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JP2019530681A - 有機エレクトロルミネッセンス素子における発光体として使用するための二核の金属錯体 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子における発光体として使用するための二核の金属錯体 Download PDF

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Abstract

本発明は、二核の金属錯体および電子素子、特に前記の金属錯体を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子おける発光体としての使用に好適な、二核の金属錯体に関する。
従来技術によれば、燐光性の有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)で用いられる三重項発光体は、特に、芳香族配位子を有する、ビス−およびトリス−オルトメタル化イリジウム錯体であり、同時に、この配位子は、負に帯電した炭素原子と非荷電の窒素原子を介して、または負に帯電した炭素原子と非荷電のカルベン炭素原子を介して、金属に結合している。そのような錯体の例は、トリス(フェニルピリジル)イリジウム(III)およびその誘導体であり、同時に、用いられる配位子は、例えば、1−、もしくは3−フェニルイソキノン、2−フェニルキノリン、またはフェニルカルベンである。この場合、これらのイリジウム錯体は、一般的に、1μsを優に超える範囲においてかなり長い発光寿命を有している。しかし、OLEDでの使用では、高輝度で低いロールオフ特性を有するOLEDの動作を可能にするために短い発光寿命が求められている。赤色燐光発光性発光体の効率についてもまだ改善の余地がある。通例の赤色燐光発光性発光体における低い三重項レベルTの結果として、光ルミネセンス量子収率は、理論的に可能な値よりかなり下であるが、それは、低いTでは、非放射チャネルがまた、特に、錯体が高い発光寿命を有している場合に大きな役割を果たすからである。照射レベルを増大させることによる改善がここでは望まれており、それはまた、光ルミネセンス寿命の低減によって達成することができる。
錯体の安定性の改善が、例えば、国際公開2004/081017号、米国特許第7,332,232号明細書および国際公開2016/124304号に記載されているように、多脚型配位子を使用することにより達成されている。これらの錯体が、個々の配位子が多脚型の橋架けを有していないことを除いてその他の点では同じ錯体構造を有する錯体に対して優位さを示すとしても、まだ改善の余地がある。従って、多脚型配位子を有する錯体の場合であっても、有機エレクトロルミネッセンス素子での使用上の特性に関して、特に励起状態のルミネセンス寿命、効率、電圧および/または寿命に関して、まだ改善の余地がある。
米国特許出願公開第2003/0152802号明細書は、両方の金属に配位する架橋配位子を有するバイメタルイリジウム錯体を開示する。これらの錯体は多段階で合成されるが、これは合成上の欠点となっている。さらに、これらの錯体では、フェイシャル−メリジオナル異性化および配位子スクランブルが起こりうるが、これらも同様に不利である。
従って、本発明の目的は、OLEDに使用される発光体として適した新規な金属錯体を提供することである。具体的な目的は、ルミネセンス寿命、効率、動作電圧および/または寿命に関して、改善された特性を示す発光体を提供することである。
驚くべきことに、以下に記載する、二核のロジウムおよびイリジウム錯体は、対応する単核の錯体に比べて、光物理的特性の著しい改善を示し、そしてそれ故、有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるときに、改善された特性をもたらすということが見出された。さらに特に、本発明の化合物は、改善されたフォトルミネセンス量子収率および明確に低減されたルミネセンス寿命を有する。より短い発光寿命は、有機エレクトロルミネッセンス素子の改善されたロールオフ特性をもたらす。本発明は、これらの錯体およびこれらの錯体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
本発明は、従って、下記式(1)の化合物を提供する。
(式中、使用される記号は以下のとおりである:
Mは、出現毎に同一であるかまたは異なり、イリジウムまたはロジウムであり;
Dは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CまたはNであり;
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRもしくはNであるか;または、この環中のどちらか1つのDが、アニオン性窒素原子としてMに配位する場合、またはEがNである場合、2つの隣接するXがともにCRもしくはNであり、かつ3つ目のXがCRもしくはNであり;
Eは、CまたはNであり、ここで、2つの隣接するXがともにCRもしくはNであり、かつ3つ目のXがCRもしくはNである場合にのみ、EはNであることが可能であり;
Vは、出現毎に同一であるかまたは異なり、式(2)または(3)の基であり
(式中、環に直接結合される点線の結合は、式(1)に示される対応する6員のアリールまたはヘテロアリール基であり、かつAへの2つの点線の結合は、それぞれ副配位子Lへの結合を示す);
Lは、出現毎に同一であるかまたは異なり、二座モノアニオン性副配位子であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRもしくはNであるか、または2つの隣接するX基がともにNR、O、もしくはSであり、よって5員環を形成し、かつ残りのXが出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであるか;または、環中のX基のうちの1つがNである場合に、2つの隣接するX基がともにCRもしくはNであり、よって5員環を形成し;ただし、最大2つの隣接するX基がNであり;
は、出現毎にCであるか、または1つのX基がNであり、かつ同一の環中の他のX基がCであり;ただし、環中のX基のうちの1つがNである場合、2つの隣接するX基はCRまたはNであり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R)またはOであり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR、P(=O)、B、またはSiRであり、ただし、AがP(=O)、BまたはSiRである場合、記号AはOであり、かつこのAに結合された記号Aは−C(=O)−NR’−または−C(=O)−O−ではなく;
Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、−CR=CR−、−C(=O)−NR’−、−C(=O)−O−、−CR−CR−、−CR−O−、または以下の式(4)の基であり:
(式中、点線の結合は二座副配位子Lのこの構造への結合の位置を示し、かつ*は式(4)の単位の中央環基、すなわち、式(2)または(3)に明示的に示されている基への結合の位置を示し、かつXおよびXは上記の意味を有する);
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、CN、NO、OR、SR、COOH、C(=O)N(R、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、COO(カチオン)、SO(カチオン)、OSO(カチオン)、OPO(カチオン)、O(カチオン)、N(R(アニオン)、P(R(アニオン)、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または2〜20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル、アルケニル、またはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、Si(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
R’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、かつここで、1以上の隣接しないCH基は、Si(Rによって置き換えられていてもよく)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、CN、NO、OR、SR、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、COO(カチオン)、SO(カチオン)、OSO(カチオン)、OPO(カチオン)、O(カチオン)、N(R(アニオン)、P(R(アニオン)、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または2〜20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル、アルケニル、またはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、ここで1以上の隣接しないCH基がSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族、もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル、特に炭化水素ラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;
カチオンは、出現毎に同一であるかまたは異なり、プロトン、重陽子、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、およびテトラアルキルホスホニウムからなる群から選択され;
アニオンは、出現毎に同一であるかまたは異なり、ハロゲン化物、カルボキシレートR−COO、シアニド、シアネート、イソシアネート、チオシアネート、チオイソシアネート、ヒドロキシド、BF 、PF 、B(C 、カルボナート、およびスルホネートからなる群から選択される)
2つのRまたはRラジカルがともに環系を形成するとき、それは単環式もしくは多環式、かつ脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族であってもよい。この場合、ともに環系を形成するラジカルは、隣接していてもよく、すなわち、これらのラジカルが、同じ炭素原子に、もしくは互いに直接結合している炭素原子に結合しているか、またはそれらが互いにさらに離れていてもよいが、好ましくは隣接していることを意味する。
2つ以上のラジカルがともに環を形成してもよいという記述は、本明細書の文脈においては、とりわけ、2つのラジカルが、2つの水素原子の形式的脱離を伴う化学結合によって互いに連結されていることを意味するものと理解されるべきである。これは、以下のスキームにより示される。
また、しかしながら、上記の表現は、2つのラジカルのうちの1つが水素であり、2つ目のラジカルが、その水素原子が結合されていた位置に結合して環を形成することも意味するものと理解されるべきである。これは、以下のスキームにより示される。
芳香族環系の形成は、以下のスキームにより示される。
この種の環形成は、互いに直接結合した炭素原子に結合しているラジカル中において、または、さらに離れた炭素原子に結合しているラジカル中において可能である。好ましいのは、互いに直接結合した炭素原子に、または同一の炭素原子に結合しているラジカル中におけるこの種の環形成である。
本発明の文脈におけるアリール基は、6〜40個の炭素原子を含む。本発明の文脈におけるヘテロアリール基は、2〜40個の炭素原子と少なくとも1つのヘテロ原子を含むが、但し、炭素原子とヘテロ原子の合計が少なくとも5である。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選択される。アリール基またはヘテロアリール基は、単一の芳香環、すなわちベンゼン、または単一のヘテロ芳香環、例えば、ピリジン、ピリミジン、チオフェン等、または縮合したアリールもしくはヘテロアリール基、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、キノリン、イソキノリン等のいずれかを意味するものと理解される。
本発明の文脈における芳香環系は、環系に6〜40個の炭素原子を含む。本発明の文脈におけるヘテロ芳香族環系は、1〜40個の炭素原子と少なくとも1つのヘテロ原子を環系に含むが、但し、炭素原子とヘテロ原子の合計が少なくとも5である。ヘテロ原子は、好ましくは、N、Oおよび/またはSから選択される。本発明の文脈における芳香族またはヘテロ芳香族環系は、必ずしもアリールまたはヘテロアリール基のみを含む系ではなく、複数のアリールまたはヘテロアリール環系が、非芳香族単位(好ましくは、10%未満の、H以外の原子)、例えば、炭素、窒素もしくは酸素原子、またはカルボニル基により中断されていることもできる系を意味するものと理解される。例えば、9,9’−スピロビフルオレン、9,9−ジアリールフルオレン、トリアリールアミン、ジアリールエーテル、スチルベン等の系は、従って、本発明の文脈において、芳香族環系とみなされ、また、2つ以上のアリール基が、例えば、直鎖状もしくは環状の、アルキル基により、またはシリル基により中断されている系も同様である。さらに、2つ以上のアリールまたはヘテロアリール基が互いに直接結合されている系、例えば、ビフェニル、ターフェニル、クウォーターフェニル、またはビピリジンも同様に、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系とみなされる。好ましい、芳香族またはヘテロ芳香族環系は、アリールまたはヘテロアリール基、2つ以上の、アリールまたはヘテロアリール基が直接互いに結合している系、並びにフルオレンおよびスピロビフルオレン基である。
本発明の文脈における、環状のアルキル基は、単環式、二環式もしくは多環式の基を意味するものと理解される。
本発明の文脈において、各々の水素原子もしくはCH基が前述の基によって置き換えられていてもよいC〜C20−アルキル基は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、シクロプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロブチル、2−メチルブチル、n−ペンチル、s−ペンチル、t−ペンチル、2−ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、s−ヘキシル、t−ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、ネオヘキシル、シクロヘキシル、1−メチルシクロペンチル、2−メチルペンチル、n−ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、4−ヘプチル、シクロヘプチル、1−メチルシクロヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、シクロオクチル、1−ビシクロ[2.2.2]オクチル、2−ビシクロ[2.2.2]オクチル、2−(2,6−ジメチル)オクチル、3−(3,7−ジメチル)オクチル、アダマンチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、2,2,2−トリフルオロエチル、1,1−ジメチル−n−ヘキサ−1−イル、1,1−ジメチル−n−ヘプタ−1−イル、1,1−ジメチル−n−オクト−1−イル、1,1−ジメチル−n−デカ−1−イル、1,1−ジメチル−n−ドデカ−1−イル、1,1−ジメチル−n−テトラデカ−1−イル、1,1−ジメチル−n−ヘキサデカ−1−イル、1,1−ジメチル−n−オクタデカ−1−イル、1,1−ジエチル−n−ヘキサ−1−イル、1,1−ジエチル−n−ヘプタ−1−イル、1,1−ジエチル−n−オクト−1−イル、1,1−ジエチル−n−デカ−1−イル、1,1−ジエチル−n−ドデカ−1−イル、1,1−ジエチル−n−テトラデカ−1−イル、1,1−ジエチル−n−ヘキサデカ−1−イル、1,1−ジエチル−n−オクタデカ−1−イル、1−(n−プロピル)シクロヘキサ−1−イル、1−(n−ブチル)シクロヘキサ−1−イル、1−(n−ヘキシル)シクロヘキサ−1−イル、1−(n−オクチル)シクロヘキサ−1−イルおよび1−(n−デシル)シクロヘキサ−1−イルラジカルを意味するものと理解される。アルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルまたはシクロオクタジエニルを意味するものと理解される。アルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、ヘプチニルまたはオクチニルを意味するものと理解される。ORまたはORに対して存在する、C〜C20−アルコキシ基は、例えば、メトキシ、トリフルオロメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、i−プロポキシ、n−ブトキシ、i−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシまたは2−メチルブトキシを意味するものと理解される。
それぞれのケースにおいて前述のラジカルによって置換されていてもよく、かつ任意の位置を介して芳香族またはヘテロ芳香族系に結合していてもよい、5〜40個の芳香族環原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系は、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ベンズアントラセン、フェナントレン、ベンゾフェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、フルオランテン、ベンゾフルオランテン、ナフタセン、ペンタセン、ベンゾピレン、ビフェニル、ビフェニレン、ターフェニル、ターフェニレン、フルオレン、スピロビフルオレン、ジヒドロフェナントレン、ジヒドロピレン、テトラヒドロピレン、シス−またはトランス−インデノフルオレン、シス−またはトランス−モノベンゾインデノフルオレン、シス−またはトランス−ジベンゾインデノフルオレン、トルキセン、イソトルキセン、スピロトルキセン、スピロイソトルキセン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、インドール、イソインドール、カルバゾール、インドロカルバゾール、インデノカルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン、フェナントリジン、ベンゾ−5,6−キノリン、ベンゾ−6,7−キノリン、ベンゾ−7,8−キノリン、フェノチアジン、フェノキサジン、ピラゾール、インダゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ナフトイミダゾール、フェナントリイミダゾール、ピリジムイミダゾール、ピラジニムイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソキサゾール、1,2−チアゾール、1,3−チアゾール、ベンゾチアゾール、ピリダジン、ベンゾピリダジン、ピリミジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、1,5−ジアザアントラセン、2,7−ジアザピレン、2,3−ジアザピレン、1,6−ジアザピレン、1,8−ジアザピレン、4,5−ジアザピレン、4,5,9,10−テトラアザペリレン、ピラジン、フェナジン、フェノキサジン、フェノチアジン、フルオルビン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントロリン、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−オキサジアゾール、1,2,5−オキサジアゾール、1,3,4−オキサジアゾール、1,2,3−チアジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、1,2,5−チアジアゾール、1,3,4−チアジアゾール、1,3,5−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,2,3−トリアジン、テトラゾール、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,3,5−テトラジン、プリン、プテリジン、インドリジンおよびベンゾチアジアゾールから誘導される基を意味するものと理解される。
