KR101121677B1 - 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소자 특성이 우수한 안트라센 모이어티(moiety)와 형광 특성이 우수한 플루오렌 등의 모이어티(moiety)가 서로 융합(fused)된 코어 (예를 들면 인데노안트라센(indenoanthracene) 코어)를 가지면서, 전자 전달 능력을 갖는 치환기로서 N, O 또는 S 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기가 상기 코어에 치환된 신규 화합물; 및 양극과 음극 사이에 개재(介在)되고 상기 신규 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하여 발광효율, 휘도, 열적 안정성, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자 {ANTHRACENE DERIVATIVE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 신규 안트라센 유도체 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소자 특성이 우수한 안트라센 모이어티와 형광 특성이 우수한 플루오렌 등의 모이어티가 서로 융합된 코어를 가지면서 상기 코어에 전자 전달 능력을 갖는 치환기로서 N, O 또는 S 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기가 치환된 신규 화합물; 및 양극과 음극 사이에 개재되고 상기 신규 화합물을 함유하는 유기물층을 포함하여 발광효율, 휘도, 열적 안정성, 구동 전압, 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 현상이란 유기 물질에 전기에너지를 가했을 때 빛이 나타나는 현상을 말한다. 즉, 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 유기물층을 위치시켰을 때 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되고, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
유기 전계 발광 소자를 효율적으로 만들기 위한 한 방법으로서 소자 내의 유기물층을 단층 대신 다층 구조로 제조하는 연구가 진행되어 왔다. 1987년 탕(Tang)에 의하여 정공층과 발광층의 기능층으로 나눈 적층구조의 유기 전계 발광 소자가 제시 되었으며, 현재 사용되는 대부분의 유기 전계 발광 소자는 기판, 양극, 양극으로 정공을 받아들이는 정공 주입층, 정공을 전달하는 정공 전달층, 정공과 전자가 재결합하여 빛을 내는 발광층, 전자를 전달하는 전자 전달층, 음극으로부터 전자를 받아들이는 전자 주입층 및 음극으로 이루어져 있다. 이렇게 유기 전계 발광 소자를 다층으로 제작하는 이유는 정공과 전자의 이동속도가 상이하며, 따라서 적절한 정공 주입층 및 전달층, 전자 전달층 및 전자 주입층을 만들어 주면 정공과 전자가 효과적으로 전달될 수 있으며, 소자 내 정공과 전자의 균형이 이루어져 발광 효율을 높일 수 있기 때문이다.
전자 수송의 재료에 관한 최초의 보고는 옥사디아졸 유도체(PBD)를 들 수 있다. 이후 트리아졸 유도체(TAZ) 및 페난스로린 유도체(BCP)가 전자 수송성을 나타낸다고 보고 되었다. 전자 수송층은 유기 단분자 물질로는 전자에 대한 안정도와 전자 이동 속도가 상대적으로 우수한 유기 금속착제들이 좋은 후보들이며, 안정성이 우수하고 전자 친화도가 큰 Alq3가 가장 우수한 것으로 보고 되었으며, 현재에도 가장 기본적으로 사용되고 있다.
또한, 종래의 전자 주입 및 수송층용 물질로는 이미다졸기, 옥사졸기, 티아졸기를 가진 유기 단분자 물질들이 많이 보고되었다. 1996년도에 코닥사에서 발표하고 미국 특허 제5,645,948호에 기재된 TPBI는 이미다졸기를 가진 대표적인 전자 수송층용 물질로 알려져 있으며, 그 구조는 벤젠의 1,3,5 치환 위치에 세 개의 N-페닐 벤즈이미다졸기를 함유하고 기능적으로는 전자를 전달하는 능력뿐 아니라 발광층에서 넘어오는 정공을 차단하는 기능도 있으나, 실제 소자에 적용하기에는 열적 안정성이 낮은 문제점을 가지고 있다.
또한, 일본 공개특허공보 평11-345686호에 개시된 전자수송용 물질들은 옥사졸기, 티아졸기를 함유하고 있고 발광층에도 적용할 수 있다고 보고하고 있으나, 구동전압, 휘도 및 소자의 수명 측면에서 실용화에 도달하지 못하고 있다.
따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하고 유기 전계 발광 소자의 특성을 더욱 향상시키기 위하여, 유기 전계 발광 소자에서 전자 수송용 물질로 사용될 수 있는 보다 안정적이고 효율적인 재료에 대한 개발이 계속 요구된다.
상기 문제점을 해결하고자, 본 발명은 유기 전계 발광 소자에 적용할 수 있는 신규 화합물을 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 상기 신규 화합물을 포함하여 구동전압이 낮고, 발광효율, 휘도, 열적 안정성, 수명 등이 향상되는 유기 전계 발광 소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure 112009037696701-pat00001
화학식 1에서, X는 CR6R7, NR6, O, S, S(=O), S(=O)2, 또는 SiR6R7이며;
R1 내지 R7은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, C2~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴알킬기, C1~C40의 알킬옥시기, C5~C40의 아릴옥시기, C5~C40의 아릴아미노기, C5~C40의 디 아릴아미노기, C5~C40의 아릴기, 또는 C2~C40의 헤테로아릴기이거나; 또는 인접하는 기와 축합(fused) 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 축합 헤테로지방족 고리 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기이며;
이때 R1, R2, R3 및 R4 중에서 하나 이상은 N, O 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기이며;
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 C5~C40의 아릴렌기, 또는 C2~C40의 헤테로아릴렌기이며;
a, b, c 및 d는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 0~3의 정수이다.
