tert-butylimidazol-2- yliden-C2,C2']-iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt b) er- haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt als gelbes Pulver nach säulenchroma- tographischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 57% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 7,18 -7,00 (m, 9H)1 6,82 (m, 2H), 6,54 (m, 1 H) (je CHph bzw. NCHCN), 3,11 (s, 3H, NCH3), 3,08 (s, 3H, NCH3), 3,03 (s, 3H, NCH3), 1 ,30 (s, 9 H, CH3, ,Bu), 1 ,29 (s, 9 H, CH3, Bu), 1 ,25 (s, 9 H, CH3, tBu).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 175,2, 174,7, 172,8 (NCN), 150,9, 150,2, 149,6, 149,5, 149,4, 147,9, 141 ,8, 141,7, 141,1 (Cq), 140,8, 140,7, 139,0, 125,0, 124,8, 124,6 (CHPh bzw. NCHCN), 120,0, 119,92, 119,86 (Cq bzw. CN), 110,41 , 110,39, 110,0, 109,7, 109,6, 109,2 (CHPh bzw. NCHCN), 107,2, 106,8, 106,4 (Cq bzw. CN)1 36,4, 36,3, 34,4 (NCH3), 30,5, 30,42, 30,39 (Cq. Bu ), 28,4 (CH3, tBu).
Beispiel 11 Herstellung von mer-Tris-[1-phenyl-3-(2'-propyl)-benzimidazol-2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Figure imgf000077_0001
("Ir(PJbJc)3")
a) Herstellung von N-Phenyl-N'-(2-propyl)-phenylendiamin
In einem Vierhalskolben mit Magnetfisch, Kühler wurde unter Stickstoff 1 Äquivalent. 3,00 g (16,4 mmol) 2-Aminodiphenylamin in Diethylether (ca. 1 mol/l) vorgelegt. Die rötliche Lösung wurde mit einem Eisbad gekühlt und man tropfte dann bei 10 0C 180 ml konzentrierte Salzsäure pro Mol 2-Aminodiphenylamin zu. Dabei fiel ein weißer Nie¬ derschlag aus. Der Ansatz wurde über eine Nutsche mit Filter abgesaugt. Den Rück¬ stand wusch man mit Diethylether und trocknet ihn bei 50 0C über Nacht im Vakuum. Das erhaltene Hydrochlorid wurde ohne weitere Aufreinigung eingesetzt. In einem 50 ml Kolben mit Magnetfisch wurden 4,19 g (19,2 mmol) 2-Aminodiphenylamin Hyd- rochlorid in 25 ml Methanol gelöst. Zu dieser, mit Eisbad gekühlten, rötlichen Lösung gab man 1 ,66 g (28,7 mmol) Aceton und 2,17 g (57,5 mmol) Natriumborhydrid. Dabei schäumte die Lösung heftig und wurde zur grünlichen Suspension. Diese ließ man über das Wochenende bei Raumtemperatur rühren. Der Ansatz wurde auf Wasser gegeben und gegen Methylenchlorid extrahiert. Die organische Phase wurde mit Natri- umsulfat getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Das Produkt wurde säulenchromatographisch aufgereinigt (Petrolether.Essigsäureethylester).
1H-NMR (400 MHz, CDCI3): δ = 1 ,18 (d, 6H, J = 6,4 Hz), 3,64 (sept., 1 H, J = 6,5 Hz), 3,96 (s, breit, 1 H), 5,01 (s, breit, 1 H), 6,65 (dt, 1 H, J = 7,5 Hz, J = 1 ,0 Hz), 6,69-6,74 (m, 3H), 6,81 (t, 1 H1 J = 7,4 Hz), 7,10 (t, 2H, J = 7,9 Hz), 7,19 (t, 2H, J = 7,4 Hz).
b) Herstellung von 1-Phenyl-3-(2-propyl)-benzimidazolium-tetrafluoroborat
N-Phenyl-N'-(2-propyl)-phenylendiamin (1 ,82 g, 8,0 mmol) wurde in Triethylortho- formiat (16,6 g, 112 mmol) gelöst und mit Ammoniumtetrafluoroborat (0,84 g, 8,0 mmol) versetzt und 8 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach Abkühlen auf Raum¬ temperatur wurde der erhaltene Rückstand abfiltriert, mit Triethylorthoformiat gewa¬ schen und im Vakuum getrocknet. Man erhielt 1 ,95 g 1-Phenyl-3-(2-propyl)- benzimidazolium-tetrafluoroborat.