化合物の更なる説明のために、以下に、式(1)の1つの簡単な構造の全体を示し、記述する。
この構造では、両方の金属Mに配位する副配位子は、2−フェニルピリミジン基である。配位フェニル基に、1つのフェニル基が結合しており、そのフェニル基には、式(2)の、1つの基が2つのオルト位のそれぞれで結合している、すなわち、この構造中のVは、それぞれのケースにおいて、式(2)の基である。その中の中心の環はフェニル基であり、かつ2つのA基は、それぞれ−HC=CH−、すなわち、シス−アルケニル基である。式(2)のこの基にはまた、それぞれのケースにおいて2つの副配位子Lが結合しており、それは上記構造においてそれぞれフェニルピリジンである。ここではイリジウムである、2つの金属Mのそれぞれは、従って、上記構造中で、それぞれのケースにおいて2つのフェニルピリジン配位子および1つのフェニルピリミジン配位子に配位しており、ここで、フェニル基、およびフェニルピリミジン中のピリミジン基はそれぞれ、両方のイリジウム原子に配位している。副配位子はここでは、それぞれ式(2)の基によって結合され、多座系を形成している。
本出願の文脈において、Lに対する用語「二座副配位子」は、式(2)もしくは(3)の基が存在しない場合にこの単位が二座配位子であることを意味する。しかしながら、この二座配位子における形式的な水素原子の引き抜きおよび式(2)もしくは(3)のブリッジ内での連結の結果として、それは別個の配位子ではなく、そのようにして形成される十二座配位子の一部、即ち、合計で12の配位部位を有する配位子であり、そしてそれ故、用語「副配位子」が使用される。
金属Mへの配位子の結合は、配位結合もしくは共有結合のいずれかであるか、または結合の共有比率は配位子に応じて変えることができる。本発明において、配位子または副配位子がMに配位している、もしくは結合していると云うとき、これは本出願の文脈において、結合の共有比率に拘わらず、配位子もしくは副配位子のMへのあらゆる種類の結合のことを指している。
本発明の化合物は好ましくは、非荷電である、すなわち、電気的に中性である。これは、RhおよびIrがそれぞれのケースにおいて+IIIの酸化状態にある際に実現される。その場合の金属は各々、2つのモノアニオン性の二座副配位子、および両金属に結合する1つのジアニオン性の四座副配位子によって配位されており、そしてそれ故それらの副配位子は錯化された金属原子の電荷を補償する。
上述したように、本発明の化合物中の2つの金属Mは、同一であるかまたは異なっていてもよく、そして+IIIの酸化状態であることが好ましい。従って、可能な組み合わせは、Ir/Ir、Ir/RhおよびRh/Rhである。本発明の好ましい形態において、両金属Mは、Ir(III)である。
本発明の好ましい形態において、式(1)の化合物は、下記式(1’)、(1’’)および(1’’’)の化合物から選択される。
(式中、式(1’’)において明示的に示される、D基に対してオルト位で、かつ配位窒素原子に対してオルト位のRラジカルは、出現毎にそれぞれ同一であるかまたは異なり、H、D、F、CHおよびCDからなる群から選択され、そして好ましくはHであり、かつ使用されるその他の記号は上記の意味を有する)
式(1)の好ましい形態では、中央の副配位子の2つの6員環(ヘテロ)アリール基を介してMに配位している構造において、金属Mの各々は、中央の副配位子の、1つの炭素原子と1つの窒素原子によって配位されており、かつそれぞれのケースにおいてまた、2つの副配位子Lによって配位されている。式(1)のさらに好ましい形態では、中央の副配位子の、6員環ヘテロアリール基および5員環ヘテロアリール基(ここで、EはCである)を介してMに配位している構造において、2つの金属Mのうちの1つは、1つの炭素原子と1つの窒素原子によって配位されており、かつ2つの金属Mの他方は、中央の副配位子の2つの窒素原子によって配位されている。さらに、それぞれの金属は2つの副配位子Lによって配位されている。式(1)のさらに好ましい形態では、中央の副配位子の、6員環(ヘテロ)アリール基および5員環ヘテロアリール基(ここで、EはNである)を介してMに配位している構造において、金属Mの各々は、中央の副配位子の、1つの炭素原子と1つの窒素原子によって配位されており、そしてさらにそれぞれのケースにおいて2つの副配位子Lによって配位されている。
従って、式(1)の化合物は、好ましくは、下記式(1a)〜(1h)ののうちの1つの構造を有する。
(式中、使用される記号は、上記の意味を有し、かつ式(1d)〜(1h)の5員環中のXは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNである)
本発明の好ましい形態において、式(1a)〜(1h)中のXは、CRである。
本発明のさらに好ましい形態において、式(1)、(1’)、(1’’)、(1’’’)および(1a)〜(1h)に明示的に示されているXは、出現毎に同一であるか異なって、CRであり、そしてより好ましくは、CHであり、かつXはCである。
従って、好ましいのは、下記式(1a’)〜(1h’)の化合物である。
(式中、配位炭素または窒素原子に対してオルト位で、明示的に示されるRラジカルは、出現毎にそれぞれ同一であるかまたは異なり、H、D、F、CH、およびCDからなる群から選択され、かつ使用されるその他の記号は上記の意味を有する)
より好ましくは、式(1a’)〜(1h’)中の配位炭素もしくは窒素原子に対してオルト位のRラジカルはHである。
特に好ましいのは、式(1a)〜(1c)または(1a’)〜(1c’)の構造である。
以下に列記するのは、Vに対する好ましい形態、すなわち、式の(2)または(3)の基である。
式(3)中のAがCRである場合、特に全てのAがCRである場合、さらに、格別にAの0、1、2もしくは3つ、特に3つがCRである場合、A上のRラジカルは、立体配座によって異なる位置をとることができる。ここで、好ましいのは、HまたはD等の小さなRラジカルである。それらが、全て金属から離れた方向を向いている(尖端(apical))か、全て金属に向かって内側に向いている(内包(endohedral))のいずれかであることが好ましい。これは、A基がそれぞれオルト−フェニレン基である例により以下に示される。
明確にするために、両金属Mに配位している3つ目の副配位子は図示されておらず、単に点線の結合で示されている。従って、好ましいのは、2つの立体配座のうちの少なくとも1つをとることができる錯体である。これらは、3つの副配位子の全てが中央の環上でエカトリアル配座された錯体である。
式(2)の基の適切な形態は、下記式(5)〜(8)の構造であり、そして式(3)の基の適切な形態は、下記式(9)〜(13)の構造である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
式(2)、(3)および(5)〜(13)中の、好ましいRラジカルは以下の通りである:
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、OR、1〜10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基、または2〜10の炭素原子を有する、アルケニル基、または3〜10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、これらのそれぞれは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または5〜24の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、OR、1〜10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基、または2〜10の炭素原子を有する、アルケニル基、または3〜10の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、これらのそれぞれは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または5〜24の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族、もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)である。
式(2)、(3)および(5)〜(13)中の、特に好ましいRラジカルは以下の通りである:
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1〜4の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基、または3〜6の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、これらのそれぞれは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または6〜12の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、CN、1〜4の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または3〜6の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、これらのそれぞれは、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい)、または6〜12の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上の隣接するRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜12の炭素原子を有する、脂肪族もしくは芳香族炭化水素ラジカルである。
本発明の好ましい形態において、式(2)の基中の全てのX基はCRであり、従って、式(2)の中央の三価の環はベンゼンである。より好ましくは、全てのX基はCHまたはCD、特にCHである。本発明のさらに好ましい形態において、全ての基Xは窒素原子であり、従って、式(2)の中央の三価の環はトリアジンである。式(2)の好ましい形態は、従って、上に示した式(5)および(6)の構造である。より好ましくは、式(5)の構造は下記式(5’)の構造である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
本発明のさらに好ましい形態において、式(3)の基中の全てのA基はCRである。より好ましくは、全てのA基はCHである。式(3)の好ましい形態は、従って、上に示した式(9)の構造である。より好ましくは、式(9)の構造は、下記式(9’)または(9’’)の構造である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
好ましくは、RはHである。
式(2)および(3)並びに(5)〜(13)の構造に存在するような、好ましいA基について以下に記載する。A基は、出現毎に同一であるかまたは異なり、アルケニル基、アミド基、エステル基、アルキレン基、メチレンエーテル基、または、式(4)の、オルト結合したアリーレンもしくはヘテロアリーレン基であることができる。Aがアルケニル基である場合、それはシス結合したアルケニル基である。非対称のA基の場合、基の任意の配向が可能である。これは、Aが−C(=O)−O−である場合を例にして模式的に以下に示される。これは、Aに対して可能な以下の配向をもたらし、その全ては本発明に包含される。
本発明の好ましい形態において、Aは、それぞれのケースにおいて、出現毎に同一であるかまたは異なり、好ましくは同一であり、−C(=O)−O−、−C(=O)−NR’−および式(4)の基からなる群から選択される。さらに好ましくは、2つのA基は同一であり、また同じ置換を有する。式(2)および(3)中のA基の好ましい組み合わせ、および好ましい形態は次の通りである。
Aが−C(=O)−NR’−ある場合、R’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、1〜10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基、または3〜10の炭素原子を有する、分岐状もしくは環状のアルキル基、または6〜24の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて、1以上のR基により置換されてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系である。より好ましくは、R’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、1〜5の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基、または3〜6の炭素原子を有する、分岐状もしくは環状のアルキル基、または6〜12の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されてもよいが、好ましくは非置換である、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系である。
式(4)の基の好ましい形態を以下に記載する。式(4)の基は、ヘテロ芳香族の5員環、または芳香族もしくはヘテロ芳香族の、6員環を表すことができる。
本発明の好ましい形態において、式(4)の基は、芳香族もしくはヘテロ芳香族単位中に最大2つのヘテロ原子、より好ましくは最大1つのヘテロ原子を含む。これは、この基に結合されている任意の置換基もまた、ヘテロ原子を含有することができないということを意味するものではない。さらに、この意味は、置換基による環形成が、例えば、ナフタレン、ベンゾイミダゾール等の、縮合した芳香族もしくはヘテロ芳香族構造を生じさせることができないということを意味するものではない。
式(4)中のX基の両方が、炭素原子である場合、式(4)の基の好ましい形態は、下記式(14)〜(30)の構造であり、また、1つのX基が炭素原子であり、同じ環中の他のX基が窒素原子である場合、式(4)の基の好ましい形態は、下記式(31)〜(38)の構造である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
特に好ましいのは、上述の式(14)〜(18)の6員環の、芳香族環およびヘテロ芳香族環である。格別に好ましいのは、オルト−フェニレン、すなわち、上記式(14)の基である。
同時に、隣接するR置換基は、ともに環系を形成することもでき、従って、縮合したアリールおよびヘテロアリール基、例えば、ナフタレン、キノリン、ベンゾイミダゾール、カルバゾール、ジベンゾフランまたはジベンゾチオフェン、を含む縮合した構造を形成することができる。そのような環の形成は、上記式(14)の基において以下に模式的に示され、これは例えば、下記式(14a)〜(14j)の基に導くことができる:
(式中、記号は上記の意味を有する)
一般的に、式(14a)〜(14c)において、縮合したベンゾ基によって示されるように、縮合した基は式(4)の単位の任意の位置で縮合されていることができる。式(14d)〜(14j)において式(4)の単位に縮合しているような基は、従って、式(4)の単位のその他の位置で縮合されていることもできる。
式(2)の基は、より好ましくは、下記式(2a)〜(2i)によって表されることができ、そして式(3)の基は、より好ましくは、下記式(3a)〜(3i)によって表されることができる。
(式中、記号は上記の意味を有する)
好ましくは、Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRである。
本発明の好ましい形態において、式(2a)〜(2i)の基は、式(5a’)〜(5m’)の基から選択され、また、式(3a)〜(3i)の基は、式(9a’)〜(9i’)の基から選択される。
(式中、記号は上記の意味を有する)
好ましくは、Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRである。
式(2)の基の特に好ましい形態は、下記式(5a’’)の基である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
より好ましくは、上記式中のR基は、同一であるかまたは異なり、H、D、または1〜4の炭素原子を有するアルキルである。最も好ましくは、RはHである。格別に好ましいのは、従って、下記式(5a’’’)の構造である。
(式中、記号は上記の意味を有する)
二座のモノアニオン性副配位子Lについて以下に記載する。副配位子Lは、同一であるかまたは異なっていてもよい。同じ金属Mに配位する2つの副配位子Lが、互いに同じであり、また、置換も同じである場合がここでは好ましい。これが好ましいのは、対応する配位子がより簡易に合成できるからである。特に好ましい形態では、4つ全ての二座副配位子Lが同一であり、また、同一の置換も有する。
本発明のさらに好ましい形態において、二座副配位子Lの配位原子は、出現毎に同一であるかまたは異なり、C、N、P、O、Sおよび/またはB、より好ましくはC、Nおよび/またはO、そして最も好ましくはCおよび/またはNから選択される。これらの二座副配位子Lは、好ましくは、1つの炭素原子と1つの窒素原子、または2つの炭素原子、または2つの窒素原子、または2つの酸素原子、または1つの酸素原子と1つの窒素原子を、配位原子として有する。この場合、副配位子Lの各々の配位原子は同じでも異なっていてもよい。好ましくは、同じ金属Mに配位している、2つの二座副配位子Lの少なくとも1つは、1つの炭素原子と1つの窒素原子、または2つの炭素原子、特に、1つの炭素原子と1つの窒素原子を、配位原子として有する。より好ましくは、全ての二座副配位子が、1つの炭素原子と1つの窒素原子、または2つの炭素原子、特に1つの炭素原子と1つの窒素原子を、配位原子として有する。従って、特に好ましいのは、全ての二座副配位子がオルトメタル化されている、すなわち、少なくとも1つの金属−炭素結合が存在している、金属Mとの金属環状化合物を形成している金属錯体である。
