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JP2010168347A - Method for producing carbazole derivative - Google Patents

Method for producing carbazole derivative Download PDF

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JP2010168347A JP2009251646A JP2009251646A JP2010168347A JP 2010168347 A JP2010168347 A JP 2010168347A JP 2009251646 A JP2009251646 A JP 2009251646A JP 2009251646 A JP2009251646 A JP 2009251646A JP 2010168347 A JP2010168347 A JP 2010168347A
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compound
producing
carbazole derivative
atom
substituent
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JP2009251646A
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Japanese (ja)
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Takuya Kawada
琢也 川田
Sachiko Kawakami
祥子 川上
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a carbazole derivative suitable as an organic solid laser material simply and safely. <P>SOLUTION: This method for producing a compound expressed by formula (1) [wherein Z is a carbon atom or silicon atom] is provided by reacting a specific compound A with a specific compound B in the presence of a palladium catalyst. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はカルバゾール誘導体を製造する方法に関する。より詳しくは、半導体特性を示し、非常に低いASE閾値を有する有機固体レーザー材料に好適に用いることができるカルバゾール誘導体を簡便、かつ安全に製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbazole derivative. More specifically, the present invention relates to a method for easily and safely producing a carbazole derivative that exhibits semiconductor characteristics and can be suitably used for an organic solid-state laser material having a very low ASE threshold.

現在のところ半導体レーザーとしては、無機系の材料をベースにした無機半導体レーザーが幅広く利用されている。
前記のとおりではあるものの、そのレーザー材料の作製方法には高価な手法しかなく、更なる低コスト化も難しい上に、無機材料では、レーザー波長の微調整も非常に困難であり、限られた波長領域でしかレーザー発振できない。加えて、ヒ素などの有毒物質も利用しており地球環境保全の観点からも好ましくない。
At present, inorganic semiconductor lasers based on inorganic materials are widely used as semiconductor lasers.
As described above, there are only expensive methods for producing the laser material, and it is difficult to further reduce the cost. In addition, with inorganic materials, fine adjustment of the laser wavelength is very difficult and limited. Laser oscillation is possible only in the wavelength region. In addition, toxic substances such as arsenic are also used, which is not preferable from the viewpoint of global environmental conservation.

これらの問題点を解決すべくスピロフルオレン、オリゴチオフェン、カルバゾールなどの有機系の材料をベースとした有機固体レーザーの開発が盛んに行われており(非特許文献1〜3参照)、そのような中でビフェニレン基の両端にビニル基を介してカルバゾールを結合した下記構造式(I)の化合物が比較的低いASE閾値を有し、レーザー活性材料として優れた特性を有することが見出されている(非特許文献4参照)。   In order to solve these problems, organic solid-state lasers based on organic materials such as spirofluorene, oligothiophene, and carbazole have been actively developed (see Non-Patent Documents 1 to 3). Among them, it has been found that a compound of the following structural formula (I) in which carbazole is bonded to both ends of a biphenylene group via a vinyl group has a relatively low ASE threshold and has excellent characteristics as a laser active material. (Refer nonpatent literature 4).

Figure 2010168347
Figure 2010168347

前記非特許文献4で提案されている化合物を開発した発明者らは、引き続き前記化合物及び周辺化合物の研究開発を継続していたようであり、その後、半導体特性を示し、非常に低いASE閾値を有し、かつ前記化合物と共通する構造を有する、一般式である下記構造式(II)の化合物の開発に成功した(特許文献1)。   The inventors who developed the compound proposed in Non-Patent Document 4 seem to have continued research and development of the compound and its peripheral compounds, and then show semiconductor characteristics and have a very low ASE threshold. And succeeded in developing a compound of the following structural formula (II), which is a general formula, having a structure common to that of the compound (Patent Document 1).

Figure 2010168347
Figure 2010168347

特開2008−106032号公報JP 2008-106032 A

Appl.Phys.Lett.,2004,85,1659.Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1659. Adv.Mater.,2005,17,2073.Adv. Mater. 2005, 17, 2073. Appl.Phys.Lett.,2004,84,2724.Appl. Phys. Lett. , 2004, 84, 2724. Appl.Phys.Lett.,2004,86,071110.Appl. Phys. Lett. 2004, 86, 071110.

本発明者らも、EL素子に用いるカルバゾール誘導体の研究開発を進めており、そのようなことから、同じカルバゾール誘導体である前記構造式(II)の化合物、特に前記特許文献1の実施例に開示されている化合物である9,9’−[スピロ−9,9’−ビフルオレン−2,7−ジイルビス(エテン−2,1−ジイル−4,1−フェニレン)]ビス(9H−カルバゾール)(以下、単に「spiroSBCz」と略称する)」の特性に着目し、鋭意検討を進めたところ、その特性は優れているものの製造過程の工程数が多く、かつ製造過程において取り扱いに注意を有する試薬を用いていることが判った。   The present inventors are also researching and developing carbazole derivatives for use in EL devices, and as such, are disclosed in the compounds of the structural formula (II) that are the same carbazole derivatives, particularly in the examples of Patent Document 1. 9,9 ′-[spiro-9,9′-bifluorene-2,7-diylbis (ethene-2,1-diyl-4,1-phenylene)] bis (9H-carbazole) , Simply abbreviated as “spiroSBCz”), and earnestly studied. As a result, the number of steps in the manufacturing process is great, but a reagent that is careful in handling in the manufacturing process is used. I found out.