1 H-NMR (CDCI3, 400 MHz): δ = 1 ,86 (d, 6H, J = 6,8 Hz), 5,14 (sept, 1 H, J = 6,6 Hz), 7,63-7,77 (m, 8H), 7,84 (d, 1H, J = 9,4 Hz), 9,63 (s, 1H).
c) Herstellung von mer-Tris-[1-phenyl-3-(2'-propyl)-benzimidazol-2-yliden-C2,C2]- iridium(lll)
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt b) er¬ haltenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das Produkt als weisses Pulver nach säulenchroma- tographischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 83% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 8,16 (m, 3H, CHPh), 7,86 (d, 3JH,H = 7,9 Hz, 1H, CHPh), 7,79 (d, 3JH.H = 8,0 Hz, 2H, CHPh), 7,45 (m, 3H, CHPh), 7,28 (m, 3H, CHPh), 7,18 (m, 3H, CHPh), 6,95 (m, 4H, CHPh), 6,67 (m, 1H1 CHPh), 6,60 (m, 4H, CHPh), 4,81 (m, 1H, CHiPr), 4,75 (m, 1 H, CHiPr), 4,67 (m, 1 H, CHlPr), 1 ,60 (d, 3JH|H = 7,0 Hz, 3H, CH3), 1 ,30 (d, 3JH.H = 7,0 Hz, 3H, CH3), 1 ,22 (d. 3JH,H = 7,2 Hz1 3H, CH3), 0,82 (d, 3JH,H = 7,0 Hz, 3H, CH3), 0,61 (d, 3JH1H = 7,0 Hz, 3H, CH3), 0.55 (d, 3JHlH = 7,3 Hz1 3H, CH3).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 189,1, 185,8, 184,7 (NCN)1 151,7, 150,7, 149,8, 149,1 , 148,5, 148,4 (Cq), 139,1 , 137,5, 137,1 (CHPh), 134,0, 133,87, 133,86, 133,79, 133,77, 133,32 (Cq), 124,8, 124,5, 124,2, 122,64, 122,59, 122,58, 121 ,59, 121 ,56, 121 ,4, 120,9, 120,5, 120,3, 112,9, 112,7, 112,4, 112,3, 112,1 (doppelte Intensität), 111 ,8, 111 ,7, 111 ,4 (CHPh), 53,5, 51 ,7, 51 ,6 (CHiPr), 21 ,0, 20,5, 20,2, 20,1 , 20,0, 19,9 (CH3).
Beispiel 12: Herstellung des Iridium-Carbenkomplexes
Figure imgf000079_0001
("lr(pombic)3")
a) Herstellung von 2-[(2,6-Dinitrophenyl)amino]-phenol (gemäß F. Ulimann, G. Engi, N. Wosnessenky, E. Kuhn und E. Herre, Liebigs Ann. 365 (1909) 79, 110)
Figure imgf000079_0002
Zu einer Lösung von 25,0 g (121 mmol) 98 %igem 2,6-Dinitrochlorbenzol in 185 ml wasserfreiem Ethanol wurden unter Rühren und Stickstoff 17,30 g (157 mmol) 99 %i- ges 2-Aminophenol und 17,15 g (209 mmol) wasserfreies Natriumacetat gegeben. Die Reaktionslösung wurde 2 Stunden lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt und an¬ schließend auf Raumtemperatur gekühlt. Die rotvioletten Kristallnadeln wurden über ein Schwarzbandfilter abgetrennt, mit Wasser bis zu einem farblosen Ablauf gewa¬ schen und bei 50 0C im Vakuum getrocknet. Es wurden 27,90 g (84 % d. Th.) schwarz glänzende Nadeln erhalten, die bei 189 - 192 °C (Lit.: 191 0C) schmolzen.
b) Herstellung von 4-Nitrophenoxazin (gemäß F. Ullmann, G. Engi, N. Wosnessen- ky, E. Kuhn und E. Herre, Liebigs Ann. 365 (1909) 79, 110)
Figure imgf000079_0003
27,70 g (101 mmol) 2-[(2,6-Dinitrophenyl)amino]-phenol wurden in 666 ml 1 %iger Na- OH 30 Minuten lang unter Rückfluss und Rühren erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Feststoff abgesaugt, mit heißem Wasser neutral gewa¬ schen und bei 80 0C im Vakuum getrocknet. Es wurden 21 ,2 g (92 % d. Th.) schwarze Kristalle erhalten, die bei 168 - 171 0C (Lit.: 166 0C) schmolzen.
c) Herstellung von 1-Ammoniumphenoxazinchlorid (gemäß F. Kehrmann und L. Löwy, Ber. dtsch. ehem. Ges. 44 (1911) 3006 - 3011)
Figure imgf000080_0001
21 ,20 g (92,9 mmol) 1-Nitrophenoxazin wurden in 177 ml wasserfreiem Ethanol sus¬ pendiert und mit einer Lösung von 83,84 g (372 mmol) Zinn(ll)-chlorid x 2 H2O in 101 ml konz. HCl versetzt. Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wurde der Niederschlag abgesaugt, viermal mit insgesamt 430 ml 10 % HCl, dann mit kaltem Wasser gewaschen und bei 70 °C im Vakuum getrocknet. Es wurden 18,45 g graue Nadeln erhalten.