또한, 본 발명은 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 본 발명에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 전자 수송층인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자 수송 성능이 우수하므로, 이를 유기 발광 소자의 전자 수송층 재료로 채택할 경우 종래 Alq3을 사용하는 경우보다 전압 및 효율 면에서 월등한 성능을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자의 성능 개선 및 수명 향상에 크게 기 여할 수 있으며, 특히 이러한 전자 수송 성능 향상은 풀 칼라 유기 발광 패널에서의 성능 극대화에도 큰 효과가 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 소자 특성이 우수한 안트라센 모이어티(moiety)와 형광 특성이 우수한 플루오렌 등의 모이어티(moiety)가 서로 융합(fused)된 코어 (예를 들면 인데노안트라센(indenoanthracene) 코어)를 가지면서, 전자 전달 능력을 갖는 치환기로서 N, O 또는 S 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기가 상기 코어에 치환된 화합물이며, 일종의 안트라센 유도체이다.
따라서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자에서 정공주입 물질, 정공수송 물질, 발광 물질, 전자수송 물질 또는 전자주입 물질로서 사용될 수 있으며, 바람직하게는 전자수송 물질, 또는 전자주입 및 수송 물질로서 사용할 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, 상기 R1 내지 R7의 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C3~C40의 시클로알킬기, C2~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴알킬기, C1~C40의 알킬옥시기, C5~C40의 아릴옥시기, C5~C40의 아릴아미노기, C5~C40의 디아릴아미노기, C5~C40의 아릴기, 또는 C2~C40의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, 아미노기, 실릴기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴알킬기, C5~C40의 아릴기, 또는 C5~C40의 헤테로아릴기로 치환되거나 비치환된 것일 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, R1, R2, R3 및 R4 중에서 하나 이상은 N(질소), O(산소) 및 S(황)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기이다. 상기 C2~C40의 헤테로아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 하기 화학식 2의 구조식으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Figure 112009037696701-pat00002
Figure 112009037696701-pat00003
Figure 112009037696701-pat00004
Figure 112009037696701-pat00005
Figure 112009037696701-pat00006
Figure 112009037696701-pat00007
Figure 112009037696701-pat00008
또한, R1 내지 R7에서 C5~C40의 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 하기 화학식 3의 구조식으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
Figure 112009037696701-pat00009
상기 화학식 3에서 Q1 내지 Q4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴알킬기, C5~C40의 아릴기, 또는 C5~C40의 헤테로아릴기이다.
또한, 상기 Q1 내지 Q4에 있어서의 C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴기 및 C5~C40의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, 할로겐, 니트릴기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, C2~C40의 알케닐기, C2~C40의 알키닐기, C1~C40의 알콕시기, C1~C40의 아미노기, C3~C40의 시클로알킬기, C3~C40의 헤테로시클로알킬기, C6~C40의 아릴알킬기, C5~C40의 아릴기, 또는 C5~C40의 헤테로아릴기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 C5~C40의 아릴렌기 또는 C2~C40의 헤테로아릴렌기이며, 바람직하게는 C5~C40의 아릴렌기이다. 상기 C5~C40의 아릴렌기는 상기 화학식 3의 구조식으로 이루어진 군에서 선택되는 아릴렌기일 수 있고, C2~C40의 헤테로아릴렌기는 상기 화학식 2의 구조식으로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로아릴렌기일 수 있다.
아래 화합물들은 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 대표적인 예들이나, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 예시된 것들에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112009037696701-pat00010
Figure 112009037696701-pat00011
Figure 112009037696701-pat00012
Figure 112009037696701-pat00013
Figure 112009037696701-pat00014
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Figure 112009037696701-pat00022
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Figure 112009037696701-pat00025
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Figure 112009037696701-pat00027
한편, 본 발명은 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층인 것이 특징인 유기 발광 소자를 제공한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 1종 또는 2종 이상이 포함될 수 있다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전자수송 물질, 또는 전자주입 및 수송 물질로서 유기 전계 발광 소자에 포함될 수 있고, 이 경우 유기 전계 발광 소자는 구동전압이 낮아지고, 발광효율, 휘도, 열적 안정성 및 수명이 향상될 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 전자 수송층이다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 본 발명의 화학식 1로 표시되 는 화합물을 포함하는 유기물층 이외에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상 또는 모두를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 구조의 비제한적인 예를 들면, 기판, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 것일 수 있으며, 이때 상기 전자 수송층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이다. 상기 전자 수송층 위에는 전자 주입층이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 전술한 바와 같이 양극, 1층 이상의 유기물층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조뿐만 아니라, 전극과 유기물층 계면에 절연층 또는 접착층이 삽입될 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 상기 유기물층은 진공증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는, 유기물층 중 1층 이상을 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려진 재료 및 방법을 이용하여 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 유기물층 및 전극을 형성함으로써 제조될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1: 화학식 4-001 내지 화학식 4-026의 화합물 합성]
하기 화학식 4-001 내지 화학식 4-026으로 표시되는 화합물을 합성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다.
[반응식 1]
Figure 112009037696701-pat00028
[합성예 1-1: 화합물 1-2의 합성]
화합물 1-1인 2-bromofluorene 30g을 디메틸 설폭사이드 500mL에 녹이고, 디메틸 설폭사이드 20ml에 녹인 수산화칼륨 94g을 첨가하였다. 0℃ 하에서 요오드화메탄 76g을 서서히 적가한 다음 상온으로 올려 12시간 교반하였다. 반응 종료 후 반응 용액을 1L 증류수에 쏟고 30분 정도 교반한 후 생성된 고체를 여과하였다. 얻은 고체를 컬럼 크로마토그래피를 통하여 불순물을 제거하고 화합물 1-2 34g (수율 91%)을 수득하였다.
