Verbindungen für elektronische Vorrichtungen
Die vorliegende Anmeldung betrifft Verbindungen enthaltend eine cyclische Lactamgruppe. Die Verbindungen eignen sich zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen.
Unter elektronischen Vorrichtungen im Sinne dieser Anmeldung werden sogenannte organische elektronische Vorrichtungen verstanden (organic electronic devices), welche organische Halbleitermaterialien als
Funktionsmaterialien enthalten. Insbesondere werden darunter OLEDs
(organische Elektrolumineszenzvorrichtungen) verstanden. Unter der Bezeichnung OLEDs werden elektronische Vorrichtungen verstanden, welche eine oder mehrere Schichten enthaltend organische Verbindungen aufweisen und unter Anlegen von elektrischer Spannung Licht emittieren. Der Aufbau und das allgemeine Funktionsprinzip von OLEDs sind dem Fachmann bekannt.
Bei elektronischen Vorrichtungen, insbesondere OLEDs, besteht großes Interesse an einer Verbesserung der Leistungsdaten, insbesondere
Lebensdauer, Effizienz, Betriebsspannung und Farbreinheit. In diesen
Punkten konnte noch keine vollständig zufriedenstellende Lösung gefunden werden. Weiterhin besteht Bedarf an neuen, alternativen Verbindungen zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in OLEDs. Einen großen Einfluss auf die Leistungsdaten von elektronischen
Vorrichtungen haben emittierende Schichten, insbesondere
phosphoreszierende emittierende Schichten, nochmals insbesondere rot phosphoreszierende emittierende Schichten. Zur Verwendung in diesen Schichten werden weiterhin neue Verbindungen gesucht, insbesondere Verbindungen, die als Matrixmaterial, insbesondere für rot oder grün phosphoreszierende Emitter, in einer emittierenden Schicht dienen können. Hierzu werden insbesondere Verbindungen gesucht, die eine hohe
Glasübergangstemperatur TG und eine hohe Oxidations- und Temperatur- Stabilität aufweisen und die bei Verwendung in OLEDs eine hohe Effizienz der Vorrichtungen bewirken. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl an heteroaromatischen
Verbindungen zur Verwendung als Matrixmaterial für phosphoreszierende emittierende Schichten bekannt, beispielsweise Carbazol-Derivate und Chinazolin-Derivate. Es besteht jedoch weiterhin Bedarf an alternativen Verbindungen, die zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen geeignet sind, insbesondere an Verbindungen, die eine oder mehrere der oben genannten vorteilhaften Eigenschaften aufweisen. Es besteht weiterhin Verbesserungsbedarf bei den erzielten Leistungsdaten bei der Verwendung der Verbindungen in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere bei Lebensdauer,
Betriebsspannung, Effizienz und Farbreinheit der Vorrichtungen.
Es wurde gefunden, dass sich bestimmte Verbindungen, die eine cyclische Lactamgruppe enthalten, hervorragend zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen eignen, insbesondere zur Verwendung in OLEDs, nochmals insbesondere darin zur Verwendung als Matrixmaterialien für
phosphoreszierende Emitter, insbesondere rot oder grün
phosphoreszierende Emitter. Die Verbindungen führen zu hoher
Lebensdauer, hoher Effizienz, geringer Betriebsspannung und hoher Farbreinheit der Vorrichtungen. Weiterhin bevorzugt weisen die
Verbindungen eine hohe Glasübergangstemperatur TG und eine hohe Oxidations- und Temperatur-Stabilität auf.
Die Verbindungen entsprechen einer Formel (I)
Formel (I) wobei für die auftretenden Variablen gilt:
G ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus einer Gruppe der Formel (G-1 )
Formel (G-1 ) die über die gestrichelte Bindung angebunden ist, wobei in Formel (G-1 ) W bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR2 oder N ist; oder eine oder mehrere Einheiten aus je zwei benachbarten Gruppen W sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus Einheiten der Formeln (W-1 ) bis (W-2)
Formel (W-1 ) Formel (W-2)
wobei die gestrichelten Bindungen die Bindungen an den Rest der Formel (G-1 ) sind; wobei U bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt ist aus O, S, NR3 und C(R3)2; und wobei in Formel (W-1 ) bis (W-2) V bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR2 oder N ist; oder eine oder mehrere Einheiten aus je zwei benachbarten Gruppen V sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus Einheiten der Formeln (V-1 ) bis (V-2)
Formel (V-1 ) Formel (V-2) wobei die gestrichelten Bindungen die Bindungen an den Rest der Formeln (W-1 ) bis (W-2) sind; wobei Z bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR2 ist;
X ist, wenn kein G oder T daran gebunden ist, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR1; und X ist, wenn G oder T daran gebunden ist, gleich C;
T ist eine Einfachbindung, die die betreffenden Gruppen X verbindet;
R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CI, Br, I, C(=0)R4, CN, Si(R4)3, N(R4)2, P(=0)(R4)2, OR4, S(=0)R4, S(=0)2R4, geradkettigen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 20 C-Atomen,
verzweigten oder cyclischen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 3 bis 20 C- Atomen, Alkenyl- oder Alkinylgruppen mit 2 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und hetero aromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei oder mehr Reste R1 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen und die genannten aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind; und wobei eine oder mehrere CFh-Gruppen in den genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen durch -R4C=CR4-, -C^C-, Si(R4)2, C=0, C=NR4, -C(=0)0-, -C(=0)NR4-, NR4, P(=0)(R4), -O-, -S-, SO oder SO2 ersetzt sein können;
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CI, Br, I, C(=0)R4, CN, Si(R4)3, N(R4)2, P(=0)(R4)2, OR4, S(=0)R4, S(=0)2R4, geradkettigen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 3 bis 20 C- Atomen, Alkenyl- oder Alkinylgruppen mit 2 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und hetero- aromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei oder mehr Reste R2 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen und die genannten aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind; und wobei eine oder mehrere CFh-Gruppen in den genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen durch -R4C=CR4-, -C^C-, Si(R4)2, C=0, C=NR4, -C(=0)0-, -C(=0)NR4-, NR4, P(=0)(R4), -O-, -S-, SO oder SO2 ersetzt sein können; R3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CI, Br, I, CN, Si(R4)3, N(R4)2, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C- Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen,
aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei oder mehr Reste R3 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkylgruppen und die genannten aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen
Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind;
R4 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CI, Br, I, C(=0)R5, CN, Si(R5)3, N(R5)2, P(=0)(R5)2, OR5, S(=0)R5, S(=0)2R5, geradkettigen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 3 bis 20 C- Atomen, Alkenyl- oder Alkinylgruppen mit 2 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und hetero aromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei oder mehr Reste R4 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen und die genannten aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R5 substituiert sind; und wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen in den genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen durch -R5C=CR5-, -C^C-, Si(R5)2, C=0, C=NR5, -C(=0)0-, -C(=0)NR5-, NR5, P(=0)(R5), -O-, -S-, SO oder S02 ersetzt sein können;
R5 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CI, Br, I, CN, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, Alkenyl- oder Alkinylgruppen mit 2 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei oder mehr Reste R5 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; und wobei die genannten Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl- und Alkinylgruppen, aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme mit
einem oder mehreren Resten gewählt aus F und CN substituiert sein können; k ist gleich 0 oder 1 , wobei wenn k gleich 0 ist, T nicht vorhanden ist, und die betreffenden Gruppen X nicht miteinander verbunden sind; m, n, o ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus 0 und 1 , wobei mindestens einer der Indices m, n und o gleich 1 sein muss; wobei in mindestens einem der Ringe, an den eine Gruppe G gebunden ist, mindestens eine Gruppe X gleich N ist.
Ein in einen Ring gezeichneter Kreis bedeutet, dass der betreffende Ring Aromatizität hat, bevorzugt aus drei delokalisierten Doppelbindungen.
Die folgenden Definitionen gelten für die chemischen Gruppen, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden. Sie gelten, soweit keine spezielleren Definitionen angegeben sind. Unter einer Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung wird entweder ein einzelner aromatischer Cyclus, also Benzol, oder ein kondensierter aromatischer Polycyclus, beispielsweise Naphthalin, Phenanthren oder Anthracen, verstanden. Ein kondensierter aromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einzelnen aromatischen Cyclen. Unter Kondensation zwischen Cyclen ist dabei zu verstehen, dass die Cyclen mindestens eine Kante miteinander teilen. Eine Arylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 aromatische Ringatome, von denen keines ein Heteroatom ist. Unter einer Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung wird entweder ein einzelner heteroaromatischer Cyclus, beispielsweise Pyridin, Pyrimidin oder Thiophen, oder ein kondensierter heteroaromatischer Polycyclus,
beispielsweise Chinolin oder Carbazol, verstanden. Ein kondensierter heteroaromatischer Polycyclus besteht im Sinne der vorliegenden
Anmeldung aus zwei oder mehr miteinander kondensierten einzelnen aromatischen oder heteroaromatischen Cyclen, wobei wenigstens einer der aromatischen und heteroaromatischen Cyclen ein heteroaromatischer Cyclus ist. Unter Kondensation zwischen Cyclen ist dabei zu verstehen, dass die Cyclen mindestens eine Kante miteinander teilen. Eine
Heteroarylgruppe im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 40 aromatische Ringatome, von denen mindestens eines ein Heteroatom darstellt. Die Heteroatome der Heteroarylgruppe sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und S.
