杂环化合物的制作方法
【专利说明】杂环化合物
[0001] 本发明设及适用于电子器件中的杂环化合物。本发明还设及其制备方法和设及电 子器件。
[0002] 含有有机、有机金属和/或聚合物半导体的电子器件正变得越来越重要，并且出于 成本考虑和由于其性能而被用于许多商业产品中。此处的实例包括复印机、有机或聚合物 发光二极管(0L邸或PLED)中W及读出和显示器件中的有机类电荷传输材料(例如Ξ芳基胺 类空穴传输体)或复印机中的有机光感受器。有机太阳能电池(0-SC)、有机场效应晶体管 (0-FET)、有机薄膜晶体管(0-TFT)、有机集成电路(0-IC)、有机光放大器和有机激光二极管 (0-laser)正处于开发的后期并且可具有重大的未来意义。
[0003] 不管相应的最终用途如何，运些电子器件中的许多具有W下的一般层结构，所述 结构可针对特定应用而进行调整：
[0004] (1)基底，
[000引（2)电极，其通常是金属或无机的，但也可由有机或聚合物导电材料构成，
[0006] (3) -个或多个电荷注入层或一个或多个中间层，其例如补偿通常由导电性渗杂 聚合物构成的电极中的不均匀性（"平坦化层"），
[0007] (4)有机半导体，
[0008] (5)可能的另外的电荷传输、电荷注入或电荷阻挡层，
[0009] (6)反电极，其材料如(2)中所指定，
[0010] (7)封装。
[0011] W上布置是有机电子器件的一般结构，其有可能组合各种层，W使得在最简单情 况下的结果是由其间具有有机层的两个电极构成的布置。在运种情况下，有机层实现所有 功能，包括在化邸情况下的发光。运种类型的体系例如在W0 90/13148 A1中基于聚(对亚苯 基)进行了描述。
[0012] 已知的电子器件具有有用的特性概况。然而，持续需要改进运些器件的特性。
[0013] 运些特性尤其包括电子器件解决限定问题所具有的能量效率。在可能基于低分子 量化合物或基于聚合物材料的有机发光二极管的情况下，光输出尤其应该足够高W使得必 须施加最小量的电功率来达到特定的光通量。另外，最小电压对于实现限定的发光度还应 该是必需的。另一个特定问题是电子器件的寿命。
[0014] 因此，本发明的一个目的是提供新型化合物，所述化合物导致具有改进特性的电 子器件。特定目的是提供在效率、工作电压和/或寿命方面展现改进特性的空穴阻挡材料、 电子注入材料、电子传输材料、用于混合基质体系的电子传输基质材料和/或单重态基质材 料。此外，所述化合物应该能够W非常简单的方式加工，并且尤其展现出良好的溶解性和膜 形成性(film formation)。
[0015] 另一个目的可被认为是非常廉价地和W稳定的质量提供具有优异性能的电子器 件。
[0016] 此外，应该有可能为了许多目的而使用或改造电子器件。更具体地，应在宽的溫度 范围内维持电子器件的性能。
[0017] 已发现，令人惊讶地，运些目的和未明确指定但可W从本文中W引言方式讨论的 上下文的联系直接推断或辨别的其它目的可通过具有权利要求1的所有特征的化合物来实 现。本发明化合物的适当修改在回引权利要求1的从属权利要求中受到保护。
[0018] 因此，本发明提供包含至少一种式(1)的结构的化合物
[0019]
[0020] 其中所用的符号如下：
[0021 ] Q在每种情况下是相同或不同的并且是乂 = 乂、0、^、5、50、5〇2、？1?、？01?或服，其中至 少一个Q是X=X;
[0022]优选的是，Q在每种情况下是相同或不同的并且是X = X、S02、BR、0或NR，其中至少 一个Q是X=X;
[0023] 非常优选的是，Q在每种情况下是相同或不同的并且是X=X、0或NR，其中至少一个 Q 是 X=X;
[0024] 非常特别优选的是，Q在每种情况下是相同或不同的并且是X = X或0,其中至少一 个Q是x=x;
[0025] 特别优选的是两个Q都是X=X;
[0026] χ? 是 CR、N，优选是 CR;
[0027] X在每种情况下是相同或不同的并且是N或CR，优选是CR;
[0028] Y在每种情况下是相同或不同的并且是CR;
