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用于有機(jī)電致發(fā)光元件的有機(jī)銥配合物的制作方法

文檔序號:12284462閱讀:456來源:國知局
用于有機(jī)電致發(fā)光元件的有機(jī)銥配合物的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種提供適合用作有機(jī)電致發(fā)光(electroluminescence,EL)元件用的發(fā)光材料的有機(jī)銥配合物的技術(shù),特別是涉及一種可作為紅色發(fā)光材料使用的有機(jī)銥配合物。



背景技術(shù):

目前有機(jī)EL元件在下一代顯示器或照明的技術(shù)開發(fā)方面?zhèn)涫芷诖?。其特征為:消耗電力少,可薄型化,并具有反?yīng)速度優(yōu)異,以及在暗處與明處均可清晰地顯示影像等優(yōu)點(diǎn)。

作為該有機(jī)EL元件的基本結(jié)構(gòu),以一對電極夾住一層或多層有機(jī)化合物的三明治結(jié)構(gòu)是適用的。具體而言,有人提出以陰極/電子輸送層/發(fā)光層/空穴輸送層/陽極/玻璃基板這樣的三明治結(jié)構(gòu)為主要構(gòu)成,并為了進(jìn)一步提高特性而適當(dāng)追加空穴(電子)注入層、緩沖層、層間絕緣膜等的結(jié)構(gòu)的元件。在位于三明治結(jié)構(gòu)中心的發(fā)光層中使用各種發(fā)光材料,其特性為:尋求使從陰極或陽極輸送的電子或空穴容易流動(dòng)、發(fā)光效率優(yōu)異、具有耐久性等。

由于這樣的要求特性,相對于以往適用的熒光材料,目前尋求開發(fā)磷光材料來作為用于有機(jī)EL元件的發(fā)光材料。在有機(jī)EL元件中,因?yàn)榧ぐl(fā)單重態(tài)與激發(fā)三重態(tài)產(chǎn)生激發(fā)分子的機(jī)率為1:3,故相對于通過從激發(fā)單重態(tài)回到基態(tài)而發(fā)光的熒光材料,通過從激發(fā)三重態(tài)狀態(tài)回到基態(tài)而顯示磷光的磷光材料更受到矚目。已經(jīng)有人開發(fā)各種有機(jī)金屬配合物作為這種磷光材料,例如,有人提出如下式所示的有機(jī)金屬配合物,其為將具有雜環(huán)且具備C-N結(jié)構(gòu)的配位基(C-N配位基)與β-二酮等的配位基配位于鉑或銥等金屬原子而成。具體而言,專利文獻(xiàn)1公開了一種包含具備兩個(gè)苯環(huán)的配位基(二苯甲?;淄?作為β-二酮配位基的有機(jī)銥配合物(專利文獻(xiàn)1的S02等)。另外,專利文獻(xiàn)2公開了一種包含具有兩個(gè)經(jīng)丁氧基取代的苯環(huán)的配位基(四-丁氧基二苯基二酮)作為β-二酮配位基的有機(jī)鉑配合物(專利文獻(xiàn)2的式[1-1])。以上專利文獻(xiàn)所記載的有機(jī)金屬配合物中,通過應(yīng)用具有苯環(huán)的配位基作為β-二酮配位基,從而謀求發(fā)光效率的提高。

[化1]

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-35902號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-222635號公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的問題

另外,目前已知可用“電流效率(cd/A)”與“量子效率(%)”作為有機(jī)EL元件的發(fā)光效率的評價(jià)基準(zhǔn)。電流效率表示相對單位電流量的亮度(或考量光視效能的光強(qiáng)度),另一方面,量子效率為作為光能可取出的光子數(shù)相對于消耗功率(注入的載子數(shù))的比率。量子效率可排除在消耗功率當(dāng)中無法釋出為光能的部分(例如電阻所導(dǎo)致的損耗量)。因此,相較于電流效率,量子效率可以說是能夠接近有機(jī)EL元件的實(shí)際發(fā)光效率的評價(jià)。在此背景下,若從專利文獻(xiàn)1、2來看,雖然是針對作為發(fā)光效率的電流效率高的有機(jī)金屬配合物來進(jìn)行研究,但其并非一定具有高量子效率。另外,一般而言,特別是呈現(xiàn)紅色的有機(jī)金屬配合物相較于藍(lán)色或綠色等,難以呈現(xiàn)高量子效率。這是由于被稱為能隙定律的分子光學(xué)上的本質(zhì)特性決定的。因?yàn)槿綦娮榆S遷的能隙變小,則從激發(fā)狀態(tài)回到基態(tài)時(shí),不會(huì)發(fā)光的無輻射去活化速度會(huì)以指數(shù)函數(shù)方式增加。另外,為了在長波長側(cè)發(fā)出紅光而導(dǎo)入復(fù)雜的C-N配位基(π共軛系的芳香族)這種結(jié)構(gòu)化學(xué)上的重要原因,也可被列舉作為量子效率難以變高的理由。

再者,將以往的有機(jī)金屬配合物安裝在有機(jī)EL元件時(shí),為了應(yīng)對延長壽命的要求,而必須提高熱穩(wěn)定性等的耐久性。在這一點(diǎn)上,專利文獻(xiàn)1、2僅進(jìn)行上述電流效率和發(fā)光亮度的評價(jià),而未對熱穩(wěn)定性進(jìn)行具體研究。

于是,本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)金屬配合物,其作為有機(jī)EL元件用的發(fā)光材料,可實(shí)現(xiàn)高量子效率的電致發(fā)光,特別是提供了針對紅色電致發(fā)光而言量子效率高的有機(jī)金屬配合物。另外,本發(fā)明提供一種耐熱性比以往的配合物高的有機(jī)金屬配合物。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題,本申請發(fā)明人等著眼于具有以銥作為中心原子的有機(jī)銥配合物。作為有機(jī)金屬配合物,雖然如專利文獻(xiàn)2所述那樣開發(fā)出一種鉑配合物,但鉑配合物的平面性高,作為中心元素的鉑原子的配位基具有空位,從而容易發(fā)生能量損耗。具體而言,其受到下述各種相互作用的影響:締合(會(huì)合)·準(zhǔn)分子(エキシマー)形成等的分子間相互作用(所謂的自我組織)、或與溶劑·基質(zhì)(母材)等介質(zhì)的相互作用、或更進(jìn)一步與共存的其他分子的締合等。相對于此,有機(jī)銥配合物中的三個(gè)配位基形成立體的構(gòu)象,不會(huì)發(fā)生上述鉑配合物般的各種相互作用,而不易產(chǎn)生能量損耗,故本發(fā)明人認(rèn)為其容易成為高量子效率的材料。