すなわち、前記特許文献1の実施例1に記載の製造方法(以下、単に先行製造方法という)は、4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒド(以下、第1出発原料という)と、2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレン(以下、第2出発原料という)とを用いて、それぞれ中間体を得て、その得られた中間体同士を反応させることにより目的物である「spiroSBCz」を製造している。また、2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレンを出発原料として中間体を製造する工程においては取り扱いに注意を要する物質を使用することが必要となる。   That is, the production method described in Example 1 of the Patent Document 1 (hereinafter simply referred to as a prior production method) includes 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde (hereinafter referred to as a first starting material), 2 , 7-dibromo-spiro-9,9′-bifluorene (hereinafter referred to as the second starting material) to obtain intermediates and react the obtained intermediates with each other. “Spiro SBCz” is manufactured. In addition, it is necessary to use a substance that requires careful handling in the process of producing an intermediate using 2,7-dibromo-spiro-9,9'-bifluorene as a starting material.

具体的には、4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドを出発原料とする工程では、2段階の中間体を経て最終中間体である{4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンジル}リン酸ジエチルエステルを製造するものであり、また2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレンを出発原料として中間体を製造する工程では、取り扱いに注意を要するn−ブチルリチウムを用いて中間体である2,7−ジホルミル−スピロ−9,9’−ビフルオレンを製造するものである。   Specifically, in the process using 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde as a starting material, the final intermediate {4- (9H-carbazol-9-yl) benzyl is passed through a two-step intermediate. } N-butyllithium used to produce diethyl phosphate, and to produce intermediates using 2,7-dibromo-spiro-9,9′-bifluorene as a starting material, which requires careful handling. Thus, 2,7-diformyl-spiro-9,9′-bifluorene, which is an intermediate, is produced.

前記のとおりであるから、先行製造方法では、前者で得られた最終中間体である{4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンジル}リン酸ジエチルエステルと、後者で得られた中間体である2,7−ジホルミル−スピロ−9,9’−ビフルオレンとを反応させて目的物質である「spiroSBCz」を製造するものであり、多くの製造工程と取り扱いに注意を要する物質の関与が必要となる。   As described above, in the prior production method, the final intermediate obtained in the former {4- (9H-carbazol-9-yl) benzyl} phosphoric acid diethyl ester and the intermediate obtained in the latter are used. The target substance “spiro SBCz” is produced by reacting with a certain 2,7-diformyl-spiro-9,9′-bifluorene, and it is necessary to involve many production processes and substances requiring careful handling. Become.

本発明者らは、前記した構造式(II)の化合物、特に前記特許文献1の実施例に開示されている「spiroSBCz」の特性を活かすべく、工程数を低減し、かつ取り扱いに注意を要する物質を用いることなく、「spiroSBCz」等の前記した構造式(II)の化合物を製造できる方法の研究開発に鋭意努め、その結果開発に成功したのが本発明である。
したがって、本発明は、spiroSBCz、並びにそれと同様の構造及び特性を持つ化合物を簡便、かつ安全に製造する方法を提供することを解決すべき課題とするものである。
The inventors of the present invention reduce the number of steps and take care in handling in order to take advantage of the properties of the above-described compound of structural formula (II), particularly “spiro SBCz” disclosed in the Examples of Patent Document 1. It is the present invention that the inventors of the present invention have sought to research and develop a method capable of producing a compound of the structural formula (II) such as “spiro SBCz” without using a substance, and as a result, succeeded in the development.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for easily and safely producing spiroSBCz and a compound having the same structure and properties as that of spiroSBCz.

本願発明は、前記課題を解決した下記一般式(1)で示される化合物Cのカルバゾール誘導体を製造する方法を提供するものであり、その製造方法は、下記構造式(2)に示す化合物Aと下記一般式(3)に示す化合物Bとをパラジウム触媒存在下で反応させることを特徴とするものである。

Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(但し、式中、Zは炭素原子又は珪素原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜13の芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10のアルキル基を表し、R1とR2は、直接もしくは置換基を介して環を形成していてもよい。X1及びX2は、それぞれ独立にハロゲン原子を表す。) This invention provides the method of manufacturing the carbazole derivative of the compound C shown by following General formula (1) which solved the said subject, The manufacturing method is the compound A shown in following Structural formula (2), and A compound B represented by the following general formula (3) is reacted in the presence of a palladium catalyst.
Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(However, in the formula, Z represents a carbon atom or a silicon atom. R 1 and R 2 each independently represent an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms and a substituent which may have a substituent. An aromatic heterocyclic group having 3 to 13 carbon atoms which may have, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, R 1 and R 2 are A ring may be formed directly or through a substituent, and X 1 and X 2 each independently represent a halogen atom.)

そして、本願発明においては、更に以下のことが好ましい。
(1)化合物Aと化合物Bとを、前記化合物Aが前記化合物Bに対して2当量以上となるように混合して反応させること。
(2)化合物Aと化合物Bとの反応は加熱して行うこと。
(3)前記反応は塩基存在下で行うこと。
(4)パラジウム触媒は、ホスフィン系配位子と0価又は2価のパラジウム錯体とを混合した触媒であること。
(5)X1及びX2は、それぞれ独立に臭素原子またはヨウ素原子であること。
(6)X1及びX2は、同一の原子を表すこと。
(7)Zは炭素原子であること。
In the present invention, the following is further preferable.
(1) Compound A and Compound B are mixed and reacted so that Compound A is 2 equivalents or more with respect to Compound B.
(2) The reaction between compound A and compound B is performed by heating.
(3) The reaction is performed in the presence of a base.
(4) The palladium catalyst is a catalyst in which a phosphine-based ligand and a zero-valent or divalent palladium complex are mixed.
(5) X 1 and X 2 are each independently a bromine atom or an iodine atom.
(6) X 1 and X 2 represent the same atom.
(7) Z is a carbon atom.