[합성예 1-2: 화합물 1-4의 합성]
화합물 1-2 30g과 화합물 1-3인 phthalic anhydride 18g (1.1 당량)을 디클로로메탄에 녹여 상온에서 교반하다가 염화알루미늄 22g (1.5 당량)을 0℃ 하에서 천천히 넣어주었다. 안정화되면 반응물을 40℃에서 6시간 환류 교반 시킨 후, 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 불순물을 제거하고, 디클로로메탄에 녹여 n-헥산에서 침전시켜 여과하였다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 1-4 21.9g (수율 47.3%)을 수득하였다.
[합성예 1-3: 화합물 1-5의 합성]
화합물 1-4 21g에 폴리인산 125mL를 넣어주고 130℃로 3시간 가열 교반 후, 상온에서 얼음물 500mL 넣어 고체를 여과하고 메탄올로 씻었다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 1-5 16.6g (수율 82.6%)을 합성하였다.
[합성예 1-4: 화합물 1-7의 합성]
화합물 1-6 25.6g(3 당량)을 질소 하에서 테트라하이드로퓨란 300mL에 녹였다. 이 반응물에 n-부틸리튬 85mL를 -78℃ 하에 서서히 적가하였다. -78℃ 하에서 1시간 교반한 후 화합물 1-5 16.6g을 넣었다. 천천히 상온으로 올려 교반한 후 포화 염화암모늄 용액을 넣어 디클로로메탄으로 추출하였다. 추출물을 농축하고, n-헥산에서 침전시킨 후 여과하여 고체 21.7g (수율 80%)을 얻었다.
[합성예 1-5: 화합물 1-8의 합성]
화합물 1-7 21.7g과 요오드화칼륨 54.7g (10 당량), 차아인산나트륨 수화물 70g (20 당량)을 아세트산 300mL에 분산시킨 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 상온 으로 냉각 후, 물 500mL에 붓고 여과하여 물과 메탄올로 씻은 다음 감압 건조 하여 화합물 1-8 19.6g (수율 95%)을 수득하였다.
[실시예 1-1: 화학식 4-001의 화합물의 합성]
화합물 1-8 19.6g과 화합물 1-9에 해당하는 4-(4,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenylboronic acid, 12.8g (1.2 당량)을 톨루엔 300mL에 녹이고 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 1g과 2N 탄산칼륨 100mL를 넣고 13시간 환류 교반 하였다. 상온으로 냉각시키고 유기층과 물층을 분리한 후, 물과 포화 염화나트륨 용액으로 씻어주고 무수 황산나트륨으로 건조하여 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산 ~ n-헥산/디클로로메탄=9/1 ~ n-헥산/초산에틸=8/2)로 불순물을 제거한 후, n-헥산에서 침전을 시키고 여과하여 연한 노란색 고체의 화학식 4-001의 화합물 10.8g(41%)을 얻었다.
[화학식 4-001]
Figure 112009037696701-pat00029
1H NMR (500MHz, THF-d8) : 7.48 7.50 7.48 7.50 7.48 7.3 7.55 7.53 7.55 7.3 7.25 7.54 7.54 7.25 8.11 7.59 7.59 8.01 7.58 7.92 7.73 8.11 7.59 7.59 8.01 7.58 7.92 7.73 1.73 1.73 7.83 7.66 8.12 7.76 8.07 7.91 7.91 7.39 7.39
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[실시예 1-2 ~ 실시예 1-26: 화학식 4-002 ~ 화학식 4-026의 화합물의 합성]
하기 화학식 4-002의 화합물 내지 화학식 4-026의 화합물은 각각 상기 실시예 1-1(화학식 4-001의 화합물의 합성)과 동일한 방법을 이용하여 합성할 수 있었으며, 연한 노란색 고체로 얻을 수 있었다.
[화학식 4-002]
Figure 112009037696701-pat00030
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[화학식 4-003]
Figure 112009037696701-pat00031
Exact Mass: 842.37, Elemental Analysis: C, 91.18; H, 5.50; N, 3.32
[화학식 4-004]
Figure 112009037696701-pat00032
Mass: 737.31, Elemental Analysis: C, 92.77; H, 5.33; N, 1.90
[화학식 4-005]
Figure 112009037696701-pat00033
Mass: 661.28, Elemental Analysis: C, 92.55; H, 5.33; N, 2.12
[화학식 4-006]
Figure 112009037696701-pat00034
Mass: 661.28, Elemental Analysis: C, 92.55; H, 5.33; N, 2.12
[화학식 4-007]
Figure 112009037696701-pat00035
Mass: 661.28, Elemental Analysis: C, 92.55; H, 5.33; N, 2.12
[화학식 4-008]
Figure 112009037696701-pat00036
Mass: 661.28, Elemental Analysis: C, 92.55; H, 5.33; N, 2.12
[화학식 4-009]
Figure 112009037696701-pat00037
Mass: 674.27, Elemental Analysis: C, 90.77; H, 5.08; N, 4.15
[화학식 4-010]
Figure 112009037696701-pat00038
Mass: 624.26, Elemental Analysis: C, 90.35; H, 5.16; N, 4.48
[화학식 4-011]
Figure 112009037696701-pat00039
Mass: 638.27, Elemental Analysis: C, 90.25; H, 5.36; N, 4.39
[화학식 4-012]
Figure 112009037696701-pat00040
Mass: 654.27, Elemental Analysis: C, 88.04; H, 5.23; N, 4.28; O, 2.44
[화학식 4-013]
Figure 112009037696701-pat00041
Mass: 700.29, Elemental Analysis: C, 90.83; H, 5.18; N, 4.00