d) Herstellung von 2,10b-Diaza-6-oxa-aceanthrylen (lmidazo[4,5,1-k,l]phenoxazin; in Anlehnung an H. Shirai und T. Hayazaki, Yakugaku Zasshi 90 (1970) 588 -
593 und A. N. Gritsenko, Z. I. Ermakova, V. S. Troitskaya und S. V. Zhuravlev., Chem. Heterocycl. Compd. 1971 , 715 - 717)
Figure imgf000080_0002
18,45g (78,6 mmol) 1-Ammoniumphenoxazinchlorid wurden in 85 ml 85 %ige Amei¬ sensäure suspendiert. Nach der Zugabe von 5,38 g (78,6 mmol) Natriumformiat wurde die Reaktionsmischung 3,5 Stunden lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung in 700 g 10 % Na- OH gefällt und noch 30 Minuten nachgerührt. Der Feststoff wurde über einen Schwarz¬ bandfilter abgesaugt, mit Wasser gewaschen und bei 7O0C im Vakuum getrocknet. Das Rohprodukt (16,35 g) wurde in 160 ml Methanol 2 Stunden lang gerührt, anschließend abgesaugt, mit Methanol gewaschen und bei 70 0C getrocknet. Es wurden 13,09 g (80 % d. Th.) graue Nadeln erhalten, die bei 177 - 1810C (Lit.: 177 - 178°C) schmolzen. e) Herstellung von 10b-Aza-2-azonia-2-methyl-6-oxa-aceanthrylen-iodid (2-Methyl- imida2o[4,5,1-k,l]phenoxazoniumiodid; in Anlehnung an H. Shirai und T. Hayaza- ki, Yakugaku Zasshi 90 (1970) 588 - 593)
Figure imgf000081_0001
Eine Lösung von 5,48 g (26,3 mmol) 2,10b-Diaza-6-oxa-aceanthrylen und 18,42 g (130 mmol) Methyliodid in 75 ml Methylenchlorid wurden 26 Stunden unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wurde der Feststoff abgesaugt, mit Methylenchlorid gewaschen und bei 75°C im Vaku¬ um getrocknet. Es wurden 8,35 g (91 % d.Th.) analysenreine graue Mikrokristalle er¬ halten, die bei 284 - 2910C (Ut.: 295 - 2970C) schmolzen.
f) Herstellung von 10b-Aza-2-azonia-2-methyl-6-oxa-aceanthrylen-tetrafluoroborat (2-Methylimidazo[4,5, 1 -k,l]phenoxazoniumtetrafluoroborat)
Figure imgf000081_0002
Zu einer im Eisbad auf 0 - 30C gekühlten Lösung aus 10,41 g (50,0 mmol) 2,10b- Diaza-6-oxa-aceanthrylen in 620 ml wasserfreiem Methylenchlorid wurden 7,55 g (50,0 mmol) 98 %iges Trimethyloxoniumtetrafluoroborat gegeben. Man ließ die Reaktionsmi¬ schung auf Raumtemperatur erwärmen und über Nacht nachrühren. Es wurden 0,755 g (5,0 mmol) 98 %iges Trimethyloxoniumtetrafluoroborat nachgegeben. Nach 4 stündi¬ gem Rühren bei Raumtemperatur wurde der Niederschlag abgesaugt, mit Methylench- lorid gewaschen und bei 400C im Vakuum getrocknet (Rohausbeute: 11 ,35 g). Der Feststoff wurde aus 1000 ml Methanol unter Stickstoff umkristallisiert. Es wurden 8,90 g analysenreine dunkelgraue Mikrokristalle mit einem Schmp. von 230 - 2380C erhalten. Das Filtrat wurde zur Trockne eingeengt. Der Feststoff (3,39 g) wurde aus 132 ml Methanol umkristallisiert. Es wurden noch 1 ,42 g dunkelgraue Mikrokristalle erhalten, insgesamt also 10,32 g (67 % d.Th.).
1H-NMR (500 MHz, DMSO): δ = 4,10 (s, 3 H), 7,18 (d, 1 H), 7,37-7,61 (m, 5H), 7,93 (d, 1H), 10,25 (s, 1 H). g) Herstellung von lr(pombic)3
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt f) erhal¬ tenen Imidazolium-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-cod)lr]2 gemäß der oben genannten allge- meinen Methode in XyIoI. Man erhielt das mer-lsomere als gelbliches Pulver nach säu- lenchromatographischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 21% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 6,99 (m, 3H, CHPh), 6,78 (m, 3H, CHPh), 6,63 (m, 8H, CHPh), 6,52 (m, 3H, CHPh), 6,41 (m, 1H, CHPh), 3,47 (s, 3H1 CH3), 3,45 (s, 3H, CH3), 3,33 (S, 3H, CH3).
13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): S = 170,18, 168,16, 166,87 (NCN)1 145,08, 144,61 , 144,42, 144,34, 144,01 , 143,49, 143,45, 143,44, 142,31 , 136,29 (Cq), 136,25 (CHPh), 136,18, 135,98 (Cq), 135,79, 133,76 (CHPh), 131 ,92, 131,24, 130,51 (Cq), 126,61, 126,48, 126,43, 125,51 , 125,34, 125,28 (CHPh), 124,03, 124,01 , 123,92 (Cq), 109,86, 109,79, 109,47, 106,46, 106,32, 106,27, 105,50, 105,49, 105,46 (CHPh), 33,98, 33,64, 33,55 (CH3).