本願発明は、「spiroSBCz」並びにそれと同様の構造及び特性を持つ化合物を簡便、かつ安全に製造する方法を提供することができる優れたものである。この点に関し、「spiroSBCz」を製造する場合を例にして以下において詳述する。
特許文献1に記載の先行製造方法では、第1出発原料の4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドと第2出発原料の2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレンとを用い、それぞれの出発原料において一旦中間体を製造し、得られた中間体同士を反応させることにより最終目的物質である「spiroSBCz」を製造している。
The present invention is excellent in that it can provide a method for easily and safely producing “spiro SBCz” and a compound having the same structure and properties. In this regard, a case where “spiroSBCz” is manufactured will be described in detail below.
In the prior production method described in Patent Document 1, 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde as a first starting material and 2,7-dibromo-spiro-9,9′-bifluorene as a second starting material are used. The intermediates are once produced in each starting material, and the resulting intermediates are reacted to produce “spiro SBCz” which is the final target substance.

特に、第1出発原料からは4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンジルアルコール及び9−{4−(ブロモメチル)フェニル}−9H−カルバゾールの2段階の中間体の製造を経て更に最終中間体である{4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンジル}リン酸ジエチルエステルを製造するものであり、また第2出発原料からは中間体である2,7−ジホルミル−スピロ−9,9’−ビフルオレンを製造し、それら第1出発原料からの最終中間体と第2出発原料からの中間体とを反応させることにより、先行製造方法では目的物質である「spiroSBCz」が製造されている。   In particular, from the first starting material, 4- (9H-carbazol-9-yl) benzyl alcohol and 9- {4- (bromomethyl) phenyl} -9H-carbazole are prepared through a two-step intermediate, and then the final intermediate. {4- (9H-carbazol-9-yl) benzyl} phosphoric acid diethyl ester is produced from the second starting material and is an intermediate 2,7-diformyl-spiro-9,9 ′ -By producing bifluorene and reacting the final intermediate from the first starting material and the intermediate from the second starting material, "spiroSBCz", which is the target substance, is produced in the prior production method.

そのため、先行製造方法では反応工程数が多くなり、かつ第2出発原料から中間体を製造する工程では取り扱いに注意を要するn−ブチルリチウムの使用が必要となる。
それに対して、本願発明では、前記先行製造方法の第1出発原料である4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドを用いて1段階の反応工程で製造した9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールを第1製造原料とし、前記先行製造方法の第2出発原料と同一の化合物を第2製造原料として、両化合物を反応させるだけで、最終目的物質の「spiroSBCz」が製造できるものである。
For this reason, the number of reaction steps is increased in the prior production method, and n-butyl lithium, which requires careful handling, is required in the step of producing an intermediate from the second starting material.
In contrast, in the present invention, 9- (4-vinylphenyl) produced in a one-step reaction process using 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde, which is the first starting material of the preceding production method. By using -9H-carbazole as the first production raw material and using the same compound as the second starting raw material in the preceding production method as the second production raw material, the final target substance “spiro SBCz” can be produced simply by reacting both compounds. It is.

前記のとおりであるから、本願発明では、最終目的物質を製造するまでの反応工程数が先行製造方法の半分以下にまで低減され、かつ第2製造原料については先行製造方法のように中間体を製造する必要もないので、その際に必要となる取り扱いに注意を要するn−ブチルリチウムの使用も不要となる。
したがって、本願発明は、前記したとおりspiroSBCz、並びにそれと同様の構造及び特性を持つ化合物を簡便、かつ安全に製造する方法を提供することができる優れたものである。
As described above, in the present invention, the number of reaction steps until the final target substance is produced is reduced to half or less of the prior production method, and the intermediate for the second production raw material is the same as in the prior production method. Since it is not necessary to manufacture, the use of n-butyllithium which requires careful handling at that time is also unnecessary.
Therefore, the present invention is excellent in that it can provide a method for easily and safely producing spiroSBCz and a compound having the same structure and properties as described above.

得られたspiroSBCzのNMRチャートを示す図。The figure which shows the NMR chart of obtained spiroSBCz. そのspiroSBCzの溶液吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the solution absorption spectrum of the spiroSBCz. そのspiroSBCzの溶液発光スペクトルを示す図。The figure which shows the solution emission spectrum of the spiroSBCz. そのspiroSBCzの薄膜吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the thin film absorption spectrum of the spiroSBCz. そのspiroSBCzの薄膜発光スペクトルを示す図。The figure which shows the thin film emission spectrum of the spiroSBCz. そのspiroSBCzとCBPを共蒸着させた薄膜に窒素レーザを照射した際の発光スペクトルを示す図。The figure which shows the emission spectrum at the time of irradiating the nitrogen laser to the thin film which co-deposited the spiroSBCz and CBP. そのspiroSBCzとCBPを共蒸着させた薄膜に窒素レーザを照射した際の励起光強度と発光強度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the excitation light intensity | strength at the time of irradiating a nitrogen laser to the thin film which co-deposited the spiroSBCz and CBP, and emitted light intensity.

以下、本発明を実施するための最良の形態を含む、本発明の各種実施の態様について詳細に説明するが、本発明はその説明によって何等限定されるものではない。従って、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解できる。   Hereinafter, various embodiments of the present invention including the best mode for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the description. Therefore, those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention.

本願発明の下記一般式(1)で示す化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法は、前記したとおり下記構造式(2)に示す第1製造原料の化合物Aと下記一般式(3)に示す第2製造原料の化合物Bとをパラジウム触媒存在下で反応させることを特徴とするものである。

Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(式中、Zは炭素原子又は珪素原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜13の芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10のアルキル基を表し、R1とR2は、直接もしくは置換基を介して環を形成していてもよい。X1及びX2は、それぞれ独立にハロゲン原子を表す。) The method for producing the carbazole derivative which is the compound C represented by the following general formula (1) of the present invention is represented by the first production raw material compound A represented by the following structural formula (2) and the following general formula (3) as described above. The second production raw material compound B is reacted in the presence of a palladium catalyst.
Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(In the formula, Z represents a carbon atom or a silicon atom. R 1 and R 2 each independently have an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms and a substituent which may have a substituent. Represents an optionally substituted aromatic heterocyclic group having 3 to 13 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, and R 1 and R 2 may be directly or A ring may be formed via a substituent, and X 1 and X 2 each independently represent a halogen atom.)