Unter einer Aryl- oder Heteroarylgruppe, die jeweils mit den oben
genannten Resten substituiert sein kann werden insbesondere Gruppen verstanden, welche abgeleitet sind von Benzol, Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren, Dihydropyren, Chrysen, Perylen, Triphenylen,
Fluoranthen, Benzanthracen, Benzphenanthren, Tetracen, Pentacen, Benzpyren, Furan, Benzofuran, Isobenzofuran, Dibenzofuran, Thiophen, Benzothiophen, Isobenzothiophen, Dibenzothiophen, Pyrrol, Indol, Isoindol, Carbazol, Pyridin, Chinolin, Isochinolin, Acridin, Phenanthridin, Benzo-5,6- chinolin, Benzo-6,7-chinolin, Benzo-7,8-chinolin, Phenothiazin, Phenoxazin, Pyrazol, Indazol, Imidazol, Benzimidazol, Benzimidazolo[1 ,2- ajbenzimidazol, Naphthimidazol, Phenanthrimidazol, Pyridimidazol,
Pyrazinimidazol, Chinoxalinimidazol, Oxazol, Benzoxazol, Naphthoxazol, Anthroxazol, Phenanthroxazol, Isoxazol, 1 ,2-Thiazol, 1 ,3-Thiazol, Benzo- thiazol, Pyridazin, Benzopyridazin, Pyrimidin, Benzpyrimidin, Chinoxalin, Pyrazin, Phenazin, Naphthyridin, Azacarbazol, Benzocarbolin, Phenan- throlin, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,4-Triazol, Benzotriazol, 1 ,2,3-Oxadiazol,
1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,5-Oxadiazol, 1 ,3,4-Oxadiazol, 1 ,2,3-Thiadiazol, 1 ,2,4- Thiadiazol, 1 ,2,5-Thiadiazol, 1 ,3,4-Thiadiazol, 1 ,3,5-Triazin, 1 ,2,4-Triazin,
1 ,2,3-Triazin, Tetrazol, 1 ,2,4,5-Tetrazin, 1 ,2,3,4-Tetrazin, 1 ,2,3,5-Tetrazin, Purin, Pteridin, Indolizin und Benzothiadiazol.
Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung ist ein System, welches nicht notwendigerweise nur Arylgruppen enthält, sondern welches zusätzlich einen oder mehrere nicht-aromatische Ringe enthalten kann, die mit wenigstens einer Arylgruppe kondensiert sind. Diese nicht
aromatischen Ringe enthalten ausschließlich Kohlenstoffatome als
Ringatome. Beispiele für Gruppen, die von dieser Definition umfasst sind, sind Tetrahydronaphthalin, Fluoren und Spirobifluoren. Weiterhin umfasst der Begriff aromatisches Ringsystem Systeme, die aus zwei oder mehr aromatischen Ringsystemen bestehen, die über Einfachbindungen miteinander verbunden sind, beispielsweise Biphenyl, Terphenyl, 7-Phenyl- 2-fluorenyl, Quaterphenyl und 3, 5-Diphenyl-1 -phenyl. Ein aromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 6 bis 40 C-Atome und keine Heteroatome im Ringsystem. Die Definition von„aromatisches Ringsystem“ umfasst nicht Heteroarylgruppen.
Ein heteroaromatisches Ringsystem entspricht der oben genannten
Definition eines aromatischen Ringsystems, mit dem Unterschied dass es mindestens ein Heteroatom als Ringatom enthalten muss. Wie es beim aromatischen Ringsystem der Fall ist, muss das heteroaromatische
Ringsystem nicht ausschließlich Arylgruppen und Heteroarylgruppen enthalten, sondern es kann zusätzlich einen oder mehrere nicht
aromatische Ringe enthalten, die mit wenigstens einer Aryl- oder
Heteroarylgruppe kondensiert sind. Die nicht-aromatischen Ringe können ausschließlich C-Atome als Ringatome enthalten, oder sie können zusätzlich ein oder mehrere Heteroatome enthalten, wobei die
Heteroatome bevorzugt gewählt sind aus N, O und S. Ein Beispiel für ein derartiges heteroaromatisches Ringsystem ist Benzopyranyl. Weiterhin werden unter dem Begriff„heteroaromatisches Ringsystem“ Systeme verstanden, die aus zwei oder mehr aromatischen oder heteroaromatischen Ringsystemen bestehen, die miteinander über Einfachbindungen
verbunden sind, wie beispielsweise 4,6-Diphenyl-2-triazinyl. Ein
heteroaromatisches Ringsystem im Sinne dieser Erfindung enthält 5 bis 40 Ringatome, die gewählt sind aus Kohlenstoff und Heteroatomen, wobei mindestens eines der Ringatome ein Heteroatom ist. Die Heteroatome des heteroaromatischen Ringsystems sind bevorzugt ausgewählt aus N, O und S.
Die Begriffe„heteroaromatisches Ringsystem“ und„aromatisches
Ringsystem“ gemäß der Definition der vorliegenden Anmeldung
unterscheiden sich damit dadurch voneinander, dass ein aromatisches Ringsystem kein Heteroatom als Ringatom aufweisen kann, während ein heteroaromatisches Ringsystem mindestens ein Heteroatom als Ringatom aufweisen muss. Dieses Heteroatom kann als Ringatom eines nicht aromatischen heterocyclischen Rings oder als Ringatom eines
aromatischen heterocyclischen Rings vorliegen.
Entsprechend der obenstehenden Definitionen ist jede Arylgruppe vom Begriff„aromatisches Ringsystem“ umfasst, und jede Heteroarylgruppe ist vom Begriff„heteroaromatisches Ringsystem“ umfasst. Unter einem aromatischen Ringsystem mit 6 bis 40 aromatischen
Ringatomen oder einem heteroaromatischen Ringsystem mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, werden insbesondere Gruppen verstanden, die abgeleitet sind von den oben unter Arylgruppen und Heteroarylgruppen genannten Gruppen sowie von Biphenyl, Terphenyl, Quaterphenyl, Fluoren, Spirobifluoren, Dihydrophenanthren, Dihydropyren, Tetrahydropyren, Indenofluoren, Truxen, Isotruxen, Spirotruxen, Spiroisotruxen,
Indenocarbazol, oder von Kombinationen dieser Gruppen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer geradkettigen Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen bzw. einer verzweigten oder cyclischen Alkylgruppe mit 3 bis 20 C-Atomen bzw. einer Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, in der auch einzelne H-Atome oder CH2-Gruppen
durch die oben bei der Definition der Reste genannten Gruppen substituiert sein können, bevorzugt die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s-Pentyl, Cyclopentyl, neo- Pentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, neo-Hexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluorethyl, 2,2,2-T rifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclopentenyl, Hexenyl,
Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Ethinyl, Propinyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl oder Octinyl verstanden. Unter einer Alkoxy- oder Thioalkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, in der auch einzelne H-Atome oder CFh-Gruppen durch die oben bei der
Definition der Reste genannten Gruppen substituiert sein können, werden bevorzugt Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n- Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy, n-Pentoxy, s-Pentoxy, 2-Methyl- butoxy, n-Hexoxy, Cyclohexyloxy, n-Heptoxy, Cycloheptyloxy, n-Octyloxy, Cyclooctyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Pentafluorethoxy, 2,2,2-Trifluorethoxy, Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, i-Propylthio, n-Butylthio, i-Butylthio, s- Butylthio, t-Butylthio, n-Pentylthio, s-Pentylthio, n-Hexylthio, Cyclohexylthio, n-Heptylthio, Cycloheptylthio, n-Octylthio, Cyclooctylthio, 2-Ethylhexylthio, Trifluormethylthio, Pentafluorethylthio, 2,2,2-T rifluorethylthio, Ethenylthio, Propenylthio, Butenylthio, Pentenylthio, Cyclopentenylthio, Hexenylthio, Cyclohexenylthio, Heptenylthio, Cycloheptenylthio, Octenylthio,
Cyclooctenylthio, Ethinylthio, Propinylthio, Butinylthio, Pentinylthio,
Hexinylthio, Heptinylthio oder Octinylthio verstanden.
Unter der Formulierung, dass zwei oder mehr Reste miteinander einen Ring bilden können, soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter anderem verstanden werden, dass die beiden Reste miteinander durch eine chemische Bindung verknüpft sind. Weiterhin soll unter der oben genannten Formulierung aber auch verstanden werden, dass für den Fall, dass einer der beiden Reste Wasserstoff darstellt, der zweite Rest unter
Bildung eines Rings an die Position, an die das Wasserstoffatom gebunden war, bindet.
Bevorzugt sind ein, zwei, drei oder vier Gruppen X in Formel (I) gleich N, besonders bevorzugt zwei oder drei, ganz besonders bevorzugt zwei.
Bevorzugt sind in einem der drei Ringe in Formel (I), die Gruppen X enthalten, zwei Gruppen X gleich N. Bevorzugt sind in einem Ring, an den eine Gruppe G bindet, genau eine oder zwei, besonders bevorzugt zwei Gruppen X gleich N. Bevorzugt sind in einem Ring, an den eine Gruppe G bindet, eine oder zwei Gruppen X, die zur Bindung an G benachbart sind, gleich N. Besonders bevorzugt sind in dem Ring, an den eine Gruppe G bindet, zwei Gruppen X benachbart zur Bindung an G, und beide sind gleich N.
Bevorzugt ist k gleich 0.
Bevorzugt ist die Summe der Indices m, n und o gleich 1 , so dass genau eine Gruppe G in Formel (I) vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist mindestens einer der Indices m und n gleich 1 , ganz besonders bevorzugt ist einer der Indices m und n gleich 1 , und der andere der Indices m und n ist gleich 0. Weiterhin ist es bevorzugt, dass Index o gleich 0 ist. Es ist bevorzugt, dass in einem Ring in Formel (I), an den eine Gruppe G bindet, kein Rest R1 gleich Fl oder D ist, und mindestens eine Gruppe X gleich N ist, insbesondere zwei Gruppen X gleich N sind. Bevorzugt sind in einem Ring in Formel (I), an den eine Gruppe G bindet, alle Reste R1 gewählt aus F, CN, Si(R4)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20
C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C- Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen
Ringatomen und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40
aromatischen Ringatomen, wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen Ringsysteme und die genannten
heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind, und mindestens eine Gruppe X ist gleich N, insbesondere zwei Gruppen X sind gleich N. Besonders bevorzugt sind in einem Ring in Formel (I), an den eine Gruppe G bindet, alle Reste R1 gewählt aus aromatischen
Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R4 substituiert sind, und heteroaromatischen
Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit einem oder mehreren Resten R4 substituiert sind, und mindestens eine Gruppe X ist gleich N, insbesondere zwei Gruppen X sind gleich N. Es ist weiterhin bevorzugt, dass diese bevorzugte Ausführungsform in Kombination mit derjenigen bevorzugten Ausführungsform auftritt, in der in einem Ring, an den eine Gruppe G bindet, eine oder zwei Gruppen X, die zur Bindung an G benachbart sind, gleich N sind; insbesondere zwei Gruppen X, die zur Bindung an G benachbart sind, gleich N sind.