[화학식 4-014]
Figure 112009037696701-pat00042
Mass: 624.26, Elemental Analysis: C, 90.35; H, 5.16; N, 4.48
[화학식 4-015]
Figure 112009037696701-pat00043
Mass: 624.26, Elemental Analysis: C, 90.35; H, 5.16; N, 4.48
[화학식 4-016]
Figure 112009037696701-pat00044
Mass: 625.25, Elemental Analysis: C, 88.29; H, 4.99; N, 6.72
[화학식 4-017]
Figure 112009037696701-pat00045
Mass: 625.25, Elemental Analysis: C, 88.29; H, 4.99; N, 6.72
[화학식 4-018]
Figure 112009037696701-pat00046
Mass: 611.26, Elemental Analysis: C, 92.27; H, 5.44; N, 2.29
[화학식 4-019]
Figure 112009037696701-pat00047
Mass: 687.29, Elemental Analysis: C, 92.54; H, 5.42; N, 2.04
[화학식 4-020]
Figure 112009037696701-pat00048
Mass: 614.24, Elemental Analysis: C, 87.92; H, 4.92; N, 4.56; O, 2.60
[화학식 4-021]
Figure 112009037696701-pat00049
Mass: 630.21, Elemental Analysis: C, 85.68; H, 4.79; N, 4.44; S, 5.08
[화학식 4-022]
Figure 112009037696701-pat00050
Mass: 724.29, Elemental Analysis: C, 91.13; H, 5.01; N, 3.86
[화학식 4-023]
Figure 112009037696701-pat00051
Mass: 724.29, Elemental Analysis: C, 91.13; H, 5.01; N, 3.86
[화학식 4-024]
Figure 112009037696701-pat00052
Mass: 762.3, Elemental Analysis: C, 91.31; H, 5.02; N, 3.67
[화학식 4-025]
Figure 112009037696701-pat00053
Mass: 763.3, Elemental Analysis: C, 89.62; H, 4.88; N, 5.50
[화학식 4-026]
Figure 112009037696701-pat00054
Mass: 763.32, Elemental Analysis: C, 92.76; H, 5.41; N, 1.83
[실시예 2: 화학식 5-001 내지 화학식 5-014의 화합물 합성]
하기 화학식 5-001 내지 화학식 5-014로 표시되는 화합물을 합성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다.
[반응식 2]
Figure 112009037696701-pat00055
[합성예 2-1: 화합물 2-3의 합성]
화합물 2-1인 fluorene 27.8g과 화합물 2-2인 4-bromophthalic anhydride 48.7g을 디클로로메탄 700mL에 녹여 상온에서 교반하다가 염화알루미늄 28.7g을 0 ℃ 하에서 천천히 넣었다. 이어서 반응물을 40℃에서 6시간 환류 교반 시킨 후 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 불순물을 제거하고 디클로로메탄에 녹여 n-헥산에서 침전시켜 여과하였다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 2-3 30g (수율 50%)을 수득하였다.
[합성예 2-2: 화합물 2-4의 합성]
화합물 2-3 18.5g에 폴리인산 50mL를 넣고 130℃로 3시간 가열 교반 후, 상온에서 얼음물 300mL 넣어 고체를 여과하고 메탄올로 씻었다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 2-4 11g (수율 62%)을 합성하였다.
[합성예 2-3: 화합물 2-5의 합성]
화합물 1-6 17g을 질소 하에서 테트라하이드로퓨란 300mL에 녹였다. 이 반응물에 n-부틸 리튬 56mL를 -78℃ 하에 서서히 적가하였다. -78℃ 하에서 1시간 교반한 후 화합물 2-4 11g을 넣었다. 천천히 상온으로 올려 교반한 후 포화 염화암모늄 용액을 넣어 디클로로메탄으로 추출하였다. 농축하여 n-헥산에서 침전시켜 여과하여 고체 상태의 화합물2-5 12g (수율 67%)을 얻었다.
[합성예 2-4: 화합물 2-6의 합성]
화합물 2-5 12g과 요오드화칼륨 30g, 차아인산나트륨 수화물 35g을 아세트산 200mL에 분산시킨 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 상온으로 냉각 후 물 300mL에 붓고 여과하여 물과 메탄올로 씻은 다음, 감압 건조하여 화합물 2-6 8g (수율 71%)을 수득하였다.
[실시예 2-1: 화학식 5-001의 화합물의 합성]
화합물 2-6 8g과 화합물 1-9에 해당하는 4-(4,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenylboronic acid 5.2g을 톨루엔 100mL에 녹이고 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 0.4g과 2N 탄산칼륨 25mL를 넣고 13시간 환류 교반하였다. 상온으로 냉각시키고 유기층과 물층을 분리한 후, 물과 포화 염화나트륨 용액으로 씻어주고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산 ~ n-헥산/디클로로메탄=9/1 ~ n-헥산/초산에틸=8/2)로 불순물을 제거한 후, n-헥산에서 침전을 시키고 여과하여 연한 노란색 고체의 화학식 5-001의 화합물 4g(37%)을 얻었다.
[화학식 5-001]
Figure 112009037696701-pat00056
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[실시예 2-2 ~ 실시예 2-14: 화학식 5-002 ~ 화학식 5-014의 화합물의 합성]
하기 화학식 5-002의 화합물 내지 화학식 5-014의 화합물은 각각 상기 실시예 2-1(화학식 5-001의 화합물의 합성)과 동일한 방법을 이용하여 합성할 수 있었으며, 연한 노란색 고체로 얻을 수 있었다.
