JP2018531893A - 有機エレクトロルミネッセンス素子のためのフェノキサジン誘導体 - Google Patents
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Abstract
Description
Arは、1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族の環系であり;
Ar1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、以下の式(Ar1−1)〜(Ar1−4)のうちの1つの基であり、
Ar2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、10〜18の芳香族環原子を有するアリール基であり;
ArSは、出現毎に同一であるかまたは異なり、それぞれのケースにおいて1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5〜40の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族の環系であり;
またはE1、E2および/またはE3が以下の式(E−1)基を示し、
R、R1、R2、R3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Br、Cl、I、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、S(=O)R4、S(=O)2R4、1〜20のC原子を有する直鎖のアルキルもしくはアルコキシ基または3〜20のC原子を有する分岐もしくは環状のアルキルもしくはアルコキシ基または2〜20のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基はそれぞれ1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、かつ上述の基中の1以上のCH2基が、−R4C=CR4−、−C≡C−、Si(R4)2、C=O、C=NR4、−C(=O)O−、−C(=O)NR4−、NR4、P(=O)(R4)、−O−、−S−、SO、またはSO2によって置き換えられていてもよい)、それぞれのケ−スにおいて1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族の環系、または1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基であり、ここで、2つの隣接する置換基R、2つの隣接する置換基R1、2つの隣接する置換基R2および/または2つの隣接する置換基R3が、互いに結合され、脂肪族または芳香族の環を形成していてもよく;
R5は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、または1〜20のC原子を有する、脂肪族、芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素ラジカル(ここで、さらに、H原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2つの隣接する置換基R5が互いに単環状もしくは多環状の、脂肪族または芳香族の環系を形成していてもよく;
ここで、a+b=1または2;かつ c+d=1または2であり;
fは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2または3であり;
g、hは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1または2であり;ここで、g+a+b≦3かつh+c+d≦3であり;
mは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2、3または4であり;
iは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2または3であり、ここでi=0は基Arsが存在せず、単結合で置き換えられていることを意味する。
−2つのラジカルが2つのC原子に結合されていて、ここで、この2つのC原子は互いに直接結合されていること;または
−2つのラジカルが同一のC原子に結合されていること
を意味するものと解される。
a+c=1かつb+d=0;または
b+d=1かつa+c=0。
式中、他の記号Ar、V、RおよびE1、ならびに添え字i、f、gおよびhは、請求項1に記載の意味を有し;ただし、式(1−1−a)において、フェノキサジン構造またはフェニルフェノキサジン構造がこの基Vを介しておこる場合に、VはCである。
(B)ヤマモト重合;
(C)スティル(STILLE)重合;および
(D)ハートウィグ−ブッフバルト(HARTWIG−BUCHWALD)重合。
アノード−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−電子注入層−カソード。前記の層の全てが存在している必要はなく、また更なる層が付加的に存在していてもよい。
フェノキサジン(23g、0.12mol)、p−ブロモフェニルベンゼン(31.22g、0.13mol)およびtert−ブトキシドナトリウム(35.83g、0.37mol)が800mlのトルエン中で懸濁される。溶液は脱気され、アルゴンで満たされる。その後、酢酸パラジウム(II)(1.37g、1.88mmol)およびトリ−tert−ブチルホスフィン(溶液1mol/L トルエン、0.01mol)が加えられる。反応混合物は、還流下で一晩中加熱される。懸濁液は冷却され、水で処理される。集められた有機相は真空下で濃縮され、残留固体は熱抽出により精製される。生成量は32.4g(0.1mol、理論の79%)であり、白色固体である。
化合物Int−a2〜Int−a5は、Int−a1と同様に調製される。
化合物Int−F−Ph(化合物Int−a7)
Int−F−Hの調製
10g(54.6mmol)フェノキサジン、14.2g(82mmol)1,3−ジクロロ−2−フルオロ−ベンゼンおよび25g(0.11mol)リン酸カリウムが250mLのDMFに溶解され、還流下で16時間撹拌される。室温に冷却後、300mlのトルエンおよび500mlの水が加えられ、相が分離される。有機相は水で洗浄され(3x300ml)、そして水相はトルエンで2回抽出される。混合された有機相は、減圧乾燥され、トルエン/へプタンから再結晶化により精製される。収率:16g(0.05mol;90%)。