再者,關(guān)于量子效率,著眼于決定量子效率的因素之一的發(fā)光材料的“發(fā)光(PL)量子產(chǎn)率”。如下式所示,在將量子效率大致分為“外部量子效率”與“內(nèi)部量子效率”的情況下,此PL量子產(chǎn)率為決定內(nèi)部量子效率的因素之一。發(fā)光材料追求高內(nèi)部量子效率,作為內(nèi)部量子效率的決定因素,“激子產(chǎn)生效率”及“PL量子產(chǎn)率”產(chǎn)生的影響特別大。其中“激子產(chǎn)生效率”取決于熒光材料或磷光材料的差別,故為了提高內(nèi)部量子效率,高PL量子產(chǎn)率變得重要。另外,下式中的載子平衡(キャリアバランス)為由材料的組合或膜厚控制等的元件結(jié)構(gòu)所決定的因素。

[量子效率]

外部量子效率=(光萃取效率)×內(nèi)部量子效率

內(nèi)部量子效率=(激子產(chǎn)生效率)×(PL量子產(chǎn)率)×(載子平衡)

由于上述理由,本申請發(fā)明人對高PL量子產(chǎn)率的發(fā)光性有機(jī)銥配合物進(jìn)行深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有經(jīng)叔丁基取代的苯基作為β-二酮配位基的有機(jī)銥配合物,從而完成以下的本發(fā)明。

即,本發(fā)明涉及一種用于有機(jī)電致發(fā)光(EL)元件的有機(jī)銥配合物,其如下式所示,為將C-N配位基與β-二酮配位基配位于銥原子而形成,其中所述C-N配位基包括雜環(huán)與兩個(gè)苯環(huán)進(jìn)行縮環(huán)而成的三環(huán)系結(jié)構(gòu)的取代基,所述β-二酮配位基由具有兩個(gè)經(jīng)叔丁基取代的苯基的丙-1,3-二酮構(gòu)成。

[化2]

(上式中,R1、R2、R3為叔丁基或氫原子,且至少具有1個(gè)以上的叔丁基;在具有兩個(gè)叔丁基的情況下,也可互相鍵合而形成飽和烴環(huán);A為具有含氮雜環(huán)的取代基;X為雜原子)。

本發(fā)明的主要特征在于采用經(jīng)叔丁基取代的苯基這種大型取代基作為β-二酮,在采用該β-二酮的同時(shí),對于C-N配位基也采用特定結(jié)構(gòu)。具體而言,采用包含經(jīng)雜環(huán)與兩個(gè)苯環(huán)縮環(huán)的三環(huán)系結(jié)構(gòu)、以及含氮雜環(huán)的配位基來作為C-N配位基。在此方面,以往技術(shù)中,在設(shè)計(jì)有機(jī)金屬配合物的結(jié)構(gòu)時(shí),對于C-N配位基,主要考量的是波長位移方面,只要是可呈現(xiàn)目標(biāo)發(fā)光色(紅、藍(lán)、綠等)的結(jié)構(gòu),即可從大量列舉的結(jié)構(gòu)中任意選擇。即,在以往,通過使β-二酮的結(jié)構(gòu)改變,來謀求發(fā)光效率的提高。

相對于此,本申請發(fā)明人等認(rèn)為,為了得到穩(wěn)定且量子效率高的有機(jī)銥配合物,不僅要將β-二酮配位基設(shè)為特定結(jié)構(gòu),更需要考量與β-二酮配位基的相容性來設(shè)計(jì)C-N配位基的結(jié)構(gòu)。然而,在設(shè)計(jì)有機(jī)銥配合物的分子時(shí),由于Ir的自旋與軌道之間的相互作用復(fù)雜,從而難以用機(jī)械計(jì)算等方法算出PL量子產(chǎn)率數(shù)值。因此,在研究具體的分子結(jié)構(gòu)時(shí),雖然可以考量能級來研究各配位基的可能,但對于實(shí)際上能否成為PL量子產(chǎn)率高的配合物,必須考量合成配合物的可能性,并且確認(rèn)可實(shí)際合成的配合物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。接著,以上研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),只要是這樣的有機(jī)銥配合物,其以具有兩個(gè)經(jīng)叔丁基取代的苯基的丙-1,3-二酮作為β-二酮配位基,并以包含經(jīng)雜環(huán)與兩個(gè)苯基縮環(huán)的三環(huán)系結(jié)構(gòu)、以及含氮雜環(huán)的骨架作為C-N配位基,即可實(shí)現(xiàn)高量子效率,進(jìn)而完成上述本發(fā)明。另外,上述有機(jī)銥配合物的耐熱性也高于以往的配合物。

以下對本發(fā)明的有機(jī)銥配合物進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明的有機(jī)銥配合物通過將兩個(gè)C-N配位基及β-二酮配位于3價(jià)的銥原子而得到。兩個(gè)C-N配位基為彼此相同的結(jié)構(gòu),β-二酮配位基具有線對稱的結(jié)構(gòu)。以下說明C-N配位基及β-二酮配位基的具體結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中所應(yīng)用的β-二酮配位基由如下式所示的具有兩個(gè)經(jīng)叔丁基取代的苯基的丙-1,3-二酮所構(gòu)成。

[化3]

上式中,R1、R2、R3為叔丁基或氫原子。一個(gè)苯基至少具有一個(gè)以上的叔丁基,優(yōu)選具有兩個(gè)以上的叔丁基。兩個(gè)叔丁基可互相鍵合而形成飽和烴環(huán)。

以下顯示特別優(yōu)選的β-二酮配位基的結(jié)構(gòu)。下式中,t-Bu表示叔丁基。

[化4]

接著說明C-N配位基。本發(fā)明所應(yīng)用的C-N配位基的通式如下式所示。

[化5]

在上述C-N配位基中,上側(cè)的取代基為經(jīng)雜環(huán)與兩個(gè)苯環(huán)縮環(huán)的三環(huán)系結(jié)構(gòu)。該三環(huán)系結(jié)構(gòu)中的X為雜原子。X優(yōu)選為氧原子(O)或硫原子(S)。在此情況下,三環(huán)系結(jié)構(gòu)為二苯并呋喃(氧芴)或二苯并噻吩(硫芴)。

配置于C-N配位基下側(cè)的A為具有含氮雜環(huán)的取代基。該雜環(huán)優(yōu)選為五元環(huán)或六元環(huán)。另外,A優(yōu)選為含氮雜環(huán)與苯環(huán)進(jìn)行縮合的結(jié)構(gòu)。A的雜環(huán)或苯環(huán)可在側(cè)鏈上具有任意的取代基,該取代基可為供電子基團(tuán)或吸電子基團(tuán)中的任一種。取代基的例子可列舉出:烷基(-R,碳原子數(shù)1至5)、烷氧基(-OR,碳原子數(shù)1至3)、鹵素原子(特別是氟原子)、鹵化烷基(碳原子數(shù)1至5)等。A的雜環(huán)也可進(jìn)一步具有氮(N)以外的雜原子,氮以外的優(yōu)選的雜原子為硫原子(S)或氧原子(O)。

取代基A特別優(yōu)選為下式所示的取代基的任一種。

[化6]