[화학식 5-002]
Figure 112009037696701-pat00057
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[화학식 5-003]
Figure 112009037696701-pat00058
Mass: 737.31, Elemental Analysis: C, 92.77; H, 5.33; N, 1.90
[화학식 5-004]
Figure 112009037696701-pat00059
Mass: 674.27, Elemental Analysis: C, 90.77; H, 5.08; N, 4.15
[화학식 5-005]
Figure 112009037696701-pat00060
Mass: 700.29, Elemental Analysis: C, 90.83; H, 5.18; N, 4.00
[화학식 5-006]
Figure 112009037696701-pat00061
Mass: 625.25, Elemental Analysis: C, 88.29; H, 4.99; N, 6.72
[화학식 5-007]
Figure 112009037696701-pat00062
Mass: 614.24, Elemental Analysis: C, 87.92; H, 4.92; N, 4.56; O, 2.60
[화학식 5-008]
Figure 112009037696701-pat00063
Mass: 630.21, Elemental Analysis: C, 85.68; H, 4.79; N, 4.44; S, 5.08
[화학식 5-009]
Figure 112009037696701-pat00064
Mass: 687.29, Elemental Analysis: C, 92.54; H, 5.42; N, 2.04
[화학식 5-010]
Figure 112009037696701-pat00065
Mass: 724.29, Elemental Analysis: C, 91.13; H, 5.01; N, 3.86
[화학식 5-011]
Figure 112009037696701-pat00066
Mass: 724.29, Elemental Analysis: C, 91.13; H, 5.01; N, 3.86
[화학식 5-012]
Figure 112009037696701-pat00067
Mass: 762.3, Elemental Analysis: C, 91.31; H, 5.02; N, 3.67
[화학식 5-013]
Figure 112009037696701-pat00068
Mass: 713.28, Elemental Analysis: C, 89.17; H, 4.94; N, 5.89
[화학식 5-014]
Figure 112009037696701-pat00069
Mass: 763.32, Elemental Analysis: C, 92.76; H, 5.41; N, 1.83
[실시예 3: 화학식 6-001 내지 화학식 6-048의 화합물 합성]
하기 화학식 6-001 내지 화학식 6-048로 표시되는 화합물을 합성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다.
[반응식 3]
Figure 112009037696701-pat00070
[합성예 3-1: 화합물 3-1의 합성]
화합물 2-1인 fluorene 20g과 화합물 1-3인 phthalic anhydride 23g을 디클로로메탄에 녹여 상온에서 교반하다가 염화알루미늄 20.5g을 0℃ 하에서 천천히 넣었다. 안정화되면 반응물을 40℃에서 6시간 환류 교반 시킨 후 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 불순물을 제거하고 디클로로메탄에 녹여 n-헥산에서 침전시켜 여과하였다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 3-1 27g (수율 76%)을 수득하였다.
[합성예 3-2: 화합물 3-2의 합성]
화합물 3-1 27g에 폴리인산 50mL를 넣어주고 130℃로 3시간 가열 교반 후, 상온에서 얼음물 400mL 넣어 고체를 여과하고 메탄올로 씻었다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 3-2 19g (수율 74%)을 합성하였다.
[합성예 3-3: 화합물 3-3의 합성]
화합물 3-2 64g을 메탄올 2L에 분산시키고, 이 반응물에 sodium borohydride 30g을 0℃ 하에서 세 번에 나누어 천천히 넣었다. 0℃ 하에서 3시간 교반한 후 물 3L를 넣어 생긴 고체를 여과했다. 물로 충분히 씻어주고 자연 건조하였다.
[합성예 3-4: 화합물 3-4의 합성]
위 합성예에서 얻은 화합물 3-3을 5N HCl 300mL에 분산시키고 20시간 동안 환류 교반하였다. 상온으로 내린 후 물을 넣고 고체를 여과하여 물로 충분히 씻었다. 감압 건조하여 화합물 3-4 60.3g (두 단계 수율 98.5%)을 수득하였다.
[합성예 3-5: 화합물 3-5의 합성]
화합물 3-4 60.3g을 이소프로판올 1.5L에 분산시키고 sodium borohydride 36.7g을 첨가하였다. 22시간 동안 환류 교반시킨 후, 상온으로 냉각하였다. 이어서 붉은 반응물을 물 2L에 쏟아 교반한 후 고체를 여과하고 물로 충분히 씻어주어 황토색 고체를 얻었다. 물을 제거하고 컬럼 크로마토그래피를 통해 불순물을 제거하여 밝은 연두색 고체의 화합물 3-5 27.9g (수율 48.7%)을 얻었다.
[합성예 3-6: 화합물 3-6의 합성]
화합물 3-5 27.9g을 디메틸포름아미드 400mL에 녹이고 N-bromosuccinimide 18.5g을 넣었다. 상온에서 1시간 교반한 후 물 1L에 쏟아 생긴 고체를 여과하였다. 물과 메탄올로 충분히 씻어주고 감압 건조하여 연노랑 고체의 화합물 3-6 33.3g (수율 94.2%)을 얻었다.
[합성예 3-7: 화합물 3-8의 합성]
화합물 3-6 33.3g과 화합물 3-7에 해당하는 2-naphthaleneboronic acid 23g을 톨루엔 400mL에 녹이고 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 3.1g과 2N 탄산칼륨 100mL를 넣고 22시간 환류 교반하였다. 상온으로 냉각시키고 유기층과 물층을 분리한 후 물과 포화 염화나트륨 용액으로 씻어주고 무수 황산나트륨으로 건조하여 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산 ~ n-헥산/디클로로메탄=9/1)로 불순물을 제거하여 연한 노란색 고체의 화합물 3-8 35.3g(수율 94.1%)을 얻었다.
[합성예 3-8: 화합물 3-9의 합성]
화합물 3-8 35.3g을 디메틸포름아미드 400mL에 녹이고 N-bromosuccinimide 16.4g을 넣었다. 상온에서 1시간 교반한 후 물 1.5L에 쏟아 교반한 후 생긴 고체를 여과하였다. 물과 메탄올로 충분히 씻어주고 감압 건조하여 연노랑 고체의 화합물 3-9 39.1g (수율 93.3%)을 얻었다.