Int−F−Phの調製
Int−F−H:
14g(43mmol)10−(2,6−ジクロロ−フェニル)−10H−フェノキサジン、13.7g(107mmol)フェニルボロン酸、26g(171mmol)フッ化セシウムおよび1.6g(2.1mmol)トランス−ジクロロビス(トリシクロヘキシル−ホスフィン)パラジウム(II)が600mlのジオキサン中で16時間還流された。室温に冷却後、トルエン(300ml)および水(400ml)が加えられた。有機相は水で洗浄され(3x300ml)、そして水相はトルエンで2回抽出された。混合された有機相は減圧乾燥され、トルエン/へプタンにより再結晶化により精製された。収率:14.6g(35mmol;82%)。
Int−F−Ph向け:
化合物Int−a1(32g、0.1mol)が800mlの氷酢酸および800mlのクロロホルム中で溶解される。次に、N−ブロモサクシンイミド(34.8g、0.2mol)が暗中ゆっくりと加えられる。4時間後、反応は水で止められ、有機相は水で数回洗浄される。得られた固体は熱エタノールで2回抽出される。生成量は43.8g(0.1mol、理論の98%)であり、白色固体である。
化合物Int−b1(20g、0.04mol)、2−(9,9−ジメチルフルオレン)−4,4,5,5−テトラメチルジ沖サボロラン(27.27g、0.085mol)およびトリリン酸カリウム1水和物(37.35g、0.16mol)が、200mlの水、200mlのトルエンおよび200mlの1,4−ジオキサン中で懸濁される。溶液は脱気され、アルゴンで満たされる。次に、酢酸パラジウム(II)(0.36g、1.6mmol)およびトリ−オルト−トリホスフィン(1.48g、4.87mmol)が加えられ、反応物は還流下で一晩中沸騰される。懸濁液は冷却され、水で処理される。集められた有機相は真空下で濃縮され、残留固体は熱抽出により精製され(トルエン)、再結晶化により精製される(トルエン、そしてEtOAc)。生成量は17.0g(23.6mmol、理論の59%)であり、黄色固体として得られる。
化合物Int−b1(21.45g、0.05M)、ビスピナコラトジボラン(31.35g、0.12mol)および酢酸カリウム(30.3g、0.31mol)が500mlの1,4−ジオキサン中で懸濁される。反応混合物は脱気され、アルゴンで満たされる。そして、[1,1’−ビス−ジフェニルホスフィノ−フェロセン]パラジウム(II)ジクロライド(3.35g、4.1mmol)が加えられ、反応物は還流下で一晩中撹拌される。懸濁液は冷却され、アルミナで直接ろ過される。残留固体は熱エタノールで撹拌される。生成量は 17.25g(0.033mol、理論の66%)であり、白色固体である。
化合物Int−c1(17g、0.033mol)、1−ブロモ−フェニル−エチルエステル(18.74g、0.067mol)およびトリリン酸カリウム1水和物(30.39g、0.132mol)が50mlの水、50mlのトルエンおよび50mlの1,4−ジオキサン中で懸濁される。溶液は脱気され、アルゴンで満たされる。次に、酢酸パラジウム(II)(0.29g、1.32mmol)およびトリ−オルト−トリルホスフィン(1.21g、3.96mmol)が加えられ、反応物は還流下で一晩中沸騰される。懸濁液は冷却され、そして水処理される。集められた有機相は真空下で濃縮され、残留固体は、熱抽出(トルエン)および再結晶化(トルエン/へプタン)により精製される。生成量は14.1g(00.21mol、理論の65%)であり、黄色固体である。
塩化セリウム(III)(11.3g、0.046mol)が最初に乾燥THFに加えられ、そして化合物Int−d1(14g、0.021mol)が乾燥THF中で溶解され、溶液は反応混合物に滴下され、そして1時間撹拌される。その後、MeMgCl(3M THF中、0.13mol)溶液が反応混合物に滴下される。2時間後、反応物は一晩で室温に加熱される。氷による冷却下で、反応は水で止められる。相分離後、有機相は乾燥され、溶媒は蒸発する。そして、有機相は、へプタン/トルエンの再結晶化により精製される。生成量は12.5g(0.02mol、理論の95%)であり、黄色固体である。
ポリリン酸(13.1g、0.13mol)およびメタンスルホン酸(12.5g、0.13mol)がフラスコに導入される。そして、DCM中で懸濁された化合物Int−e1(12g、0.019mol)を含んでなる溶液が反応混合物にゆっくりと加えられ、反応混合物は氷浴で冷却される。反応混合物はさらに2時間撹拌され、続いてエタノールで処理される。水を加えた後、相分離がおこる。有機相は水で洗浄され、そして乾燥され、そして溶媒が蒸発する。残留物はトルエン/へプタンで数回再結晶化される。生成量は8.65g(0.15mol、理論の77%)であり、黄色固体である。
OLED素子の製造
OLEDの製造は、適用される層厚および層順で、WO04/058911の記載によって行われる。以下の例V1〜E5(表1参照)はさまざまなOLEDのデータを示す。
構造化ITO(50nm、酸化インジウムスズ)を備えるガラス基板が、20nmのPEDOT:PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート)、Heraeus Precious Metals GmbH(ドイツ)からCLEVIOS(商標名)PVP AI 4083として購入され、水ベースの溶液からスピンコートされる)で被覆され、OLED素子が製造される基板が形成される。
−基板、
−ITO(50nm)、
−バッファー(20nm)、
−正孔注入層(HTL195%、HIL5%)(20nm)
−正孔輸送層(HTL1)(表1参照)、
−発光層(EML)(表1参照)(20nm)、
−電子輸送層(ETL)(30nm)、
−電子注入層(EIL)(3nm)、
−カソード。
本発明の化合物は、青色蛍光OLED素子の発光層を形成する青色蛍光マトリックスに混合された発光体(ドーパント)として特に適している。本発明の例は、D1、D2、D3、D4およびD5である。最新技術による比較例はVDによって示される(表3の構造参照)。
Claims (16)
- 式(1)または式(2)の化合物。
(式中、記号および添え字には以下が適用される:
Arは、1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族の環系であり;
Ar1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、以下の式(Ar1−1)〜(Ar1−4)のうちの1つの基であり、
式中、破線は、基ArSへの、またはArSが存在しない場合にフェノキサジン構造への結合を示し;
Vは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR2、Nであるか、または2つの隣接する基Vが式(V−1)もしくは(V−2)を意味し;
式中、破線はこのユニットがそれにより結合することを示し;
Ar2は、出現毎に同一であるかまたは異なり、1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、10〜18の芳香族環原子を有するアリール基であり;
ArSは、出現毎に同一であるかまたは異なり、それぞれのケースにおいて1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5〜40の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族の環系であり;
E0は、単結合、C(R1)2、Si(R1)2、C=O、O、S、S=O、SO2、N(R1)、P(R1)およびP(=O)R1から選択され;
E1、E2、E3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、B(R1)、C(R1)2、Si(R1)2、C=O、C=NR1、C=C(R1)2、O、S、S=O、SO2、N(R1)、P(R1)およびP(=O)R1から選択されるか;
またはE1、E2および/またはE3が以下の式(E−1)基を示し、
式中、破線は、E1、E2またはE3を含んでなる5員環への結合を示し;
R、R1、R2、R3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Br、Cl、I、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、S(=O)R4、S(=O)2R4、1〜20のC原子を有する直鎖のアルキルもしくはアルコキシ基または3〜20のC原子を有する分岐もしくは環状のアルキルもしくはアルコキシ基または2〜20のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基はそれぞれ1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、かつ上述の基中の1以上のCH2基が、−R4C=CR4−、−C≡C−、Si(R4)2、C=O、C=NR4、−C(=O)O−、−C(=O)NR4−、NR4、P(=O)(R4)、−O−、−S−、SO、またはSO2によって置き換えられていてもよい)、それぞれのケ−スにおいて1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族の環系、または1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基であり、ここで、2つの隣接する置換基R、2つの隣接する置換基R1、2つの隣接する置換基R2および/または2つの隣接する置換基R3が、互いに結合され、脂肪族または芳香族の環を形成していてもよく;
R4は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Br、Cl、I、C(=O)R5、CN、Si(R5)3、N(R5)2、P(=O)(R5)2、S(=O)R5、S(=O)2R5、1〜20のC原子を有する直鎖のアルキルもしくはアルコキシ基または3〜20のC原子を有する分岐もしくは環状のアルキルもしくはアルコキシ基または2〜20のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上述の基はそれぞれ1以上のラジカルR5によって置換されていてもよく、かつ上述の基中の1以上のCH2基が、−R5C=CR5−、−C≡C−、Si(R5)2、C=O、C=NR5、−C(=O)O−、−C(=O)NR5−、NR5、P(=O)(R5)、−O−、−S−、SO、またはSO2によって置き換えられていてもよい)、またはそれぞれのケ−スにおいて1以上のラジカルR5によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族の環系、または1以上のラジカルR5によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基であり、ここで、2つの隣接する置換基R4が互いに結合され、脂肪族もしくは芳香族の環を形成していてもよく;
R5は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、または1〜20のC原子を有する、脂肪族、芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素ラジカル(ここで、さらに、H原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2つの隣接する置換基R5が互いに単環状もしくは多環状の、脂肪族または芳香族環の系を形成していてもよく;
a、b、c、dは、同一であるかまたは異なり、0または1から選択され;ここで、a=0、b=0、c=0またはd=0は、対応する架橋基が存在しないことを意味し;
ここで、a+b=1または2;かつ c+d=1または2であり;
fは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2または3であり;
g、hは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1または2であり;ここで、g+a+b≦3かつh+c+d≦3であり;
mは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2、3または4であり;
iは、出現毎に同一であるかまたは異なり、0、1、2または3であり、ここでi=0は基Arsが存在せず、単結合で置き換えられていることを意味する) - a+c=1かつb+d=0;または