[0029] R在每种情况下是相同或不同的并且是H，D，F，Cl，Br，I，N(Ri)2，CN，N〇2,OH，COOH，C (=0)則1?1)2,51(1?1)3,8(01?1)2，(：（=0)1?1，口（=0)(1?1)2,5(=0)1?1，5(=0)21?1，05021?1，具有1至 20个碳原子的直链烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，或具有2至20个碳原子的締基或烘基基 团，或具有3至20个碳原子的支链或环状的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，所述基团中的 每个可被一个或多个Ri基团取代，其中一个或多个非相邻的C出基团可被RiC = CRi、C^c、Si (Rl)2、C = 0、NRl、0、S或C0NRl代替并且其中一个或多个氨原子可被D、F、Cl、化、I或CN代替， 或具有5至60个芳族环原子并且在每种情况下可被一个或多个Ri基团取代的芳族或杂芳族 环系，或具有5至40个芳族环原子并且可被一个或多个Ri基团取代的芳氧基或杂芳氧基基 团，或具有5至40个芳族环原子并且可被一个或多个Ri基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团， 或具有10至40个芳族环原子并且可被一个或多个Ri基团取代的二芳基氨基基团、二杂芳基 氨基基团或芳基杂芳基氨基基团；同时，两个相邻的R基团一起也可形成单环或多环的脂 族、芳族或杂芳族环系；
[0030] R唯每种情况下是相同或不同的并且是H，D，F，Cl，Br，I，N(R2)2，CN，N〇2，Si(R2)3，B (0尺2)2，(：（=0他，口（=0)(1?2)2,5(=0他，5(=0)21?2,05021?2，具有1至20个碳原子的直链烧 基、烷氧基或硫代烷氧基基团，或具有2至20个碳原子的締基或烘基基团，或具有3至20个碳 原子的支链或环状的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团，所述基团中的每个可被一个或多个 R2基团取代，其中一个或多个非相邻的C此基团可被R2C = CR2、C^c、Si(R2)2、C = 0、NR2、0、S 或CONR2代替并且其中一个或多个氨原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或N02代替，或具有5至60个芳 族环原子并且在每种情况下可被一个或多个R 2基团取代的芳族或杂芳族环系，或具有5至 40个芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团，或具有5至40 个芳族环原子并且可被一个或多个R 2基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团，或具有10至40个 芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的二芳基氨基基团、二杂芳基氨基基团或芳基 杂芳基氨基基团；同时，两个或更多个相邻的Ri基团一起或者Ri与R-起可形成单环或多环 的脂族、芳族或杂芳族环系；
[0031] R2在每种情况下是相同或不同的并且是H，D，F或具有1至20个碳原子的脂族、芳族 和/或杂芳族控基基团，其中一个或多个氨原子也可被F代替；同时，两个或更多个R2取代基 一起也可形成单环或多环的脂族环系；
[0032] 其特征在于
[0033] 两个Y基团的各自的R基团与杂芳族环的碳原子一起形成下式的环：
[0034]
[003引 其中
[0036] Ai、A3在每种情况下是相同或不同的并且是C(R3)2、0、S、NR3或C(=0);
[0037] a2 是 C(r1)2、0、S、NR3 或 C(=0);
[003引 G是选自 W下的二价基团：0，S，N(R2)，B(R2)，Si(R2)2，C = 0，C = NR2，C = C(R2)2，S = 0，S化，P(R2)和P(=0)R2,具有1、2或3个碳原子并且可被一个或多个R2基团取代的亚烷基基 团，-CR 2 = CR2-或具有5至14个芳族环原子并且可被一个或多个R2基团取代的邻位键合的亚 芳基或亚杂芳基基团；
[0039] 并且其中式(5)至（11)中所示的碳碳双键对应于来自式(5)至（11)的基团所结合 的杂芳族环的芳族双键；