Beispiel 13: Herstellung des Iridium-Carbenkomplexes
Figure imgf000082_0001
("lr(psmbic)3")
a) Herstellung von 1-Nitrophenothiazin (bis auf das verwendete Lösungsmittel ge- maß H. L. Sharma et al., Tetrahedron Lett. 1657 - 1662, 1967)
Figure imgf000082_0002
Zu einer Lösung von 20,7 g (0,10 mol) 98 %igem 2,6-Dinitrochlorbenzol in 300 ml was- serfreiem Dimethylformamid wurden unter Stickstoff 19,2 g (0,15 mol) 98 %igem 2- Mercaptoanilin und 41 ,0 g (0,50 mol) wasserfreies Natriumacetat gegeben. Die Reak¬ tionslösung wurde 12 Stunden lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt und anschlie- ßend auf Raumtemperatur gekühlt. Der gebildete Niederschlag wurde abgesaugt, mit Wasser, 10 % HCl und 50 % eiskaltem Ethanol gewaschen und bei 4O0C im Vakuum getrocknet. Es wurden 4,09 g Feststoff erhalten. Die Mutterlauge wurde zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wurde mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet (19,50 g). Laut Dünnschichtchromatographie enthielten beide Feststoffe das ge¬ wünschte Produkt in hoher Reinheit, so dass beide Feststoffe vereinigt wurden. Roh¬ ausbeute: 23,6 g (97 % d. Th.)
b) Herstellung von 1-Ammoniumphenothiazinchlorid (analog zur Herstellung für 1- Aminophenoxazin in F. Kehrmann und L. Löwy, Ber. dtsch. ehem. Ges. 44 (1911)
3006 - 3011)
Figure imgf000083_0001
23,6 g (96,6 mmol) 1-Nitrophenothiazin wurden in 200 ml absolutem Ethanol suspen- diert und mit einer Lösung von 87,2 g (387 mmol) Zinn(ll)-chlorid x 2 H2O in 100 ml konz. HCl versetzt. Die Reaktionsmischung wurde unter Rückfluss zum Sieden solan¬ ge erhitzt, bis der Feststoff der Nitroverbindung verschwunden war und sich statt des¬ sen ein heller Niederschlag abgeschieden hatte. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmi¬ schung wurde der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Rohausbeute: 18,3 g (76 % d. Th.)
c) Herstellung von 6-Thia-2,10b-diaza-aceanthrylen (lmidazo[4,5,1-k,l]pheno- thiazin; in Anlehnung an A. N. Gritsenko et al., Chem. Heterocycl. Compd. 1971 , 715 - 717.)
Figure imgf000083_0002
18,3 g (73,0 mmol) 1-Ammoniumphenothiazinchlorid wurden 80 ml 85 %ige Ameisen¬ säure suspendiert. Nach der Zugabe von 5,81 g (85 mmol) Natriumformiat wurde die Reaktionsmischung 4 Stunden lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewa¬ schen und im Vakuum getrocknet. Rohausbeute: 14,1 g (86 % d. Th.) d) Herstellung von 2-Methyl-6-thia-10b-aza-2-azonia-aceanthrylen-tetrafluoroborat
Figure imgf000084_0001
Die Methylierung von 6-Thia-2,10b-diaza-aceanthrylen mit Methyliodid wurde von Z. I. Ermakova et al., Chem. Heterocycl. Compd. 1974, 324 - 326 beschrieben.
Zu einer im Eisbad auf 3°C gekühlten Lösung aus 12,43 g (55,0 mmol) 6-Thia-2,10b- diaza-aceanthrylen in 800 ml wasserfreiem Methylenchlorid wurden 8,41 g (55,0 mmol) 98 %iges Trimethyloxoniumtetrafluoroborat gegeben. Man ließ die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur erwärmen und über Nacht nachrühren. Der Niederschlag wurde abgesaugt, mit Methylenchlorid gewaschen und bei 40 0C im Vakuum getrocknet (Rohausbeute: 12,37 g). Der Feststoff wurde zweimal aus 200 bzw. 175 ml Essigsäure umkristallisiert. Es wurden 7,24 g (40 % d. Th.) hellbeigefarbene Mikrokristalle mit einem Schmp. von 223 - 224°C erhalten.
e) Herstellung von lr(psmbic)3
Die Herstellung des Carbenkomplexes erfolgte durch Umsetzung des in Schritt d) er- haltenen Imidazoliυm-Salzes mit [(μ-CI)(η4-1 ,5-COd)Ir]2 gemäß der oben genannten allgemeinen Methode. Man erhielt das mer-lsomere als gelbliches Pulver nach säu- lenchromatographischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 29% der Theorie.
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 6,99 (m, 3H, CHPh), 6,78-6,52 (m, 14H, CHPh), 6,42 (m, 1H, CHph), 3,36 (s, 3H, CH3), 3,29 (s, 3H, CH3), 3,25 (s, 3H, CH3).