b+d=1かつa+c=0
であることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。 - 基Arが5〜17の芳香族環原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族の環系であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物。
- 基Arが、フェニル、フルオレニル、スピロビフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ビフェニル、ターフェニル、クオーターフェニル、ナフチル、アントラシル、フェナントリル、クリセニル、ピレニル(これらのそれぞれは1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
- Ar2が、ナフチル、アントラシル、フェナントリル、クリセニル、およびピレニル、好ましくはナフチル(これらのそれぞれは1以上のラジカルR2によって置換されていてもよい)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
- 式(1−1−a)、(2−1−a)および(2−2−a)から選択されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化合物。
(式中、Ar2は、以下の式(Ar2−1)〜(Ar2−3)のうちの1つの基であり、
(式中、破線は、フェノキサジン構造への結合を示し、記号*は基E2への結合位置を示し;ここで、式(Ar2−1)〜(Ar2−3)中のナフチル基のそれぞれ任意の位置が基R2によって置換されていてもよい)
ここで、その他の記号Ar、V、RおよびE1、ならびに添え字i、f、gおよびhは、請求項1に記載された通りの意味を有し;
ただし、式(1−1−a)において、フェノキサジン構造またはフェニルフェノキサジン構造への結合が基Vを介しておこる場合に、VはCである) - 基E1、E2およびE3が、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R1)2、Si(R1)2、O、N、S、および請求項1に記載の式(E−1)基から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
- R、R1、R2およびR3が、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1〜20のC原子を有する直鎖のアルキル基または3〜20のC原子を有する分岐もしくは環状のアルキル基(ここで、上述の基はそれぞれ1以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、かつここで上述の基中の1以上のCH2基が−R4C=CR4−、−C≡C−、C=O、−O−、−S−によって置き換えられていてもよい)、それぞれのケースにおいて1以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5〜30の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族の環系からなる群から選択され、ここで、2つの隣接する置換基R、2つの隣接する置換基R1、2つの隣接する置換基R2および/または2つの隣接する置換基R3が互いに結合され、脂肪族または芳香族の環を形成していてもよい、ことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の化合物。
- 好ましくはハートウィグ−ブッフバルトカップリングおよびスズキカップリングから選択される、1以上の遷移金属触媒カップリング反応により、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ基がフェノキサジン誘導体のN原子に対してパラ位に置換基として導入されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の調製方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物を含む、オリゴマー、ポリマー、またはデンドリマーであって、ポリマー、オリゴマー、またはデンドリマーへの結合がRまたはR2によって置換されている式(1)または式(2)の任意の位置で、配置されていてもよい、オリゴマー、ポリマー、またはデンドリマー。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物、または請求項12に記載の少なくとも1つのポリマー、オリゴマー、もしくはデンドリマー、および少なくとも1つの溶剤を含んでなる配合物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物、または請求項12に記載の少なくとも1つのポリマー、オリゴマー、もしくはデンドリマーを含んでなる、電子素子。
- 有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(O−FET)、有機薄膜トランジスタ(O-TFT)、有機発光トランジスタ(O-LET)、有機太陽電池(O-SC)、有機光学検査器、有機光受容器、有機電場消光素子(O-FQD)、発光電子化学電池(LEC)、有機レーザーダイオード(O-laser)、および有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)から選択されることを特徴とする、請求項14に記載の電子素子。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物、または請求項12に記載のポリマー、オリゴマー、もしくはデンドリマーが、以下のいずれかの機能:
−発光層における青色発光体として、
−正孔輸送または正孔注入層における正孔輸送材料として、
−発光層におけるマトリックス材料として、
−電子ブロック材量として、
−励起ブロック材量として
で使用されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子の群から選択される、請求項15に記載の電子素子。
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