さらに好ましいのは、金属Mと二座副配位子Lから形成される金属環状化合物が5員環である場合であり、特に、配位原子がCとN、NとN、またはNとOである場合が好ましい。配位原子がOである場合、金属環状の6員環もまた好ましい。これは以下に模式的に示される。
(式中、Nは配位窒素原子であり、Cは配位炭素原子であり、また、Oは配位酸素原子を表わし、そして、表示されている炭素原子は二座副配位子Lの原子である)
本発明の好ましい形態において、金属M当たり、少なくとも1つの二座副配位子L、そしてより好ましくは全ての二座副配位子が、出現毎に同一であるかまたは異なり、下記式(L−1)、(L−2)、および(L−3)の構造から選択される。
(式中、点線の結合は、副配位子Lの式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態の基への結合を示し、かつその他の記号には以下が適用される:
CyCは、出現毎に同一であるかまたは異なり、置換もしくは非置換の、5〜14の芳香族環原子を有する、アリールまたはテロアリール基(これは、炭素原子を介してMに配位され、かつ共有結合を介してCyDに結合される)であり;
CyDは、出現毎に同一であるかまたは異なり、置換もしくは非置換の、5〜14の芳香族環原子を有する、ヘテロアリール基(これは、窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して、Mに配位され、かつ共有結合を介してCyCに結合される)であり;
同時に、2以上の任意の置換基がともに環系を形成していてもよく;
さらに、任意のラジカルは、好ましくは上記のRラジカルから選択される)
同時に、式(L−1)および(L−2)の副配位子中のCyDは、好ましくは、非荷電の窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して、特に非荷電の窒素原子を介して配位する。さらに好ましくは、式(L−3)の配位子中の2つのCyD基のうちの1つが、非荷電の窒素原子を介して配位し、また2つのCyD基の他方がアニオン性窒素原子を介して配位する。さらに好ましくは、式(L−1)および(L−2)の副配位子中のCyCがアニオン性炭素原子を介して配位する。
2つ以上の置換基、特に2つ以上のRラジカルがともに環系を形成する場合、直接隣接する炭素原子に結合している置換基から環系を形成することができる。また、式(L−1)および(L−2)中の、CyCおよびCyD上の置換基、または式(L−3)中の2つのCyD基上の置換基が、ともに環を形成することも可能であるが、その結果として、CyCおよびCyD、または2つのCyD基、または2つのCyC基もまた、二座配位子として、単一の縮合した、アリールもしくはヘテロアリール基をともに形成していてもよい。
本発明の好ましい形態において、CyCは、6〜13の芳香族環原子、より好ましくは、6〜10の芳香族環原子、最も好ましくは、6の芳香族環原子、特にフェニル基を有する、アリールもしくはヘテロアリール基であり、これは、炭素原子を介して金属に配位し、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく、かつ、共有結合を介してCyDに結合している。
CyC基の好ましい形態は、下記式(CyC−1)〜(CyC−20)の構造である。
(式中、CyCは、それぞれのケースにおいて、#で示す、CyD中の位置に結合しており、かつ、*で示す位置で金属に配位しており、Rは上記の意味を有し、そして、使用された更なる記号は以下の通りである:
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり、但し、環当たり最大2つの記号XはNであり;
Wは、NR、OまたはSであり;
但し、副配位子Lが、式(2)もしくは(3)の基内でCyCを介して結合している場合、1つの記号XはCであり、かつ、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジは、この炭素原子に結合している。副配位子LがCyC基を介して、式(2)もしくは(3)の基に結合している場合、その結合は好ましくは、上記の式中で「o」と印を付けた位置を介しており、そしてそれ故、「o」と印を付けられた記号Xはその場合、好ましくは、Cである。「o」と印を付けられた記号Xを含有しない、上記の構造は、式(2)もしくは(3)の基に結合していない。これは、ブリッジへのそのような結合が立体的な理由から有利ではないからである)
好ましくは、CyC中の合計で2以下の記号Xは、Nであり、より好ましくは、CyC中の1以下の記号Xは、Nであり、そして最も好ましくは、全ての記号XはCRであり、但し、式(2)もしくは(3)の基中でCyCが直接結合している場合、1つの記号XはCであり、かつ式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジがこの炭素原子に結合していることを条件とする。
特に好ましいCyC基は、下記式(CyC−1a)〜(CyC−20a)の基である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、そして、CyCが式(2)もしくは(3)の基に直接結合している場合、1つのRラジカルが存在せず、かつ、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態の基は、対応する炭素原子に結合している。CyC基が、式(2)もしくは(3)の基に直接結合している場合、その結合は好ましくは、上記の式中で「o」と印を付けた位置を介しており、そしてそれ故、この位置のRラジカルはその場合、好ましくは、存在しない。「o」と印を付けられた炭素原子を全く含有しない、上記の構造は、式(2)もしくは(3)の基に、好ましくは直接結合していない)
(CyC−1)〜(CyC−20)基のうちで好ましい基は、(CyC−1)、(CyC−3)、(CyC−8)、(CyC−10)、(CyC−12)、(CyC−13)および(CyC−16)基であり、特に好ましいのは、(CyC−1a)、(CyC−3a)、(CyC−8a)、(CyC−10a)、(CyC−12a)、(CyC−13a)および(CyC−16a)基である。
本発明のさらなる好ましい形態において、CyDは、5〜13の芳香族環原子、より好ましくは、6〜10の芳香族環原子を有するヘテロアリール基であり、これは、非荷電の窒素原子を介して、もしくはカルベン炭素原子を介して金属に配位し、かつ、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよく、かつ、共有結合を介してCyCに結合している。
CyD基の好ましい形態は、下記式(CyD−1)〜(CyD−14)の構造である。
(式中、CyD基は、それぞれのケースにおいて、#で示す位置でCyCに結合しており、かつ、*で示す位置で金属に配位しており、そしてここで、X、WおよびRは、上記の意味を有し、但し、CyDが、式(2)もしくは(3)の基内で直接結合している場合、1つの記号XはCであり、かつ、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジが、この炭素原子に結合している。CyD基が、式(2)もしくは(3)の基に直接結合している場合、その結合は好ましくは、上記の式中で「o」と印を付けた位置を介しており、そしてそれ故、「o」と印を付けられた記号Xはその場合、好ましくは、Cである。「o」と印を付けられた記号Xを全く含有しない、上記の構造は、式(2)もしくは(3)の基に、好ましくは直接結合していない。これは、ブリッジへのそのような結合が立体的な理由から有利ではないからである)
この場合、(CyD−1)〜(CyD−4)、(CyD−7)〜(CyD−10)、(CyD−13)および(CyD−14)基は非荷電の窒素原子を介して、(CyD−5)および(CyD−6)基はカルベン炭素原子を介して、また、(CyD−11)および(CyD−12)基はアニオン性窒素原子を介して、金属に配位している。
好ましくは、CyD中の、合計で2以下の記号Xは、Nであり、より好ましくは、CyD中の1以下の記号Xは、Nであり、そして特別に好ましくは、記号Xの全てがCRであり、但し、式(2)もしくは(3)の基中でCyDが直接結合している場合、記号Xの1つがCであり、かつ、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジがこの炭素原子に結合している。
特に好ましいCyD基は、下記式(CyD−1a)〜(CyD−14b)の基である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、そして、CyDが式(2)もしくは(3)の基に直接結合している場合、Rラジカルの1つが存在せず、かつ、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジは、対応する炭素原子に結合している。CyDが、式(2)もしくは(3)の基に直接結合している場合、その結合は好ましくは、上記の式中で「o」と印を付けた位置を介しており、そしてそれ故、この位置のRラジカルはその場合、好ましくは、存在しない。「o」と印を付けられた炭素原子を全く含有しない、上記の構造は、式(2)もしくは(3)の基に、好ましくは直接結合していない)
(CyD−1)〜(CyD−14)基のうちで好ましい基は、(CyD−1)、(CyD−2)、(CyD−3)、(CyD−4)、(CyD−5)および(CyD−6)基、特に、(CyD−1)、(CyD−2)および(CyD−3)基であり、特に好ましいのは、(CyD−1a)、(CyD−2a)、(CyD−3a)、(CyD−4a)、(CyD−5a)および(CyD−6a)基、特に、(CyD−1a)、(CyD−2a)および(CyD−3a)である。
本発明の好ましい形態において、CyCは、6〜13の芳香族環原子を有する、アリールもしくはヘテロアリール基であり、そして同時に、CyDは、5〜13の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。より好ましくは、CyCは、6〜10の芳香族環原子を有する、アリールもしくはヘテロアリール基であり、そして同時に、CyDは、5〜10の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。最も好ましくは、CyCは、6つの芳香族環原子を有する、アリールもしくはヘテロアリール基、特にフェニル基であり、そしてCyDは、6〜10の芳香族環原子を有するヘテロアリール基である。同時に、CyCおよびCyDは、1つ以上のRラジカルによって置換されていてもよい。
上記の好ましい、(CyC−1)〜(CyC−20)および(CyD−1)〜(CyD−14)基は、式(L−1)および(L−2)の副配位子において、所望により互いに組み合わせることができ、但し、CyCもしくはCyD基の少なくとも1つは、式(2)もしくは(3)の基への適当な結合部位を有しており、適当な結合部位は上記の式中で「o」と印付けられている。上記で特に好ましいものと特定されたCyCおよびCyD基、すなわち、式(CyC−1a)〜(CyC−20a)の基および式(CyD1−a)〜(CyD−14b)の基、が互いに組み合わされる場合が特に好ましく、但し、好ましい、CyCもしくはCyD基の少なくとも1つは、式(2)もしくは(3)の基への適当な結合部位を有しており、適当な結合部位は上記の式中で「o」と印付けられている。式(2)もしくは(3)のブリッジへの適当な結合部位をCyCとCyDのいずれもが有していない組み合わせは、従って、好ましくない。
格別に好ましいのは、(CyC−1)、(CyC−3)、(CyC−8)、(CyC−10)、(CyC−12)、(CyC−13)および(CyC−16)基、特に、(CyC−1a)、(CyC−3a)、(CyC−8a)、(CyC−10a)、(CyC−12a)、(CyC−13a)および(CyC−16a)基のうちの1つが、(CyD−1)、(CyD−2)および(CyD−3)基のうちの1つと、そして特に、(CyD−1a)、(CyD−2a)および(CyD−3a)基のうちの1つと、組み合わされている場合である。
好ましい副配位子(L−1)は、下記式(L−1−1)および(L−1−2)の構造であり、そして、好ましい副配位子(L−2)は、下記式(L−2−1)〜(L−2−3)の構造である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、*は、イリジウムに配位する位置を示し、そして「o」は、式(2)もしくは(3)の基への結合の位置を示す)
特に好ましい副配位子(L−1)は、下記式(L−1−1a)および(L−1−2b)の構造であり、そして、特に好ましい副配位子(L−2)は、下記式(L−2−1a)〜(L−2−3a)の構造である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、そして、「o」は、式(2)もしくは(3)の基への結合の位置を示す)
同様に、非荷電のCyD基、すなわち、(CyD−1)〜(CyD−10)、(CyD−13)もしくは(CyD−14)基を、アニオン性のCyD基、すなわち、(CyD−11)もしくは(CyD−12)基と結合させることにより、式(L−3)の副配位子中の、上記の好ましいCyD基を、所望により、互いに結合させることができるが、但し、好ましいCyD基の少なくとも1つが、式(2)もしくは(3)の基に対する適当な結合部位を有しており、適当な結合部位は上記の式中で「o」と印付けられている。
2つのRラジカル(式(L−1)および(L−2)中で、そのうちの1つがCyCに結合し、他方がCyDに結合している;または式(L−3)中で、そのうちの1つがCyDの1つに結合し、他方が他のCyDに結合している)が互いに芳香族環系を形成する場合、これは橋架けされた副配位子になり、そして、例えば、ベンゾ[h]キノリン等のような、全体として、単一のより大きなヘテロアリール基を表わす副配位子にもなる。式(L−1)および(L−2)における、CyCおよびCyD上の置換基の間、または式(L−3)における、2つのCyD基上の置換基の間での環形成は、好ましくは、下記式(39)〜(48)のうちの1つに従う基を介する。
(式中、Rは、上記の意味を有し、点線の結合は、CyCまたはCyDへの結合を示す。同時に、上記基中の非対称のものは、2つの可能な選択肢のそれぞれに組み込まれることができる;例えば、式(48)の基において、酸素原子がCyC基に結合し、かつ、カルボニル基がCyD基に結合してもよい、または酸素原子がCyD基に結合し、かつ、カルボニル基がCyC基に結合してもよい)
同時に、式(45)の基は、例えば、式(L−22)および(L−23)によって次に示されるように、これが環形成により6員環をもたらす場合が特に好ましい。
異なる環にある2つのRラジカル間での環形成によって生じる、好ましい配位子は、下記式(L−4)〜(L−31)の構造である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、そして、「o」は、この副配位子が、式(2)もしくは(3)の基に結合する位置を示す)
式(L−4)〜(L−31)の副配位子の好ましい形態において、合計で1つの記号XがNであり、かつその他の記号XがCRであるか、または記号Xの全てがCRである)
本発明の更なる形態では、基(CyC−1)〜(CyC−20)もしくは(CyD−1)〜(CyD−14)において、または、副配位子(L−1−1)〜(L−2−3)および(L−4)〜(L−31)において、原子Xの1つがNであることが好ましいが、これは、この窒素原子に隣接する置換基として結合されたR基が、水素もしくは重水素ではない場合である。これは、好ましい構造、(CyC−1a)〜(CyC−20a)もしくは(CyD−1a)〜(CyD−14b)に同様に適用され、そこでは、非配位の窒素原子に隣接して結合された置換基が、水素もしくは重水素ではない、R基であることが好ましい。この場合、この置換基Rは、好ましくは、CF、OR(Rは、1〜10の炭素原子を有するアルキル基)、1〜10の炭素原子を有するアルキル基、特に、3〜10の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基、2〜10の炭素原子を有するジアルキルアミノ基、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、またはアラルキルもしくはヘテロアラルキル基から選択される基である。これらの基は、立体的に嵩高い基である。さらに好ましくは、このRラジカルはまた、隣接するRラジカルと環を形成してもよい。
さらに好適な二座副配位子は、下記式(L−32)または(L−33)の副配位子である。
(式中、Rは上記の意味を有し、*は金属への配位の位置を表し、「o」は、この副配位子が、式(2)もしくは(3)の基に結合する位置を示し、そしてその他の記号は、次の通りである:
Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり、但し、環当たり最大1つの記号XはNであり、また、但し、1つの記号XがCであり、そしてこの副配位子が式(2)もしくは(3)の基内でこの炭素原子を介して結合されている)
副配位子(L−32)および(L−33)中で隣接する炭素原子に結合している、2つのRラジカルが、互に芳香族環を形成する場合、この環は、その2つの隣接する炭素原子と一緒になって、好ましくは、下記式(49)の構造である。
(式中、点線の結合は、副配位子内の、この基の連結を表わし、かつ、Yは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRもしくはNであり、そして好ましくは、最大1つの記号YはNである)
副配位子(L−32)または(L−33)の好ましい形態において、最大1つの、式(50)の基が存在する。本発明の好ましい形態では、式(L−32)および(L−33)の副配位子において、合計で0、1もしくは2の記号Xと、存在する場合のYは、Nである。より好ましくは、合計で0もしくは1の記号Xと、存在する場合のYは、Nである。
さらに好適な二座副配位子は、下記式(L−34)〜(L−38)の構造であり、ここで、好ましくは、2つの二座副配位子Lのうち、金属当たり、最大1つが、これらの構造のうちの1つである。
(式中、副配位子(L−34)〜(L−36)は、明示的に示されている窒素原子および負に荷電されている酸素原子を介してそれぞれ金属に配位し、そして、副配位子(L−37)および(L−38)は、2つの酸素原子を介して金属に配位し、Xは、上記の意味を有し、そして、「o」は、副配位子が、それを介して、式(2)もしくは(3)の基に結合している位置を示す)
上記の、Xの好ましい形態はまた、式(L−34)〜(L−36)の副配位子にも好ましい。