13C-NMR: (CD2CI2, 125 MHz): δ = 177,7, 175,3, 174,6 (NCN), 147,4, 145,7, 144,1 (Cq), 139,0 (Cq), 138,5 (CH), 138,3 (Cq), 138,2 (CH), 137,5 (Cq), 136,3 (CH), 134,5, 134,4, 133,9, 129,5, 129,4, 129,3 (Cq), 125,0, 124,9, 124,8 (CH), 120,3, 120,29, 120,1 (Cq), 119,2, 118,9, 118,7 (CH), 117,1 , 116,7, 116,4 (Cq), 116,4, 116,38, 116,31 , 107,05, 107,03, 106,99 (CH), 33,8, 33,6, 33,0 (CH3). Beispiel 14: Herstellung von [1-(4'-cyanophenyl)-3-methylimidazol-2-yliden-C2,C2']- platin(ll)-acetylacetonat
Figure imgf000085_0001
("Pt(cn-pmic)(acac)")
a) Herstellung von 1-(2-Brom-4-cyanophenyl)-imidazol
3-Brom-4-fIuorbenzonitril (10,0 g, 50 mmol, 1 Äquivalent) und Imidazol (5,1 g, 75 mmol, 1 ,5 Äquivalent) werden in Dimethylformamid (100 ml) gelöst und unter Stickstoff bei Raumtemperatur vorsichtig mit Natriumhydrid (60% in Mineralöl, 3,0 g, 75 mmol, 1 ,5 Äquivalent) versetzt. Die Mischung wird 4 h bei 1000C gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird Wasser (10 ml) zugegeben und zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird mit Wasser und Petrolether gewaschen und säulenchromatographisch (Kieselgel, Methyl-tert-butylether-Essigsäureethylester-Gradient) gereinigt. Ausbeute: 5,4 g (22 mmol, 44%).
1H-NMR (CD2CI2, 400 MHz): δ = 7,15 (mc, 1H), 7,52 (mc, 1 H), 7,74 (d, J 8,0, 1H), 7,99 (mc, 1 H), 8,06 (dd, J 8,0, 2,0, 1 H), 8,48 (d, J 2,0, 1H).
b) Herstellung von 1-(2-Brom-4-cyanophenyl)-3-methylimidazolium-iodid
1-(2-Brom-4-cyanophenyl)-imidazol (5,4 g, 22 mmol, 1 Äquivalent) und Methyliodid (15,4 g, 109,0 mmol, 5 Äquivalent) werden in Tetra hydrofu ran (50 ml) gelöst und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert und mit Ethanol gewaschen. Ausbeute: 6,7 g (17 mmol, 78%).
1H-NMR (d6-DMSO/CD2CI2 1:1, 400 MHz): δ = 4,17 (s, 3H), 7,77 (t, J 2,0, 1 H), 7,90 (t, J 2,0, 1H), 7,96 (dd, J 8,0, 2,0, 1H), 8,16 (d, J 8,0, 1H), 8,20 (d, J 2,0, 1H), 9,96 (s, 1H).
c) Herstellung von Pt(cn-pmic)(acac)
Eine Suspension von einem Äquivalent 1-(2-Brom-4-cyanophenyl)-3-methylimida- zolium-iodid in Dioxan wird unter Argon langsam mit einem Äquivalent Kalium- bis(trimethylsilyl)amid (0,5 molar in Toluol) versetzt und 30 Minuten bei Raumtempera¬ tur gerührt. Die Mischung wird mit einem Äquivalent 1 ,5-Cycloocta-dien-platin(ll)- dichlorid versetzt und 16 Stunden unter Rückfluß gerührt. Nach Abkühlung auf Raum¬ temperatur wird die Mischung zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in Dimethyl- formamid aufgenommen und mit 4 Äquivalenten 2,4-Pentandion und 4 Äquivalenten Kalium-tert-butylat versetzt. Die Mischung wird 16 Stunden bei Raumtemperatur und 6 h bei 1000C gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wird zur Trockne einge¬ engt und der Rückstand mit Wasser gewaschen. Man erhielt das Produkt als gelbliches Pulver nach säulenchromato-graphischer Aufreinigung in einer Ausbeute von 53% der Theorie.
1H-NMR (d6-DMSO, 400 MHz): δ = 1 ,97 (s, 3H), 2,04 (s, 3H), 4,01 (s, 3H), 5,64 (s, 1 H), 7,45 (d, J 2,0, 1H), 7,48 (s, 1H), 7,51 (d, J 1 ,5, 1 H), 7,78 (d, J 1 ,5, 1 H), 8,06 (d, J 2,0, 1H).
CI-MS (MeCN/H2O 8:2): m/z = 476 (M+H+, korrektes Isotopenmuster).
Beispiel 15: Herstellung von Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methylimidazol-2-yliden- C2,C2']-rhodium(lll)
Figure imgf000086_0001
6,31 g (20,3 mmol) des Imidazoliumiodids (hergestellt gemäß Beispiel 1 b)) werden in 100 ml Toluol vorgelegt. Bei Raumtemperatur werden innerhalb von 30 Minuten 40,6 ml Kalium-bis(trimethylsilyl)amid (0,5 M in Toluol, 20,3 mmol) zugesetzt und der Ansatz eine Stunde gerührt. 1 ,00 g (2,0 mmol) [(μ-CI)Rh(η4-1 ,5-cod)]2 werden in 50 ml Toluol gelöst und bei Raumtemperatur innerhalb von 30 Minuten tropfenweise mit der Salzmischung versetzt. Die Reaktionsmischung wird eine Stunde bei Raumtemperatur, zwei Stunden bei 7O0C und dann über Nacht unter Rückfluß gerührt. Der Ansatz wird bis zur Trockne eingeengt. Man extrahiert den Rückstand mit Methylenchlorid und rei- nigt den Extrakt säulenchromatographisch. Es werden 0,26 g eines schwachgelben Pulvers erhalten (10 %).