その反応式を示すと下記反応式(1)のとおりである。

Figure 2010168347
The reaction formula is as shown in the following reaction formula (1).
Figure 2010168347

1とR2に関し、以下において更に具体的に説明する。
1とR2において置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ナフチル基(好ましくは2−ナフチル基)、アントリル基(好ましくは2−アントリル基)、フェナントリル基、フルオレニル基等が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。その場合において有していてもよい置換基としてはアルキル基、アルコキシル基、フッ素原子が挙げられる。
R 1 and R 2 will be described in more detail below.
Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent in R 1 and R 2 include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group (preferably a 2-naphthyl group), An anthryl group (preferably a 2-anthryl group), a phenanthryl group, a fluorenyl group and the like may be mentioned, and these may have a substituent. Examples of the substituent that may be included in that case include an alkyl group, an alkoxyl group, and a fluorine atom.

また、置換基を有していてもよい炭素数3〜13の芳香族複素環基としては、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環などの6員環単環の置換基;チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、チアゾール環などの5員環単環の置換基;キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環などの6員環縮合環の置換基;インドール環、ベンゾチオフェンなどの6員環と5員環の縮合環の置換基;さらにカルバゾールなどの6員環と5員環の縮合した3環性芳香族置換基などが挙げられる。これらが有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシル基、フッ素原子などが挙げられる。   Examples of the aromatic heterocyclic group having 3 to 13 carbon atoms which may have a substituent include a 6-membered monocyclic substituent such as a pyridine ring, a pyrimidine ring and a pyrazine ring; a thiophene ring, a furan ring, 5-membered monocyclic substituents such as imidazole ring and thiazole ring; 6-membered condensed ring substituents such as quinoline ring, isoquinoline ring and acridine ring; 6- and 5-membered rings such as indole ring and benzothiophene Substituents of condensed ring; and tricyclic aromatic substituents such as carbazole fused with 6-membered ring and 5-membered ring. Examples of the substituent that they may have include an alkyl group, an alkoxyl group, and a fluorine atom.

置換基を有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。これらのアルキル基が有していてもよい置換基としては、アルキル基などが挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a substituent include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group. Examples of the substituent that these alkyl groups may have include an alkyl group.

1とR2が直接もしくは置換基を介して環を形成している例としては、前記一般式(1)において、「R1」及び「R2」が結合した「Z」を含む複素環構造部分が下記構造式(4)で表されるものが挙げられる。

Figure 2010168347
Examples of R 1 and R 2 forming a ring directly or through a substituent include a heterocyclic ring containing “Z” in which “R 1 ” and “R 2 ” are bonded in the general formula (1). The structural part is represented by the following structural formula (4).
Figure 2010168347

なお、前記構造式(4)中における「*」の部分は、一般式(4)における「*」の部分が該当するものである。すなわち、前記環を形成している例としては、前記一般式(1)における前記一般式(4)の部分が前記構造式(4)と置換した構造を有するものが該当する。
また、R1とR2は同一であっても、異なっていてもよいが、合成のしやすさの点で同一であることが好ましい。さらに、化合物の電気化学的な安定性からR1とR2は芳香族炭化水素基であることが好ましい。
The part of “*” in the structural formula (4) corresponds to the part of “*” in the general formula (4). That is, an example in which the ring is formed includes a structure in which the portion of the general formula (4) in the general formula (1) is substituted with the structural formula (4).
R 1 and R 2 may be the same or different, but are preferably the same in terms of ease of synthesis. Furthermore, R 1 and R 2 are preferably aromatic hydrocarbon groups from the electrochemical stability of the compound.

本願発明の製造方法においては、前記化合物Aが前記化合物Bに対して2当量以上となるように混合して化合物Aと化合物Bとを反応させることがよく、その範囲である限りよいことに変わりはないが、具体的には前記化合物Aが前記化合物Bに対して2〜3当量となるように混合して反応させることが好ましく、更には2〜2.5当量となるように混合して反応させることがより好ましい。
その際の反応温度は特に限定されることはなく室温から200℃の範囲で行うのがよく、好ましくは加熱して行うのがよく、60〜150℃がよい。
In the production method of the present invention, the compound A is preferably mixed so that the compound A is 2 equivalents or more with respect to the compound B and the compound A and the compound B are reacted. However, specifically, it is preferable that the compound A is mixed and reacted so as to be 2 to 3 equivalents relative to the compound B, and further mixed so as to be 2 to 2.5 equivalents. It is more preferable to react.
The reaction temperature in that case is not specifically limited, It is good to carry out in the range of room temperature to 200 degreeC, Preferably it is good to carry out by heating and 60-150 degreeC is good.

また、前記反応は、反応で発生する酸をトラップするために塩基存在下で行うのが好ましく、その塩基は特に限定されるものではなく無機、有機の各種塩基が使用可能であり、トリエチルアミン、炭酸カリウムなどが好適なものとして例示できる。その際の塩基使用量は、ハロゲン化フルオレン誘導体に対し1〜5当量が好ましく、3〜4当量がさらに好ましい。   The reaction is preferably performed in the presence of a base in order to trap the acid generated in the reaction. The base is not particularly limited, and various inorganic and organic bases can be used. Potassium etc. can be illustrated as a suitable thing. In this case, the amount of base used is preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 3 to 4 equivalents, relative to the halogenated fluorene derivative.