式(L−34)〜(L−36)の、好ましい副配位子は、従って、下記式(L−34a)〜(L−36a)の副配位子である。
(式中、使用された記号は上記の意味を有し、そして、「o」は、副配位子Lが、それを介して、式(2)もしくは(3)の基に結合している位置を示す)
より好ましくは、これらの式において、Rは水素であり、ここで、「o」は、副配位子Lが、それを介して、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態の基に結合している位置を示しており、そしてそれ故、その構造は、下記式(L−40b)〜(L−42b)の構造である。
(式中、使用された記号は、上記の意味を有する)
次に、上記した副配位子の上に、またAが式(4)の基である場合のAの上に存在することのできるような、好ましい置換基について記載する。
本発明の好ましい形態において、本発明に係る化合物は、隣接する炭素原子に結合し、かつ、これ以降に記載する式の1つに従う、脂肪族環をともに形成する、2つの置換基Rを含有する。この場合、この脂肪族環を形成する、2つの置換基Rは、式(2)もしくは(3)の、または好ましい形態のブリッジの上に、および/または1つ以上の二座副配位子Lの上に存在することができる。2つの置換基Rが一緒になっての環形成により形成される、脂肪族環は、好ましくは、下記式(50)〜(56)の1つによって記載される。
(式中、RおよびRは上記の意味を有し、点線の結合は、配位子中の2つの炭素原子の結合を意味し、そして、さらに:
、Zは、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
は、C(R、O、S、NRまたはC(=O)であり;
Gは、1、2もしくは3つの炭素原子を有し、かつ、1つ以上のRラジカルで置換されていてもよいアルキレン基、−CR=CR−、または5〜14の芳香族環原子を有し、かつ、1つ以上のRラジカルで置換されていてもよい、オルト結合した、アリーレンもしくはヘテロアリーレン基であり;
は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、1〜10の炭素原子を有する、直鎖の、アルキルもしくはアルコキシ基、3〜10の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキルもしくはアルコキシ基(ここで、アルキルもしくはアルコキシ基は、それぞれのケースにおいて、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよく、ここで、1つ以上の隣接しないCH基は、RC=CR、C≡C、Si(R、C=O、NR、O、S、もしくはCONRで置き換えられていてもよい)、または5〜24の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、または5〜24の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい、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;同時に、同じ炭素原子に結合した2つのRラジカルはともに、脂肪族もしくは芳香族環系を形成し、このためスピロ系を形成していてもよく;さらに、Rは、隣接するラジカルRもしくはRと共に、脂肪族環系を形成してもよく;
但し、これらの基中の2つのヘテロ原子が直接互いに結合していない、かつ2つのC=O基が、直接互いに結合していないことを条件する)
本発明の好ましい形態において、Rは、Hではない。
式(50)〜(56)の上記構造、および好ましいとして特定されたこれらの構造の更なる形態において、二重結合が2つの炭素原子間で形式的に表現されている。これは、これらの2つの炭素原子が芳香族もしくはヘテロ芳香族系に組み入れられる際の化学構造を簡素化したものであり、従って、これらの2つの炭素原子間の結合は形式的には、単結合の結合レベルと二重結合の結合レベルの間である。形式的な二重結合の図示は、従って、その構造を制限するためのものであると解釈すべきではない;むしろ、当業者には、これが芳香族結合であるということは明らかである。
本発明に係る構造において隣接するラジカルが脂肪族環系を形成する場合、後者が酸性ベンジルプロトンを持たない場合が好ましい。ベンジルプロトンは、配位子に直接結合している炭素原子に結合するプロトンを意味すると理解される。これは、完全に置換されており、結合した水素原子を含有していない、アリールもしくはヘテロアリール基に直接結合する脂肪族環系の炭素原子により達成される。従って、式(50)〜(52)における酸性ベンジルプロトンの不存在は、ZおよびZがC(R(Rは水素ではないと意味される)である場合、ZおよびZにより達成される。これは、さらに、二環式もしくは多環式構造における橋頭である、アリールもしくはヘテロアリール基に直接結合する脂肪族環系の炭素原子により達成される。橋頭の炭素原子に結合したプロトンは、二環式もしくは多環式の立体的構造のために、二環式もしくは多環式構造内で結合されていない炭素原子上のベンジルプロトンよりも極めて弱い酸性であり、そして、本発明の文脈において、非酸性プロトンとみなされる。従って、式(53)〜(56)における酸性のベンジルプロトンの不存在は、この二環式構造であることにより達成され、その結果として、二環式構造の対応するアニオンがメソメリー的に安定化していないので、Rは、それがHであるとき、ベンジルプロトンよりも非常に弱い酸性である。式(53)〜(56)におけるRがHである場合、これは、従って、本発明の文脈において、非酸性プロトンである。
式(50)〜(56)の構造の好ましい形態において、Z、ZおよびZの最大で1つは、ヘテロ原子、特に、OもしくはNRであり、かつ、その他の基は、C(RもしくはC(Rであるか、または、ZおよびZは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OもしくはNRであり、かつ、Zは、C(Rである。本発明の特に好ましい形態において、ZおよびZは、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(Rであり、かつ、Zは、C(R、さらに好ましくは、C(RもしくはCHである。
式(50)の好ましい形態は、従って、式(50−A)、(50−B)、(50−C)および(50−D)の構造であり、そして、式(50−A)の特に好ましい形態は、式(50−E)および(50−F)の構造である。
(式中、RおよびRは、上記の意味を有し、そして、Z、ZおよびZは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OもしくはNRである)
式(51)の好ましい形態は、下記式(51−A)〜(51−F)の構造である。
(式中、RおよびRは、上記の意味を有し、そして、Z、ZおよびZは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OもしくはNRである)
式(52)の好ましい形態は、下記式(52−A)〜(52−E)の構造である。
(式中、RおよびRは、上記の意味を有し、そして、Z、ZおよびZは、出現毎に同一であるかまたは異なり、OもしくはNRである)
式(53)の構造の好ましい形態では、橋頭に結合したラジカルRは、H、D、FまたはCHである。さらに好ましくは、Zは、C(RもしくはOであり、より好ましくは、C(Rである。式(53)の好ましい形態は、従って、式(53−A)および(53−B)の構造であり、そして、式(53−A)の特に好ましい形態は、式(53−C)の構造である。
(式中、使用された記号は、上記の意味を有する)
式(54)、(55)および(56)の構造の好ましい形態において、橋頭に結合したラジカルRは、H、D、FまたはCHである。さらに好ましくは、Zは、C(Rである。式(54)、(55)および(56)の好ましい形態は、従って、式(54−A)、(55−A)および(56−A)の構造である。
(式中、使用された記号は、上記の意味を有する)
さらに好ましくは、式(53)、(53−A)、(53−B)、(53−C)、(54)、(54−A)、(55)、(55−A)、(56)および(56−A)中のG基は、1つ以上のRラジカルで置換されていてもよい、1,2−エチレン基(ここで、Rは好ましくは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、もしくは1〜4の炭素原子を有するアルキル基である)、または、6〜10の炭素原子を有し、かつ、1つ以上のラジカルRで置換されていてもよいが、好ましくは非置換である、オルトアリーレン基、特に、1つ以上のラジカルRで置換されていてもよいが、好ましくは非置換である、オルトアリーレン基である。
本発明のさらに好ましい形態では、式(50)〜(56)の基における、および好ましい形態におけるRは、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、1〜10の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、または3〜20の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(ここで、1つ以上の隣接しないCH基は、それぞれのケースにおいて、RC=CRで置き換えられていてもよく、そして1つ以上の水素原子はDもしくはFで置き換えられていてもよい)、または5〜14の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、同じ炭素原子に結合した2つのラジカルRは、ともに脂肪族もしくは芳香族環系を形成し、このためスピロ系を形成していてもよく;さらに、Rは、隣接するラジカルRもしくはRとともに、脂肪族環系を形成してもよい。
本発明の特に好ましい形態では、式(50)〜(56)の基における、および好ましい形態におけるRは、出現毎に同一であるかまたは異なり、F、1〜3の炭素原子を有する直鎖のアルキル基、特にメチル、または5〜12の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよいが、好ましくは非置換である、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、同じ炭素原子に結合した2つのラジカルRは、ともに脂肪族もしくは芳香族環系を形成し、このためスピロ系を形成していてもよく;さらに、Rは、隣接するラジカルRもしくはRとともに、脂肪族環系を形成してもよい。
式(50)の基の特に好適な例は、下記の基である。
式(51)の基の特に好適な例は、下記の基である。
式(52)、(55)および(56)の基の特に好適な例は、下記の基である。
式(53)の基の特に好適な例は、下記の基である。
式(54)の基の特に好適な例は、下記の基である。
Rラジカルが、二座副配位子もしくは配位子内で、または式(2)もしくは(3)または好ましい形態内で、式(4)の、2価のアリーレンもしくはヘテロアリーレン基に結合されている場合、これらのRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、好ましくは、H、D、F、Br、I、N(R、OR、CN、Si(R、B(OR、C(=O)R、1〜10の炭素原子を有する、直鎖のアルキル基、または2〜10の炭素原子を有するアルケニル基、または3〜10の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキルもしくはアルケニル基は、それぞれのケースにおいて、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよい)、または5〜30の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され;同時に、2つのラジカルRがともに、またはRがRとともに、単環式もしくは多環式の、脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。より好ましくは、これらのラジカルRは、出現毎に同一であるかまたは異なり、好ましくは、H、D、F、N(R、1〜6の炭素原子を有する、直鎖のアルキル基、または3〜10の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(ここで、1つ以上の水素原子は、DもしくはFにより置き換えられてもよい)、または5〜24の芳香族環原子、特に6〜13の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、ラジカルRにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系からなる群から選択され;同時に、2つの隣接するラジカルRがともに、またはRがRとともに、単環式もしくは多環式の、脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよい。
好ましい、Rに結合されるRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、N(R、OR、CN、1〜10の炭素原子を有する、直鎖のアルキル基、または2〜10の炭素原子を有するアルケニル基、または3〜10の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル基は、それぞれのケースにおいて、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよい)、または5〜24の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つ以上のRラジカルはともに、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系を形成してもよい。特に好ましい、Rに結合されるRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、CN、1〜5の炭素原子を有する、直鎖のアルキル基、または3〜5の炭素原子を有する、分枝状もしくは環状の、アルキル基(これらの各々は、1つ以上のラジカルRにより置換されていてもよい)、または5〜13の芳香族環原子、特に6〜13の芳香族環原子を有し、かつ、それぞれのケースにおいて、1つ以上のRラジカルにより置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つ以上の隣接するRラジカルがともに、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系を形成してもよい。
好ましいRラジカルは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、F、または1〜5の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカル、または6〜12の炭素原子を有する芳香族炭化水素ラジカルであり;同時に、2つ以上の置換基Rがまた、ともに、単環式もしくは多環式の、脂肪族環系を形成してもよい。
上記の好ましい形態は、所望により互いに組み合すことができる。本発明の特に好ましい実施形態では、上記の好ましい形態が同時に適用される。
本発明に係るバイメタル錯体の例は、以下に挙げる構造である。
本発明の化合物は、キラル構造である。錯体および配位子の正確な構造によれば、ジアステレオマーの、および鏡像異性体の複数の対の形成が可能である。その場合、本発明の錯体は、異なるジアステレオマーもしくは対応するラセミ体の混合物と、個々の分離された、ジアステレオマーもしくは鏡像異性体の両方を含む。
配位子のオルトメタル化反応において、対応するバイメタル錯体は、典型的には、ΛΛおよびΔΔの異性体並びにΔΛおよびΛΔの異性体の混合物として得られる。ΛΛおよびΔΔの異性体は、ΔΛおよびΛΔの異性体と同じく、鏡像異性体の対を形成する。鏡像異性体の対は、通常の方法、例えば、クロマトグラフィーにより、または分別晶析により分離することができる。配位子の対称性により、立体中心が一致する可能性があり、そしてそのため、メソ体も可能である。例えば、C2v−またはC−対称性配位子のオルトメタル化は、典型的には、ΛΛおよびΔΔの異性体(ラセミ体、C−対称性)並びにΛΔの異性体(メソ化合物、C−対称性)を生じさせる。
典型的には、オルトメタル化における錯体は、ジアステレオマー対の混合物として得られる。しかしながら、ジアステレオマー対の一方のみを選択的に合成することもできるが、それは他方が、配位子の構造によって、立体的な理由から、全く形成されないか、または少量でしか形成されないからである。これは、次の例により示される。
ΔΛ異性体の場合は2つのフェニルピリジンの好ましくない立体的相互作用(2つの配位子が図面平面から外へ互いに突き合う)により、ΔΛ異性体(メソ体)は形成されない。配位子のオルトメタル化では、ΔΔおよびΛΛの異性体のラセミ体のみが形成される。
ΔΔおよびΛΛの異性体のラセミ体分割は、ジアステレオマーの塩の対の分別晶析で、または従来の方法によりキラルカラムで行うことができる。この目的のための1つのオプションは、次に概略的に示すように、非荷電のIr(III)錯体を(例えば、過酸化物もしくはHで、または電気化学的手段により)酸化し、このようにして製造されたカチオン性Ir(III)/Ir(IV)錯体またはジカチオン性Ir(IV)/Ir(IV)錯体に、鏡像異性的に純粋なモノアニオン性塩基(キラル塩基)を加え、このようにして製造されたジアステレオマー塩を分別晶析によって分離し、次いで、還元剤(例えば、亜鉛、ヒドラジン水和物、アスコルビン酸等)を用いてそれらを還元して、鏡像異性的に純粋で非荷電の錯体を得る。
鏡像異性的に純粋な錯体はまた、以下のスキームに示すように、選択的に合成することができる。このためには、上述したように、オルトメタル化によって形成された異性体の対は臭素化され、その後、未公開の欧州特許出願16177095.3号明細書に概括的に記載されているように、クロスカップリング反応を介して、キラルRラジカル(鏡像異性過剰率が好ましくは、>99%)を含むボロン酸RA−B(OH)と反応させる。形成したジアステレオマーの対は、従来の方法での、シリカゲル上のクロマトグラフィーにより、または分別晶析により分離することができる。このようにして、鏡像異性的に富化した、または鏡像異性的に純粋な錯体が得られる。その後、キラル基を、必要に応じて、除去するか、または分子中に残すことができる。
本発明の錯体は、以下に記載する経路で製造することができる。このために、12座の配位子を製造し、その後、オルトメタル化反応により金属Mに配位させる。一般的には、このために、イリジウム塩またはロジウム塩を対応する遊離配位子と反応させる。
従って、本発明はさらに、対応する遊離の配位子と、式(57)の金属アルコキシド、式(58)の金属ケトケトネート、式(59)の金属ハロゲン化物、または式(60)の金属カルボキシレートとを反応させることにより本発明に係る化合物を調製する方法を提供する。
(式中、MおよびRは、上記の意味を有し、HalはF、Cl、BrまたはIであり、かつイリジウムまたはロジウムの反応物質は、対応する水和物の形で存在していてもよい)
ここで、Rは、好ましくは、1〜4の炭素原子を有するアルキル基である。