[실시예 3-1: 화학식 6-001의 화합물의 합성]
화합물 3-9 39.1g과 화합물 1-9에 해당하는 4-(4,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenylboronic acid 34.7g을 톨루엔 500mL에 녹이고 에탄올 150mL를 첨가하였다. 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 2.7g과 2N 탄산칼륨 150mL를 넣고 22시간 환류 교반하였다. 상온으로 냉각시키고 유기층과 물층을 분리한 후, 물과 포화 염화나트륨 용액으로 씻어주고, 무수 황산나트륨으로 건조하여 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산 ~ n-헥산/디클로로메탄=9/1 ~ n-헥산/초산에틸=5/5)로 불순물을 제거한 후, n-헥산에서 침전을 시키고 여과하여 연한 노란색 고체의 화학식 6-001의 화합물 32g(57.1%)을 얻었다.
[화학식 6-001]
Figure 112009037696701-pat00071
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[실시예 3-2 ~ 실시예 3-48: 화학식 6-002 ~ 화학식 6-048의 화합물의 합성]
하기 화학식 6-002의 화합물 내지 화학식 6-048의 화합물은 각각 상기 실시예 3-1(화학식 6-001의 화합물의 합성)과 동일한 방법을 이용하여 합성할 수 있었으며, 연한 노란색 고체로 얻을 수 있었다.
[화학식 6-002]
Figure 112009037696701-pat00072
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-003]
Figure 112009037696701-pat00073
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-004]
Figure 112009037696701-pat00074
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-005]
Figure 112009037696701-pat00075
Mass: 665.28, Elemental Analysis: C, 88.39; H, 5.30; N, 6.31
[화학식 6-006]
Figure 112009037696701-pat00076
Mass: 665.28, Elemental Analysis: C, 88.39; H, 5.30; N, 6.31
[화학식 6-007]
Figure 112009037696701-pat00077
Mass: 781.35, Elemental Analysis: C, 89.08; H, 5.54; N, 5.37
[화학식 6-008]
Figure 112009037696701-pat00078
Mass: 781.35, Elemental Analysis: C, 89.08; H, 5.54; N, 5.37
[화학식 6-009]
Figure 112009037696701-pat00079
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-010]
Figure 112009037696701-pat00080
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-011]
Figure 112009037696701-pat00081
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-012]
Figure 112009037696701-pat00082
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-013]
Figure 112009037696701-pat00083
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-014]
Figure 112009037696701-pat00084
Mass: 741.31, Elemental Analysis: C, 89.04; H, 5.30; N, 5.66
[화학식 6-015]
Figure 112009037696701-pat00085
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-016]
Figure 112009037696701-pat00086
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-017]
Figure 112009037696701-pat00087
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-018]
Figure 112009037696701-pat00088
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-019]
Figure 112009037696701-pat00089
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-020]
Figure 112009037696701-pat00090
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-021]
Figure 112009037696701-pat00091
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-022]
Figure 112009037696701-pat00092
Mass: 791.33, Elemental Analysis: C, 89.48; H, 5.22; N, 5.31
[화학식 6-023]
Figure 112009037696701-pat00093
Mass: 765.31, Elemental Analysis: C, 89.38; H, 5.13; N, 5.49
[화학식 6-024]
Figure 112009037696701-pat00094
Mass: 765.31, Elemental Analysis: C, 89.38; H, 5.13; N, 5.49
[화학식 6-025]
Figure 112009037696701-pat00095
Mass: 815.33, Elemental Analysis: C, 89.79; H, 5.06; N, 5.15
[화학식 6-026]
Figure 112009037696701-pat00096
Mass: 815.33, Elemental Analysis: C, 89.79; H, 5.06; N, 5.15
[화학식 6-027]
Figure 112009037696701-pat00097
Mass: 789.31, Elemental Analysis: C, 89.70; H, 4.98; N, 5.32
[화학식 6-028]
Figure 112009037696701-pat00098
Mass: 789.31, Elemental Analysis: C, 89.70; H, 4.98; N, 5.32
[화학식 6-029]
Figure 112009037696701-pat00099
Mass: 789.31, Elemental Analysis: C, 89.70; H, 4.98; N, 5.32
[화학식 6-030]
Figure 112009037696701-pat00100
Mass: 789.31, Elemental Analysis: C, 89.70; H, 4.98; N, 5.32
[화학식 6-031]
Figure 112009037696701-pat00101
Mass: 891.36, Elemental Analysis: C, 90.21; H, 5.08; N, 4.71
[화학식 6-032]
Figure 112009037696701-pat00102
Mass: 891.36, Elemental Analysis: C, 90.21; H, 5.08; N, 4.71
[화학식 6-033]
Figure 112009037696701-pat00103
Mass: 765.31, Elemental Analysis: C, 89.38; H, 5.13; N, 5.49
[화학식 6-034]
Figure 112009037696701-pat00104
Mass: 765.31, Elemental Analysis: C, 89.38; H, 5.13; N, 5.49
[화학식 6-035]
Figure 112009037696701-pat00105
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[화학식 6-036]
Figure 112009037696701-pat00106
Mass: 841.35, Elemental Analysis: C, 89.86; H, 5.15; N, 4.99
[화학식 6-037]
Mass: 884.36, Elemental Analysis: C, 85.49; H, 5.01; N, 9.50
[화학식 6-038]
Figure 112009037696701-pat00108
Mass: 884.36, Elemental Analysis: C, 85.49; H, 5.01; N, 9.50
[화학식 6-039]
Figure 112009037696701-pat00109
1H NMR (500MHz, THF-d8) : 8.07(d, 1H), 8.06(d, 1H), 7.91(m, 2H), 7.76(d, 1H), 7.61(m, 1H), 7.55(m, 4H), 7.54(m, 4H), 7.53(m, 2H), 7.50(m, 4H), 7.48(m, 6H), 7.44(m, 1H), 7.39(d, 2H), 7.3(d, 4H), 7.25(m, 4H), 7.24(m, 1H), 1.73(s, 6H)
Mass: 884.36, Elemental Analysis: C, 85.49; H, 5.01; N, 9.50
[화학식 6-040]
Figure 112009037696701-pat00110
Mass: 884.36, Elemental Analysis: C, 85.49; H, 5.01; N, 9.50
[화학식 6-041]
Figure 112009037696701-pat00111
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-042]
Figure 112009037696701-pat00112
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-043]
Figure 112009037696701-pat00113
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-044]
Figure 112009037696701-pat00114
Mass: 715.3, Elemental Analysis: C, 88.92; H, 5.21; N, 5.87
[화학식 6-045]
Figure 112009037696701-pat00115
Mass: 665.28, Elemental Analysis: C, 88.39; H, 5.30; N, 6.31
[화학식 6-046]
Figure 112009037696701-pat00116
Mass: 665.28, Elemental Analysis: C, 88.39; H, 5.30; N, 6.31
[화학식 6-047]
Figure 112009037696701-pat00117
Mass: 781.35, Elemental Analysis: C, 89.08; H, 5.54; N, 5.37
[화학식 6-048]
Figure 112009037696701-pat00118
Mass: 781.35, Elemental Analysis: C, 89.08; H, 5.54; N, 5.37
[실시예 4: 화학식 7-001 내지 화학식 7-011의 화합물 합성]
하기 화학식 7-001 내지 화학식 7-011로 표시되는 화합물을 합성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용하였다.