その際に用いるパラジウム触媒はパラジウムの2価もしくは0価錯体がよく、それとホスフィン系配位子とを系中で混合させることで生成したもの、すなわち錯体であることが好ましい。パラジウム錯体は一般に入手可能な2価もしくは0価錯体を用いることができるが、酢酸パラジウムを用いることが好ましい。用いるパラジウム錯体の量はハロゲン化フルオレン誘導体に対し0.001〜1当量が好ましく、0.01〜0.1当量がさらに好ましい。ホスフィン系の配位子は入手可能なトリス(オルト−トリル)ホスフィンもしくはトリスターシャリーブチルホスフィンを用いることが望ましい。用いるホスフィン系配位子は、パラジウム錯体に対し1〜5当量が好ましく、3〜4当量がさらに好ましい。   The palladium catalyst used at that time is preferably a divalent or zero-valent complex of palladium, and is preferably a complex produced by mixing it with a phosphine-based ligand, that is, a complex. A generally available divalent or zero-valent complex can be used as the palladium complex, but palladium acetate is preferably used. The amount of palladium complex to be used is preferably 0.001 to 1 equivalent, more preferably 0.01 to 0.1 equivalent, relative to the halogenated fluorene derivative. As the phosphine-based ligand, it is desirable to use available tris (ortho-tolyl) phosphine or tristar butyl phosphine. The phosphine-based ligand used is preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 3 to 4 equivalents, relative to the palladium complex.

第2製造原料である化合物Bについては、前記一般式(3)で示される範疇の化合物である限り特に限定されることなく各種の化合物が使用可能であるが、好ましくはX1及びX2はそれぞれ独立に臭素原子またはヨウ素原子であることがよく、より好ましくはX1及びX2は同一の原子であるのがよい。さらに、Zは炭素原子であることが好ましい。
なお、化合物Bに関し、前記の範囲のものが好ましいのは、得られる目的物質の特性が優れていることからである。
As for the compound B as the second production raw material, various compounds can be used without particular limitation as long as it is a compound in the category represented by the general formula (3). Preferably, X 1 and X 2 are Each is preferably a bromine atom or an iodine atom, and more preferably X 1 and X 2 are the same atom. Furthermore, Z is preferably a carbon atom.
In addition, it is because the characteristic of the target substance obtained is excellent about the compound B that the thing of the said range is preferable.

[第1製造原料である化合物Aの製造方法]
本願発明の製造方法における第1製造原料である化合物Aの製造方法について以下において説明する。その化合物Aは、先行製造方法における第1出発原料である4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドから製造することができ、その際には前記第1出発原料である4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドを原料としてウィティッヒ反応を用いることより製造することができる。
[Method for Producing Compound A as First Production Raw Material]
A method for producing Compound A, which is the first production raw material in the production method of the present invention, will be described below. The compound A can be produced from 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde, which is the first starting material in the prior production method, and in this case, 4- (9H- It can be produced by using a Wittig reaction using carbazol-9-yl) benzaldehyde as a raw material.

このウィティッヒ反応は、ウィティッヒ試薬と呼ばれるリンイリドとカルボニル化合物からアルケンを生成する反応であり、本発明においては前記ウィティッヒ反応における一般的な手法で実施可能である。すなわち、メチルトリフェニルホスホニウムブロミドと塩基を溶媒中低温で反応させることでトリフェニルホスホニウムメチリドを発生させ、これに前記第1出発原料を加え、適度な時間反応させることで本発明の第1製造原料である化合物Aが生成する。これから溶媒を除去し、カラムクロマトグラフィー等で精製することで化合物Aの結晶を得ることができる。   This Wittig reaction is a reaction that produces an alkene from a phosphorus ylide and a carbonyl compound, which is called a Wittig reagent. In the present invention, the Wittig reaction can be performed by a general method in the Wittig reaction. That is, triphenylphosphonium methylide is generated by reacting methyltriphenylphosphonium bromide with a base at a low temperature in a solvent, the first starting material is added thereto, and the reaction is allowed to proceed for an appropriate time. Compound A as a raw material is produced. From this, the solvent is removed, and the compound A crystals can be obtained by purification by column chromatography or the like.

その際に用いる溶媒はメチルトリフェニルホスホニウムブロミドを溶かし得る極性の高い溶媒が好ましく、具体的には、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランなどが用いられる。この溶液に塩基を加えることでトリフェニルホスホニウムメチリドを発生させる。加える塩基の量はメチルトリフェニルホスホニウムブロミドに対し1〜3当量が好ましく、1.5〜2当量がさらに好ましい。反応温度は−30℃から室温までが好ましく、−10℃〜10℃がさらに好ましい。塩基は一般的なものでよく、ナトリウムメトキシドなどが好適である。   The solvent used at that time is preferably a highly polar solvent capable of dissolving methyltriphenylphosphonium bromide. Specifically, dimethylformamide, tetrahydrofuran or the like is used. Triphenylphosphonium methylide is generated by adding a base to this solution. The amount of base added is preferably 1 to 3 equivalents, more preferably 1.5 to 2 equivalents, based on methyltriphenylphosphonium bromide. The reaction temperature is preferably from -30 ° C to room temperature, more preferably from -10 ° C to 10 ° C. The base may be a common one, and sodium methoxide is preferred.