以上所說明的本發(fā)明的有機(jī)銥配合物具有高發(fā)光效率,在高分子薄膜中摻雜4wt%時(shí),PL量子產(chǎn)率ΦPL容易變高(例如變?yōu)?.4以上)。另外,本發(fā)明的有機(jī)銥配合物的分解溫度也高,并且其熱穩(wěn)定性良好。由以上所述,本發(fā)明的有機(jī)銥配合物適合作為發(fā)光層安裝于有機(jī)EL元件。

對于本發(fā)明的有機(jī)銥配合物,可在通過使銥鹽與構(gòu)成C-N配位基的含氮化合物進(jìn)行加熱反應(yīng)而得到前驅(qū)體之后,使該前驅(qū)體與β-二酮化合物進(jìn)行加熱反應(yīng)來合成。此外,對于本發(fā)明的有機(jī)銥配合物,也可通過使金屬鹽與β-二酮化合物反應(yīng)后,再使含氮化合物進(jìn)行反應(yīng)而合成。用來得到前驅(qū)體的加熱反應(yīng)優(yōu)選在80℃至130℃進(jìn)行12至24小時(shí);與β-二酮的加熱反應(yīng)優(yōu)選在60℃至130℃進(jìn)行0.5至12小時(shí)。反應(yīng)優(yōu)選在溶劑存在下進(jìn)行。上述合成反應(yīng)所使用的銥鹽優(yōu)選為氯化物(IrCl3)。另外,其使用形態(tài)可為氯化物的水合物。

在以上所說明的有機(jī)銥配合物應(yīng)用在有機(jī)EL元件的情況下,可通過旋轉(zhuǎn)涂布法、真空沉積法等方法形成發(fā)光層。利用旋轉(zhuǎn)涂布法來形成元件較簡便且成本較低。

[發(fā)明的效果]

本發(fā)明的有機(jī)銥配合物的PL量子產(chǎn)率及耐熱性高于已知的配合物,適合用作有機(jī)EL元件的發(fā)光材料。

附圖說明

[圖1]實(shí)施方案中的有機(jī)銥配合物的熱分解特性結(jié)果。

[圖2]實(shí)施方案中所制作的有機(jī)EL元件的剖面示意圖。

[圖3]將實(shí)施方案的有機(jī)銥配合物用于發(fā)光材料的有機(jī)EL元件的電致發(fā)光特性評價(jià)結(jié)果。

具體實(shí)施方式

以下說明本發(fā)明的最佳實(shí)施方案。

合成以下所示的有機(jī)銥配合物,并對所得的配合物進(jìn)行量子效率及熱分解特性的評價(jià)。

[化7]

[化8]

關(guān)于各銥配合物的合成方法,以配合物1-A的合成方法為例進(jìn)行概略說明。合成β-二酮化合物(A)及C-N配位基(1:2-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)喹啉),并使配位基(1)與氯化銥進(jìn)行反應(yīng)從而合成前驅(qū)體(1)。接著,通過使前驅(qū)體(1)與β-二酮化合物進(jìn)行反應(yīng),得到銥配合物1-A。關(guān)于其他配合物,同樣地通過合成β-二酮化合物(B)、配位基(2)至(4)及前驅(qū)體(2)至(4),并使各前驅(qū)體與各β-二酮化合物進(jìn)行反應(yīng)而得到。

初始原料及合成所使用的試劑及溶劑均使用未進(jìn)行精制的市售試劑等級。對于干燥四氫呋喃,購入市售的脫水四氫呋喃直接使用。另外,使用關(guān)東化學(xué)公司制的球狀硅膠(中性),作為柱層析法所使用的填充劑。

使用質(zhì)子核磁共振(1H NMR)光譜及質(zhì)量分析(質(zhì)(MS)譜)來鑒別所合成的化合物。使用Jeol JNM-ECX400分光光度計(jì)(400MHz)或Jeol JNM-ECS400分光光度計(jì)(400MHz)來測定1H NMR光譜。MS譜則以α-氰基-4-羥基肉桂酸(CHCA)為基質(zhì),通過飛行時(shí)間(TOF)型質(zhì)量分析,對以基質(zhì)輔助激光解吸離子化法(MALDI法)進(jìn)行離子化的試樣進(jìn)行測定(MALDI-TOF-MS譜)。使用Shimadzu-Kratos AXIMA-CFR PLUS TOF Mass質(zhì)量分析裝置進(jìn)行測定。對于元素分析,以乙酰苯胺為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),通過“ジェイ·サイエンスラボ”制JM-10元素分析裝置進(jìn)行測定。

首先說明β-二酮化合物(A)及(B)的合成方法。

β-二酮化合物(A)的合成

合成二丁基苯甲酸甲酯與(二丁基苯甲酸甲酯)乙-1-酮后,通過使用該兩個(gè)化合物的合成反應(yīng),得到β-二酮化合物(A)。

<3,5-二-叔丁基苯甲酸甲酯的合成>

在氮?dú)鈿夥障?,?℃將濃硫酸(0.9mL)滴至3,5-二-叔丁基苯甲酸(3.00g,12.8mmol)與甲醇(9mL)的混合物中,之后,一邊攪拌一邊使其加熱回流1小時(shí)。冷卻后,加入氯仿(100mL),再加入水(100mL)并在分液漏斗內(nèi)進(jìn)行震蕩,從而分離有機(jī)層。重復(fù)進(jìn)行一次該操作后,將分離的有機(jī)層合并為一。再以飽和碳酸氫鈉水溶液(50mL)及飽和食鹽水(50mL)清洗該有機(jī)層后,加入適量無水硫酸鎂以使其干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去溶劑,并在減壓下使殘?jiān)诟稍锲鲀?nèi)進(jìn)行干燥,由此得到3,5-二-叔丁基苯甲酸甲酯。所得化合物為白色固體,其產(chǎn)率為92%(2.92g,11.8mmol)。以上述方法合成的化合物的特性(1H NMR、TOF MS)如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ1.35(s,18H),3.91(s,3H),7.62(t,J=2.0Hz,1H),7.89(d,J=2.0Hz,2H)。

MALDI-TOF MS:m/z 249([M+H]+)。

[化9]

<1-(3,5-二-叔丁基苯甲酸甲酯)乙-1-酮的合成>

將3,5-二-叔丁基苯甲酸(3.00g,12.8mmol)加入到干燥四氫呋喃(120mL)中,在氮?dú)鈿夥障聰嚢柰瑫r(shí)進(jìn)行冷卻,直到變成0℃以下為止。將甲基鋰的3.0M的二乙氧基甲烷溶液(15mL)滴加至該混合物,之后升溫至室溫并攪拌2小時(shí)。將6M的鹽酸加入到該反應(yīng)混合物從而使其成為酸性后,以氯仿(100mL×2)進(jìn)行萃取。使所得的有機(jī)層合并為一,并以水(50mL×2)、飽和碳酸氫鈉水溶液(50mL)及飽和食鹽水(50mL)進(jìn)行清洗后,加入適量無水硫酸鎂從而進(jìn)行干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去溶劑,以硅膠柱層析法(展開溶劑:氯仿)對殘?jiān)M(jìn)行精制,由此得到1-(3,5-二-叔丁基苯基)乙-1-酮。所得的化合物為無色液體,其產(chǎn)率為75%(2.23g,9.60mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3)δ1.37(s,18H),2.60(s,3H),7.64(t,J=1.6Hz,1H),7.80(d,J=1.6Hz,2H)。