[반응식 4]
Figure 112009037696701-pat00119
[합성예 4-1: 화합물 4-1의 합성]
화합물 1-2 10g과 화합물 2-2인 4-bromophthalic anhydride 12.46g을 디클로로메탄 300mL에 녹여 상온에서 교반하다가 0℃ 하에서 염화알루미늄 10.6g을 천천히 넣었다. 안정화되면 반응물을 40℃에서 6시간 환류 교반 시킨 후 농축하여 컬럼 크로마토그래피로 불순물을 제거하고, n-헥산에서 침전시켜 여과하였다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 4-1 20g (수율 74%)을 수득하였다.
[합성예 4-2: 화합물 4-2의 합성]
화합물 4-1 20g에 폴리인산 40mL를 넣어주고 130℃로 3시간 가열 교반 후 50℃이하까지 식혔다. 이어서 증류수 500mL 서서히 넣어 생성된 고체를 여과하고 메탄올로 씻었다. 여과로 얻은 고체를 감압 건조하여 화합물 4-2 14g (수율 73%)을 합성하였다.
[합성예 4-3: 화합물 4-3의 합성]
화합물 1-6인 2-bromonaphthrene 18g을 질소 하에서 테트라하이드로퓨란 200mL에 녹였다. 이 반응물에 n-부틸 리튬 60mL를 -78℃ 하에 서서히 적가하였다. -78℃ 하에서 1시간 교반한 후 화합물 4-2 18.5g을 넣었다. 천천히 상온으로 올려 20시간 교반한 후 포화 염화암모늄 용액을 넣어 디클로로메탄으로 추출하였다. 추출물을 농축한 후, n-헥산에서 침전시키고 여과하여 고체 화합물 4-3 16g (수율 75%)을 얻었다.
[합성예 4-4: 화합물 4-4의 합성]
화합물 4-3 16g과 요오드화칼륨 36.5g 차아인산나트륨 수화물 43.2g을 아세트산 250mL에 분산시킨 후 2시간 동안 환류 교반하였다. 상온으로 냉각 후 물 400mL에 붓고 여과하였다. 이어서 물과 메탄올로 씻은 다음 감압 건조하여 화합물 4-4 11g (수율 71%)을 수득하였다.
[실시예 4-1: 화학식 7-001의 화합물의 합성]
화합물 4-4 11g과 화합물 1-9에 해당하는 4-(4,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenylboronic acid 13.3g을 톨루엔 150mL에 녹이고 테트라키스트라이페닐포스핀팔라듐 0.54g과 2N 탄산칼륨 50mL를 넣고 13시간 환류 교반하였다. 상온으로 냉각시키고 유기층과 물층을 분리한 후, 물과 포화 염화나트륨 용액으로 씻어주고 무수 황산나트륨으로 건조하여 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산 ~ n-헥산/디클로로메탄=9/1 ~ n-헥산/초산에틸=5/5)로 불순물을 제거한 후, n-헥산에서 침전을 시키고 여과하여 연한 노란색 고체의 화학식 7-001의 화합물 8.3g(47%)을 얻었다.
[화학식 7-001]
Figure 112009037696701-pat00120
Mass: 1136.46, Elemental Analysis: C, 87.65; H, 4.96; N, 7.39
[실시예 4-2 ~ 실시예 4-11: 화학식 7-002 ~ 화학식 7-011의 화합물의 합성]
하기 화학식 7-002의 화합물 내지 화학식 7-011의 화합물은 각각 상기 실시예 4-1(화학식 7-001의 화합물의 합성)과 동일한 방법을 이용하여 합성할 수 있었으며, 연한 노란색 고체로 얻을 수 있었다.