Bevorzugt ist R1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CN, Si(R4)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen
Ringsysteme und die genannten heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind; und wobei in den genannten Alkylgruppen eine oder mehrere CFh-Gruppen durch -C^C-, -R4C=CR4-, Si(R4)2, C=0, C=NR4, -NR4-, -O-, -S-, -C(=0)0- oder -C(=0)NR4- ersetzt sein können. Besonders bevorzugt ist R1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R4 substituiert sind, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R4 substituiert sind. Bevorzugt ist R1 in einem Ring, an den eine Gruppe G
bindet, gewählt aus F, CN, Si(R4)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C- Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen
Ringatomen und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40
aromatischen Ringatomen, wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen Ringsysteme und die genannten
heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind. Besonders bevorzugt ist R1 in einem Ring, an den eine Gruppe G bindet, gewählt aus aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40
aromatischen Ringatomen, die jeweils mit Resten R4 substituiert sind.
Bevorzugt ist R2 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CN, Si(R4)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen
Ringsysteme und die genannten heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind; und wobei in den genannten Alkylgruppen eine oder mehrere CFh-Gruppen durch -C^C-, -R4C=CR4-, Si(R4)2, C=0, C=NR4, -NR4-, -O-, -S-, -C(=0)0- oder -C(=0)NR4- ersetzt sein können. Besonders bevorzugt ist R2 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R4 substituiert sind, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R4 substituiert sind. Ganz besonders bevorzugt ist R2 gleich H.
Bevorzugt ist R3 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen
Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und hetero-
aromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei Reste R3 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkylgruppen und die genannten
aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind. Ganz besonders bevorzugt ist R3 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei zwei Reste R3 miteinander verknüpft sein können und einen Ring bilden können; wobei die genannten Alkylgruppen und die genannten aromatischen Ringsysteme und heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind. Im Fall der Verknüpfung von zwei Resten R3, die einen Ring bilden, ist es bevorzugt, dass diese beiden Reste Bestandteile einer Gruppe U sind, die gleich C(R3)2 ist, so dass ein Spiro-System gebildet wird. Bevorzugt sind in diesem Fall die beiden Reste R3 gewählt aus aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen und heteroaromatischen
Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die jeweils mit
Resten R4 substituiert sind, besonders bevorzugt aus Phenylgruppen, die jeweils mit Resten R4 substituiert sind, so dass eine Spirobifluoren-Einheit gebildet wird. Bevorzugt ist R4 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, D, F, CN, Si(R5)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen; wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen
Ringsysteme und die genannten heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R5 substituiert sind; und wobei in den genannten Alkylgruppen
eine oder mehrere CFh-Gruppen durch -C^C-, -R5C=CR5-, Si(R5)2, C=0, C=NR5, -NR5-, -O-, -S-, -C(=0)0- oder -C(=0)NR5- ersetzt sein können. Besonders bevorzugt ist R4 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R5 substituiert sind, und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die mit Resten R5 substituiert sind. Ganz besonders bevorzugt ist R4 gleich H.
Bevorzugt ist in Formel (G-1 ) eine Einheit bestehend aus je zwei benachbarten Gruppen W gewählt aus Einheiten der Formeln (W-1 ) und (W-2), bevorzugt (W-2), und die restlichen Gruppen W sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR2, bevorzugt CR2.
Gemäß einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind in Formel (G-1 ) alle Gruppen W gleich oder verschieden gewählt aus N und CR2, bevorzugt CR2. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass einer oder mehrere der Reste R2 gleich Carbazol, bevorzugt C-gebundenes Carbazol, sind, das jeweils mit Resten R4 substituiert ist, oder eine Carbazoleinheit enthalten, die jeweils mit Resten R4 substituiert ist. Unter C-gebundenem Carbazol wird dabei Carbazol verstanden, das über eines seiner C-Atome gebunden ist.
Gemäß einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind in Formel (G-1 ) zwei Einheiten bestehend aus je zwei benachbarten Gruppen W gewählt aus Einheiten der Formeln (W-1 ) bis (W-2), und die restlichen Gruppen W sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR2, bevorzugt CR2. Gemäß dieser Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass von den zwei Einheiten bestehend aus je zwei
benachbarten Gruppen W eine Einheit der Formel (W-1 ) entspricht, wobei V bevorzugt CR2 ist, und die andere Einheit der Formel (W-2) entspricht, wobei V bevorzugt CR2 ist.
Bevorzugt ist in Formel (W-1 ) eine Einheit bestehend aus zwei
benachbarten Gruppen V gewählt aus Einheiten der Formeln (V-1 ) und (V- 2), und die restlichen Gruppen V sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR2, bevorzugt CR2.
Gemäß einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind in Formel (W-1 ) alle Gruppen V gleich oder verschieden gewählt aus N und CR2, bevorzugt CR2. Bevorzugt ist in Formel (W-2) eine Einheit bestehend aus zwei
benachbarten Gruppen V gewählt aus Einheiten der Formeln (V-1 ) und (V- 2), und die restlichen Gruppen V sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden N oder CR2, bevorzugt CR2. Gemäß einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform sind in Formel (W-2) alle Gruppen V gleich oder verschieden gewählt aus N und CR2, bevorzugt CR2.
Bevorzugt ist Z gleich CR2.
Bevorzugte Gruppen der Formel (G-1 ) entsprechen einer der folgenden
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- wobei in Formel (G-1-1 ) W definiert ist wie oben, und bevorzugt W
gleich CR2 oder N ist, besonders bevorzugt gleich CR2; und wobei die unsubstituiert gezeichneten Positionen in Formel (G-1 -1 ) mit Resten R4 substituiert sind;
- wobei in Formel (G-1-2) eine Einheit W1-W1 gewählt ist aus der unteren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -2) sind, und wobei die restlichen Gruppen W1 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei W definiert ist wie oben, und bevorzugt gleich CR2 oder N ist, besonders bevorzugt gleich CR2; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gewählt ist aus O, NR3 und C(R3)2, besonders bevorzugt aus NR3; und wobei V definiert ist wie oben, und bevorzugt gleich N oder CR2 ist, besonders bevorzugt gleich CR2;
- wobei in Formel (G-1-3) eine Einheit W1-W1 gewählt ist aus der mittleren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -3) sind, und wobei die restlichen Gruppen W1 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei W definiert ist wie oben, und bevorzugt W gleich CR2 oder N ist, besonders bevorzugt gleich CR2; und wobei in Formel (G-1 -3) eine Einheit V-V gewählt ist aus der unteren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1-3) sind, und wobei die restlichen Gruppen V gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gewählt ist aus O, NR3 und C(R3)2; und wobei Z definiert ist wie oben und bevorzugt CR2 ist;
- wobei in Formel (G-1-4) eine Einheit W1-W1 gewählt ist aus der mittleren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -4) sind, und wobei die restlichen Gruppen W1 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei eine Einheit W2-W2 gewählt ist aus der unteren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1-4) sind, und wobei die restlichen
Gruppen W2 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei V definiert ist wie oben, und bevorzugt V gleich oder verschieden gewählt ist aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 ist; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gewählt ist aus O, NR3 und C(R3)2; wobei in Formel (G-1 -5) W definiert ist wie oben, und bevorzugt W gleich CR2 oder N ist, besonders bevorzugt gleich CR2; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gewählt ist aus S; und wobei V definiert ist wie oben, und bevorzugt gleich N oder CR2 ist, besonders bevorzugt gleich CR2; wobei in Formel (G-1 -6) eine Einheit W1-W1 gewählt ist aus der mittleren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -6) sind, und wobei die restlichen Gruppen W1 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei W definiert ist wie oben, und bevorzugt W gleich CR2 oder N ist, besonders bevorzugt gleich CR2; und wobei in Formel (G-1 -6) eine Einheit V-V gewählt ist aus der unteren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -6) sind, und wobei die restlichen Gruppen V gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gewählt ist aus C(R3)2; und wobei Z definiert ist wie oben und bevorzugt CR2 ist; wobei in Formel (G-1 -7) eine Einheit W1-W1 gewählt ist aus der mittleren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -7) sind, und wobei die restlichen Gruppen W1 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei in Formel (G-1 -7) eine Einheit W2-W2 gewählt ist aus der unteren Formel, wobei die gestrichelten Linien die Bindungen der Einheit an den Rest der Formel (G-1 -7) sind, und wobei
die restlichen Gruppen W2 gleich oder verschieden gewählt sind aus CR2 und N, und bevorzugt gleich CR2 sind; und wobei U definiert ist wie oben, und bevorzugt gleich C(R3)2 ist; und wobei V definiert ist wie oben, und bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR2 oder N ist, besonders bevorzugt CR2.
Bevorzugt unter den Formeln (G-1 -1 ) bis (G-1 -7) sind die Formeln (G-1 -1 ) bis (G-1 -5), besonders bevorzugt ist die Formel (G-1 -1 ). Bevorzugt entspricht die Formel (G-1 -1 ) der folgenden Formel (G-1 -1 -1 )
wobei die unsubstituiert gezeichneten Positionen mit Resten R
4 substituiert sind, und wobei W gewählt ist aus N und CR
2 und bevorzugt gleich CR
2 ist.
Bevorzugt entspricht die Formel (G-1 -2) einer der folgenden Formeln:
Formel (G-1 -2-1 )
wobei W, U und V definiert sind wie oben, und wobei bevorzugt W bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR
2 oder N ist und besonders bevorzugt CR
2 ist; und wobei U bevorzugt C(R
3)2 ist, und wobei V bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR
2 oder N ist und besonders bevorzugt gleich CR
2 ist.
Bevorzugt entspricht die Formel (G-1-3) der folgenden Formel:
Formel (G-1 -3-1 ), wobei W, U, V und Z definiert sind wie oben, und wobei bevorzugt W bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR2 oder N ist und besonders bevorzugt CR2 ist; und wobei U bevorzugt C(R3)2 ist, und wobei V bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR2 oder N ist und besonders bevorzugt gleich CR2 ist; und wobei Z bevorzugt gleich CR2 ist. Bevorzugt entspricht die Formel (G-1-4) der folgenden Formel:
wobei U und V definiert sind wie oben, und wobei V bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden CR
2 oder N ist und besonders bevorzugt gleich CR
2 ist; und wobei U bevorzugt C(R
3)2 ist.