1H-NMR: (CD2CI2, 500 MHz): δ = 7,56 (d, J = 1 ,9 Hz1 1 H), 7,55 (d, J = 2,0 Hz, 1 H), 7,49 (d, J = 1,9 Hz, 1 H), 7,27-7,11 (m, 6H), 6,97, 6,93 (je S, 1H), 6,89 (d, J = 1,8 Hz, 1 H), 6,86 (d, J = 1 ,7 Hz, 2H), 6,71 (s, 1 H), 3,03 (s, 6H, CH3), 2,96 (s, 3H, CH3). 13C-NMR (CD2CI2, 125 MHz): δ = 190,3 (d, 1Jc,Rh = 38,4 Hz, NCN), 189,5 (d, 1Jc,Rh = 38,1 Hz, NCN) , 188,2 (d, 1Jc,Rh = 38,3 Hz, NCN), 166,7 (d, 1Jc,Rh = 27,5 Hz, Cq), 166,0 (d, 1Jc,Rh = 24,5 Hz, Cq), 164,5 (d, 1Jc,Rh = 24,4 Hz, C„), 150,5, 150,0, 149,3 (Cq), 142,4, 142,2, 140,4, 126,5, 126,4, 126,3, 123,0, 122,8, 122,5, 114,72, 114,68, 114,6, 110,9, 110,7, 110,4 (CHPh, NCHCHN), 120,9 (doppelte Intensität, Cq), 120,8 (Cq), 107,6 (d, J = 1 ,8 Hz, C)1 107,2 (d, J = 1 ,9 Hz, Cq), 107,2 (d, J = 1 ,6 Hz, Cq), 37,3, 37,2, 36,1 (CH3).
Beispiel 16: Herstellung von fac-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methylimidazol-2-yliden- C2,C2']-iridium(lll)
Das in Beispiel 1 erhaltene fac/mer-lsomerengemisch lässt sich säulenchromato- graphisch über Kieselgel mit Essigsäureethylester/Cyclohexan 9:1 oder durch fraktio- nierte Fällung aus Acetonitril in die fac- und mer-lsomeren trennen. Man beobachtet hierbei üblicherweise ein fac/mer-lsomerenverhältnis von ca. 1 :19.
Eine Lösung des reinen mer-Tris-[1-(4'-cyanophenyl)-3-methylimidazolyliden-C2,C2']- iridium(lll) (20 mg, 27 μmol) in Aceton (9,75 ml) wird bei Raumtemperatur mit 0,1 M Salzsäure (0,25 ml) versetzt. Die Mischung wird 4 Stunden unter Rückfluß gerührt. Anschließend werden die flüchtigen Komponenten am Rotationsverdampfer entfernt und man erhält ein Isomerengemisch mit einem fac/mer-lsomerenverhältnis von ca. 3:1, das wie wie zuvor beschrieben getrennt werden kann.
Analytik fac-lsomer:
1H-NMR (d6-DMSO/CD2CI2 4:1 , 500 MHz): δ = 3,06 (s, 9H)1 6,66 (d, J 2,0, 3H), 7,11 (d, J 2,0, 3H), 7,28 (dd, J 8,0, 2,0, 3H), 7,49 (d, J 8,0, 3H), 7,87 (d, J 2,0, 3H).
13C-NMR (d6-DMSO/CD2CI2 4:1 , 500 MHz): δ = 36,2, 107,0, 111 ,1 , 115,5, 120,7, 122,4, 125,9, 139,7, 149,2, 151,5, 174,6.
ESI-MS (MeCN/H2O 8:2): m/z = 737,1751 (M+, korrektes Isotopenmuster, ber.: 737,1755), 755 (M+NH4\ korrektes Isotopenmuster).
Beispiel 17: Herstellung eines OLED
Das als Anode verwendete ITO-Substrat wird zuerst mit kommerziellen Reinigungs¬ mitteln für die LCD-Produktion (Deconex® 20NS und Neutralisationsmittel 25ORGAN- ACID®) und anschließend in einem Aceton/Isopropanol-Gemisch im Ultraschallbad gesäubert. Zur Beseitigung möglicher organischer Rückstände wird das Substrat in einem Ozonofen weitere 25 Minuten einem kontinuierlichen Ozonfluss ausgesetzt. Diese Behandlung verbessert auch die Lochinjektion des ITOs. Danach werden die nachfolgend genannten organischen Materialien mit einer Rate von ca. 2 nm/Minuten bei etwa 10-7 mbar auf das gereinigte Substrat aufgedampft. Als Lochleiter und Exciton-Blocker wird zuerst die Verbindung V1 in einer Schichtdicke von 30 nm auf das Substrat aufgebracht.
Figure imgf000088_0001
Anschließend wird eine Mischung aus 30 Gew.-% der Verbindung lr(cn-pmbic)3 aus Beispiel 3
Figure imgf000088_0002
und 70 Gew.-% der Verbindung V3
Figure imgf000088_0003
(die Herstellung von V3 erfolgt nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden der Estersynthese; vgl. hierzu auch die ältere deutsche Patentanmeldung 10 2005 014284.2) in einer Dicke von 20 nm aufgedampft, wobei lr(cn-pmbic)3 als E- mitter und V3 als Matrixmaterial fungiert Danach wird eine Lochblockerschicht aus V2 in einer Dicke von 4 nm aufgedampft.