同様に、アルコキシドおよび/またはハライドおよび/またはヒドロキシルと、ケトケトナートラジカルとの両方を備えたイリジウム化合物またはロジウム化合物を使用することができる。これらの化合物はまた、荷電されていてもよい。反応物質として特に好適な、対応するイリジウム化合物は、国際公開第2004/085449号に開示されている。特に好適なのは、[IrCl(acac)、例えば、Na[IrCl(acac)]、配位子としてのアセチルアセトナート誘導体との金属錯体、例えば、Ir(acac)、またはトリス(2,2,6,6−テトラメチルヘプタン−3,5−ジオナート)イリジウム、およびIrCl・xHO(ここで、xは通常、2〜4の数である)である。
錯体の合成は、好ましくは、国際公開第2002/060910号および国際公開第2004/085449号に記載されるように行なわれる。この場合、合成はまた、例えば、熱的もしくは光化学的手段および/またはマイクロ波照射によって活性化することができる。さらに、合成はまた、オートクレーブ中にて、高圧および/または高温で行うことができる。
前記反応は、o−メタル化される、対応の配位子の溶融物中で、溶媒もしくは溶融助剤を加えることなく行うことができる。必要に応じて、溶媒もしくは溶融助剤を加えることができる。適当な溶媒は、プロトン性もしくは非プロトン性溶媒であり、例えば、脂肪族および/または芳香族アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、t−ブタノール等)、オリゴ−およびポリアルコール類(エチレングリコール、プロパン−1,2−ジオール、グリセロール等)、アルコールエーテル類(エトキシエタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等)、エーテル類(ジ−およびトリエチレングリコールジメチルエーテル、ジフェニルエーテル等)、芳香族類、ヘテロ芳香族および/または脂肪族炭化水素類(トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ピリジン、ルチジン、キノリン、イソキノリン、トリデカン、ヘキサデカン等)、アミド類(DMF、DMAC等)、ラクタム類(NMP)、スルホキシド類(DMSO)、またはスルホン類(ジメチルスルホン、スルホラン等)である。適当な溶融助剤は、室温で固体であるが、反応混合物を加熱したときに溶融し、さらに反応物を溶解させて均質な溶融を形成するような化合物である。特に好適なのは、ビフェニル、m−テルフェニル、トリフェニル、R−もしくはS−ビナフトールまたは対応するラセミ体、1,2−、1,3−もしくは1,4−ビスフェノキシベンゼン、トリフェニルホスフィンオキシド、18−クラウン−6、フェノール、1−ナフトール、ヒドロキノン等である。特に好ましいのは、ここではヒドロキノンを使用することである。
これらの方法によって、必要に応じて、精製、例えば、再結晶もしくは昇華を伴い、式(1)の本発明の化合物を、高純度で、好ましくは99%(H−NMRおよび/またはHPLCによる測定で)よりも高い純度で得ることができる。
本発明に係る化合物はまた、適切な置換により、例えば、比較的長いアルキル基(約4〜20の炭素原子)、特に分枝状アルキル基、または場合により置換されているアリール基、例えば、キシリル、メシチル、または分枝状の、テルフェニルもしくはクウォーターフェニル基により、可溶性を付与することもできる。金属錯体の溶解性に関する明確な改善をもたらすもう1つの特別な方法は、例えば、これまでに開示した式(50)〜(56)により示されるような縮合した脂肪族基を使用することである。このような化合物は然して、溶液から錯体を処理できるように、室温において十分な濃度で一般的な溶剤、例えば、トルエンもしくはキシレンに可溶性である。これらの可溶性化合物は、溶液からの処理、例えば、印刷法による処理に特に好適である。
液相から本発明の金属錯体を、例えば、スピンコーティングもしくは印刷法によって、処理するためには、本発明に係る金属錯体の調合物が必要とされる。これらの調合物は、例えば、溶液、分散液またはエマルジョンであってもよい。この目的のために、2つ以上の溶媒の混合物を使用することが好ましい。適当で好ましい溶媒は、例えば、トルエン、アニソール、o−、m−もしくはp−キシレン、安息香酸メチル、メシチレン、テトラリン、ベラトロール、THF、メチル−THF、THP、クロロベンゼン、ジオキサン、フェノキシトルエン、特に3−フェノキシトルエン、(−)−フェンコン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、1−メチルナフタレン、2−メチルベンゾチアゾール、2−フェノキシエタノール、2−ピロリジノン、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール、3,5−ジメチルアニソール、アセトフェノン、α−テルピネオール、ベンゾチアゾール、安息香酸ブチル、クメン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロヘキシルベンゼン、デカリン、ドデシルベンゼン、安息香酸エチル、インダン、NMP、p−シメン、フェネトール、1,4−ジイソプロピルベンゼン、ジベンジルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、2−イソプロピルナフタレン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、1,1−ビス(3,4−ジメチルフェニル)エタン、ヘキサメチルインダン、2−メチルビフェニル、3−メチルビフェニル、1−メチルナフタレン、1−エチルナフタレン、オクタン酸エチル、セバシン酸ジエチル、オクタン酸オクチル、ヘプチルベンゼン、イソ吉草酸メンチル、ヘキサン酸シクロヘキシル、またはこれらの溶媒の混合物である。
従って、本発明はさらに、少なくとも1つの、本発明に係る化合物および少なくとも1つの、更なる化合物を含んでなる調合物を提供する。この更なる化合物は、例えば、溶媒、特に上記の溶媒の1つか、またはこれらの溶媒の混合物であってもよい。あるいは、この更なる化合物は、電子素子に同様に使用される、更なる、有機もしくは無機化合物、例えば、マトリックス材料であってもよい。この更なる化合物は、また、ポリマーであってもよい。
本発明に係る化合物は、電子素子において、活性成分として、または酸素増感剤として使用することができる。本発明は、従って、さらに、本発明に係る化合物の電子素子中での、または酸素増感剤としての使用を提供する。本発明は、さらになお、本発明に係る化合物を少なくとも1つ含んでなる電子素子を提供する。
電子素子は、アノード、カソードおよび少なくとも1つの層を含んでなり、この層が、少なくとも1つの、有機もしくは有機金属化合物を含んでなる、任意の素子を意味するものと理解される。従って、本発明に係る電子素子は、アノード、カソード、および本発明に係る金属錯体の少なくとも1つを含んでなる、少なくとも1つの層を含んでなる。好ましい電子素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED、PLED)、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)(純粋な有機の太陽電池と色素増感型太陽電池(グレッツェルセル)の両方を意味するものと理解される)、有機光検出器、有機光受容器、有機電場消光素子(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)、酸素センサー、および有機レーザーダイオード(O−laser)からなる群から選択され、少なくとも1つの層に、少なくとも1つの、本発明に係る金属錯体を含んでなる。特に好ましいのは、有機エレクトロルミネッセンス素子である。活性成分は、一般に、アノードとカソードの間に導入される、有機もしくは無機材料であり、例えば、電荷注入、電荷輸送もしくは電荷ブロック材料であるが、特に発光材料およびマトリックス材料である。本発明に係る化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子における発光材料として特に優れた特性を示す。従って、本発明の好ましい形態は、有機エレクトロルミネッセンス素子である。さらに、本発明に係る化合物は、一重項酸素の製造に、または光触媒に使用することができる。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、カソード、アノードおよび少なくとも1つの発光層を含んでなる。これらの層とは別に、それは更なる層を含むことができ、例えば、それぞれのケースにおいて、1つ以上の、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、励起子ブロック層、電子ブロック層、電荷発生層および/または有機もしくは無機のp/n−接合である。同時に、1つ以上の正孔輸送層が、例えば、MoOもしくはWO等の金属酸化物で、または(過)フッ素化された電子不足芳香族系でp−ドープされていることができ、および/または1つ以上の電子輸送層がn−ドープされていることができる。同様に、2つの発光層の間に中間層を導入することができ、これらは、例えば、励起子をブロックする機能を有し、および/または有機エレクトロルミネッセンス素子における電荷バランスを制御する。しかしながら、これらの層はいずれも、必ずしも存在する必要がないということが指摘される。
この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子は、1つの発光層を含むか、または複数の発光層を含むことができる。複数の発光層が存在する場合、これらは、好ましくは、380nm〜750nm全体に複数の発光極大を有し、その結果、全体として白色発光を生じる、すなわち、蛍光または燐光を発することができる様々な発光化合物が、発光層中に用いられる。特に好ましいのは、3つの層が青色、緑色および橙色もしくは赤色の発光を示す3層系、または3つより多い発光層を有する系である。好ましいのはさらに、タンデム式OLEDである。この系は、1つ以上の層が蛍光を発し、かつ、1つ以上の他の層が燐光を発する、ハイブリッド系であってもよい。白色発光性の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明用途に、あるいはカラーフィルターと一緒に、フルカラーディスプレイに使用することができる。
本発明の好ましい形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子は、1つ以上の発光層中の発光性の化合物として本発明に係る金属錯体を含んでなる。
本発明に係る金属錯体が発光層中の発光性化合物として使用される場合、それは好ましくは1つ以上のマトリックス材料と組み合わせて使用される。本発明に係る金属錯体とマトリックス材料との混合物は、発光体とマトリックス材料との混合物全体に対して、0.1〜99重量%、好ましくは1〜90重量%、より好ましくは3〜40重量%、そして特に5〜25重量%の、本発明に係る金属錯体を含む。これに対応して、この混合物は、発光体とマトリックス材料との混合物全体に対して、99.9〜1重量%、好ましくは99〜10重量%、より好ましくは97〜60重量%、そして特に95〜75重量%の、マトリックス材料を含む。
使用されるマトリックス材料は一般に、その目的に対して従来技術により既知の任意の材料である。マトリックス材料の三重項準位が発光体の三重項準位よりも高いことが好ましい。
本発明に係る化合物に好適なマトリックス材料は、ケトン類、ホスフィンオキシド類、スルホキシド類およびスルホン類(例えば、国際公開2004/013080号、国際公開2004/093207号、国際公開2006/005627号もしくは国際公開2010/006680号による)、トリアリールアミン類、カルバゾール誘導体類(例えば、CBP(N、N−ビスカルバゾリルビフェニル)、m−CBP、または国際公開2005/039246号、米国特許出願公開2005/0069729号明細書、特開第2004/288381号明細書、欧州特許第1205527号、国際公開2008/086851号もしくは米国特許出願公開2009/0134784号明細書に開示されるカルバゾール誘導体類)、ビスカルバゾール誘導体類、インドロカルバゾール誘導体類(例えば、国際公開2007/063754号もしくは国際公開2008/056746号による)、インデノカルバゾール誘導体類(例えば、国際公開2010/136109号もしくは国際公開2011/000455号による)、アザカルバゾール誘導体類(例えば、欧州特許第1617710号、欧州特許第1617711号、欧州特許第1731584号、特開2005/347160号明細書による)、双極性マトリックス材料(例えば、国際公開2007/137725号による)、シラン類(例えば、国際公開2005/111172号による)、アザボロール類もしくはボロン酸エステル類(例えば、国際公開2006/117052号による)、ジアザシロール誘導体類(例えば、国際公開2010/054729号による)、ジアザホスホール誘導体類(例えば、国際公開2010/054730号による)、トリアジン誘導体類(例えば、国際公開2010/015306号、国際公開2007/063754号もしくは国際公開2008/056746号による)、亜鉛錯体類(例えば、EP652273もしくは国際公開2009/062578号による)、ジベンゾフラン誘導体類(例えば、国際公開2009/148015号もしくは国際公開2015/169412号による)、または架橋カルバゾール誘導体類(例えば、米国特許出願公開2009/0136779号明細書、国際公開2010/050778号、国際公開2011/042107号もしくは国際公開2011/088877号による)である。
複数の異なるマトリックス材料を混合物として、特に、少なくとも1つの電子伝導性マトリックス材料と少なくとも1つの正孔伝導性マトリックス材料との混合物を使用することが好ましい。好ましい組み合わせは、本発明に係る化合物に対する混合マトリックスとして、例えば、芳香族ケトン、トリアジン誘導体もしくはホスフィンオキサイドを、トリアリールアミン誘導体もしくはカルバゾール誘導体、特にビスカルバゾール誘導体と共に使用することである。好ましいのは、同様に、例えば、国際公開2010/108579号に記載されているような、電荷輸送マトリックス材料と、電荷輸送に、あるとしても重大な関与をしない、電気的に不活性なマトリックス材料との混合物の使用である。好ましいのは、同様に、2つの電子輸送マトリックス材料の使用、例えば、国際公開2014/094964号に記載されているような、例えば、トリアジン誘導体およびラクタム誘導体の使用である。
以下に記載するのは、本発明に係る化合物に対するマトリックス材料として好適な化合物の例である。
電子輸送マトリックス材料として使用することができる、トリアジン類およびピリミジン類の例は、以下の化合物である。
電子輸送マトリックス材料として使用することができるラクタム類の例は、以下の化合物である。
電子輸送マトリックス材料として使用することができるケトン類の例は、以下の化合物である。
電子輸送マトリックス材料として使用することができる金属錯体類の例は、以下の化合物である。
電子輸送マトリックス材料として使用することができるホスフィンオキシド類の例は、以下の化合物である。
置換パターンに応じて、正孔−または電子−輸送マトリックス材料として使用することができる、最も広い意味でのインドロ−またはインデノ−カルバゾール誘導体類の例は、以下の化合物である。
置換パターンに応じて、正孔−または電子−輸送マトリックス材料として使用することができるカルバゾール誘導体類の例は、以下の化合物である。
正孔輸送マトリックス材料として使用することができる架橋カルバゾール誘導体類の例は、以下の化合物である。
正孔輸送マトリックス材料として使用することができるビスカルバゾール類の例は、以下の化合物である。
正孔輸送マトリックス材料として使用することができるアミン類の例は、以下の化合物である。
ワイドバンドギャップマトリックス材料として使用することができる材料の例は、以下の化合物である。
マトリックスとともに2つ以上の三重項発光体の混合物を使用することが、さらに好ましい。この場合、より短い波長の発光スペクトルを有する三重項発光体は、より長い波長の発光スペクトルを有する三重項発光体のための共マトリックスとして働く。例えば、より長い波長を発行する三重項発光体、例えば、緑色−または赤色−発光性の三重項発光体のための共マトリックスとして、本発明の金属錯体を使用することができる。この場合、より短い波長−およびより長い波長−発光性金属錯体の両方が本発明に係る化合物の場合も好ましい。この目的のために好適な化合物は、特にまた、国際公開第2016/124304号および国際公開第2017/032439号に開示された化合物である。
本発明に係る化合物のための共ドーパントとして用いうる適切な三重項発光体の例は、以下の表に示される。
本発明に係る金属錯体はまた、電子素子中で他の機能に、例えば、配位子の正確な構造に応じて、正孔注入もしくは輸送層の正孔輸送材料として、電荷発生材料として、電子ブロック材料として、正孔ブロック材料として、または、例えば、電子輸送層中の電子輸送材料として、使用することができる。同様に、本発明に係る金属錯体を発光層中における他の燐光性金属錯体に対するマトリックス材料として使用することもできる。
好ましいカソードは、低い仕事関数を有する金属、金属合金もしくは様々な金属からなる、多層構造体であり、例えば、アルカリ土類金属、アルカリ金属、主族の金属もしくはランタノイド(例えば、Ca、Ba、Mg、Al、In、Mg、Yb、Sm等)である。さらに、適しているのは、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属と銀とからなる合金(例えば、マグネシウムと銀とからなる合金)である。多層構造体の場合には、前記金属に加えて、相対的に高い仕事関数を有する更なる金属(例えば、Ag)を用いることもでき、この場合、例えば、Mg/Ag、Ca/AgまたはBa/Agのような金属の組合せが、一般に用いられる。また、好ましくは、高い誘電率を有する材料からなる薄い中間層を、金属カソードと有機半導体の間に導入することもできる。この目的のために有用な材料の例は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物であり、また、対応する、酸化物もしくは炭酸塩(例えば、LiF、LiO、BaF、MgO、NaF、CsF、CsCO等)である。同様に、この目的のために有用なのは、有機アルカリ金属錯体、例えば、Liq(リチウムキノリナート)である。この層の層厚は、好ましくは、0.5〜5nmである。