このようにしてトリフェニルホスホニウムメチリドを発生させた後、前記第1出発原料である4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドを系中に添加する。加える前記第1出発原料の量はメチルトリフェニルホスホニウムブロミドに対し0.1〜1.5当量が好ましく、0.5〜1.0当量がさらに好ましい。添加する時の反応温度は−30℃から室温までが好ましく、−10℃〜10℃がさらに好ましい。反応時間は特に限定はないが、通常数時間以内で終結する。このようにして本願発明の第1製造原料である9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールを製造する。   After generating triphenylphosphonium methylide in this way, 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde as the first starting material is added to the system. The amount of the first starting material to be added is preferably 0.1 to 1.5 equivalents, more preferably 0.5 to 1.0 equivalents, based on methyltriphenylphosphonium bromide. The reaction temperature at the time of addition is preferably from -30 ° C to room temperature, more preferably from -10 ° C to 10 ° C. The reaction time is not particularly limited, but is usually completed within several hours. In this way, 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole, which is the first production raw material of the present invention, is produced.

[spiroSBCz等の化合物Cの具体的製造プロセス]
本願発明の目的製造物質であるspiroSBCz等の化合物Cの製造プロセスについて以下において更に詳述する。
この製造プロセスでは、先行製造方法で用いた第1出発原料である4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドから製造した化合物Aと、先行製造方法で用いた第2出発原料である、2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレン等の化合物Bとを、パラジウム触媒を用いた溝呂木−ヘック反応によりカップリングさせて、化合物Cを生成するための工程である。
[Specific production process of compound C such as spiroSBCz]
The production process of the compound C such as spiroSBCz which is the objective production substance of the present invention will be described in detail below.
In this production process, compound A produced from 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde, which is the first starting material used in the preceding production method, and second starting material used in the preceding production method, 2 In this step, compound B such as, 7-dibromo-spiro-9,9′-bifluorene is coupled by Mizorogi-Heck reaction using a palladium catalyst to produce compound C.

この溝呂木−ヘック反応は、パラジウム触媒存在下で、アリールハライドを末端オレフィンとクロスカップリングさせて、置換オレフィンを合成する既知反応であり、本願発明においても一般的な手法で実施可能である。すなわち、ハロゲン化フルオレン誘導体と9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールとを適当な比率で、適当な溶媒中で混合し、パラジウム触媒、配位子及び塩基を加え、適度に加熱し、適度な時間反応させる。反応後、反応液をそのまま再結晶するか、カラムクロマトグラフィーなどによって精製した後、再結晶することによって化合物Cの結晶を得ることができる。   This Mizorogi-Heck reaction is a known reaction in which a substituted olefin is synthesized by cross-coupling an aryl halide with a terminal olefin in the presence of a palladium catalyst, and can also be carried out by a general technique in the present invention. That is, a halogenated fluorene derivative and 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole are mixed in an appropriate solvent in an appropriate solvent, a palladium catalyst, a ligand and a base are added, and heated moderately. React for an appropriate time. After the reaction, the reaction solution is recrystallized as it is, or purified by column chromatography or the like, and then recrystallized to obtain a crystal of compound C.

その際には、9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールとハロゲン化フルオレン誘導体との混合比率は2〜3:1が好ましく、2〜2.5:1がさらに好ましい。なお、ハロゲン化フルオレン誘導体は、反応活性の観点から、ブロモ体もしくはヨード体が好ましい。
さらに、用いる溶媒は、溶解度が大きく、極性の高い溶媒が好ましく、具体的には、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランなどが用いられる。
In that case, the mixing ratio of 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole and the halogenated fluorene derivative is preferably 2-3: 1, more preferably 2-2.5: 1. The halogenated fluorene derivative is preferably a bromo form or an iodo form from the viewpoint of reaction activity.
Furthermore, the solvent to be used is preferably a solvent having high solubility and high polarity. Specifically, dimethylformamide, tetrahydrofuran or the like is used.

その際に用いるパラジウム触媒は2価もしくは0価の錯体とホスフィン系配位子とを系中で混合させることで生成したパラジウム錯体(触媒)を用いるのがよい。パラジウム錯体は一般に入手可能な2価もしくは0価錯体を用いることができるが、酢酸パラジウムを用いることが好ましい。用いるパラジウム錯体の量はハロゲン化フルオレン誘導体に対し0.001〜1当量が好ましく、0.01〜0.1当量がさらに好ましい。ホスフィン系の配位子は入手可能なトリス(オルト−トリル)ホスフィンもしくはトリスターシャリーブチルホスフィンを用いることが望ましい。用いるホスフィン系配位子は、パラジウム錯体に対し1〜5当量が好ましく、3〜4当量がさらに好ましい。   The palladium catalyst used in this case is preferably a palladium complex (catalyst) formed by mixing a divalent or zero-valent complex and a phosphine-based ligand in the system. A generally available divalent or zero-valent complex can be used as the palladium complex, but palladium acetate is preferably used. The amount of the palladium complex to be used is preferably 0.001 to 1 equivalent, more preferably 0.01 to 0.1 equivalent, relative to the halogenated fluorene derivative. As the phosphine-based ligand, it is desirable to use available tris (ortho-tolyl) phosphine or tristar butyl phosphine. The phosphine-based ligand used is preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 3 to 4 equivalents, relative to the palladium complex.

また、その際の塩基は、反応で発生する酸をトラップするためのものである。一般に無機塩基が用いられるが、トリエチルアミン、炭酸カリウムなどが好適に用いられる。用いる塩基の量は、ハロゲン化フルオレン誘導体に対し1〜5当量が好ましく、3〜4当量がさらに好ましい。
反応温度は、室温〜200℃までが好ましく、60〜150℃がさらに好ましい。一般に、反応温度が高いほうが反応の終結が早まる。
Further, the base at that time is for trapping the acid generated by the reaction. In general, an inorganic base is used, but triethylamine, potassium carbonate and the like are preferably used. The amount of the base used is preferably 1 to 5 equivalents, more preferably 3 to 4 equivalents, based on the halogenated fluorene derivative.
The reaction temperature is preferably from room temperature to 200 ° C, more preferably from 60 to 150 ° C. In general, the higher the reaction temperature, the faster the reaction is completed.