MALDI-TOF MS:m/z 232(M+)。

[化10]

<β-二酮化合物(A)的合成>

將3,5-二-叔丁基苯甲酸甲酯(2.92g,11.8mmol)與氫化鈉(60%油分散;1.27g,31.8mmol)加入到干燥THF(23mL)中,在氮?dú)鈿夥障拢谑覝剡M(jìn)行攪拌。在30分鐘之內(nèi),向其中滴加使1-(3,5-二-叔丁基苯基)乙-1-酮(2.23g,9.60mmol)溶解于干燥THF(23mL)的溶液。之后,在60℃下攪拌所得的反應(yīng)混合物24小時(shí)。冷卻后,加入1M的鹽酸使其成為酸性后,以氯仿(100mL×2)進(jìn)行萃取。將所得的有機(jī)層合并為一,并以水(50mL×2)、飽和碳酸氫鈉水溶液(50mL)及飽和食鹽水(50mL)進(jìn)行清洗后,加入適量無水硫酸鎂從而進(jìn)行干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去溶劑,以硅膠柱層析法(展開溶劑:氯仿)對殘?jiān)M(jìn)行精制,由此得到1,3-雙(3,5-二-叔丁基苯基)丙-1,3-二酮(β-二酮A)。所得的化合物為琥珀色的漿狀物質(zhì),其產(chǎn)率為49%(2.12g,4.73mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3)δ1.38(s,36H),6.78(s,1H),7.63(t,J=2.0Hz,2H),7.78(d,J=2.0Hz,4H),16.9(brs,1H)。

MALDI-TOF MS:m/z 449([M+H]+)。

[化11]

β-二酮化合物(B)的合成

通過使用1,2,3,4-四氫-1,1,4,4-四甲基萘與丙二酰氯的合成反應(yīng),得到β-二酮化合物(B)。

<β-二酮化合物(B)的合成>

將1,2,3,4-四氫-1,1,4,4-四甲基萘(5.00g,26.6mmol)、丙二酰氯(1.35g,9.58mmol)及氯化鋁(5.51g,41.3mmol)添加到二硫化碳(27mL)中,并在50℃下加熱攪拌3小時(shí)。接著,冷卻后,添加冷卻的2mol/L的鹽酸(27mL)并移至分液漏斗,以氯仿進(jìn)行萃取。進(jìn)一步以水清洗有機(jī)層,并以蒸發(fā)器餾去溶劑后,在殘?jiān)屑尤霛恹}酸(3.5mL)與氯仿(35mL),使其加熱回流9小時(shí)。冷卻后,將混合物移至分液漏斗,并以水及飽和食鹽水進(jìn)行清洗。以無水硫酸鎂使有機(jī)層干燥后,以旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器餾去溶劑。以硅膠柱層析法(展開溶劑;乙酸乙酯:己烷=1:2(v/v))對殘?jiān)M(jìn)行精制,由此以39%的產(chǎn)率得到β-二酮(B)(1.66g,3.74mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ1.30(s,12H),1.34(s,12H),1.71(m,8H),6.76(s,1H),7.40(d,J=8.0Hz,2H),7.68(dd,J=8.0及2.0Hz,2H),7.94(d,J=2.0Hz,2H),16.96(brs,1H)。

MALDI-TOF MS:m/z 445([M+H]+)。

[化12]

接著說明C-N配位基(1)至(4)及前驅(qū)體(1)至(4)的合成方法。

C-N配位基(1)的合成

依照下式,合成2-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)喹啉作為C-N配位基(1)。

[化13]

將二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(1.44g,6.79mmol)、2-氯喹啉(1.24g,7.58mmol)、四(三苯基膦)鈀(0.658g,0.569mmol)及碳酸鉀(14.4g,104mmol)的混合物添加到1,2-二甲氧基乙烷(75mL)、乙醇(75mL)及水(75mL)的混合溶劑中,在氮?dú)鈿夥障?,在設(shè)定為100℃的水浴中使其加熱回流18小時(shí)。使其冷卻后,以蒸發(fā)器餾去有機(jī)溶劑,并加入100mL的氯仿。以水(2×100mL)及飽和食鹽水(100mL)清洗該混合物,并加入適量硫酸鎂從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以硅膠柱層析法(展開溶劑:氯仿)對得到的殘?jiān)M(jìn)行精制,并以79%的產(chǎn)率得到2-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)喹啉(1.59g,5.38mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ7.39(t,J=7.6Hz,1H),7.48-7.53(m,1H),7.55-7.59(m,2H),7.66(d,J=8.7Hz,1H),7.76(dt,J=1.4及7.6Hz,1H),7.89(d,J=7.6Hz,1H),8.02(d,J=7.6Hz,1H),8.06(dd,J=1.4及7.6Hz,1H),8.23(d,J=8.7Hz,1H),8.34(d,J=8.7Hz,1H),8.43(dd,J=1.4及7.6Hz,1H),8.52(d,J=8.7Hz,1H)。

MALDI-TOF MS:m/z 296([M+H]+)。

前驅(qū)體(1)的合成

依照下式,使C-N配位基(1)與氯化銥進(jìn)行反應(yīng)從而得到前驅(qū)體(1)。在氮?dú)鈿夥障?,在油浴中加?-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)喹啉(3.50g,11.9mmol)與2-乙氧基乙醇(210mL)的混合物。若溶液的溫度達(dá)到100℃,則加入氯化銥三水合物(1.60g,4.54mmol)與水(70mL)的混合物,并在120℃下攪拌所得的反應(yīng)混合物10小時(shí)。冷卻后,將水(175mL)加入到反應(yīng)混合物中,進(jìn)行過濾并回收沉淀物,并以適量的甲醇進(jìn)行清洗,由此以83%的產(chǎn)率得到前驅(qū)體(1)(3.08g,1.89mmol)。所得的化合物為難溶性固體。不進(jìn)行進(jìn)一步精制,而將其用于下述銥配合物的合成。

[化14]

C-N配位基(2)的合成

依照下式,合成1-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)異喹啉作為C-N配位基(2)。

[化15]