Figure imgf000089_0001
Danach wird eine Elektronenleiterschicht aus TPBI [2,2\2"-(1,3,5-Benzoltriyl)-tris-(1- phenylbenzimidazol)] in einer Dicke von 30 nm, eine 1 nm dicke Lithiumfluorid-Schicht und abschliessend eine 110 nm dicke AI-Elektrode aufgedampft.
Zur Charakterisierung des OLEDs werden Elektrolumineszenz-Spektren bei verschie¬ denen Strömen bzw. Spannungen aufgenommen. Weiterhin wird die Strom- Spannungs-Kennlinie in Kombination mit der abgestrahlten Lichtleistung gemessen. Die Lichtleistung kann durch Kalibration mit einem Luminanzmeter in photometrische Größen umgerechnet werden.
Für das beschriebene OLED ergeben sich die folgenden elektrooptischen Daten:
Figure imgf000089_0002
Photolumineszenz ("PL") der Iridium-Carbenkomplexe
OO CO
Figure imgf000090_0001
Wellenlänge(n) λem des Emissionsmaximums bzw. der Emissionsmaxima Quantenausbeute.
Die PL-Messungen in Toluol wurden mit einer Emitterkonzentration von 2 mg/l in Quarzküvetten (10x10 mm) durchgeführt. Die Anregungswellenlänge betrug 325 nm (HeCd-Laser) und die Detektion der Emission erfolgte im 90 Grad Winkel mittels Fa¬ seroptik in einem Diodenarrayspektrometer.
Die PL-Messungen in PMMA wurden mit einer Emitterdotierung von 2 % durchgeführt. Diese wurden hergestellt wie folgt: 2 mg/l Emitter wurden in einer 10 %igen PMMA- Lösung in Dichlormethan (Mw 12OkD) gelöst und auf einen Objektträger mit 60 μm Rakel aufgerakelt. Die Anregungswellenlänge betrug 325 nm (HeCd-Laser), die Anre¬ gung erfolgte senkrecht zum Objektträger und die Detektion der Emission im 45 Grad Winkel mittels Faseroptik im Diodenarrayspektrometer.
Für das beschriebene OLED ergeben sich die folgenden elektrooptischen Daten:
Figure imgf000091_0001
c)
Das ITO-Substrat wird wie unter a) beschrieben vorbehandelt.
Anschließend wird PEDT: PSS (Poly(3,4-ethylendioxythiophen)-Poly(styrolsulfonat)) (Baytron® P VP AI 4083) aus wässriger Lösung auf das Substrat in einer Dicke von 46 nm aufgeschleudert und die Emitterschicht aus in Chlorbenzol gelöstem PMMA (16,5 mg PMMA auf 1 ml Chlorbenzol) und der Emittersubstanz 1 c) in einer Dicke von ca. 48 nm aufgebracht. Die Konzentration des Emitters entspricht dabei einer 30 Gew.-%igen Dotierung von PMMA. Danach wird eine Lochblocker- und Elektronen- leiterschicht aus BCP in einer Dicke von 52,5 nm, eine 0,75 nm dicke Lithiumfluorid- Schicht und abschließend eine 110 nm dicke AI-Elektrode aufgedampft.
Zur Charakterisierung des OLEDs werden Elektrolumineszenz-Spektren bei verschie¬ denen Strömen bzw. Spannungen aufgenommen. Weiterhin wird die Strom-Span¬ nungs-Kennlinie in Kombination mit der abgestrahlten Lichtleistung gemessen. Die Lichtleistung kann durch Kalibration mit einem Luminanzmeter in photometrische Grö¬ ßen umgerechnet werden. Für das beschriebene OLED ergeben sich die folgenden elektrooptischen Daten:
Figure imgf000092_0001

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von neutralen Übergangsmetall-Carbenkomplexen der allgemeinen Formel I
Figure imgf000093_0001
in organischen Licht-emittierenden Dioden, wobei die Variablen die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co, Rh1 Ir, Nb,
Pd1 Pt, Fe, Ru, Os, Cr1 Mo, W, Mn, Re, Cu1 Ag und Au in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe;
L mono- oder dianionischer Ligand, der mono- oder bidentat sein kann;
K neutraler mono- oder bidentater Ligand ausgewählt aus der Gruppe be¬ stehend aus Phosphinen; Phosphonaten und Derivaten davon, Arsena- ten und Derivaten davon; Phosphiten; CO; Pyridinen; Nitrilen, Monoole- finen und konjugierten Dienen, die einen π-Komplex mit M bilden;
n Zahl der Carbenliganden, wobei n mindestens 1 ist und die Carbenli- ganden in dem Komplex der Formel I bei n >1 gleich oder verschieden sein können;
m Zahl der Liganden L, wobei m 0 oder ≥ 1 sein kann und die Liganden L bei m > 1 gleich oder verschieden sein können;
q Zahl der Liganden K, wobei q 0 oder ≥ 1 sein kann und die Liganden K bei q > 1 gleich oder verschieden sein können,
wobei die Summe n + m + q von der Oxidationsstufe und Koordinations¬ zahl des eingesetzten Metallatoms und von der Zähnigkeit sowie der Ladung der Liganden abhängig ist, mit der Bedingung, dass n mindes¬ tens 1 ist; Do Donoratom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N, O und S;
r gleich 1 , wenn Do N ist, und O, wenn Do O oder S ist;
Y1, Y2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Heteroaryl oder Alkenyl;
oder