Bevorzugt entspricht die Formel (G-1-5) der folgenden Formel:
Formel (G-1 -5-1 ) wobei U definiert ist wie oben und bevorzugt gleich S ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Formel (G-1 -6) entspricht der folgenden Formel:
Formel (G-1 -6-1 ),
wobei U definiert ist wie oben und bevorzugt gleich C(R3)2 ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Formel (G-1 -7) entspricht der folgenden Formel:
Formel (G-1 -7-1 ),
wobei U definiert ist wie oben und bevorzugt gleich C(R3)2 ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Formel (I) entsprechen den folgenden Formeln:
wobei die auftretenden Symbole definiert sind wie oben, und wobei in dem Ring, an den die Gruppe G gebunden ist, mindestens ein X gleich N ist. Besonders bevorzugt ist G gewählt aus den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen. Weiterhin ist es bevorzugt, dass in dem Ring, an den die Gruppe G gebunden ist, zwei Gruppen X gleich N sind. Weiterhin ist es bevorzugt, dass im Fall, dass zwei Gruppen X benachbart zur Bindung an die Gruppe G vorliegen, mindestens eine von ihnen, stärker bevorzugt beide von ihnen gleich N sind. Weiterhin ist es bevorzugt, dass im Fall,
dass nur eine Gruppe X benachbart zur Bindung an die Gruppe G vorliegt, diese Gruppe X gleich N ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Formeln (1-1 ) und (I-2) entsprechen den folgenden Formeln, in denen die Gruppe G gewählt ist aus Formeln (G- 1 -1 ) bis (G-1-7):
Bevorzugte Ausführungsformen der Formel (1-1 ) und (I-2) entsprechen den folgenden Formeln
wobei die auftretenden Symbole definiert sind wie oben, und wobei R
1 1 definiert ist wie R
1 oben. Bevorzugt ist G gewählt aus den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen. Bevorzugt ist R
1_1 gewählt aus F, CN, Si(R
4)3, geradkettigen Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen, verzweigten oder cyclischen Alkylgruppen mit 3 bis 20 C-Atomen, aromatischen
Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen und
heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen,
wobei die genannten Alkylgruppen, die genannten aromatischen
Ringsysteme und die genannten heteroaromatischen Ringsysteme jeweils mit Resten R4 substituiert sind. Besonders bevorzugt ist R1 1 gewählt aus aromatischen Ringsystemen mit 6 bis 40 aromatischen Ringatomen und heteroaromatischen Ringsystemen mit 5 bis 40 aromatischen Ringatomen, die jeweils mit Resten R4 substituiert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Gruppen X in den obenstehenden Formeln gleich N. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind alle Gruppen X in den obenstehenden Formeln gleich CR1.
Bevorzugte Ausführungsformen der Formeln (1-1 -A), (1-1 -B), (I-2-A) und (I- 2-B) entsprechen den folgenden Formeln, in denen die Gruppe G gewählt ist aus Formeln (G-1-1 -1 ) bis (G-1-7-1 ):
Bevorzugte Verbindungen gemäß Formel (I) sind im Folgenden abgebildet:
30
30
30
30
30
30
Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Verbindungen wird zunächst das cyclische Lactam- Grundgerüst hergestellt, und dieses wird dann in weiteren
Reaktionsschritten zur erfindungsgemäßen Verbindung weiter umgesetzt.
Gemäß einem ersten bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Lactam- Grundgerüsts (Schema 1 a) wird ausgehend von einem Aromaten, der eine Estergruppe und ein Halogenatom in vicinaler Position aufweist, und einem weiteren Aromaten, der eine Aminogruppe und eine Boronsäuregruppe in vicinaler Position aufweist, durch Suzuki-Kupplung und Ringschluss zum
Lactam das cyclische Lactam-Grundgerüst hergestellt. Einer der beiden Aromaten weist eine Alkyl-Thioethergruppe auf, bevorzugt eine Methyl- Thioethergruppe, die an den Ring des Aromaten gebunden ist. Das Halogenatom ist bevorzugt gewählt aus CI, Br und I, besonders bevorzugt CI.
Schema 1 a
Hai = Halogen, bevorzugt CI, Br, I
N im Ring: der Ring kann ein oder mehrere Stickstoffatome als Ringglieder aufweisen.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Verfahren (Schema 1 b) wird
ausgehend von einem Aromaten, der eine Carbonsäuregruppe und eine Boronsäuregruppe in vicinaler Position aufweist, und einem weiteren Aromaten, der eine Aminogruppe und ein Halogenatom in vicinaler Position aufweist, durch Suzuki-Kupplung und Ringschluss zum Lactam das
cyclische Lactam-Grundgerüst hergestellt. Einer der beiden Aromaten weist eine Alkyl-Thioethergruppe auf, bevorzugt eine Methyl-Thioethergruppe, die an den Ring des Aromaten gebunden ist. Das Halogenatom ist bevorzugt gewählt aus CI, Br und I, besonders bevorzugt CI.
Schema 1 b
Hai = Halogen, bevorzugt CI, Br, I
N im Ring: der Ring kann ein oder mehrere Stickstoffatome als Ringglieder aufweisen.
Die in Schema 1 a bzw. 1 b erhaltene Verbindung wird anschließend weiter umgesetzt durch Ullmann-Kupplung am NH des Lactams. Dann wird in einer weiteren Reaktion die Alkylthioether-Gruppe durch ein Chloratom ersetzt. Der entsprechende Reaktionstyp ist in Ham et al., Tetrahedron Leiters 2010, 51 (35), 4609-4611 beschrieben. An diesem Chloratom wird anschließend in einer nukleophilen aromatischen Substitution das N- gebundene Carbazolderivat eingeführt (Schema 2).
Ar = aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem
Die in den obenstehenden Schemata gezeigten Verbindungen können an den unsubstituiert gezeigten Positionen mit beliebigen organischen Resten substituiert sein.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist damit ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
i) Herstellung eines cyclischen Lactams aus zwei Aromaten, durch Suzuki- Kupplung und Bildung eines Amids;
ii) Ullmann-Kupplung eines Aromaten an das N-Atom der Lactam-Gruppe des cyclischen Lactams;
iii) Nukleophile Substitution eines Halogenatoms am Lactam-Grundgerüst durch das Carbazol-Stickstoffatom eines Carbazol-Derivats.
Die Schritte i) bis iii) werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Weiterhin ist es bevorzugt, dass das cyclische Lactam zunächst eine Alkyl-Thioethergruppe aufweist, die in einem späteren Schritt
gegen ein Halogenatom, bevorzugt CI, ausgetauscht wird, wobei die nukleophile Substitutionsreaktion am genannten Halogenatom stattfindet.
Vom Begriff„Aromat“ sind im Zusammenhang der oben beschriebenen Synthesen sowohl heteroaromatische als auch rein aromatische Systeme umfasst.
Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere Verbindungen, welche mit reaktiven Abgangsgruppen, wie Brom, lod, Chlor, Boronsäure oder Boronsäureester, substituiert sind, können als Monomere zur Erzeugung entsprechender Oligomere, Dendrimere oder Polymere Verwendung finden. Geeignete reaktive Abgangsgruppen sind beispielsweise Brom, lod, Chlor, Boronsäuren, Boronsäureester, Amine, Alkenyl- oder Alkinylgruppen mit endständiger C-C-Doppelbindung bzw. C- C-Dreifachbindung, Oxirane, Oxetane, Gruppen, die eine Cycloaddition, beispielsweise eine 1 ,3-dipolare Cycloaddition, eingehen, wie
beispielsweise Diene oder Azide, Carbonsäurederivate, Alkohole und Silane. Weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher Oligomere, Polymere oder Dendrimere enthaltend eine oder mehrere Verbindungen gemäß Formel (I), wobei die Bindung(en) zum Polymer, Oligomer oder Dendrimer an beliebigen, in Formel (I) mit R1, R2oder R3 substituierten Positionen lokalisiert sein können. Je nach Verknüpfung der Verbindung gemäß Formel (I) ist die Verbindung Bestandteil einer Seitenkette des Oligomers oder Polymers oder Bestandteil der Hauptkette. Unter einem Oligomer im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, welche aus mindestens drei Monomereinheiten aufgebaut ist. Unter einem Polymer im Sinne der Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die aus mindestens zehn Monomereinheiten aufgebaut ist. Die erfindungsgemäßen Polymere, Oligomere oder Dendrimere können konjugiert, teilkonjugiert oder nicht- konjugiert sein. Die erfindungsgemäßen Oligomere oder Polymere können
linear, verzweigt oder dendritisch sein. In den linear verknüpften Strukturen können die Einheiten gemäß Formel (I) direkt miteinander verknüpft sein oder sie können über eine bivalente Gruppe, beispielsweise über eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe, über ein Heteroatom oder über eine bivalente aromatische oder heteroaromatische Gruppe mitein ander verknüpft sein. In verzweigten und dendritischen Strukturen können beispielsweise drei oder mehrere Einheiten gemäß Formel (I) über eine trivalente oder höhervalente Gruppe, beispielsweise über eine trivalente oder höhervalente aromatische oder heteroaromatische Gruppe, zu einem verzweigten bzw. dendritischen Oligomer oder Polymer verknüpft sein.
Für die Wiederholeinheiten gemäß Formel (I) in Oligomeren, Dendrimeren und Polymeren gelten dieselben Bevorzugungen wie oben für
Verbindungen gemäß Formel (I) beschrieben.
Zur Herstellung der Oligomere oder Polymere werden die erfindungs gemäßen Monomere homopolymerisiert oder mit weiteren Monomeren copolymerisiert. Geeignete und bevorzugte Comonomere sind gewählt aus Fluorenen, Spirobifluorenen, Paraphenylenen, Carbazolen, Thiophenen, Dihydrophenanthrenen, cis- und trans-lndenofluorenen, Ketonen,
Phenanthrenen oder auch mehreren dieser Einheiten. Die Polymere, Oligomere und Dendrimere enthalten üblicherweise noch weitere Einheiten, beispielsweise emittierende (fluoreszierende oder phosphoreszierende) Einheiten, wie z. B. Vinyltriarylamine oder phosphoreszierende Metall- komplexe, und/oder Ladungstransporteinheiten, insbesondere solche basierend auf Triarylaminen.
Die erfindungsgemäßen Polymere, Oligomere und Dendrimere weisen vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere hohe Lebensdauern, hohe
Effizienzen und gute Farbkoordinaten auf.