以下に、本発明のカルバゾール誘導体の製造方法について実施例を示すが、本発明はこの実施例によって何等限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
この実施例ではspiroSBCzを目的製造化合物とする製造例を示すが、この製造例において使用する原料物質の一つである第1製造原料の9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールの製造例についても示す。
なお、そのspiroSBCzの構造式を示すと下記構造式(5)のとおりである。
Hereinafter, examples of the method for producing the carbazole derivative of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these examples, and it is understood that the present invention is specified by the description of the scope of claims. Nor.
In this example, a production example using spiroSBCz as a target production compound is shown, but a production example of 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole as a first production raw material which is one of raw material materials used in this production example. Is also shown.
The structural formula of the spiro SBCz is as shown in the following structural formula (5).

Figure 2010168347
Figure 2010168347

[ステップ1] 9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールの合成
この合成反応についてまず反応式を示すと下記反応式(2)に示すとおりである。

Figure 2010168347
[Step 1] Synthesis of 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole The reaction formula for this synthesis reaction is as shown in the following reaction formula (2).
Figure 2010168347

次いで、その反応プロセスを以下において具体的に説明する。
100mL三口フラスコに4−(9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒド2.7g(10mmol)、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド5.4g(15mmol)を入れ、フラスコ内を窒素置換した後、テトラヒドロフラン50mLを加えた。この混合溶液を−3℃に冷やし、20分間撹拌した後、ナトリウムメトキシド1.62g(30mmol)をテトラヒドロフラン30mLに懸濁させた懸濁液を滴下した。滴下終了後、この混合溶液を徐々に室温に戻し、室温で15時間撹拌した。
Next, the reaction process will be specifically described below.
2.7 g (10 mmol) of 4- (9H-carbazol-9-yl) benzaldehyde and 5.4 g (15 mmol) of methyltriphenylphosphonium bromide were placed in a 100 mL three-necked flask, and the flask was purged with nitrogen, and then 50 mL of tetrahydrofuran was added. . The mixed solution was cooled to −3 ° C. and stirred for 20 minutes, and then a suspension of 1.62 g (30 mmol) of sodium methoxide in 30 mL of tetrahydrofuran was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixed solution was gradually returned to room temperature and stirred at room temperature for 15 hours.

この混合溶液を水に注ぎ、分液漏斗を用いて有機層と水層を分離し、水層を酢酸エチルで3回抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色粉末を得た。得られた黄色粉末をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=4:1)により精製し、化合物2.33g(収率86%)を得、それが目的化合物の9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾールであることを核磁気共鳴法(NMR)によって確認した。   The mixed solution was poured into water, the organic layer and the aqueous layer were separated using a separatory funnel, and the aqueous layer was extracted three times with ethyl acetate. The obtained extracted solution and the organic layer were combined, washed with saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and this mixture was naturally filtered. The obtained filtrate was concentrated to obtain a yellow powder. The resulting yellow powder was purified by silica gel column chromatography (developing solvent; hexane: ethyl acetate = 4: 1) to obtain 2.33 g (yield 86%) of the compound, which was the target compound 9- (4- It was confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR) that it was vinylphenyl) -9H-carbazole.

得られた化合物の1H NMRの測定データは以下に示す通りである。
1H NMR(300MHz、CDCl3):δ(ppm)=5.34(d、1H、J=10Hz)、5.83(d、1H、J=17Hz)、6.80(dd、1H、J1=10Hz、J2=17Hz)、7.22−7.32(m、2H)、7.50(d、2H、J=7.3Hz)、7.61(d、2H、J=7.3Hz)8.13(d、2H、J=7.3Hz)
The measurement data of 1 H NMR of the obtained compound is as shown below.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3): δ (ppm) = 5.34 (d, 1H, J = 10 Hz), 5.83 (d, 1H, J = 17 Hz), 6.80 (dd, 1H, J1 = 10 Hz, J2 = 17 Hz), 7.22-7.32 (m, 2H), 7.50 (d, 2H, J = 7.3 Hz), 7.61 (d, 2H, J = 7.3 Hz) 8 .13 (d, 2H, J = 7.3 Hz)

[ステップ2] spiroSBCzの合成
この合成反応についてまず反応式を示すと下記反応式(3)に示すとおりである。

Figure 2010168347
[Step 2] Synthesis of spiroSBCz First, the reaction formula for this synthesis reaction is shown in the following reaction formula (3).
Figure 2010168347

次いで、その反応プロセスを以下において具体的に説明する。
50mL三口フラスコに、前記ステップ1で製造した第1製造原料の9−(4−ビニルフェニル)−9H−カルバゾール1.8g(6.6mmol)(化合物A)と、第2製造原料の2,7−ジブロモ−スピロ−9,9’−ビフルオレン1.4g(3.0mmol)(化合物B)と、酢酸パラジウム(II)0.042g(0.18mmol、6mol%)と、トリス(オルト−トリル)ホスフィン0.39g(0.63mmol)とを入れ、フラスコ内を窒素置換した後、N,N―ジメチルホルムアミド15mLとトリエチルアミン7mLとを加え、この混合溶液を100℃で撹拌した。
Next, the reaction process will be specifically described below.
In a 50 mL three-necked flask, 1.8 g (6.6 mmol) (Compound A) of 9- (4-vinylphenyl) -9H-carbazole of the first production raw material produced in Step 1 and 2,7 of the second production raw material were prepared. -Dibromo-spiro-9,9'-bifluorene 1.4 g (3.0 mmol) (compound B), palladium (II) acetate 0.042 g (0.18 mmol, 6 mol%) and tris (ortho-tolyl) phosphine 0.39 g (0.63 mmol) was added, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. Then, 15 mL of N, N-dimethylformamide and 7 mL of triethylamine were added, and the mixed solution was stirred at 100 ° C.