好ましいアノードは、高い仕事関数を有する材料である。好ましくは、アノードは、真空に対して4.5eVより大きな仕事関数を有する。第一に、高い酸化還元電位を有する金属がこの目的に適しており、例えば、Ag、PtまたはAuである。第二に、好ましくはまた、金属/金属酸化物の電極(例えば、Al/Ni/NiOx、Al/PtOx)であってもよい。いくつかの用途では、有機材料の照射(O−SC)もしくは光の発光(OLED/PLED、O−LASER)のいずれかを可能にするために、少なくとも1つの電極が透明もしくは部分的に透明である必要がある。ここで、好ましいアノード材料は、導電性の混合された金属酸化物である。特に好ましいのは、酸化インジウムスズ(ITO)または酸化インジウム亜鉛(IZO)である。好ましいのは、さらに、導電性のドーピングされた有機材料、特に、導電性のドーピングされたポリマー、例えば、PEDOT、PANI、またはこれらのポリマーの誘導体である。さらに好ましいのは、p−ドープされた正孔輸送材料が、正孔注入層としてアノードに適用される場合であり、その際には、適当なp−ドーパントは、例えば、MoOもしくはWO等の酸化金属、または(過)フッ素化された電子不足芳香族系である。さらに適当なp−ドーパントは、HAT−CN(ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン)またはノバレッド(Novaled)社製の化合物NPD9である。このような層は、低いHOMO、すなわち、強度的には大きなHOMO、を有する材料への正孔注入を簡単にする。
更なる層においては、これらの層に対して従来技術に従って使用される任意の材料を使用することが一般的に可能であり、また、当業者は、発明的工夫をすることなしに、電子素子において、任意のこれらの材料を本発明に係る材料と組み合わせることができる。
このような素子の寿命は、水および/または空気が存在すると著しく短くなるので、素子は、相応に(用途に応じて)構造化され、接点が備えられ、最後に密閉される。
1つ以上の層を昇華法により塗布したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子がさらに好ましい。この場合、材料は、通常は10−5mbar未満、好ましくは10−6mbar未満の初期圧力で、真空昇華系中で真空蒸着により塗布される。初期圧力は、より低く、あるいはより高く、例えば10−7mbar未満にすることも可能である。
同様に、OVPD(有機気相蒸着)法により、またはキャリヤガスを用いた昇華により、1つ以上の層を塗布したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子も好ましい。この場合、10−5mbar〜1barの圧力で材料を塗布する。この方法の特別な場合は、OVJP(有機蒸気ジェット印刷)法であり、この方法では、材料を、ノズルにより直接塗布し、こうして構造化する。
例えば、スピンコーティングにより、または印刷法(例えば、スクリーン印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、もしくはノズル印刷)により、一層好ましくは、LITI(光誘起熱画像化、熱転写印刷)もしくはインクジェット印刷により、1つ以上の層を溶液から作成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子がさらに好ましい。この目的のためには、可溶性の化合物が必要とされるが、これは、例えば、適当な置換により得られる。本発明の好ましい形態において、本発明の化合物を含んでなる層は、溶液から塗布される。
有機エレクトロルミネッセンス素子はまた、ハイブリッド系として、1つ以上の層を溶液から塗布し、さらに1つ以上の他の層を真空蒸着で塗布することにより製造することもできる。例えば、本発明に係る金属錯体とマトリックス材料を含んでなる発光層を溶液から塗布し、そして、それに正孔ブロック層および/または電子輸送層を減圧下で真空蒸着により塗布することができる。
これらの方法は、当業者に一般的に知られており、そして当業者によって、式(1)の、または上記で詳述した好ましい形態の化合物を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に容易に適用することができる。
本発明に係る電子素子、特に有機エレクトロルミネッセンス素子は、従来技術に優る、以下の驚くべき利点の1つ以上により注目に値する。
1.本発明の化合物は、非常に高い光ルミネッセンス量子収率を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子に使用した場合、これは優れた効率をもたらす。
2.本発明の化合物は、非常に短い寿命を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子に使用した場合、これは、改良されたロールオフ特性をもたらし、そしてまた、非放射緩和チャネルの回避により、一層高いルミネッセンス量子収率をもたらす。
これら上記の利点は、他の電子的な特性の劣化を伴なわない。
以下の実施例により本発明を一層詳細に説明するが、それらによって本発明を限定することを意図しない。当業者は、記載される詳細を用いて、発明的工夫をなさずして、本発明に係る更なる電子素子を製造し、そして、結果として特許が請求された範囲の全体にわたり本発明を実施することができる。
実施例:
以下の合成は、特に断りのない限り、乾燥溶媒中で、保護ガス雰囲気下で行われる。金属錯体は、さらに、遮光して、または黄色の光の下で取り扱われる。溶媒および試薬は、例えば、シグマ−アルドリッチ(Sigma−ALDRICH)社またはエービーシーアール(ABCR)社から購入できる。角括弧内の各々の数字または個々の化合物に対して示されている番号は、文献既知の化合物のCAS番号に関する。
A:シントンの合成
実施例B1:
23.0g(100ミリモル)の2−(4−クロロフェニル)−2H−ベンゾ−[d]−[1,2,3]−トリアゾール[3933−77−5]、27.4g(107ミリモル)のビス(ピナコラト)ジボラン[73183−34−3]、29.5g(300ミリモル)の酢酸カリウム、1.1g(4ミリモル)のSPhos[657408−07−6]、650mg(3ミリモル)の酢酸パラジウム(II)および450mlの1,4−ジオキサンからなる混合物を、還流下で16時間加熱した。ジオキサンをロータリーエバポレーターで除去し、1000mlの酢酸エチルおよび500mlの水を用いて、分液ロート中で黒色の残留物を抽出処理し、そして有機相を300mlの水で1回および150mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そしてシリカゲル床を介して濾過した。シリカゲルを2×250mlの酢酸エチルで洗浄した。濾液を硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで濃縮した。残留物を200mlのn−ヘプタンに温浸し、そして懸濁液を加熱して1時間還流させた。冷却後、固体を吸引濾過し、そして少量のn−ヘプタンで洗浄した。収量:26.0g(81ミリモル)、81%。純度:H−NMRにより、約96%。
実施例B2:
2−(4−クロロフェニル)−2H−ベンゾ−[d]−[1,2,3]−トリアゾールの代わりに、5−クロロ−2−(1H−ピロール−1−イル)ピリミジン[860785−43−9]を使用したこと以外は、実施例B1と同様の手法。
実施例B3:
10g(50ミリモル)の[4−(2−ピリミジニル)フェニル]ボロン酸[1615248−01−5]、18.1g(50ミリモル)の1,3−ジブロモ−2−ヨードベンゼン[19821−80−8]、15.9g(150ミリモル)の炭酸ナトリウム、390mg(1.5ミリモル)のトリフェニルホスフィン、110mg(0.5ミリモル)の酢酸パラジウム(II)、120mlのトルエン、40mlのエタノールおよび120mlの水からなる混合物を、還流下で60時間加熱した。冷却後、分液ロート中で反応混合物を抽出処理した。この目的のために、有機相を分離し、そして水相を各回50mlの酢酸エチルで2回抽出した。次いで、合わせた有機相を、各回100mlの水で2回および50mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮乾固させた。残留物を、溶離液としてジクロロメタンを用いたシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーにより精製した。収量:8.1g(21ミリモル)、42%、H−NMRによる純度95%。
実施例B160:
10g(50ミリモル)の[4−(2−ピリミジニル)フェニル]ボロン酸[1615248−01−5]、11.3g(50ミリモル)の1,3−ジクロロ−2−ブロモベンゼン[19393−92−1]、15.9g(150ミリモル)の炭酸ナトリウム、1.2g(1ミリモル)のテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、200mlの1,2−ジメトキシエタンおよび200mlの水からなる混合物を、還流下で20時間加熱した。冷却後、150mlのトルエンおよび150mlの水を用いて、分液ロートで反応混合物を抽出処理した。有機相を分離し、そして水相を各回50mlのトルエンで2回抽出した。次いで、合わせた有機相を、各回100mlの水で2回および50mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮乾固させた。残留物を、酢酸エチル/ヘプタンを用いたシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーにより精製した。無色の油が得られた。収量:10.5g(35ミリモル)、70%、H−NMRによる純度97%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例B8:
18.1g(100ミリモル)の6−クロロテトラロン[26673−31−4]、16.5g(300ミリモル)のプロパルギルアミン[2450−71−7]、796mg[2ミリモル]のテトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物および200mlのエタノールからなる混合物を、オートクレーブ中で、120℃で24時間攪拌した。冷却後、エタノールを減圧下で除去し、残留物を200mlの酢酸エチルに取り、溶液を、200mlの水で3回および100mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させ、その後、後者を、シリカゲル床を用いてスラリーの形で濾別した。減圧下で酢酸エチルを除去した後、残留物をn−ヘプタン/酢酸エチル(1:2 v/v)を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィーにかけた。収量:9.7g(45ミリモル)、45%。純度:H−NMRにより、約98%。
実施例B9:
25.1g(100ミリモル)の2,5−ジブロモ−4−メチルピリジン[3430−26−0]、15.6g(100ミリモル)の4−クロロフェニルボロン酸[1679−18−1]、27.6g(200ミリモル)の炭酸カリウム、1.57g(6ミリモル)のトリフェニルホスフィン[603−35−0]、676mg(3ミリモル)の酢酸パラジウム(II)[3375−31−3]、200gのガラスビーズ(直径3mm)、200mlのアセトニトリルおよび100mlのエタノールからなる混合物を、還流下で48時間加熱した。冷却後、溶媒を減圧下で除去し、500mlのトルエンを加え、混合物を、各回300mlの水で2回および200mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、そしてシリカゲル床を介してスラリーの形で濾過し、それを300mlのトルエンで洗浄した。トルエンを減圧下で除去した後、メタノール/エタノール(1:1 v/v)から1回およびn−ヘプタンから1回、再結晶させた。収量:17.3g(61ミリモル)、61%。純度:H−NMRにより、約95%。
実施例B10:
B10は、実施例B9の方法と同様にして調整することができる。この目的のために、2,5−ジブロモ−4−メチルピリジンの代わりに、4−ブロモ−6−tert−ブチルピリミジン[19136−36−8]を使用した。収率:70%。
実施例B11:
28.3g(100ミリモル)のB9、12.8g(105ミリモル)のフェニルボロン酸、31.8g(300ミリモル)の炭酸ナトリウム、787mg(3ミリモル)のトリフェニルホスフィン、225mg(1ミリモル)の酢酸パラジウム(II)、300mlのトルエン、150mlのエタノールおよび300mlの水からなる混合物を、還流下で48時間加熱した。冷却後、混合物を300mlのトルエンで増量し、そして有機相を分離し、300mlの水で1回および200mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物を、シリカゲル(トルエン/酢酸エチル、9:1 v/v)上でクロマトグラフィーにかけた。収量:17.1g(61ミリモル)、61%。純度:H−NMRにより、約97%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例B15:
164.2g(500ミリモル)の2−(1,1,2,2,3,3−ヘキサメチルインデン−5−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−[1,3,2]ジオキサボロラン[152418−16−9](同様に、ボロン酸を使用することもできる)、142.0g(500ミリモル)の5−ブロモ−2−ヨードピリジン[223463−13−6]、159.0g(1.5モル)の炭酸ナトリウム、5.8g(5ミリモル)のテトラキス(トリフェニルホスフィノ)パラジウム(0)、700mlのトルエン、300mlのエタノールおよび700mlの水からなる混合物を、よく攪拌しながら、還流下で16時間加熱した。冷却後、1000mlのトルエンを加え、有機相を分離し、そして水相を300mlのトルエンで再抽出した。合わせた有機相を500mlの飽和食塩水で1回洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、そして減圧下で溶媒を除去し、粗生成物を300mlのエタノールから2回再結晶させた。収量:130.8g(365ミリモル)、73%。純度:H−NMRにより、約95%。
同様に、以下の化合物を、一般的に5−ブロモ−2−ヨードピリジン([223463−13−6])(これは以下の表中に別途に挙げられていない)をピリジン誘導体として使用して調整することができる。表には、別のピリジン誘導体のみが明示的に挙げられている。再結晶は、酢酸エチル、シクロヘキサン、トルエン、アセトニトリル、n−ヘプタン、エタノールまたはメタノール等の溶媒を用いることによって行うことができる。これらの溶剤はまた、熱抽出用に、または自動化されたカラムシステム(アクセルセムラウ(Axel Semrau)社製、トレント(Torrent))における、シリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製するのに使用することもできる。
実施例B24:
バリアントA:
35.8g(100ミリモル)のB15、25.4g(100ミリモル)のビス(ピナコラト)ジボロン[73183−34−3]、49.1g(500ミリモル)の酢酸カリウム、1.5g(2ミリモル)の1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンジクロロパラジウム(II)のDCMとの錯体[95464−05−4]、200gのガラスビーズ(直径3mm)、700mlの1,4−ジオキサンおよび700mlのトルエンからなる混合物を、還流下で16時間加熱した。冷却後、懸濁液を、セライト床を介して濾過し、そして溶媒を減圧下で除去した。黒色の残留物を、1000mlの熱い、n−ヘプタン、シクロヘキサンまたはトルエンで温浸し、そしてまだ熱いうちにセライト床を通して濾過し、その後約200mlまで濃縮したが、その過程で、生成物が結晶化し始めた。あるいは、酢酸エチルで熱抽出することができる。結晶化を一晩、冷蔵庫中で完了させ、そして結晶を濾別し、少量のn−ヘプタンで洗浄した。母液から第二生成物分画を得ることができた。収量:31.6g(78ミリモル)、78%。純度:H−NMRにより、約95%。
バリアントB:塩化アリールの変換
1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンジクロロパラジウム(II)のDCMとの錯体の代わりに、2ミリモルのSPhos[657408−07−6]および1ミリモルの酢酸パラジウム(II)を使用した以外は、バリアントAと同様に。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができ、そしてn−ヘプタンの代わりに、シクロヘキサン、トルエン、アセトニトリルまたは前記溶媒の混合物を精製するために使用することもできる。
実施例B56:
28.1g(100ミリモル)のB25、28.2g(100ミリモル)の1−ブロモ−2−ヨードベンゼン[583−55−1]、31.8g(300ミリモル)の炭酸ナトリウム、787mg(3ミリモル)のトリフェニルホスフィン、225mg(1ミリモル)の酢酸パラジウム(II)、300mlのトルエン、150mlのエタノールおよび300mlの水からなる混合物を、還流下で24時間加熱した。冷却後、混合物を500mlのトルエンで増量し、そして有機相を分離し、500mlの水で1回および500mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物を酢酸エチル/n−ヘプタンから再結晶させ、またはシリカゲル(トルエン/酢酸エチル、9:1 v/v)上でクロマトグラフィーにかけた。収量:22.7g(73ミリモル)、73%。純度:H−NMRにより、約97%。
以下の化合物を、同様の方法により調整することができ、そして再結晶は、例えば、酢酸エチル、シクロヘキサン、トルエン、アセトニトリル、n−ヘプタン、エタノールまたはメタノール等の溶媒を用いることによって行うことができる。これらの溶剤はまた、熱抽出用に、または自動化されたカラムシステム(アクセルセムラウ社製、トレント)における、シリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製するのに使用することもできる。
実施例B81:
36.4g(100ミリモル)」の2,2’−(5−クロロ−1,3−フェニレン)ビス[4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン][1417036−49−7]、65.2g(210ミリモル)のB56、42.4g(400ミリモル)の炭酸ナトリウム、1.57g(6ミリモル)のトリフェニルホスフィン、500mg(2ミリモル)の酢酸パラジウム(II)、500mlのトルエン、200mlのエタノールおよび500mlの水からなる混合物を、還流下で48時間加熱した。冷却後、混合物を500mlのトルエンで増量し、そして有機相を分離し、500mlの水で1回および500mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を除去した後、残留物を、シリカゲル(n−ヘプタン/酢酸エチル、2:1 v/v)上でクロマトグラフィーにかけた。収量:41.4g(68ミリモル)、68%。純度:H−NMRにより、約95%。