[화학식 7-002]
Figure 112009037696701-pat00121
Mass: 1136.46, Elemental Analysis: C, 87.65; H, 4.96; N, 7.39
[화학식 7-003]
Figure 112009037696701-pat00122
Mass: 928.38, Elemental Analysis: C, 91.78; H, 5.21; N, 3.01
[화학식 7-004]
Figure 112009037696701-pat00123
Mass: 802.31, Elemental Analysis: C, 88.25; H, 4.77; N, 6.98
[화학식 7-005]
Figure 112009037696701-pat00124
Mass: 854.34, Elemental Analysis: C, 88.50; H, 4.95; N, 6.55
[화학식 7-006]
Figure 112009037696701-pat00125
Mass: 702.28, Elemental Analysis: C, 87.15; H, 4.88; N, 7.97
[화학식 7-007]
Figure 112009037696701-pat00126
Mass: 704.27, Elemental Analysis: C, 83.50; H, 4.58; N, 11.92
[화학식 7-008]
Figure 112009037696701-pat00127
Mass: 682.24, Elemental Analysis: C, 82.68; H, 4.43; N, 8.21; O, 4.69
[화학식 7-009]
Figure 112009037696701-pat00128
Mass: 714.19, Elemental Analysis: C, 78.96; H, 4.23; N, 7.84; S, 8.97
[화학식 7-010]
Figure 112009037696701-pat00129
Mass: 902.34, Elemental Analysis: C, 89.11; H, 4.69; N, 6.20
[화학식 7-011]
Figure 112009037696701-pat00130
Mass: 902.34, Elemental Analysis: C, 89.11; H, 4.69; N, 6.20
[실시예 5-1 내지 실시예 5-31: 유기 발광 소자 제조]
ITO 투명 전극 위에 제품명 DS-205 (두산社)를 800Å의 두께로 진공 증착하 여 정공 주입층을 형성하고, 그 위에 정공 이송 물질인 NPB (N, N-di(naphthalene-1-yl)-N, N-diphenylbenzidine)를 150Å의 두께로 증착하여 정공 수송층을 형성하였다. 그 위에 호스트로 ADN (9,10-di(naphthalen-2-yl)anthracene)을 사용하고 도판트로 DS-405(두산社)를 5% 도핑하여 300Å 두께로 증착하여 발광층을 형성하였다. 발광층 위에 실시예 1~4에서 합성된 각각의 전자 이송 물질을 250Å의 두께로 증착하여 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 위에 10 Å 두께의 LiF를 증착하여 전자 주입층을 형성하였고, 그 위에 2,000Å 두께의 Al을 증착하여 음극을 형성하여 소자를 제조하였다.
[비교예 1: 유기 발광 소자 제조]
전자 수송층을 형성할 때, 전자 이송 물질로서 실시예 1~4에서 합성된 물질 대신 Alq3 (aluminum tris(8-hydroxyquinoline))을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 소자를 제조하였다.
실시예 5-1 내지 실시예 5-31 및 비교예 1에서 각각 제작된 유기 발광 소자의 특성은 표 1에 기재하였다.
전자이송물질 구동 전압
(V)		 발광 효율
(cd/A)		 전자이송물질 구동 전압
(V)		 발광 효율
(cd/A)
화학식 4-001 5.1 7.3 화학식 6-037 5.3 6.9
화학식 4-002 5.2 7.1 화학식 6-038 5.6 6.7
화학식 4-003 5.5 6.8 화학식 6-047 4.8 7.1
화학식 4-004 5.6 6.7 화학식 6-048 5.1 6.9
화학식 4-005 5.5 6.5 화학식 7-001 5.5 5.5
화학식 4-006 5.6 6.3 화학식 7-002 5.6 5.7
화학식 4-007 5.7 6.2 화학식 7-003 6.1 5.6
화학식 5-001 5.6 6.9 화학식 7-004 6.7 5.6
화학식 5-002 5.9 6.3 화학식 7-005 6.1 5.8
화학식 6-001 4.9 7.5 화학식 7-006 6.1 5.6
화학식 6-002 5.1 7.1 화학식 7-007 6.4 5.9
화학식 6-007 4.9 7.7 화학식 7-008 6.2 5.7
화학식 6-008 5.3 7.2 화학식 7-009 6.2 5.8
화학식 6-011 4.8 7.2 화학식 7-010 6.5 6.4
화학식 6-017 4.9 7.1 화학식 7-011 6.6 6.6
화학식 6-023 5.1 7 Alq3 5.7 6
표 1과 같이, 전자 이송 물질로서 본 발명에 따른 화합물을 사용한 유기 발광 소자(실시예 5-1 내지 실시예 5-31)는 종래 Alq3을 사용한 유기 발광 소자(비교예 1) 보다 전압 및 효율 면에서 월등한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (5)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112011079789422-pat00131
    화학식 1에서, X는 CR6R7, NR6, 또는 SiR6R7이며;
    R1 내지 R7은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 수소, 중수소, C1~C40의 알킬기, C1~C40의 알킬옥시기, C5~C40의 아릴기, 또는 C2~C40의 헤테로아릴기이거나; 또는 인접하는 기와 축합(fused) 지방족 고리, 축합 방향족 고리, 또는 축합 헤테로방향족 고리를 형성하는 기이며;
    이때 R1, R2, R3 및 R4 중에서 하나 이상은 N, O 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 C2~C40의 헤테로아릴기이며;
    Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 C5~C40의 아릴렌기, 또는 C2~C40의 헤테로아릴렌기이며;
    a, b, c 및 d는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 0~3의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, R1, R2, R3 및 R4 중에서 하나 이상은 하기 화학식 2의 구조식으로 이루어진 군에서 선택되는 C2~C40의 헤테로아릴기인 것이 특징인 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112009037696701-pat00132
    Figure 112009037696701-pat00133
    Figure 112009037696701-pat00134
    Figure 112009037696701-pat00135
    Figure 112009037696701-pat00136
    Figure 112009037696701-pat00137
    Figure 112009037696701-pat00138
  3. 제1항에 있어서, 상기 R1 내지 R7의 C1~C40의 알킬기, C1~C40의 알킬옥시기, C5~C40의 아릴기, 및 C2~C40의 헤테로아릴기는 각각 독립적으로 중수소, C1~C40의 알킬기, C5~C40의 아릴기, 또는 C5~C40의 헤테로아릴기로 치환되거나 비치환된 것이 특징인 화학식 1로 표시되는 화합물.
  4. 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 유기물층은 전자 수송층인 것이 특징인 유기 전계 발광 소자.
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