Y1 und Y2 bilden zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an welche sie gebunden sind, einen sechsgliedrigen aromatischen Ring, welcher ein oder zwei Stickstoffatome enthalten kann, und gegebenenfalls mit einem weiteren, gegebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Ring anelliert ist;
Y3 Wasserstoff oder Alkyl;
oder
Y3 und Y2 bilden zusammen mit dem Donoratom Do und dem Kohlen¬ stoffatom, an welches Y2 gebunden ist, einen fünf- oder sechsgliedrigen Ring, welcher außer dem Donoratom Do noch ein weiteres Heteroatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus N1 O und S enthalten kann;
A eine Brücke mit drei oder vier Atomen, wovon ein oder zwei Atome He¬ teroatome sein können und die restlichen Atome Kohlenstoffatome sind, so dass die Gruppe
Figure imgf000094_0001
einen fünf- oder sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring oder Benzol- ring bildet, der gegebenenfalls mit Substituenten ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkyloxy, Alkylthio, Aryl, Aryloxy, Arylthio, Halogen, CN, CHO, Alkylcarbonyl, Arylcarbonyl, Carboxyl, Alkyloxycar- bonyl, Aryloxycarbonyl, Hydroxysulfonyl, Alkyloxysulfonyl, Aryloxysulfo- nyl, NO2 und NO substituiert und gegebenenfalls mit einem weiteren, gegebenenfalls anellierten und gegebenenfalls Heteroatome enthalten¬ den Ring anelliert ist,
wobei gegebenenfalls Y1 zusammen mit einer Gruppe ausgewählt aus chemischer Einfachbindung, C(Y4)2) C(O), O, S, S(O), SO2 und NY5 eine zweigliedrige Brücke B zu demjenigen Kohlenstoff- oder Heteroatom der Brücke A ausbildet, welches α-ständig zum Kohlenstoffatom steht, das an das N-Atom der Carbeneinheit des Carbenliganden gebunden ist;
Y4, Y5 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Hetero- aryl, wobei die beiden Y4 in der Brücke C(Y4)2 unabhängig voneinander variiert werden können.
2. Verwendung von Komplexen der Formel I nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass
M ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rh, Ir, Pd, Pt, Ru und Os in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe;
und die übrigen Variablen die in Anspruch 1 aufgeführte Bedeutung besitzen.
3. Verwendung von Komplexen der Formel I nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass
n mindestens 2 ist und die Carbenliganden gleich oder verschieden sein können;
m 0 oder ≥ 1 ist und die Liganden L bei m > 1 gleich oder verschieden sein können;
q 0 oder ≥ 1 ist und die Liganden K bei q > 1 gleich oder verschieden sein können;
wobei die von n, m und q verschiedenen Variablen die in Anspruch 1 oder 2 auf¬ geführte Bedeutung besitzen.
4. Verwendung von Komplexen der Formel I nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass
n mindestens 2 ist und die Carbenliganden gleich oder verschieden sein können;
m, q jeweils 0 sind;
wobei die von n, m und q verschiedenen Variablen die in Anspruch 1 oder 2 auf- geführte Bedeutung besitzen.
5. Verwendung von Komplexen der Formel I nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass
n mindestens 2 ist und die Carbenliganden gleich sind;
m, q jeweils 0 sind;
wobei die von n, m und q verschiedenen Variablen die in Anspruch 1 oder 2 auf¬ geführte Bedeutung besitzen.
6. Neutrale Übergangsmetall-Carbenkomplexe der allgemeinen Formel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verfahren zur Herstellung von Übergangsmetall-Carbenkomplexen der Formel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 durch Deprotonierung von den den entsprechenden Carbenliganden entsprechenden Ligandvorläufem und anschließende oder gleichzeitige Umsetzung mit geeigneten, das gewünschte Metall enthaltenden, Metallkomplexen.
8. OLED enthaltend mindestens einen Übergangsmetall-Carbenkomplex der For¬ mel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
9. Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen Übergangsmetall- Carbenkomplex der Formel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
10. OLED enthaltend eine Licht-emittierende Schicht nach Anspruch 9.
11. Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus stationären Bildschirmen wie Bildschirmen von Computern, Fernsehern, Bildschirmen in Druckern, Kü¬ chengeräten sowie Reklametafeln, Beleuchtungen, Hinweistafeln und mobilen Bildschirmen wie Bildschirmen in Handys, Laptops, Fahrzeugen sowie Zielanzei¬ gen an Bussen und Bahnen enthaltend ein OLED gemäß Anspruch 8 oder 10.
12. Verwendung von neutralen Übergangsmetall-Carbenkomplexen der Formel I gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 5 zur Massenfärbung polyme¬ rer Materialien.
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