以下の化合物を、同様の方法により調整することができ、そして再結晶は、例えば、酢酸エチル、シクロヘキサン、トルエン、アセトニトリル、n−ヘプタン、エタノールまたはメタノール等の溶媒を用いることによって行うことができる。これらの溶剤はまた、熱抽出用に、または自動化されたカラムシステム(アクセルセムラウ社製、トレント)における、シリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製するのに使用することもできる。
実施例B93:
17.1g(100ミリモル)の4−(2−ピリジル)フェノール[51035−40−6]および12.9g(100ミリモル)のジイソプロピルエチルアミン[7087−68−5]の混合物を、400mlのジクロロメタン中で、室温で10分間撹拌した。30mlのジクロロメタンに溶解させた、6.2ml(40ミリモル)の5−クロロイソフタロイルクロライド[2855−02−9]を滴下して加え、そして反応混合物を室温で14時間撹拌した。次いで、10mlの水を滴下して加え、そして反応混合物を分液ロートに移した。有機相を、100mlの水で2回および50mlの飽和NaCl溶液で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、そして濃縮乾固させた。収量:収量:18.0g(38ミリモル)、95%。純度:H−NMRにより、約95%。
以下の化合物を、同様の方法により調整することができる。使用される反応物質のモル量は、B93に対する方法において記載されたものと異なる場合には特定されている。
実施例B101:
2.0g(50ミリモル)の水素化ナトリウム(パラフィン油中60%分散液)[7646−69−7]を300mlのTHF中に懸濁させ、次いで、5.0g(10ミリモル)のB95を添加し、そしてこの懸濁液を室温で30分間撹拌した。その後、1.2mlのヨードメタン(50ミリモル)[74−88−4]を添加し、そして反応混合物を室温で50時間撹拌した。20mlの濃アンモニア溶液を添加し、混合物をさらに30分間攪拌し、そして溶媒を減圧下でほとんど除去した。残留物を300mlのジクロロメタン中に取り、200mlの5重量%アンモニア水で1回、各回100mlの水で2回および100mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させた。ジクロロメタンを減圧下で除去し、そして粗生成物を酢酸エチル/メタノールから再結晶させた。収量:4.3g(8ミリモル)、80%。純度:H−NMRにより、約98%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例B105:
36.4g(100ミリモル)の2,2’−(5−クロロ−1,3−フェニレン)ビス[4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン][1417036−49−7]、70.6g(210ミリモル)のB69、42.4g(400ミリモル)の炭酸ナトリウム、2.3g(2ミリモル)のテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、1000mlの1,2−ジメトキシエタンおよび500mlの水からなる混合物を、還流下で48時間加熱した。冷却後、沈殿した固体を吸引濾過し、そして20mlのエタノールで2回洗浄した。固体を500mlのジクロロメタンに溶解し、そしてセライト床を通して濾過した。濾液を100mlまで濃縮し、次いで、400mlのエタノールを添加し、そして沈殿した固体を吸引濾過した。粗生成物を酢酸エチルから1回再結晶させた。収量:43.6g(70ミリモル)、70%。純度:H−NMRにより、約96%。
以下の化合物を、同様の方法により調整することができ、そして再結晶は、例えば、酢酸エチル、シクロヘキサン、トルエン、アセトニトリル、n−ヘプタン、エタノールまたはメタノール等の溶媒を用いることによって行うことができる。これらの溶剤はまた、熱抽出用に、または自動化されたカラムシステム(アクセルセムラウ社製、トレント)における、シリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製するのに使用することもできる。
実施例B119:
57.1g(100ミリモル)のB81、25.4g(100ミリモル)のビス(ピナコラト)ジボラン[73183−34−3]、49.1g(500ミリモル)の酢酸カリウム、2ミリモルのSPhos[657408−07−6]、1ミリモルの酢酸パラジウム(II)、200gのガラスビーズ(直径3mm)および700mlの1,4−ジオキサンからなる混合物を、加熱し、16時間、撹拌しながら還流させた。冷却後、懸濁液を、セライト床を通して濾過し、そして減圧下で溶媒を除去した。黒色の残留物を、1000mlの熱酢酸エチルで温浸し、そしてまだ熱いうちにセライト床を通して濾過し、次いで約200mlにまで濃縮したが、その過程で、生成物が結晶化し始めた。結晶化を一晩、冷蔵庫中で完了させ、そして結晶を濾過し、そして少量の酢酸エチルで洗浄した。母液から第二生成物分画を得ることができた。収量:31.6g(78ミリモル)、78%。純度:H−NMRにより、約95%。
以下の化合物を、同様の方法により調整することができ、そして再結晶用または難溶性生成物の場合の熱抽出用には、酢酸エチルの代わりに、トルエン、n−ヘプタン、シクロヘキサンまたはアセトニトリルを用いることができる。
B:配位子Lおよび配位子前駆体LVの合成:
実施例L1:
バリアントA:
5.9g(15ミリモル)のB3、19.9g(30.0ミリモル)のB120、9.2g(87ミリモル)の炭酸ナトリウム、340mg(1.3ミリモル)のトリフェニルホスフィン、98mg(0.44ミリモル)の酢酸パラジウム(II)、200mlのトルエン、100mlのエタノールおよび200mlの水からなる混合物を、還流下で40時間加熱した。冷却後、沈殿した固体を吸引濾過し、そして各回30mlのエタノールで2回洗浄した。粗生成物を300mlのジクロロメタンに溶解し、そしてシリカゲル床を通して濾過した。シリカゲル床を、各回200mlのジクロロメタン/酢酸エチル(1:1)で3回洗浄した。濾液を、水で2回および飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾液を濃縮乾固させた。残留物を還流下で酢酸エチルから再結晶させた。収量:8.8g(10.7ミリモル)、55%。純度:H−NMRにより、約99%。
バリアントB:
4.5g(15ミリモル)のB160、19.9g(30.0ミリモル)のB120、13.8g(87ミリモル)のリン酸カリウム一水和物、507mg(0.6ミリモル)XPhosパラダサイクル第3世代[1445085−55−1]、200mlのTHFおよび100mlの水からなる混合物を、還流下で20時間加熱した。冷却後、沈殿した固体を吸引濾過し、そして各回30mlの水で2回および各回30mlのエタノールで2回洗浄した。粗生成物を200mlのジクロロメタンに溶解し、そしてシリカゲル床を通して濾過した。シリカゲル床を各回200mlのジクロロメタン/酢酸エチル(1:1)で3回洗浄した。濾液を、水で2回および飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、そして濃縮乾固させた。残留物を還流下で酢酸エチルから再結晶させた。収量:12.0g(9.2ミリモル)、61%。純度:H−NMRにより、約99%。
以下の化合物を、L1(バリアントB)に対して記載した方法と同様に調整することができる。この場合にも、再結晶または熱抽出による精製には、トルエン、シクロヘキサン、酢酸エチルまたはジメチルホルムアミドを用いることができる。あるいは、配位子はクロマトグラフィーによって精製することができる。
実施例LV110:
F.Diness et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,8012と同様。
21.3g(20ミリモル)のLV1、11.8g(100ミリモル)のベンズイミダゾール、およびN,N−ジメチルアセトアミド500ml中、97.9g(300ミリモル)の炭酸セシウムからなる混合物を、撹拌オートクレーブ中で18時間175℃に加熱した。冷却後、溶媒をほとんど除去し、そして残留物を、500mlのトルエン中に取り、各回300mlの水で3回および300mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、次いでセライト床を通してスラリーの形で濾過した。溶媒を減圧下で除去した後、酢酸エチル/メタノールから残留物を再結晶させた。収量:16.0g(11ミリモル)、55%。純度:H−NMRにより、約96%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例LV120:
DCM100ml中、14.6g(10ミリモル)のLV110の溶液に、2.8ml(44ミリモル)のヨウ化メチル[74−88−4]を滴下して加え、混合物を撹拌オートクレーブ中で24時間60℃に加熱した。冷却後、溶媒および過剰のヨウ化メチルを減圧下で除去した。このようにして得られた配位子前駆体をさらに精製することなく変換させた。収量:20.3g(10ミリモル)、定量的。純度:H−NMRにより、約95%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例LV130:
14.6g(10ミリモル)のLV110、16.6g(45ミリモル)のジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート[313−39−3]、DMF200ml中、363mg(2ミリモル)の酢酸銅(II)[142−71−2]からなる混合物を、100℃で8時間加熱した。冷却後、溶媒を減圧下で除去し、残留物を100mlのジクロロメタン、100mlのアセトンおよび20mlのメタノールの混合物に取り、シリカゲル床を通して濾過し、そして核分画を抽出し、そして濃縮乾固させた。このようにして得られた配位子前駆体をさらに精製することなく変換させた。収量:14.8g(7ミリモル)、70%。純度:H−NMRにより、約90%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
C:金属錯体の合成
バリアントA:
実施例Ir(L1):
13.0g(10ミリモル)の配位子L1、9.8g(20ミリモル)のトリスアセチルアセトナートイリジウム(III)[15635−87−7]および100gのハイドロキノン[123−31−9]からなる混合物を、最初に、ガラスで被覆された磁気バーを備えた、500mlの二口丸底フラスコに充填した。フラスコには、(水よりも低い密度の媒体用)水分離器、およびアルゴンを充填した空気冷却器を具備し、そして金属加熱浴中に配置した。この装置を、アルゴン充填システムを介して、二口フラスコの側口からアルゴンを流出させながら、上方から15分間アルゴンでパージした。二口フラスコの側口を通して、ガラスで被覆されたPt−100熱電対をフラスコ内に導入し、そしてその端部を磁気スターラーバーのすぐ上に配置した。この装置を家庭用アルミニウム箔の数個の疎巻線で熱的に遮断し、この遮断は、水分離器の上昇管の中央まで行なった。次いで、この装置を、加熱した実験室用スターラーシステムを用いて、250℃(溶融攪拌された反応混合物中に浸漬したPt−100熱センサーで測定した)に急速に加熱した。次の2時間にわたって反応混合物を250℃に保ち、その間に、少量の凝縮物を留去させ、水分離器に集めた。反応混合物を放置して、190℃まで冷却させ、次いで100mlのエチレングリコールを滴下して加えた。混合物を放置して、さらに80℃に冷却させ、次いで、500mlのメタノールを滴下して加え、そして混合物を1時間、加熱還流させた。このようにして得られた懸濁液を、両頭フリットを通して濾過し、そして固体を50mlのメタノールで2回洗浄し、そして減圧下で乾燥させた。このようにして得られた固体を220mlのジクロロメタンに溶解させ、そして暗中で空気を排除して、ジクロロメタンスラリー(カラムの直径:約18cm)の形で約1Kgのシリカゲルを通して濾過したところ、最初に暗色の成分が残った。コア分画を切り取り、そして結晶化するまで、同時連続的にメタノールを滴下して加えながら、ロータリーエバポレーター上で濃縮した。吸引除去し、少量のメタノールで洗浄し、そして減圧下で乾燥させた後、さらなる精製を、空気と光を注意深く排除して、トルエンで5回の熱抽出(それぞれのケースにおける当初導入量:約150ml、円筒濾紙:ワットマン(Whatman)社製、セルロースの標準ソックスレーシンブル)を行った。最後に、高真空下、280℃で生成物を加熱処理した。10.8gの赤色の固体(6.4ミリモル)、64%。純度:HPLCにより>99.9%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。次に示す金属錯体は、原則として、典型的には自動化されたカラムシステム(アクセルセムラウ社製、トレント)を用いたクロマトグラフィー、再結晶または熱抽出(下の表ではHEと略されている)によって精製することができる。残留溶媒は、高真空下で、典型的には250〜330℃での加熱処理によって除去することできる。
同様の方法で、最初に、20ミリモルではなく10ミリモルの、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)[15635−87−7]を使用し、次いで、特定された時間の半分の反応時間の後、4.0g(10ミリモル)のトリス(アセチルアセトナート)ロジウム(III)[14284−92−5]を加えることによって、混合金属型のRh−Ir錯体を得ることができる。
バリアントB:カルベン錯体
10ミリモルのカルベン配位子前駆体LV、およびジオキサン300ml中、40ミリモルのAgOの懸濁液を、30℃で12時間撹拌した。次いで、20ミリモルの[Ir(COD)Cl][12112−67−3]を添加し、そして混合物を還流下で8時間加熱した。混合物がまだ熱いうちに固体を濾過し、そして固体を各回50mlの熱ジオキサンで3回洗浄し、そして濾液を合わせ、そして減圧下で濃縮乾固させた。このようにして得られた粗生成物を、塩基性アルミナ上で酢酸エチル/シクロヘキサンまたはトルエンを用いて2回クロマトグラフィーにかけた。生成物を、空気と光を注意深く排除しての、連続的な、アセトニトリル/ジクロロメタンを用いた5回の熱抽出および酢酸エチル/メタノールを用いた5回の熱抽出(それぞれのケースにおける当初導入量:約200ml、円筒濾紙:ワットマン社製、セルロースの標準ソックスレーシンブル)により、さらに精製した。最後に、生成物を高真空下で加熱処理した。純度:HPLCにより>99.8%。
バリアントAおよびBと同様に、以下の化合物を調整することができる。
D:金属錯体の官能化:
1)イリジウム錯体のハロゲン化:
金属錯体の溶解度により、500ml〜2000mlのジクロロメタン中、イリジウムに対してパラ位にA個(A:1〜4)のC−H基を有する、10ミリモルの錯体の、溶液もしくは懸濁液に、暗中、空気の排除下、−30〜+30℃で、Ax10.5ミリモルのN−ハロサクシンイミド(ハロゲン:Cl、Br、I)を加え、そして混合物を20時間撹拌した。DCMに難溶性の錯体については、他の溶媒(TCE、THF、DMF、クロロベンゼン等)中で、かつ、高温で変換させることもできる。次いで、減圧下で溶媒を十分に除去した。残留物を、100mlのメタノールと共に沸騰させることにより抽出し、そして固体を吸引濾過し、30mlのメタノールで3回洗浄し、次いで減圧下で乾燥させた。これにより、イリジウムに対してパラ位で臭素化/ハロゲン化されたイリジウム錯体が得られる。約−5.1〜−5.0eVのHOMO(CV)を有し、かつ大きさの小さい錯体は、酸化(Ir(III)→Ir(IV))の傾向を示し、その際、酸化剤はNBSから放出された臭素である。この酸化反応は、酸化しなければ黄色から赤色である、発光体の溶液/懸濁液における明確な緑色もしくは褐色の呈色により認められる。このような場合には、さらに1〜2当量のNBSを添加する。元に戻すために、還元剤として、300〜500mlのメタノールおよび4mlのヒドラジン水和物を添加すると、緑色もしくは褐色の溶液/懸濁液が黄色もしくは赤色に変化する(還元:Ir(IV)→Ir(III))。次いで、溶媒を減圧下でほとんど除去し、300mlのメタノールを添加し、そして固体を吸引濾過し、各回100mlのメタノールで3回洗浄し、そして減圧下で乾燥させる。準化学量論的な臭素化、例えば、イリジウムに対してパラ位に4つのC−H基を有する錯体のモノ−およびジ臭素化は、通常、化学量論的な臭素化よりも非選択的に進む。これらの臭素化の粗生成物は、クロマトグラフィー(A.サムラウ社製、コンビフラッシュトレント)により分離することができる。
Ir(L1−4Br)の合成:
DCM2000ml中、16.8g(10ミリモル)のIr(L1)の懸濁液に、5.0g(45ミリモル)のN−ブロモサクシンイミドの全量を一度に加え、次いで混合物を20時間撹拌した。2mlのヒドラジン水和物を、次いで300mlのMeOHを加えた。減圧下で約1900mlのDCMを除去した後、赤色固体を吸引濾過し、約50mlのメタノールで3回洗浄し、そして減圧下で乾燥させた。収量:18.5g(9.3ミリモル)、93%。純度:NMRにより、>99.0%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
2)臭素化イリジウム錯体との鈴木カップリング:
バリアントA、二相性の反応混合物:
トルエン300ml、ジオキサン100mlおよび水300mlの混合物中、10ミリモルの臭素化錯体、臭素官能基当たり12〜20ミリモルの、ボロン酸もしくはボロン酸エステル、および60〜100ミリモルのリン酸三カリウムの懸濁液に、0.6ミリモルのトリ−o−トリルホスフィンを、次いで0.1ミリモルの酢酸パラジウム(II)を添加し、そして混合物を還流下で16時間加熱した。冷却後、500mlの水および200mlのトルエンを加え、水相を分離し、そして有機相を、200mlの水で3回および200mlの飽和塩化ナトリウム溶液で1回洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥させた。混合物を、セライト床を通して濾過し、そして、トルエンで洗浄し、そのトルエンを減圧下でほぼ完全に除去し、300mlのメタノールを加え、そして沈殿した粗生成物を吸引濾過し、各回50mlのメタノールで3回洗浄し、そして減圧下で乾燥させた。粗生成物を、自動化されたカラムシステム(セムラウ社製、トレント)における、シリカゲル上でのクロマトグラフィーに掛けた。その後、錯体は、酢酸エチル、トルエン、ジオキサン、アセトニトリル、シクロヘキサン、オルト−もしくはパラ−キシレン、n−ブチルアセテート等の溶媒中で熱抽出により精製した。あるいは、これらの溶媒、およびジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドもしくはメシチレン等の高沸点物から再結晶させることができる。金属錯体は最終的に加熱処理される。加熱処理は、高真空下(p:10−6ミリバール)、約200〜350℃の温度範囲内で行われる。
バリアントB、単相の反応混合物:
100ml〜500mlの非プロトン溶媒(THF、ジオキサン、キシレン、メシチレン、ジメチルアセトアミド、NMP、DMSO等)中、10ミリモルの臭素化錯体、臭素官能基当たり12〜20ミリモルの、ボロン酸もしくはボロン酸エステルおよび100〜180ミリモルの塩基(フッ化カリウム、リン酸三カリウム(無水、一水和物もしくは三水和物)、炭酸カリウム、炭酸セシウム等)および100gのガラスビーズ(直径3mm)の懸濁液に、0.2ミリモルのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[14221−01−3]を加え、そして混合物を還流下で24時間加熱した。あるいは、トリフェニルホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、SPhos、XPhos、RuPhos、XanthPhos等の他のホスフィンをPd(OAc)と組み合わせて使用することができ、これらのホスフィンの場合、好ましい、ホスフィン:パラジウムの比は、3:1〜1.2:1である。溶媒を減圧下で除去し、生成物を、適切な溶媒(トルエン、ジクロロメタン、酢酸エチル等)中に取り、そしてバリアントAで記載したように精製を行った。
Irl00の合成:
バリアントB:
19.92g(10.0ミリモル)のIr(L1−4Br)および25.3g(80.0ミリモル)の2−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン[1071924−13−4]、27.6g(120ミリモル)のリン酸三カリウム一水和物、116ミリg(0.1ミリモル)のテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、500mlの乾燥ジメチルスルホキシドの使用、100℃、16時間。トルエン/ヘプタンを用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィー的な分離(自動化されたカラムシステム、アクセルセムラウ社製トレント)、引続いての酢酸エチルを用いた5回の熱抽出。収量:13.6g(5.6ミリモル)、56%。純度:HPLCにより、約99.9%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
3)Ir錯体の重水素化:
実施例:Ir(L12−D12)
2.12g(1ミリモル)のIr(L12)、68mg(1ミリモル)のナトリウムエトキシド、5mlのメタノール−D4および80mlのDMSO−D6の混合物を、120℃で2時間加熱した。50℃に冷却した後、1mlの塩素化重水素(DCl)(10%水溶液)を添加した。溶媒を減圧下で除去し、そして残留物をシリカ上でDCMを用いてクロマトグラフィーに掛けた。収量:2.11g(0.95ミリモル)、95%、重水素化率>95%。
同様の方法で、以下の化合物を調整することができる。
実施例:Ir(L1)の光物理的特性
フォトルミネッセンススペクトルの最大値(nm)は、脱気した、トルエン中のIr(L1)の約10−5モル溶液中、室温で、400nmの励起波長で測定した。フォトルミネッセンス最大値は603nmであった。
素子の例:
実施例1:OLEDの製造
本発明の錯体は、溶液から処理することができ、そして真空処理されたOLEDに比べて、はるかに簡単に製造できるがそれにも拘らず良好な特性を持つOLEDに導くことができる。完全に溶液ベースのOLEDの製造については既に多くの文献、例えば、国際公開2004/037887号に記載されている。同様に、真空ベースのOLEDの製造については既に国際公開2004/058911号を含む多くの文献に記載されている。以下の実施例で説明したものでは、溶液ベースおよび真空ベースの手法で適用された層が1つのOLED内で組み合わされており、そして従って、発光層を含め、それまでを溶液から、そして後続の層(正孔ブロック層および電子輸送層)を真空で処理している。この目的のために、これまでに記載した一般的な手法が、ここに記載された状況(層の厚さの変化、材料)に適応され、そして以下のように組み合わされる。一般的な構造は次の通りである:基板/ITO(50nm)/正孔注入層(HIL)/正孔輸送層(HTL)/発光層(EML)/正孔ブロック層(HBL)/電子輸送層(ETL)/カソード(アルミニウム、100nm)。使用された基板は、厚さ50nmの構造化されたITO(酸化インジウムスズ)でコーティングされたガラス板である。より良い処理のために、これらは、ドイツのヘレウス・プレシャス・メタルズ社(Heraeus Precious Metals GmbH&Co.KG)から購入した、PEDOT:PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシ−2,5−チオフェン)ポリスチレンスルホン酸でコートした。PEDOT:PSSを、空気中で水からスピンコートし、次いで残留水を除去するために空気中にて180℃で10分間加熱した。正孔輸送層および発光層を、これらのコーティングされたガラス板に適用した。使用された正孔輸送層は、架橋性である。次に示したポリマーを使用したが、これは国際公開2010/097155号に従って合成することができる。
正孔輸送ポリマーをトルエンに溶解した。ここにおけるように、素子に一般的な20nmの層の厚さがスピンコートにより達成される場合、そのような溶液の典型的な固形分は、約5g/lである。層は、不活性ガス雰囲気中、この場合はアルゴン中でスピンコートし、そして180℃で60分間ベークした。
発光層は常に、少なくとも1つのマトリックス材料(ホスト材料)と1つの発光ドーパント(発光体)で構成される。また、複数のマトリックス材料と共ドーパントの混合物であってもよい。TMM−A(92%):ドーパント(8%)のような形で示される詳細は、ここでは、材料TMM−Aが92%の重量比で発光層中に存在し、かつドーパントが8%の重量比で存在することを意味する。発光層のための混合物を、トルエンに、または場合によりクロロベンゼンに溶解させる。ここにおけるように、素子に一般的な60nmの層の厚さがスピンコートにより達成される場合、そのような溶液の典型的な固形分は、約17g/lである。層は、不活性ガス雰囲気中、この場合はアルゴン中でスピンコートし、そして150℃で10分間ベークした。この場合に使用した材料は表1に示される。
正孔ブロック層および電子輸送層の材料を、真空チャンバ内で熱的な真空蒸着により適用した。電子輸送層は、例えば、1つ以上の材料からなっていてもよく、その材料は共蒸着により特定の体積比で互いに混合される。ETM1:ETM2(50%:50%)のような形で示される詳細は、ここでは、ETM1とETM2材料が各々50%の体積比で層中に存在することを意味する。この場合に使用した材料は表2に示される。
100nmのアルミニウム層の熱蒸着によってカソードを形成した。OLEDは、標準的な手法によって特徴付けた。EML混合物および試験したOLED素子の構造は、表3および表4に示される。全てのケースにおいて、強い、黄色から橙赤色乃至赤色の発光が観察された。

Claims (16)

  1. 式(1)の化合物。
    (式中、使用される記号は以下のとおりである:
    Mは、出現毎に同一であるかまたは異なり、イリジウムまたはロジウムであり;
    Dは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CまたはNであり;
    Xは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRもしくはNであるか;または、この環中のどちらか1つのDが、アニオン性窒素原子としてMに配位する場合、またはEがNである場合、2つの隣接するXがともにCRもしくはNであり、かつ3つ目のXがCRもしくはNであり;
    Eは、CまたはNであり、ここで、2つの隣接するXがともにCRもしくはNであり、かつ3つ目のXがCRもしくはNである場合にのみ、EはNであることが可能であり;
    Vは、出現毎に同一であるかまたは異なり、式(2)または(3)の基であり
    (式中、環に直接結合される点線の結合は、式(1)に示される対応する6員のアリールまたはヘテロアリール基であり、かつAへの2つの点線の結合は、それぞれ副配位子Lへの結合を示す);
    Lは、出現毎に同一であるかまたは異なり、二座モノアニオン性副配位子であり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRもしくはNであるか、または2つの隣接するX基がともにNR、O、もしくはSであり、よって5員環を形成し、かつ残りのXが出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNであるか;または、環中のX基のうちの1つがNである場合に、2つの隣接するX基がともにCRもしくはNであり、よって5員環を形成し;ただし、最大2つの隣接するX基がNであり;
    は、出現毎にCであるか、または1つのX基がNであり、かつ同一の環中の他のX基がCであり;ただし、環中のX基のうちの1つがNである場合、2つの隣接するX基はCRまたはNであり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、C(R)またはOであり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、CR、P(=O)、B、またはSiRであり、ただし、AがP(=O)、BまたはSiRである場合、記号AはOであり、かつこのAに結合された記号Aは−C(=O)−NR’−または−C(=O)−O−ではなく;
    Aは、出現毎に同一であるかまたは異なり、−CR=CR−、−C(=O)−NR’−、−C(=O)−O−、−CR−CR−、−CR−O−、または以下の式(4)の基であり:
    (式中、点線の結合は二座副配位子Lのこの構造への結合の位置を示し、かつ*は式(4)の単位の中央環基への結合の位置を示し、かつXおよびXは上記の意味を有する);
    Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、CN、NO、OR、SR、COOH、C(=O)N(R、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、COO(カチオン)、SO(カチオン)、OSO(カチオン)、OPO(カチオン)、O(カチオン)、N(R(アニオン)、P(R(アニオン)、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または2〜20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル、アルケニル、またはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の隣接しないCH基は、Si(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2つのRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
    R’は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、かつここで、1以上の隣接しないCH基は、Si(Rによって置き換えられていてもよく)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R、CN、NO、OR、SR、Si(R、B(OR、C(=O)R、P(=O)(R、S(=O)R、S(=O)、OSO、COO(カチオン)、SO(カチオン)、OSO(カチオン)、OPO(カチオン)、O(カチオン)、N(R(アニオン)、P(R(アニオン)、1〜20の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル基または2〜20の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3〜20の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル基(ここで、アルキル、アルケニル、またはアルキニル基は、それぞれのケースにおいて、1以上のRラジカルによって置換されていてもよく、ここで1以上の隣接しないCH基がSi(R、C=O、NR、O、SまたはCONRによって置き換えられていてもよい)、または5〜40の芳香族環原子を有し、かつそれぞれのケースにおいて1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系であり;同時に、2以上のRラジカルがともに環系を形成していてもよく;
    は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1〜20の炭素原子を有する、脂肪族、芳香族、もしくはヘテロ芳香族有機ラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;
    カチオンは、出現毎に同一であるかまたは異なり、プロトン、重陽子、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、およびテトラアルキルホスホニウムからなる群から選択され;
    アニオンは、出現毎に同一であるかまたは異なり、ハロゲン化物、カルボキシレートR−COO、シアニド、シアネート、イソシアネート、チオシアネート、チオイソシアネート、ヒドロキシド、BF 、PF 、B(C 、カルボナート、およびスルホネートからなる群から選択される)
  2. 両方の金属MがIr(III)であり、かつ化合物が非荷電の化合物であることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  3. 式(1’)、(1’’)および(1’’’)の化合物から選択される、請求項1または2に記載の化合物。
    (式中、式(1’’)において明示的に示される、D基に対してオルト位で、かつ配位窒素原子に対してオルト位のRラジカルは、出現毎にそれぞれ同一であるかまたは異なり、H、D、F、CHおよびCDからなる群から選択され、かつ使用されるその他の記号は請求項1に記載の意味を有する)
  4. 式(1a)〜(1h)の構造から選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物。
    (式中、使用される記号は、請求項1に記載の意味を有し、かつ式(1d)〜(1h)の5員環中のXは、出現毎に同一であるかまたは異なり、CRまたはNである)
  5. 式(1a’)〜(1h’)の化合物から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
    (式中、配位炭素または窒素原子に対してオルト位で、明示的に示されるRラジカルは、出現毎にそれぞれ同一であるかまたは異なり、H、D、F、CH、およびCDからなる群から選択され、かつ使用されるその他の記号は請求項1に記載の意味を有する)
  6. 式(2)の基が式(5)〜(8)の構造から選択されること、および式(3)の基が式(9)〜(13)の構造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。
    (式中、記号は請求項1に記載の意味を有する)
  7. 式(2)の基が式(5’)の構造を有すること、および式(3)の基が式(9’)または(9’’)の構造を有す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、記号は請求項1に記載の意味を有する)
  8. Aが、出現毎に同一であるかまたは異なり、−C(=O)−O−、−C(=O)−NR’−または式(4)の基(ここで、式(4)の基は、式(14)〜(38)の構造から選択される)からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。
    (式中、記号は請求項1に記載の意味を有する)
  9. 式(2)の基が式(2a)〜(2i)の構造から選択されること、および式(3)の基が式(3a)〜(3i)の構造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。
    (式中、記号は請求項1に記載の意味を有する)
  10. Vが式(5a’’)および(5a’’’)の構造から選択されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の化合物。
    (式中、記号は請求項1に記載の意味を有する)
  11. 二座副配位子Lが、出現毎に同一であるかまたは異なり、式(L−1)、(L−2)、および(L−3)の構造から選択されること特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物。
    (式中、点線の結合は、副配位子Lの式(2)または(3)の基への結合を示し、かつその他の記号には以下が適用される:
    CyCは、出現毎に同一であるかまたは異なり、置換もしくは非置換の、5〜14の芳香族環原子を有する、アリールまたはヘテロアリール基(これは、炭素原子を介してMに配位され、かつ共有結合を介してCyDに結合される)であり;
    CyDは、出現毎に同一であるかまたは異なり、置換もしくは非置換の、5〜14の芳香族環原子を有する、ヘテロアリール基(これは、窒素原子を介して、またはカルベン炭素原子を介して、Mに配位され、かつ共有結合を介してCyCに結合される)であり;
    同時に、2以上の任意の置換基がともに環系を形成していてもよい)
  12. 配位子と、式(57)の金属アルコキシド、式(58)の金属ケトケトネート、式(59)の金属ハロゲン化物、または式(60)の金属カルボキシレートとを反応させることによる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の化合物の調製方法。
    (式中、MおよびRは、請求項1に記載の意味を有し、HalはF、Cl、BrまたはIであり、かつイリジウムまたはロジウムの反応物質は、アルコキシドおよび/またはハロゲン化物および/またはヒドロキシルの両方を有する、対応する水和物および/またはイリジウムもしくはロジウム化合物の形で存在していてもよく、かつケトケトネートラジカルが使用されていてもよい)
  13. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物、および少なくとも1つの溶媒を含んでなる、配合物。
  14. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の化合物の、電子素子における、または酸素増感剤としての、使用。
  15. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物を含んでなる、電子素子。
  16. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の化合物が1以上の発光層における発光化合物として採用される、有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項15に記載の電子素子。
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