Die erfindungsgemäßen Polymere und Oligomere werden in der Regel durch Polymerisation von einer oder mehreren Monomersorten hergestellt, von denen mindestens ein Monomer im Polymer zu Wiederholungs einheiten der Formel (I) führt. Geeignete Polymerisationsreaktionen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Besonders geeignete und bevorzugte Polymerisationsreaktionen, die zu C-C- bzw. C-N-Verknüpfungen führen, sind folgende:
(A) SUZUKI-Polymerisation;
(B) YAMAMOTO-Polymerisation;
(C) STILLE-Polymerisation; und
(D) HARTWIG-BUCHWALD-Polymerisation.
Wie die Polymerisation nach diesen Methoden durchgeführt werden kann und wie die Polymere dann vom Reaktionsmedium abgetrennt und aufgereinigt werden können, ist dem Fachmann bekannt und in der Literatur im Detail beschrieben.
Für die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Verbindungen aus flüssiger Phase, beispielsweise durch Spin-Coating oder durch Druckverfahren, sind Formulierungen der erfindungsgemäßen Verbindungen erforderlich. Diese Formulierungen können beispielsweise Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen sein. Es kann bevorzugt sein, hierfür Mischungen aus zwei oder mehr Lösemitteln zu verwenden. Geeignete und bevorzugte Löse- mittel sind beispielsweise Toluol, Anisol, o-, m- oder p-Xylol,
Methylbenzoat, Mesitylen, Tetralin, Veratrol, THF, Methyl-THF, THP, Chlorbenzol, Dioxan, Phenoxytoluol, insbesondere 3-Phenoxytoluol, (-)- Fenchon, 1 ,2,3,5-Tetramethylbenzol, 1 ,2,4,5-Tetramethylbenzol, 1- Methylnaphthalin, 2-Methylbenzothiazol, 2-Phenoxyethanol, 2-Pyrrolidinon, 3-Methylanisol, 4-Methylanisol, 3,4-Dimethylanisol, 3,5-Dimethylanisol, Acetophenon, alpha-Terpineol, Benzothiazol, Butylbenzoat, Cumol, Cyclohexanol, Cyclohexanon, Cyclohexylbenzol, Decalin, Dodecylbenzol,
Ethylbenzoat, Indan, Methylbenzoat, NMP, p-Cymol, Phenetol, 1 ,4- Diisopropylbenzol, Dibenzylether, Diethylenglycolbutylmethylether,
Triethylenglycolbutylmethyl-ether, Diethylenglycoldibutylether,
Triethylenglycoldimethylether, Diethylenglycolmonobutylether,
Tripropylenglycoldimethylether, Tetraethylenglycoldimethylether, 2-
Isopropylnaphthalin, Pentylbenzol, Hexylbenzol, Heptylbenzol, Octylbenzol, 1 ,1 -Bis(3,4-Dimethylphenyl)ethan oder Mischungen dieser Lösemittel.
Gegenstand der Erfindung ist daher weiterhin eine Formulierung, insbesondere eine Lösung, Dispersion oder Emulsion, enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß Formel (I) oder mindestens ein
Polymer, Oligomer oder Dendrimer enthaltend mindestens eine Einheit gemäß Formel (I) sowie mindestens ein Lösungsmittel, bevorzugt ein organisches Lösungsmittel. Wie solche Lösungen hergestellt werden können, ist dem Fachmann bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Formulierung außer der anmeldungsgemäßen Verbindung noch
mindestens ein weiteres Matrixmaterial und mindestens einen
phosphoreszierenden Emitter. Dabei sind das mindestens eine weitere Matrixmaterial und der mindestens eine phosphoreszierende Emitter jeweils gewählt aus den unten als bevorzugt angegebenen
Ausführungsformen. Nach Aufbringen und Verdampfen des Lösungsmittels aus der Formulierung verbleibt die Mischung der Materialien als
phosphoreszierende emittierende Schicht mit einer gemischten Matrix (mixed matrix).
Die anmeldungsgemäßen Verbindungen eignen sich für den Einsatz in elektronischen Vorrichtungen, insbesondere in organischen Elektro- lumineszenzvorrichtungen (OLEDs). Abhängig von der Substitution werden die Verbindungen in unterschiedlichen Funktionen und Schichten
eingesetzt.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung der anmeldungsgemäßen Verbindungen in elektronischen Vorrichtungen.
Dabei sind die elektronischen Vorrichtungen bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen integrierten Schaltungen (OlCs), organischen Feld-Effekt-Transistoren (OFETs), organischen
Dünnfilmtransistoren (OTFTs), organischen lichtem ittierenden Transistoren (OLETs), organischen Solarzellen (OSCs), organischen optischen
Detektoren, organischen Photorezeptoren, organischen Feld-Quench- Devices (OFQDs), organischen lichtemittierenden elektrochemischen Zellen (OLECs), organischen Laserdioden (O-Laser) und besonders bevorzugt organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen (OLEDs).
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist, wie bereits oben ausgeführt, eine elektronische Vorrichtung, enthaltend mindestens eine Verbindung wie oben definiert. Dabei ist die elektronische Vorrichtung bevorzugt
ausgewählt aus den oben genannten Vorrichtungen.
Besonders bevorzugt ist sie eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung (OLED), enthaltend Anode, Kathode und mindestens eine emittierende Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine organische Schicht, die bevorzugt gewählt ist aus emittierenden Schichten,
Elektronentransportschichten und Lochblockierschichten, und die besonders bevorzugt gewählt ist aus emittierenden Schichten, ganz besonders phosphoreszierenden emittierenden Schichten, mindestens eine Verbindung wie oben definiert enthält.
Außer Kathode, Anode und mindestens einer emittierenden Schicht kann die organische Elektrolumineszenzvorrichtung noch weitere Schichten enthalten. Diese sind beispielsweise gewählt aus jeweils einer oder mehreren Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten,
Lochblockierschichten, Elektronentransportschichten,
Elektroneninjektionsschichten, Elektronenblockierschichten,
Excitonenblockierschichten, Zwischenschichten (Interlayers),
Ladungserzeugungsschichten (Charge-Generation Layers) und/oder organischen oder anorganischen p/n-Übergängen.
Die Abfolge der Schichten der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung ist bevorzugt:
Anode / Lochinjektionsschicht / Lochtransportschicht / wahlweise weitere Lochtransportschicht(en) / Elektronenblockierschicht / emittierende Schicht / Lochblockierschicht / Elektronentransportschicht / wahlweise weitere
Elektronentransportschicht(en) / Elektroneninjektionsschicht / Kathode. Es können zusätzlich weitere Schichten in der OLED vorhanden sein.
Es ist bevorzugt, wenn mindestens eine lochtransportierende Schicht der Vorrichtung p-dotiert ist, also mindestens einen p-Dotanden enthält. P-
Dotanden sind bevorzugt gewählt aus Elektronenakzeptor-Verbindungen. Besonders bevorzugte p-Dotanden sind gewählt aus
Chinodimethanverbindungen, Azaindenofluorendionen, Azaphenalenen, Azatriphenylenen, I2, Metallhalogeniden, bevorzugt
Übergangsmetallhalogeniden, Metalloxiden, bevorzugt Metalloxiden enthaltend mindestens ein Übergangsmetall oder ein Metall der 3.
Hauptgruppe, und Übergangsmetallkomplexen, bevorzugt Komplexe von Cu, Co, Ni, Pd und Pt mit Liganden enthaltend mindestens ein
Sauerstoffatom als Bindungsstelle. Bevorzugt sind weiterhin
Übergangsmetalloxide als Dotanden, bevorzugt Oxide von Rhenium, Molybdän und Wolfram, besonders bevorzugt Re2Ü7, M0O3, WO3 und Re03. Weiterhin bevorzugt sind Bismuth-Komplexe, insbesondere Bi(lll)- Komplexe, insbesondere Bismuth-Komplexe mit Benzoesäure-Derivaten als Komplexliganden.
Die erfindungsgemäße organische Elektrolumineszenzvorrichtung kann mehrere emittierende Schichten enthalten. Besonders bevorzugt weisen
diese Emissionsschichten insgesamt mehrere Emissionsmaxima zwischen 380 nm und 750 nm auf, so dass insgesamt weiße Emission resultiert, d. h. in den emittierenden Schichten werden verschiedene emittierende
Verbindungen verwendet, die fluoreszieren oder phosphoreszieren können und die blaues, grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Licht emittieren. Insbesondere bevorzugt sind Dreischichtsysteme, also Systeme mit drei emittierenden Schichten, wobei jeweils eine der drei Schichten blaue, jeweils eine der drei Schichten grüne und jeweils eine der drei Schichten orangefarbene oder rote Emission zeigt. Die erfindungsgemäßen
Verbindungen sind dabei bevorzugt in der emittierenden Schicht
vorhanden. Für die Erzeugung von weißem Licht kann anstelle mehrerer farbig emittierender Emitterverbindungen auch eine einzeln verwendete Emitterverbindung geeignet sein, welche in einem breiten
Wellenlängenbereich emittiert.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Verbindungen in einer elektronischen Vorrichtung eingesetzt werden, die eine oder mehrere phosphoreszierende emittierende Verbindungen in einer emittierenden Schicht enthält. Dabei sind die Verbindungen bevorzugt in der
emittierenden Schicht in Kombination mit der phosphoreszierenden emittierenden Verbindung enthalten, besonders bevorzugt in Mischung mit mindestens einem weiteren Matrixmaterial. Dieses ist bevorzugt gewählt aus lochleitenden Matrixmaterialien, elektronenleitenden Matrixmaterialien und Matrixmaterialien, welche sowohl lochleitende Eigenschaften als auch elektronenleitende Eigenschaften aufweisen (bipolare Matrixmaterialien), besonders bevorzugt aus elektronenleitenden Matrixmaterialien und bipolaren Matrixmaterialien, ganz besonder vevorzugt aus
elektronenleitenden Matrixmaterialien. Vom Begriff phosphoreszierende emittierende Verbindungen sind bevorzugt solche Verbindungen umfasst, bei denen die Lichtemission durch einen spin-verbotenen Übergang erfolgt, beispielsweise einen Übergang
aus einem angeregten Triplettzustand oder einem Zustand mit einer höheren Spinquantenzahl, beispielsweise einem Quintett-Zustand.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verbindung gemäß Formel (I) in einer emittierenden Schicht als
Matrixmaterial in Kombination mit einer oder mehreren
phosphoreszierenden emittierenden Verbindungen eingesetzt. Die phosphoreszierende emittierende Verbindung ist dabei bevorzugt ein rot oder grün phosphoreszierender Emitter.