將二苯并[b,d]呋喃-4-基硼酸(5.00g,23.6mmol)、1-氯異喹啉(4.19g,25.6mmol)、四(三苯基膦)鈀(0)(2.27g,1.96mmol)及碳酸鉀(49.2g,356mmol)的混合物添加到1,2-二甲氧基乙烷(150mL)、乙醇(150mL)及水(150mL)的混合溶劑中,在氮?dú)鈿夥障?,使其加熱回?2小時(shí)。冷卻后,向反應(yīng)混合物中添加水與乙酸乙酯并在分液漏斗內(nèi)進(jìn)行震蕩,分離有機(jī)層后,以飽和食鹽水進(jìn)行清洗,并加入適量硫酸鎂從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以硅膠柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:3(v/v))對得到的殘?jiān)M(jìn)行精制,由此以74%的產(chǎn)率得到1-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)異喹啉(5.18g,17.5mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ7.36-7.40(m,1H),7.41-7.42(m,2H),7.46-7.55(m,2H),7.67-7.74(m,2H),7.77(d,J=6.0Hz,1H),7.83(d,J=8.8Hz,1H),7.94(d,J=8.4Hz,1H),8.00-8.04(m,1H),8.11(dd,J=1.4Hz及5.6Hz,1H)8.72(d,J=5.6Hz,1H)

MALDI-TOF MS:m/z 296([M+H]+)。

前驅(qū)體(2)的合成

依照下式,使C-N配位基(2)與氯化銥進(jìn)行反應(yīng)從而得到前驅(qū)體(2)。在氮?dú)鈿夥障拢谟驮≈屑訜?-(二苯并[b,d]呋喃-4-基)異喹啉(3.07g,10.4mmol)與2-乙氧基乙醇(180mL)的混合物。若溶液的溫度達(dá)到100℃,則加入氯化銥三水合物(1.21g,4.04mmol)與水(60mL)的混合物,在120℃下攪拌所得的反應(yīng)混合物10小時(shí)。冷卻后,將水(150mL)添加到反應(yīng)混合物,進(jìn)行過濾從而回收沉淀物,并以適量的甲醇進(jìn)行清洗,由此以69%的產(chǎn)率得到前驅(qū)體(2)(2.28g,1.40mmol)。因前驅(qū)體(2)為難溶性的固體,故不進(jìn)行進(jìn)一步的精制,而將其用于下述銥配合物的合成。

[化16]

C-N配位基(3)的合成

依照下式,合成2-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)喹啉作為C-N配位基(3)。

[化17]

將二苯并[b,d]噻吩-4-基硼酸(1.60g,7.01mmol)、2-氯喹啉(1.27g,7.76mmol)、四(三苯基膦)鈀(0.665g,0.575mmol)及碳酸鉀(14.8g,107mmol)的混合物添加到1,2-二甲氧基乙烷(75mL)、乙醇(75mL)及水(75mL)的混合溶劑中,在氮?dú)鈿夥障?,在設(shè)定為100℃的油浴中,使其加熱回流18小時(shí)。冷卻后,以蒸發(fā)器餾去有機(jī)溶劑,并加入100mL的氯仿。以水和飽和食鹽水清洗該混合物,并加入適量硫酸鎂從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以硅膠柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=2.5:1(v/v))對得到的殘?jiān)M(jìn)行精制,從而以89%的產(chǎn)率得到2-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)喹啉(1.94g,6.23mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ7.46-7.53(m,2H),7.58(dt,J=1.4及7.6Hz,1H),7.63(t,J=7.8Hz,1H),7.80(dt,J=1.4及7.6Hz,1H),7.86(d,J=7.8Hz,1H),7.99(m,1H),8.10(d,J=8.7Hz,1H),8.17(dd,J=1.4及7.6Hz,1H),8.21-8.24(m,1H),8.26(d,J=8.7Hz,1H),8.30(dd,J=0.9及7.8Hz,1H),8.42(d,J=7.8Hz,1H)。

MALDI-TOF MS:m/z 311(M+)。

前驅(qū)體(3)的合成

依照下式,使C-N配位基(3)與氯化銥進(jìn)行反應(yīng)從而得到前驅(qū)體(3)。

[化18]

在氮?dú)鈿夥障?,在油浴中加?-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)喹啉(1.74g,5.58mmol)與2-乙氧基乙醇(100mL)的混合物。若溶液的溫度達(dá)到100℃,則加入氯化銥三水合物(1.24g,3.52mmol)與水(35mL)的混合物,在120℃下攪拌所得的反應(yīng)混合物10小時(shí)。冷卻后,將水(90mL)添加到反應(yīng)混合物,進(jìn)行過濾從而回收沉淀物,并以適量的甲醇進(jìn)行清洗,由此以89%的產(chǎn)率得到前驅(qū)體(3)(2.11g,1.24mmol)。該化合物為難溶性的固體。不進(jìn)行進(jìn)一步的精制,而用于下述銥配合物的合成。

C-N配位基(4)的合成

依照下式,合成1-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)異喹啉作為C-N配位基(4)。

[化19]

將二苯并[b,d]噻吩-4-基硼酸(1.57g,6.88mmol)、1-氯異喹啉(1.24g,7.58mmol)、四(三苯基膦)鈀(0.688g,0.595mmol)及碳酸鉀(14.7g,106mmol)的混合物添加到1,2-二甲氧基乙烷(75mL)、乙醇(75mL)及水(75mL)的混合溶劑中,在氮?dú)鈿夥障?,在設(shè)定為100℃的油浴中,使其加熱回流18小時(shí)。冷卻后,以蒸發(fā)器餾去有機(jī)溶劑,并加入100mL的氯仿。以水和飽和食鹽水清洗該混合物,并加入適量硫酸鎂從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鎂后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以硅膠柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=2:1(v/v))對得到的殘?jiān)M(jìn)行精制,從而以77%的產(chǎn)率得到1-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)異喹啉(1.65g,5.30mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ7.44-7.53(m,3H),7.64(t,J=7.8Hz,1H),7.69-7.72(m,2H),7.74-7.79(m,2H),7.94(d,J=8.3Hz,1H),7.98(d,J=7.8Hz,1H),8.21-8.24(m,1H),8.29(dd,J=7.6Hz,1H),8.71(d,J=6.0Hz,1H)。

MALDI-TOF MS:m/z 311(M+)。

前驅(qū)體(4)的合成

依照下式,使C-N配位基(4)與氯化銥進(jìn)行反應(yīng)從而得到前驅(qū)體(4)。

[化20]

在氮?dú)鈿夥障?,在油浴中加?-(二苯并[b,d]噻吩-4-基)異喹啉(1.65g,5.30mmol)與2-乙氧基乙醇(100mL)的混合物。若溶液的溫度達(dá)到100℃,則加入氯化銥三水合物(1.06g,3.01mmol)與水(35mL)的混合物,在120℃下攪拌所得的反應(yīng)混合物10小時(shí)。冷卻后,將水(90mL)添加到反應(yīng)混合物中,進(jìn)行過濾從而回收沉淀物,并以適量的甲醇進(jìn)行清洗,由此以71%的產(chǎn)率得到前驅(qū)體(4)(1.60g,0.943mmol)。該化合物為難溶性的固體。不進(jìn)行進(jìn)一步的精制,而用于下述銥配合物的合成。