[0040] R3在每种情况下是相同或不同的并且是F，具有1至10个碳原子的直链烷基或烧氧 基基团，具有3至10个碳原子的支链或环状的烷基或烷氧基基团，所述基团中的每个可被一 个或多个R2基团取代，其中一个或多个非相邻的C出基团可被R 2C = CR2、C = C、Si(R2)2、C = 0、 NR2、0、S或CONR2代替，并且其中一个或多个氨原子可被D或F代替，或具有5至24个芳族环原 子并且在每种情况下可被一个或多个R2基团取代的芳族或杂芳族环系，或具有5至24个芳 族环原子并且可被一个或多个R 2基团取代的芳氧基或杂芳氧基基团，或具有5至24个芳族 环原子并且可被一个或多个R2基团取代的芳烷基或杂芳烷基基团；同时，键合至同一碳原 子的两个R 3基团一起可形成脂族或芳族环系并且因此形成螺环系；另外，R3与相邻的R或Ri 基团可形成脂族环系；
[0041] 其条件是前述基团中两个相同的杂原子没有彼此直接键合并且两个C = 0基团没 有彼此直接键合，并且另外，
[0042] 如果两个Y基团一起形成式(12)或（13)的环结构
[0043]
[0044] 则χ?基团不是式（14)的基团
[0045]
[0046] 其中X如上文所限定并且虚线表示χ?基团的碳原子与式（1)的包括χ?基团的环的另 外两个碳原子连接的键。
[0047] 优选的是所述式（1)化合物中的G选自0，N(R2)，具有1、2或3个碳原子并且可被一 个或多个R 2基团取代的亚烷基基团，-CR2 = CR2-或具有5至14个芳族环原子并且可被一个或 多个R2基团取代的邻位键合的亚芳基或亚杂芳基基团。
[0048] 非常优选的是所述式（1)化合物中的G选自0，具有1、2或3个碳原子并且可被一个 或多个R2基团取代的亚烷基基团，-CR 2 = CR2-或具有5至14个芳族环原子并且可被一个或多 个R2基团取代的邻位键合的亚芳基或亚杂芳基基团。
[0049] 非常特别优选的是所述式（1)化合物中的G选自具有1、2或3个碳原子并且可被一 个或多个R2基团取代的亚烷基基团，-CR 2 = CR2-或具有5至14个芳族环原子并且可被一个或 多个R2基团取代的邻位键合的亚芳基或亚杂芳基基团。
[0050] 如果G是亚烷基基团，则它可能是1，1-亚烷基、1,2-亚烷基或1,3-亚烷基基团。
[0051] 同时，存在基于Y基团的另一个环对于本发明是必要的，优选存在稠合环系，其更 优选是脂族的。如从上述式（1)显而易见的是，所述Y基团不含任何酸性节型质子。在本发明 上下文中的酸性节型质子的含义在下文进一步限定。
[0052] 在所述式（1)的上述结构和指定为优选的运些结构的其它实施方式中，在与所述Y 基团键合的碳原子上在形式上描绘双键。因为运两个碳原子被并入杂芳族体系中并且因此 运两个碳原子之间的键在形式上在单键键级与双键键级之间，所W运是化学结构的简化。 因此，形式双键的绘制不应该被解释为对所述结构的限制;相反，对本领域技术人员显而易 见的是由此的含义是芳族键。
[005引当A哺A3是C(R3)2时，通过W使得R3不是氨的方式限定A哺A 3,实现在式(5)至(7) 中不存在酸性节型质子。在式(8)至（11)中通过所述结构是双环结构来实现不存在酸性节 型质子。由于刚性布置，当Ri是Η时，其比节型质子的酸性小得多，因为双环结构的相应阴离 子不是稳变异构稳定化的。因此，即使当式(8)至（11)中的Ri是Η时，运仍是本申请上下文中 的非酸性质子。
[0054] 在该上下文中，"相邻的碳原子"是指碳原子彼此直接键合。另外，在基团定义中的 "相邻的基团"是指运些基团键合至同一碳原子或键合至相邻的碳原子。运些定义尤其相应 地施用于术语"相邻的基团"和"相邻的取代基"。
[0055] 在本发明上下文中的芳基基团含有6至40个碳原子;在本发明上下文中的杂芳基 基团含有2至40个碳原子和至少一个杂原子，条件是碳原子与杂原子的总和至少为5。所述 杂原子优选选自Ν、0和/或S。芳基基团或杂芳基基团在此处应理解为是指简单的芳族环，即 苯，或简单的杂芳族环，例如化晚、喀晚、嚷吩等，或稠合的芳基或杂芳基基团，例如糞、蔥、 菲、哇嘟、异哇嘟等。
[0056] 在本发明上下文中的芳族环系在环系中含有6至60个碳原子。在本发明上下文中 的杂芳族环系在环系中含有1至60个碳原子和至少一个杂原子，条件是碳原子与杂原子的 总和至少为5。所述杂原子优选选自Ν、0和/或S。在本发明上下文中的芳族或杂芳族环系应 理解为是指不必仅含有芳基或杂芳基基团的体系，而是其中两个或更多个芳基或杂芳基基 团还可W被非芳族单元(优选小于非Η原子的10%)间断，该非芳族单