Der Gesamtanteil aller Matrixmaterialien in der phosphoreszierenden emittierenden Schicht beträgt in diesem Fall zwischen 50.0 und 99.9 Vol.- %, bevorzugt zwischen 80.0 und 99.5 Vol.-% und besonders bevorzugt zwischen 85.0 und 97.0 Vol.-%.
Entsprechend beträgt der Anteil der phosphoreszierenden emittierenden Verbindung zwischen 0.1 und 50.0 Vol.-%, bevorzugt zwischen 0.5 und 20.0 Vol.-% und besonders bevorzugt für zwischen 3.0 und 15.0 Vol.-%. Die emittierende Schicht der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst bevorzugt zwei oder mehr Matrixmaterialien (Mixed-Matrix- Systeme). Die Mixed-Matrix-Systeme umfassen bevorzugt zwei oder drei verschiedene Matrixmaterialien, besonders bevorzugt zwei verschiedene Matrixmaterialien.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungform erfüllt dabei eines der beiden Matrixmaterialien die Funktion eines lochtransportierenden Materials, und das andere der beiden Matrixmaterialien erfüllt die Funktion eines elektronentransportierenden Materials. Besonders bevorzugt ist dabei die Verbindung der Formel (I) das elektronentransportierende Material, und die weitere Verbindung, die mit der Verbindung der Formel (I) gemischt in der emittierenden Schicht vorliegt, ist das lochtransportierende Material.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt eines der beiden Materialien ein wide-bandgap-Material dar, und es sind ein oder zwei weitere Matrixmaterialien in der emittierenden Schicht vorhanden, durch die eine elektronentransportierende Funktion und/oder eine lochtransportierende Funktion der mixed Matrix erfüllt werden. Dies kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch geschehen, dass neben dem wide-bandgap-Material ein weiteres Matrixmaterial in der emittierenden Schicht vorhanden ist, welches elektronentransportierende Eigenschaften aufweist, und ein nochmals weiteres Matrixmaterial in der emittierenden Schicht vorhanden ist, welches lochtransportierende
Eigenschaften aufweist. Alternativ und besonders bevorzugt kann dies dadurch geschehen, dass neben dem wide-bandgap-Material ein einziges weiteres Matrixmaterial in der emittierenden Schicht vorhanden ist, welches sowohl elektronentransportierende als auch lochtransportierende
Eigenschaften aufweist. Derartige Matrixmaterialien werden auch als bipolare Matrixmaterialien bezeichnet.
Gemäß einer nochmals alternativen Ausführungsform kann neben dem wide-bandgap-Matrixmaterial lediglich ein einziges weiteres Matrixmaterial in der emittierenden Schicht vorhanden sein, welches entweder
überwiegend lochtransportierende Eigenschaften oder überwiegend elektronentransportierende Eigenschaften aufweist. Im bevorzugten Fall, dass in der emittierenden Schicht zwei verschiedene Matrixmaterialien vorliegen, können diese in einem Volumenverhältnis von 1 :50 bis 1 :1 , bevorzugt 1 :20 bis 1 :1 , besonders bevorzugt 1 :10 bis 1 :1 und ganz besonders bevorzugt 1 :4 bis 1 : 1 vorliegen. Bevorzugt liegt dabei die Verbindung gemäß Formel (I) im gleichen Anteil wie die weitere
Matrixverbindung vor, oder sie liegt in einem höheren Anteil als die weitere Matrixverbindung vor.
Der absolute Anteil der Verbindung gemäß Formel (I) in der Mischung der emittierenden Schicht, bei Verwendung als Matrixmaterial in einer phosphoreszierenden emittierenden Schicht, beträgt bevorzugt 10 Vol.-% bis 85 Vol.-%, mehr bevorzugt 20 Vol.-% bis 85 Vol.-%, noch mehr bevorzugt 30 Vol.-% bis 80 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt 20 Vol.-% bis 60 Vol.-% und am meisten bevorzugt 30 Vol.-% bis 50 Vol.-%. Der absolute Anteil der zweiten Matrixverbindung ist in diesem Fall bevorzugt 15 Vol.-% bis 90 Vol.-%, mehr bevorzugt 15 Vol.-% bis 80 Vol.-%, noch mehr bevorzugt 20 Vol.-% bis 70 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt 40 Vol.-% bis 80 Vol.-%, und am meisten bevorzugt 50 Vol.-% bis 70 Vol.-%.
Zur Fierstellung von phosphoreszierenden emittierenden Schichten des mixed-Matrix-Typs kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Lösung enthaltend den phosphoreszierenden Emitter und die zwei oder mehr Matrixmaterialien hergestellt werden. Diese kann mittels Spincoating, Druckverfahren oder anderen Verfahren aufgebracht werden. Nach Verdampfen des Lösungsmittels verbleibt in diesem Fall die phosphoreszierende emittierende Schicht des mixed-Matrix-Typs. Gemäß einer alternativen, stärker bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die phosphoreszierende emittierende Schicht des mixed- Matrix-Typs durch Gasphasenabscheidung hergestellt. Hierzu bestehen zwei Möglichkeiten, wie die Schicht aufgebracht werden kann. Zum einen kann jedes der mindestens zwei verschiedenen Matrixmaterialien jeweils in einer Materialquelle vorgelegt werden, woraufhin aus den zwei oder mehr verschiedenen Materialquellen gleichzeitig verdampft wird („co- evaporation“). Zum anderen können die mindestens zwei Matrixmaterialien vorgemischt und das erhaltene Gemisch in einer einzigen Materialquelle vorgelegt werden, aus der es schließlich verdampft wird. Letzteres
Verfahren wird als Premix-Verfahren bezeichnet.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist daher auch eine Mischung enthaltend eine Verbindung gemäß den oben angegebenen Formeln sowie mindestens eine weitere Verbindung, die gewählt ist aus
Matrixverbindungen. Hierfür gelten die in dieser Anmeldung angegebenen bevorzugten Ausführungsformen bezüglich Anteilen der
Matrixverbindungen und ihrer chemischen Struktur ebenfalls als bevorzugt.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung als elektronentransportierendes Material eingesetzt. Dies gilt insbesondere, wenn die Verbindung mindestens eine Gruppe gewählt aus elektronenarmen Heteroarylgruppen, bevorzugt Azingruppen, inbesondere Triazingruppen, Pyrimidingruppen und Pyridingruppen, und
Benzimidazolgruppen enthält. Wenn die Verbindung als elektronentransportierendes Material eingesetzt wird, dann wird sie bevorzugt in einer Lochblockierschicht, einer
Elektronentransportschicht oder in einer Elektroneninjektionsschicht eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schicht enthaltend die Verbindung der Formel (I) dann n-dotiert, oder sie liegt in Mischung mit einer weiteren elektronentransportierenden Verbindung vor. Die
Verbindung der Formel (I) kann in der Schicht gewählt aus
Lochblockierschicht, Elektronentransportschicht und
Elektroneninjektionsschicht aber auch als Reinmaterial vorliegen. Unter einem n-Dotanden wird vorliegend eine organische oder
anorganische Verbindung verstanden, die in der Lage ist, Elektronen abzugeben (Elektronendonator), d.h. eine Verbindung, die als
Reduktionsmittel wirkt. Die zur n-Dotierung eingesetzten Verbindungen können als Precursor eingesetzt werden, wobei diese Precursor- Verbindungen durch Aktivierung n-Dotanden freisetzen. Bevorzugt sind n- Dotanden ausgewählt aus elektronenreichen Metallkomplexen; P=N- Verbindungen; N-Heterocyclen, besonders bevorzugt
Naphthylencarbodiimiden, Pyridinen, Acridinen und Phenazinen; Fluorenen und Radikal-Verbindungen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen für die
unterschiedlichen Funktionsmaterialien der elektronischen Vorrichtung aufgeführt.
Bevorzugte fluoreszierende emittierende Verbindungen sind ausgewählt aus der Klasse der Arylamine. Unter einem Arylamin bzw. einem
aromatischen Amin im Sinne dieser Erfindung wird eine Verbindung verstanden, die drei substituierte oder unsubstituierte aromatische oder heteroaromatische Ringsysteme direkt an den Stickstoff gebunden enthält. Bevorzugt ist mindestens eines dieser aromatischen oder hetero
aromatischen Ringsysteme ein kondensiertes Ringsystem, besonders bevorzugt mit mindestens 14 aromatischen Ringatomen. Bevorzugte Beispiele hierfür sind aromatische Anthracenamine, aromatische
Anthracendiamine, aromatische Pyrenamine, aromatische Pyrendiamine, aromatische Chrysenamine oder aromatische Chrysendiamine. Unter einem aromatischen Anthracenamin wird eine Verbindung verstanden, in der eine Diarylaminogruppe direkt an eine Anthracengruppe gebunden ist, vorzugsweise in 9-Position. Unter einem aromatischen Anthracendiamin wird eine Verbindung verstanden, in der zwei Diarylaminogruppen direkt an eine Anthracengruppe gebunden sind, vorzugsweise in 9,10-Position. Aromatische Pyrenamine, Pyrendiamine, Chrysenamine und Chrysen- diamine sind analog dazu definiert, wobei die Diarylaminogruppen am
Pyren bevorzugt in 1 -Position bzw. in 1 ,6-Position gebunden sind. Weitere bevorzugte emittierende Verbindungen sind Indenofluorenamine bzw. - diamine, Benzoindenofluorenamine bzw. -diamine, und Dibenzoindeno- fluorenamine bzw. -diamine, sowie Indenofluorenderivate mit kondensierten Arylgruppen. Ebenfalls bevorzugt sind Pyren-Arylamine. Ebenfalls bevorzugt sind Benzoindenofluoren-Amine, Benzofluoren-Amine, erweiterte
Benzoindenofluorene, Phenoxazine, und Fluoren-Derivate, die mit Furan- Einheiten oder mit Thiophen-Einheiten verbunden sind.