以下述方式使以上所合成的前驅(qū)體(1)至(4)與β-二酮化合物(A)、(B)進(jìn)行反應(yīng),得到各銥配合物(1-A、1-B、1-X、2-A、2-B、2-X、3-A、3-B、3-X、4-A、4-B、4-X)。

銥配合物(1-A)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(1)與β-二酮(A)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物1-A。

[化21]

將前驅(qū)體(1)(0.482g,0.295mmol)、1,3-雙(3,5-二-叔丁基苯基)丙-1,3-二酮(0.223g,0.497mmol)及碳酸鈉(0.382g,3.60mmol)添加到2-乙氧基乙醇(100mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确隆R运惋柡褪雏}水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:3(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以17%的產(chǎn)率得到銥配合物1-A(106mg,0.0862mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ1.17(s,36H),5.75(s,1H),6.67(d,J=8.2Hz,2H),7.06(d,J=1.8Hz,4H),7.19-7.23(m,4H),7.28(d,J=8.2Hz,2H),7.31(t,J=1.8Hz,2H),7.37-7.42(m,4H),7.69(d,J=8.2Hz,2H),7.77-7.81(m,4H),8.37(d,J=9.2Hz,2H),8.52(d,J=9.2Hz,2H),9.31(d,J=9.2Hz,2H)

MALDI-TOF MS:m/z 1229([M+H]+)。

C73H67IrN2O4分析計(jì)算值:C,71.37;H,5.50;N,2.28。實(shí)際測量值:C,71.74;H,5.84;N,2.13。

銥配合物(1-B)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(1)與β-二酮(B)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(1-B)。

[化22]

將前驅(qū)體(1)(0.981g,0.601mmol)、1,3-雙(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫萘-2-基)丙-1,3-二酮(0.537g,1.21mmol)及碳酸鈉(0.796g,7.51mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:1.6(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以29%的產(chǎn)率得到銥配合物1-B(426mg,0.348mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ1.08(s,6H),1.10(s,6H),1.16(s,6H),1.18(s,6H),1.57(m,8H),5.79(s,1H),6.65(d,J=8.2Hz,2H),7.09(d,J=8.2Hz,2H),7.13-7.18(m,4H),7.21-7.29(m,6H),7.34-7.43(m,4H),7.69(d,J=8.2Hz,2H),7.77-7.79(m,4H),8.34(d,J=8.3Hz,2H),8.50(d,J=8.3Hz,2H),9.29(d,J=8.2Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1225([M+H]+)。

C73H63IrN2O4分析計(jì)算值:C,71.60;H,5.19;N,2.29。實(shí)際測量值:C,71.72;H,5.52;N,2.15。

銥配合物(1-X)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(1)與β-二酮(X)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物1-X。

[化23]

將前驅(qū)體(1)(0.534g,0.327mmol)、1,3-二苯基丙-1,3-二酮(0.138g,0.615mmol)及碳酸鈉(0.394g,3.72mmol)添加到2-乙氧基乙醇(100mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合物,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:3)對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,從而以1.6%的產(chǎn)率得到銥配合物1-X(10.0mg,0.00996mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ5.94(s,1H),6.64(d,J=8.2Hz,2H),7.12-7.23(m,8H),7.28-7.30(m,4H),7.35(t,J=7.8Hz,2H),7.41(t,J=7.8Hz,2H),7.48(d,J=7.3Hz,4H),7.70(d,J=8.2Hz,2H),7.77-7.80(m,4H),8.32(d,J=8.2Hz,2H),8.50(d,J=8.7Hz,2H),9.26(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1004(M+)。

銥配合物(2-A)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(2)與β-二酮(A)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物2-A。

[化24]

將前驅(qū)體(2)(0.484g,0.296mmol)、1,3-雙(3,5-二-叔丁基苯基)丙-1,3-二酮(0.249g,0.555mmol)及碳酸鈉(0.396g,3.74mmol)添加到2-乙氧基乙醇(100mL)中,在氮?dú)鈿夥障拢?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合物,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:2)對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以9.0%的產(chǎn)率得到銥配合物2-A(61.4mg,0.0500mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ1.08(s,36H),6.42(s,1H),6.60(d,J=8.7Hz,2H),7.22-7.26(m,2H),7.30-7.34(m,10H),7.36(t,J=1.8Hz,2H),7.49-7.52(m,2H),7.71-7.79(m,6H),7.90(d,J=8.7Hz,2H),8.61(d,J=6.4Hz,2H),9.18(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:1228(M+)。

C73H67IrN2O4分析計(jì)算值:C,71.37;H,5.50;N,2.28。實(shí)際測量值:C,71.21;H,5.72;N,2.04。

銥配合物(2-B)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(2)與β-二酮(B)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(2-B)。

[化25]

將前驅(qū)體(1)(0.985g,0.603mmol)、1,3-雙(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫萘-2-基)丙-1,3-二酮(0.532g,1.20mmol)及碳酸鈉(0.791g,7.46mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:2(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以39%的產(chǎn)率得到銥配合物2-B(573mg,0.468mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ1.08(s,6H),1.15(s,6H),1.16(s,6H),1.18(s,6H),1.57(m,8H),6.47(s,1H),6.49(d,J=1.8Hz,2H),7.13(d,J=8.2Hz,2H),7.32-7.36(m,4H),7.41(dd,J=1.8及8.2Hz,2H),7.49-7.54(m,6H),7.71-7.79(m,6H),7.90-7.93(m,4H),8.59(d,J=6.4Hz,2H),9.15(d,J=8.2Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1224([M+H]+)。

C73H63IrN2O4分析計(jì)算值:C,71.60;H,5.19;N,2.29。實(shí)際測量值:C,71.72;H,5.45;N,2.11。

銥配合物(2-X)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(2)與β-二酮(X)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物2-X。

[化26]

將前驅(qū)體(2)(0.979g,0.600mmol)、1,3-二苯基丙-1,3-二酮(0.270g,1.20mmol)及碳酸鈉(0.788g,7.43mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合物,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿)對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,從而以5.7%的產(chǎn)率得到銥配合物1-X(68.7mg,0.0684mmol)。以上述方法合成的化合物的特性如下所示。

1H NMR(CDCl3):δ6.44(d,J=8.2Hz,2H),6.57(s,1H),7.18-7.24(m,4H),7.30-7.38(m,8H),7.50(d,J=8.2Hz,2H),7.53(d,J=6.4Hz,2H),7.69(dd,J=1.3及8.2Hz,4H),7.71-7.79(m,6H),7.91(d,J=8.2Hz,2H),8.58(d,J=6.4Hz,2H),9.15(d,J=8.2Hz,2H).