Bevorzugte Matrixmaterialien für fluoreszierende Emitter sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene (z. B. 2,2‘,7,7‘- Tetraphenylspirobifluoren), insbesondere der Oligoarylene enthaltend kondensierte aromatische Gruppen, der Oligoarylenvinylene, der polypodalen Metallkomplexe, der lochleitenden Verbindungen, der elektronenleitenden Verbindungen, insbesondere Ketone, Phosphinoxide, und Sulfoxide; der Atropisomere, der Boronsäurederivate oder der
Benzanthracene. Besonders bevorzugte Matrixmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Naphthalin, Anthracen, Benzanthracen und/oder Pyren oder Atropisomere dieser Verbindungen, der Oligoarylenvinylene, der Ketone, der Phosphinoxide und der Sulfoxide. Ganz besonders bevorzugte Matrixmaterialien sind ausgewählt aus den Klassen der Oligoarylene, enthaltend Anthracen, Benzanthracen,
Benzphenanthren und/oder Pyren oder Atropisomere dieser Verbindungen. Unter einem Oligoarylen im Sinne dieser Erfindung soll eine Verbindung verstanden werden, in der mindestens drei Aryl- bzw. Arylengruppen aneinander gebunden sind.
Als phosphoreszierende emittierende Verbindungen (= Triplettemitter) eignen sich insbesondere Verbindungen, die bei geeigneter Anregung Licht, vorzugsweise im sichtbaren Bereich, emittieren und außerdem mindestens ein Atom der Ordnungszahl größer 20, bevorzugt größer 38 und kleiner 84, besonders bevorzugt größer 56 und kleiner 80 enthalten. Bevorzugt werden als phosphoreszierende emittierende Verbindungen Verbindungen, die Kupfer, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium, Platin, Silber, Gold oder Europium enthalten, verwendet, insbesondere Verbindungen, die Iridium, Platin oder Kupfer enthalten. Dabei werden im Sinne der vorliegenden Erfindung alle
lumineszierenden Iridium-, Platin- oder Kupferkomplexe als
phosphoreszierende emittierende Verbindungen angesehen.
Generell eignen sich alle phosphoreszierenden Komplexe, wie sie gemäß dem Stand der Technik für phosphoreszierende OLEDs verwendet werden und wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Elektro lumineszenzvorrichtungen bekannt sind. Explizite Beispiele für besonders geeignete Komplexe sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
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Bevorzugte Matrixmaterialien für phosphoreszierende Emitter sind neben den anmeldungsgemäßen Verbindungen aromatische Ketone, aromatische Phosphinoxide oder aromatische Sulfoxide oder Sulfone, Triarylamine, Carbazolderivate, z. B. CBP (N,N-Biscarbazolylbiphenyl) oder Carbazol- derivate, Indolocarbazolderivate, Indenocarbazolderivate, Aza- carbazolderivate, bipolare Matrixmaterialien, Silane, Azaborole oder Boronester, Triazinderivate, Zinkkomplexe, Diazasilol- bzw. Tetraazasilol- Derivate, Diazaphosphol-Derivate, überbrückte Carbazol-Derivate,
Triphenylenderivate, oder Lactame. Besonders bevorzugt wird die
Verbindung der Formel (I) in der emittierenden Schicht in Kombination mit einem phosphoreszierenden Emitter und einem weiteren Matrixmaterial verwendet, das bevorzugt gewählt ist aus den oben genannten
bevorzugten Matrixmaterialien und besonders bevorzugt gewählt ist aus Carbazolverbindungen, Biscarbazolverbindungen,
Indolocarbazolverbindungen und Indenocarbazolverbindungen.
Geeignete Ladungstransportmaterialien, wie sie in der Lochinjektions- bzw. Lochtransportschicht bzw. Elektronenblockierschicht oder in der
Elektronentransportschicht der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung verwendet werden können, sind beispielsweise die in Y.
Shirota et al., Chem. Rev. 2007, 107(4), 953-1010 offenbarten
Verbindungen oder andere Materialien, wie sie gemäß dem Stand der Technik in diesen Schichten eingesetzt werden.
Als Materialien für die elektronentransportierenden Schichten der
Vorrichtung eignen sich insbesondere Aluminiumkomplexe, beispielsweise Alq3, Zirkoniumkomplexe, beispielsweise Zrq4, Lithiumkomplexe, beispielsweise Liq, Benzimidazolderivate, Triazinderivate,
Pyrimidinderivate, Pyridinderivate, Pyrazinderivate, Chinoxalinderivate, Chinolinderivate, Oxadiazolderivate, aromatische Ketone, Lactame, Borane, Diazaphospholderivate und Phosphinoxidderivate. Besonders bevorzugte Verbindungen zur Verwendung in
elektronentransportierenden Schichten sind in der folgenden Tabelle gezeigt:
Als Materialien für lochtransportierende Schichten von OLEDs können bevorzugt Indenofluorenamin-Derivate, Aminderivate,
Hexaazatriphenylenderivate, Aminderivate mit kondensierten Aromaten, Monobenzoindenofluorenamine, Dibenzoindenofluorenamine,
Spirobifluoren-Amine, Fluoren-Amine, Spiro-Dibenzopyran-Amine, Dihydroacridin-Derivate, Spirodibenzofurane und Spirodibenzothiophene, Phenanthren-Diarylamine, Spiro-Tribenzotropolone, Spirobifluorene mit meta-Phenyldiamingruppen, Spiro-Bisacridine, Xanthen-Diarylamine, und 9,10-Dihydroanthracen-Spiroverbindungen mit Diarylaminogruppen eingesetzt werden. Insbesondere eignen sich hierfür die folgenden Verbindungen:
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Als Kathode der elektronischen Vorrichtung sind Metalle mit geringer Austrittsarbeit, Metalllegierungen oder mehrlagige Strukturen aus
verschiedenen Metallen bevorzugt, wie beispielsweise Erdalkalimetalle, Alkalimetalle, Hauptgruppenmetalle oder Lanthanoide (z. B. Ca, Ba, Mg, AI, In, Mg, Yb, Sm, etc.). Weiterhin eignen sich Legierungen aus einem Alkali oder Erdalkalimetall und Silber, beispielsweise eine Legierung aus
Magnesium und Silber. Bei mehrlagigen Strukturen können auch zusätzlich zu den genannten Metallen weitere Metalle verwendet werden, die eine relativ hohe Austrittsarbeit aufweisen, wie z. B. Ag oder AI, wobei dann in der Regel Kombinationen der Metalle, wie beispielsweise Ca/Ag, Mg/Ag oder Ba/Ag verwendet werden. Es kann auch bevorzugt sein, zwischen einer metallischen Kathode und dem organischen Halbleiter eine dünne Zwischenschicht eines Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante einzubringen. Hierfür kommen beispielsweise Alkalimetall- oder
Erdalkalimetallfluoride, aber auch die entsprechenden Oxide oder
Carbonate in Frage (z. B. LiF, L12O, BaF2, MgO, NaF, CsF, CS2CO3, etc.). Weiterhin kann dafür Lithiumchinolinat (LiQ) verwendet werden. Die
Schichtdicke dieser Schicht beträgt bevorzugt zwischen 0.5 und 5 nm.
Als Anode sind Materialien mit hoher Austrittsarbeit bevorzugt. Bevorzugt weist die Anode eine Austrittsarbeit größer 4.5 eV vs. Vakuum auf. Hierfür sind einerseits Metalle mit hohem Redoxpotential geeignet, wie beispiels weise Ag, Pt oder Au. Es können andererseits auch Metall/Metalloxid- Elektroden (z. B. AI/Ni/NiOx, AI/PtOx) bevorzugt sein. Für einige Anwen dungen muss mindestens eine der Elektroden transparent oder
teiltransparent sein, um entweder die Bestrahlung des organischen
Materials (organische Solarzelle) oder die Auskopplung von Licht (OLED, O-LASER) zu ermöglichen. Bevorzugte Anodenmaterialien sind hier leitfähige gemischte Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Indium-Zinn- Oxid (ITO) oder Indium-Zink Oxid (IZO). Bevorzugt sind weiterhin leitfähige, dotierte organische Materialien, insbesondere leitfähige dotierte Polymere. Weiterhin kann die Anode auch aus mehreren Schichten bestehen, beispielsweise aus einer inneren Schicht aus ITO und einer äußeren Schicht aus einem Metalloxid, bevorzugt Wolframoxid, Molybdänoxid oder Vanadiumoxid.
Die Vorrichtung wird entsprechend (je nach Anwendung) strukturiert, kontaktiert und schließlich versiegelt, um schädigende Effekte von Wasser und Luft auszuschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit einem Sublimationsverfahren beschichtet werden. Dabei werden die Materialien in Vakuum-Sublimationsanlagen bei einem Anfangsdruck kleiner 105 mbar, bevorzugt kleiner 106 mbar aufgedampft. Dabei ist es jedoch auch möglich, dass der Anfangsdruck noch geringer ist, beispielsweise kleiner 107 mbar.
Bevorzugt ist ebenfalls eine elektronische Vorrichtung, dadurch
gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten mit dem OVPD
(Organic Vapour Phase Deposition) Verfahren oder mit Hilfe einer
Trägergassublimation beschichtet werden. Dabei werden die Materialien bei einem Druck zwischen 105 mbar und 1 bar aufgebracht. Ein Spezialfall dieses Verfahrens ist das OVJP (Organic Vapour Jet Printing) Verfahren, bei dem die Materialien direkt durch eine Düse aufgebracht und so strukturiert werden (z. B. M. S. Arnold et al., Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 053301 ).
Weiterhin bevorzugt ist eine elektronische Vorrichtung, dadurch
gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schichten aus Lösung, wie z. B. durch Spincoating, oder mit einem beliebigen Druckverfahren, wie z. B. Siebdruck, Flexodruck, Nozzle Printing oder Offsetdruck, besonders bevorzugt aber LITI (Light Induced Thermal Imaging, Thermotransferdruck) oder Ink-Jet Druck (Tintenstrahldruck), hergestellt werden. Hierfür sind lösliche Verbindungen nötig. Hohe Löslichkeit lässt sich durch geeignete Substitution der Verbindungen erreichen. Weiterhin bevorzugt ist es, dass zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung eine oder mehrere Schichten aus Lösung und eine oder mehrere Schichten durch ein Sublimationsverfahren aufgetragen werden. Elektronische Vorrichtungen enthaltend eine oder mehrere Verbindungen wie oben definiert werden bevorzugt in Displays, als Lichtquellen in
Beleuchtungsanwendungen sowie als Lichtquellen in medizinischen und/oder kosmetischen Anwendungen (z.B. Lichttherapie) eingesetzt. Ausführungsbeispiele
A) Synthesebeispiele
Die nachfolgenden Synthesen werden, sofern nicht anders angegeben, unter einer Schutzgasatmosphäre in getrockneten Lösungsmitteln durch geführt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können mittels des
Fachmannes bekannten Syntheseverfahren dargestellt werden. a) 5-Brom-2-Methylsulfanylpyrimidin-4-Carbonsäuremethylester
[50593-92-5]
7,4 g (30 mmol) 5-Brom 2-Methylsulfanylpyrimidin-4-Carbonsäure werden in 100 ml CH2CI2 vorgelegt. Zu dieser Lösung wird 2,9 ml (33 mmol) Oxalylchlorid zugetropft und mit zwei Tropfen DMF versetzt und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird am Vakuum eingeengt und mit 50 ml MeOH unter Rückfluss zwei Stunden erhitzt. Anschließend wird die Mischung eingeengt und chromatographisch gereinigt (EE: Heptan,
2:8).