MALDI-TOF MS:1004(M+)

銥配合物(3-A)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(3)與β-二酮(A)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(3-A)。

[化27]

將前驅(qū)體(3)(1.02g,0.601mmol)、1,3-雙(3,5-二-叔丁基苯基)丙-1,3-二酮(0.536g,1.19mmol)及碳酸鈉(0.790g,7.45mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确隆R运惋柡褪雏}水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1.6:1(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以32%的產(chǎn)率得到銥配合物3-A(488mg,0.387mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ1.18(s,36H),5.68(s,1H),6.87(d,J=8.2Hz,2H),7.01(d,J=1.8Hz,4H),7.19(dt,J=1.4及8.2Hz,2H),7.31(t,J=1.8Hz,2H),7.35-7.41(m,6H),7.46(d,J=8.2Hz,2H),7.81(d,J=6.8Hz,2H),7.92(dd,J=1.4及8.2Hz,2H),7.97(dd,J=1.4及6.9Hz,2H),8.43(d,J=8.7Hz,2H),8.46(d,J=8.7Hz,2H),8.83(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1260(M+)。

C73H67IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,69.55;H,5.36;N,2.22。實(shí)際測量值:C,69.55;H,5.36;N,2.54。

銥配合物(3-B)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(3)與β-二酮(B)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(3-B)。

[化28]

將前驅(qū)體(3)(1.02g,0.601mmol)、1,3-雙(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫萘-2-基)丙-1,3-二酮(0.532g,1.20mmol)及碳酸鈉(0.787g,7.43mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确隆R运惋柡褪雏}水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:1.6(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以37%的產(chǎn)率得到銥配合物3-B(558mg,0.444mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ1.08(s,6H),1.10(s,6H),1.16(s,6H),1.18(s,6H),1.57(m,8H),5.80(s,1H),6.65(d,J=8.2Hz,2H),7.09(d,J=8.2Hz,2H),7.13-7.16(m,4H),7.18-7.30(m,6H),7.34-7.42(m,4H),7.69(d,J=8.2Hz,2H),7.77-7.90(m,4H),8.34(d,J=8.7Hz,2H),8.50(d,J=8.7Hz,2H),9.29(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1256(M+)。

C73H63IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,69.77;H,5.05;N,2.23。實(shí)際測量值:C,69.49;H,5.25;N,2.54。

銥配合物(3-X)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(3)與β-二酮(X)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(3-X)。

[化29]

將前驅(qū)體(3)(0.768g,0.453mmol)、1,3-二苯基丙-1,3-二酮(0.271g,1.21mmol)及碳酸鈉(0.592g,5.59mmol)添加到2-乙氧基乙醇(150mL)中,在氮?dú)鈿夥障拢?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确隆R运惋柡褪雏}水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=2:1(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,從而以5.7%的產(chǎn)率得到銥配合物3-X(53.8mg,0.0519mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ5.87(s,1H),6.85(d,J=8.2Hz,2H),7.10-7.20(m,6H),7.32-7.51(m,14H),7.78(dd,1.8及8.2Hz,2H),7.92(dd,J=1.4及6.9Hz,2H),7.99(dd,J=1.4及6.9Hz,2H),8.36(d,J=8.7Hz,2H),8.44(d,J=8.7Hz,2H),8.74(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1036(M+)

C57H35IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,66.07;H,3.40;N,2.70。實(shí)際測量值:C,66.20;H,3.51;N,2.61。

銥配合物(4-A)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(4)與β-二酮(A)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(4-A)。

[化30]

將前驅(qū)體(4)(0.548g,0.323mmol)、1,3-雙(3,5-二-叔丁基苯基)丙-1,3-二酮(0.296g,0.660mmol)及碳酸鈉(0.454g,4.28mmol)添加到2-乙氧基乙醇(100mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:1(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以29%的產(chǎn)率得到銥配合物4-A(234mg,0.186mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ1.07(s,36H),6.41(s,1H),6.59(d,J=8.2Hz,2H),7.22-7.26(m,2H),7.29(d,J=1.8Hz,4H),7.31-7.35(m,6H),7.49-7.52(m,4H),7.71-7.77(m,6H),7.90(d,J=8.2Hz,2H),8.61(d,J=5.9Hz,2H),9.18(d,J=8.2Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1261([M+H]+).

C73H67IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,69.55;H,5.36;N,2.22。實(shí)際測量值:C,69.38;H,5.33;N,2.37。

銥配合物(4-B)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(4)與β-二酮(B)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(4-B)。

[化31]

將前驅(qū)體(4)(1.02g,0.601mmol)、1,3-雙(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫萘-2-基)丙-1,3-二酮(0.532g,1.20mmol)及碳酸鈉(0.789g,7.44mmol)添加到2-乙氧基乙醇(200mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:2(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,由此以26%的產(chǎn)率得到銥配合物4-B(392mg,0.311mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ0.96(s,6H),1.07(s,6H),1.14(s,6H),1.17(s,6H),6.47(d,J=7.7Hz,2H),6.48(s,1H),7.13(d,J=8.2Hz,2H),7.22-7.26(m,2H),7.31-7.35(m,4H),7.40(dd,J=1.8及8.7Hz,2H),7.49(d,J=6.8Hz,4H),7.53(d,J=1.8Hz,2H),7.70-7.78(m,6H),7.90(d,J=7.7Hz,2H),8.59(d,J=6.8Hz,2H),9.14(d,J=8.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1256(M+)

C73H63IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,69.77;H,5.05;N,2.23。實(shí)際測量值:C,70.10;H,5.31;N,2.54。

銥配合物(4-X)的合成

依照下式,使前驅(qū)體(4)與β-二酮(X)進(jìn)行反應(yīng)從而得到銥配合物(4-X)。

[化32]

將前驅(qū)體(4)(0.511g,0.301mmol)、1,3-二苯基丙-1,3-二酮(0.139g,0.620mmol)及碳酸鈉(0.405g,3.82mmol)添加到2-乙氧基乙醇(100mL)中,在氮?dú)鈿夥障?,?5℃下攪拌該混合物2小時(shí)。冷卻后,在減壓下餾去溶劑,并向殘?jiān)屑尤肼确?。以水和飽和食鹽水清洗所得的混合溶液,并加入適量硫酸鈉從而使其干燥。通過過濾除去硫酸鈉后,以蒸發(fā)器餾去濾液的溶劑。以氧化鋁柱層析法(展開溶劑;氯仿:己烷=1:1(v/v))對所得的殘?jiān)M(jìn)行精制,更進(jìn)一步以氯仿-甲醇進(jìn)行重結(jié)晶,從而以5.0%的產(chǎn)率得到銥配合物4-X(31.1mg,0.0300mmol)。

1H NMR(CDCl3):δ6.45(d,J=7.7Hz,2H),6.58(s,1H),7.21(t,J=7.6Hz,4H),7.23-7.27(m,2H),7.32-7.37(m,6H),7.50(d,J=8.2Hz,2H),7.53(d,J=6.4Hz,2H),7.70(d,J=7.6Hz,4H),7.72-7.80(m,6H),7.92(dd,J=1.3及8.2Hz,2H),8.59(d,J=6.4Hz,2H),9.16(d,J=7.7Hz,2H).

MALDI-TOF MS:m/z 1036(M+)

C57H35IrN2O2S2分析計(jì)算值:C,66.07;H,3.40;N,2.70。實(shí)際測量值:C,66.07;H,3.69;N,2.70。

對以上所得的各銥配合物進(jìn)行發(fā)光光譜、PL量子產(chǎn)率及熱分解特性的評價(jià)。另外,使用各銥配合物制作有機(jī)EL元件,并對其特性進(jìn)行評價(jià)。

[發(fā)光(PL)光譜及PL量子產(chǎn)率的評價(jià)]

對于上述所得的各銥配合物,測定其發(fā)光(PL)光譜及PL量子產(chǎn)率ΦPL。使用“堀場製作所社”制的Fluorolog-3分光光度計(jì)來進(jìn)行PL光譜的測定。使用“浜松ホトニクス社”制的C9920-12量子產(chǎn)率測定裝置來進(jìn)行PL量子產(chǎn)率的測定。對于這些PL光譜及PL量子產(chǎn)率的評價(jià),在作為介質(zhì)的有機(jī)溶劑(二氯甲烷(CH2Cl2))中、以及在高分子薄膜(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)中的兩者中進(jìn)行評價(jià)。另外,關(guān)于溶液試樣,封入氬氣作為脫氧溶液進(jìn)行測定,關(guān)于高分子薄膜試樣,在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行測定。關(guān)于高分子薄膜試樣,在PMMA中摻雜4重量%的各銥配合物從而進(jìn)行測定。結(jié)果顯示于下表。

[表1]

由上述表1可知,相較于傳統(tǒng)例中經(jīng)β-二酮(X)所取代的銥配合物(1-X、2-X、3-X、4-X),具有經(jīng)β-二酮(A)或(B)所取代的苯基的銥配合物會(huì)有PL量子產(chǎn)率ΦPL較高的傾向。

[熱重量分析(TG)]

對于銥配合物的熱分解特性,通過熱重量分析(TG)進(jìn)行評價(jià)。使用“リガク社”制的TG8120熱重量分析裝置作為TG測定裝置,在氮?dú)饬飨?200mL/min),以升溫速度10℃/min將2mg銥配合物從約50℃加熱至約450℃,觀察此時(shí)試樣的重量變化。測定結(jié)果顯示于圖1及表2。將表2的重量減少率作為相對于初期重量的重量減少率。

[表2]

由上述表格及圖2的結(jié)果可知,相較于傳統(tǒng)例中的經(jīng)β-二酮(X)所取代的銥配合物(1-X、2-X、3-X、4-X),具有經(jīng)β-二酮(A)或(B)所取代的苯基的銥配合物具有熱穩(wěn)定性較高的傾向。

[有機(jī)EL元件的制作與特性評價(jià)]

使用銥配合物1-A、2-A、1-X及2-X,以下述順序制作圖2所示的有機(jī)元件(1),并進(jìn)行特性評價(jià)。

<有機(jī)EL元件的制作>

(a)空穴注入層(5)的形成

對ITO-玻璃基板(“三容真空工業(yè)”制,ITO,膜厚150nm)實(shí)施圖案化處理,并進(jìn)行清洗,由此制備陽極(2)。接著,以臭氧對ITO薄膜進(jìn)行表面處理。表面處理后,通過旋轉(zhuǎn)涂布法迅速地使空穴注入材料成膜在ITO膜上,在120℃下燒制1小時(shí),由此形成厚度為40nm的空穴注入層(5)。使用包含PEDOT與PSS的導(dǎo)電性聚合物(Heraeus Clevios制,P VP CH8000)作為空穴注入材料。

(b)發(fā)光層(4)的形成

使聚(9-乙烯基咔唑)(PVCz,Sigma-Aldrich制,數(shù)均分子量Mn為25000至50000,通過從THF-甲醇再沉淀進(jìn)行精制)、2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)及銥配合物1-A溶解于脫水甲苯中,并以膜過濾器(メルクミリポア制,0.2μm Millex-FG)進(jìn)行過濾,由此調(diào)制發(fā)光層用墨液Ink(1-A)。將PVCz、PBD及銥配合物的重量比設(shè)為10:3.0:1.0,相對于10mg的PVCz,使用0.7mL的甲苯作為墨液溶劑。使用所得的發(fā)光層用墨液Ink(1-A),通過旋轉(zhuǎn)涂布法,使其成膜于空穴注入層(5)上,并在120℃燒制1小時(shí),由此形成厚度為80nm的發(fā)光層4。

(c)電子注入層(6)及陰極(3)的形成

使用陰影掩模,通過真空沉積形成作為電子注入材料的氟化銫薄膜(電子注入層(6),厚度為1nm),接著,制作鋁的薄膜(陰極(3),厚度為250nm)。此時(shí),以使發(fā)光部的面積為10mm2(2mm×5mm)的方式來制作電子注入層(6)及陰極(3)。如此地,完成有機(jī)EL元件EL(1-A)。

<將各銥配合物用于發(fā)光材料的有機(jī)EL元件的制作>

使用各銥配合物(1-B、1-X、2-A、2-B、2-X、3-A、3-B、3-X、4-A、4-B、4-X)代替銥配合物1-A,調(diào)制各發(fā)光層用墨液Ink。除了使用該發(fā)光層用墨液Ink以外,以與上述相同的順序,得到各有機(jī)EL元件EL。

<有機(jī)EL元件特性的評價(jià)>

使用紫外線硬化樹脂,將以上述步驟所得的有機(jī)EL元件密封于中空玻璃中,從而制作有機(jī)EL特性評價(jià)用的樣品。

通過亮度光分布特性測定裝置(“浜松ホトニクス社”制、C-9920-11)來測定EL光譜、最大亮度Lmax(cd/m2)、最大外部量子效率ηext,max(%)及CIE表色系統(tǒng)(x,y)等有機(jī)EL元件特性。

表3顯示出有機(jī)EL元件的EL光譜的峰值波長λEL(nm)、最大亮度Lmax(cd/m2)、最大外部量子效率ηext,max(%)、最大電流效率ηj,max(cd/A)、最大功率效率ηp,max(lm/W)及CIE表色系統(tǒng)(x,y)的結(jié)果。關(guān)于Lmax及ηext,max,在()內(nèi)也一并顯示測定時(shí)的施加電壓(V)。另外,發(fā)光開始電壓Vturn-on表示亮度達(dá)到1cd/m2的電壓。

另外,圖3為各有機(jī)EL元件的電致發(fā)光(EL)光譜。EL光譜在最大亮度Lmax中進(jìn)行測定。

[表3]

由上述結(jié)果可知,對于使用配合物1-A、1-B、2-A、2-B、3-A、3-B、4-A、4-B所制作的有機(jī)EL元件,其成為可顯示出與使用配合物1-X、2-X、3-X、4-X所制作的EL同等以上的有機(jī)EL特性的元件。

[工業(yè)實(shí)用性]

本發(fā)明的有機(jī)銥配合物的量子效率高,適合作為有機(jī)EL元件的發(fā)光材料。另外,該配合物的耐熱性高,有助于延長有機(jī)EL元件的壽命。

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