Ausbeute: 3,2 g (12,1 mmol), 42% d. Th.; Reinheit: 97 % n. HPLC.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
b) 3-Methylsulfanyl-6H-pyrimido[4,5-c]chinolin-5-on
G863753-30-41
15,2g (58 mmol) 5-Brom-2-Methylsulfanylpyrimidin-4- Carbonsäuremethylester und 10 g (58 mmol) 2-Aminophenylboronsäure- hydrochlorid werden in 100 ml DMF gelöst und das Gemisch wird mit N2 gesättigt. 19 g (230 mmol) Natriumacetat und 2,1g (2,9 mmol) 1 ,1’-Bis
(diphenylphosphin)ferrocen-palladium(ll)-chlorid werden zugegeben und für 18 h zum Sieden erhitzt. Das Gemisch wird in 300 ml_ einer gesättigten NaCI-Lösung gegeben und mit CH2CI2 extrahiert. Nach dem Einengen im Vakuum wird der Rückstand aus Toluol / n-Heptan umkristallisiert.
Ausbeute: 2,8 g (4,1 mmol), 20 % d. Th.; Reinheit: 95 % n. HPLC.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
c) 3-Methylsulfanyl-6-(3-phenylphenyl)pyrimido[4,5-chinolin-5-on
6 g (25 mmol, 1.00 eq.) 3-Methylsulfanyl-6H-pyrimido[4,5-c]quinolin-5-on, 21 3ml (128 mmol, 5.2 eq.) 3-Bromobiphenyl und 7.20 g Kaliumcarbonat (52.1 mmol, 2.10 eq.) werden in 220 ml trockenes DMF vorgelegt und mit
Argon inertisiert. Anschließend werden 0.62 g (2.7 mmol, 0.11 eq) 1 ,3-Di(2- pyridyl)-1 ,3-propandion und 0.52 g (2.7 mmol, 0.11 eq) Kupfer(l)-iodid zugegeben und das Gemisch für drei Tage bei 140°C erhitzt. Nach beendeter Reaktion wird der Ansatz vorsichtig am Rotationsverdampfer eingeengt, der ausgefallene Feststoff abgesaugt und mit Wasser und
Ethanol gewaschen. Das Rohprodukt wird zweimal mittels Fleißextraktor (Toluol/Fleptan 1 :1 ) aufgereinigt und der erhaltene Feststoff aus Toluol
umkristallisiert. Nach Sublimation werden 3,9 g (810,1 mmol, 42 %) der gewünschten Zielverbindung erhalten.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
d) 2-Methylsulfanyl-4,5-diphenyl-pyrimido[5,4-c]isochinolin-6-on
Zu einer Lösung von 2-methylsulfanyl-5-phenyl-pyrimido[5,4-c]isochinolin- 6-on (7,9 g, 25 mmol, 1 ,0 Äquiv.) in 125 ml Dichlormethan werden 0,1 ml Trifluoressigsäure (25 mmol, 1 ,0 Äquiv.) zugegeben. Anschließend wird mit 37,5 mmol Phenylboronsäure und 75 ml Wasser versetzt. Dann werden 8,5 g (5 mmol) Silber(l)nitrat gelöst in 50 ml Wasser zugegeben. Schließlich wird mit K2S2O8 (0,2 g, 75 mmol) versetzt und es wird 4 Stunden kräftig bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird erneut die gleiche Menge an Silbernitrat und Kaliumpersulfat wie in den vorherigen Schritten zugegeben und es wird weitere 24 Stunden gerührt.
Dann werden zu der Mischung 300 ml Dichlormethan und 200 ml 2M NaOH-Lösung zugegeben, und die organische Phase wird abgetrennt. Das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie unter Verwendung des
angegebenen Elutionsmittels gereinigt. Die Identität und Reinheit des Produkts wird durch GC-MC, 1 H-NMR und 13C-NMR bestätigt. Ausbeute: 8,8 g (20mmol), 90 % d. Th.; Reinheit: 98 % n. HPLC.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
e) 3-Chlor-6-(3-phenylphenyl)pyrimido[4,5-c]chinolin-5-on
10 g (26 mmol) 3-methylsulfanyl-6-(3-phenylphenyl)pyrimido[4,5-c]chinolin- 5-on, 34 g (88 mmol) KOH werden in 50 ml EtOH gelöst und für 1 h zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird die Mischung im Vakuum eingeengt und mit HCI-Lösung versetzt, bis ein pH-Wert von 4 erreicht ist. Anschließend wird die Mischung mit 30 ml POCI3 und 30 ml Thionylchlorid versetzt und 2h unter Rückfluss erhitzt. Dann wird das Lösungsmittel durch Destillation entfernt und das Produkt aus Toluol umkristallisiert.
Ausbeute: 8,9 g (23 mmol), 92 % d. Th.; Reinheit: 95 % n. NMR.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
25 f) Nucleophile Substitution
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16,5 g (61 mmol) 14H-13-Thia-14-aza-benzo[c]indeno[2,1 -a]fluoren werden in 300 ml Dimethylformamid unter Schutzgasatmosphäre gelöst und mit 3 g NaH, 60%ig in Mineralöl, 75 mmol, versetzt. Nach 1 h bei Raumtemperatur wird eine Lösung von 24 g (63 mmol) 3-Chlor-6-(3- phenylphenyl)pyrimido[4,5-c]chinolin-5-on in 150 mL Dimethylformamid zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird dann 12 h bei Raumtemperatur gerührt. Nach dieser Zeit wird das Reaktionsgemisch auf Eis gegossen und dreimal mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Na2SÜ4 getrocknet und eingeengt. Der Rückstand wird mit Toluol umkristallisiert und abschließend zweimal fraktioniert sublimiert (p ca. 10-6 mbar, T = 395- 420 °C).
Ausbeute: 22 g (40 mmol), 80 % d. Th.; Reinheit: 99.9 % n. HPLC.
Analog können folgende Verbindungen hergestellt werden:
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B) Device-Beispiele
In den folgenden Beispielen E1 bis E6 (siehe Tabelle 1 ) wird der Einsatz der erfindungsgemäßen Materialien in OLEDs vorgestellt.
Glasplättchen, die mit strukturiertem ITO (Indium Zinn Oxid) der Dicke 50 nm beschichtet sind, werden vor der Beschichtung zunächst mit einem Sauerstoffplasma, gefolgt von einem Argonplasma, behandelt. Diese mit
Plasma behandelten Glasplättchen bilden die Substrate, auf welche die OLEDs aufgebracht werden.
Die OLEDs haben folgenden Schichtaufbau: Substrat / Loch
injektionsschicht (HIL) / Lochtransportschicht (HTL) / Elektronen
blockierschicht (EBL) / Emissionsschicht (EML) / Lochblockierschicht (HBL) / Elektronentransportschicht (ETL) / Elektroneninjektionsschicht (EIL) und abschließend eine Kathode. Die Kathode wird durch eine 100 nm dicke Aluminiumschicht gebildet. Der genaue Aufbau der OLEDs ist Tabelle 1 a und 1 b zu entnehmen. Die Daten der OLEDs sind in Tabelle 2a und 2b aufgelistet. Die zur Herstellung der OLEDs benötigten Materialien sind in Tabelle 3 gezeigt.
Alle Materialien werden in einer Vakuumkammer thermisch aufgedampft. Dabei besteht die Emissionsschicht immer aus mindestens einem Matrix material (Hostmaterial) und einem emittierenden Dotierstoff (Dotand, Emitter), der dem Matrixmaterial bzw. den Matrixmaterialien durch
Coverdampfung in einem bestimmten Volumenanteil beigemischt wird. Eine Angabe wie EG1 :IC2:TEG1 (45%:45%:10%) bedeutet hierbei, dass das Material EG1 in einem Volumenanteil von 45%, IC2 in einem Volumenanteil von 45% und TEG1 in einem Volumenanteil von 10% in der Schicht vorliegt. Analog kann auch die Elektronentransportschicht aus einer
Mischung von zwei Materialien bestehen.
Die OLEDs werden standardmäßig charakterisiert. Hierfür werden die Elektrolumineszenzspektren, die Betriebsspannung und die externe
Quanteneffizienz (EQE, gemessen in %) in Abhängigkeit der Leuchtdichte, berechnet aus Strom-Spannungs-Leuchtdichte-Kennlinien unter Annahme einer lambertschen Abstrahlcharakteristik bestimmt. Die
Elektrolumineszenzspektren werden bei einer Leuchtdichte von 1000 cd/m2 bestimmt und daraus die CIE 1931 x und y Farbkoordinaten berechnet. Die Angabe U1000 in Tabelle 3 bezeichnet die Spannung, die für eine
Leuchtdichte von 1000 cd/m2 benötigt wird. EQE1000 bezeichnet die externe Quanteneffizienz, die bei 1000cd/m2 erreicht wird.
Die erfindungsgemäßen Materialien EG1 und EG2 werden in den
Beispielen E1 und E2 als Matrixmaterial in der Emissionsschicht von grün phosphoreszierenden OLEDs eingesetzt.
Dabei werden für beide erfindungsgemäßen Verbindungen sehr gute Ergebnisse für die externe Quanteneffizienz erhalten.
Die erfindungsgemäßen Materialien EG1 und EG3 bis EG5 werden in den Beispielen E3 bis E6 als Matrixmaterial in der Emissionsschicht von rot phosphoreszierenden OLEDs eingesetzt.
Tabelle 1 b: Aufbau der OLEDs
Dabei werden für alle vier erfindungsgemäßen Verbindungen sehr gute Ergebnisse für die externe Quanteneffizienz erhalten.
Tabelle 2: Strukturformeln der Materialien für die OLEDs
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