2時間加熱撹拌後、シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)上にて原料の消失を確認した。この反応溶液を熱したトルエンに注ぎ、吸引ろ過して、析出物をトルエンで洗浄した。得られたろ液を分液ろうとを用いて、1M塩酸、純水、飽和食塩水の順番で洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒乾固し、オレンジ色の粉末を得た。この粉末をクロロホルムで再結晶し、黄色粉末を2.2g(収率86%)得た。   After heating and stirring for 2 hours, disappearance of the raw materials was confirmed on silica gel thin layer chromatography (TLC). The reaction solution was poured into hot toluene, suction filtered, and the precipitate was washed with toluene. The obtained filtrate was washed with a separatory funnel in the order of 1M hydrochloric acid, pure water and saturated brine. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and then evaporated to dryness under reduced pressure to obtain an orange powder. This powder was recrystallized from chloroform to obtain 2.2 g (yield 86%) of a yellow powder.

この黄色粉末は1H NMRおよびMSスペクトルにより目的化合物spiroSBCzであることを確認した(M+=851.342)。
得られた化合物の1H NMRの測定データは以下に示す通りである。
1H NMR(300MHz、C22Cl4):δ(ppm)=6.79(d、2H、J=6.8Hz)、6.85(s、2H)、6.97(s、4H)、7.11(t、2H、J=6.8Hz)、7.15−7.25(m、4H)、7.28−7.44(m、14H)、7.54(d、6H、J=7.8Hz)、7.81(d、2H、J=7.8Hz)、7.87(d、2H、J=7.8Hz)、8.05(d、4H、J=7.8Hz)。
This yellow powder was confirmed to be the target compound spiroSBCz by 1 H NMR and MS spectrum (M + = 851.342).
The measurement data of 1 H NMR of the obtained compound is as shown below.
1 H NMR (300 MHz, C 2 D 2 Cl 4 ): δ (ppm) = 6.79 (d, 2H, J = 6.8 Hz), 6.85 (s, 2H), 6.97 (s, 4H ), 7.11 (t, 2H, J = 6.8 Hz), 7.15-7.25 (m, 4H), 7.28-7.44 (m, 14H), 7.54 (d, 6H) , J = 7.8 Hz), 7.81 (d, 2H, J = 7.8 Hz), 7.87 (d, 2H, J = 7.8 Hz), 8.05 (d, 4H, J = 7. 8 Hz).

そして、得られたspiroSBCzのNMRチャートを図1に示す。なお、その図1において、(B)は(A)における6.5ppm〜8.5ppmの範囲を拡大したチャートである。また、そのspiroSBCzのトルエン溶液の吸収スペクトルを図2、発光スペクトルを図3に示す。それらの測定には紫外線可視光分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、トルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。さらに、そのspiroSBCzの薄膜の吸収スペクトルを図4、発光スペクトルを図5に示す。薄膜については、石英基板に蒸着してサンプルを作製し測定を行った。吸収スペクトルについては、石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。   An NMR chart of the obtained spiroSBCz is shown in FIG. In FIG. 1, (B) is an enlarged chart of the range of 6.5 ppm to 8.5 ppm in (A). Moreover, the absorption spectrum of the toluene solution of spiroSBCz is shown in FIG. 2, and the emission spectrum is shown in FIG. For these measurements, an ultraviolet visible light spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used. The solution was placed in a quartz cell for measurement. As for the absorption spectrum, an absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum measured only with toluene is shown. Further, the absorption spectrum of the spiro SBCz thin film is shown in FIG. 4, and the emission spectrum is shown in FIG. About the thin film, it vapor-deposited on the quartz substrate, produced the sample, and measured it. Regarding the absorption spectrum, an absorption spectrum obtained by subtracting the absorption spectrum of quartz alone is shown.

図2及び図4においては、横軸は波長(nm)、縦軸は吸収強度(任意単位)を表す。図3及び図5においては、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。このトルエン溶液の場合では388nm付近に吸収が見られた。また、トルエン溶液の最大発光波長は427nm(励起波長388nm)であった。薄膜の場合では238nm、296nm、348nm、374nm付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では460nm(励起波長370nm)であった。   2 and 4, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents absorption intensity (arbitrary unit). 3 and 5, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents emission intensity (arbitrary unit). In the case of this toluene solution, absorption was observed at around 388 nm. The maximum emission wavelength of the toluene solution was 427 nm (excitation wavelength: 388 nm). In the case of the thin film, absorption was observed in the vicinity of 238 nm, 296 nm, 348 nm, and 374 nm. The maximum emission wavelength was 460 nm (excitation wavelength: 370 nm) in the case of the thin film.

[利用例]
実施例1で製造した化合物spiroSBCzを用いて共蒸着により薄膜を製造し、その薄膜の特性試験を行った。その薄膜の具体的製造方法は下記のとおりである。
[Usage example]
A thin film was produced by co-evaporation using the compound spiroSBCz produced in Example 1, and the characteristics of the thin film were tested. The specific method for producing the thin film is as follows.

[薄膜の製造方法]
実施例1で製造した化合物spiroSBCzをゲスト分子としてCBP(4,4’−(N、N’−ジカルバゾリル)ビフェニル)ホスト中に10重量%分散させた厚さ180nmの薄膜を真空下でガラス基板に共蒸着することによりサンプルを作製した。
[Thin Film Manufacturing Method]
A 180 nm thick thin film in which 10% by weight of the compound spiroSBCz prepared in Example 1 was dispersed in a CBP (4,4 ′-(N, N′-dicarbazolyl) biphenyl) host as a guest molecule was applied to a glass substrate under vacuum. Samples were prepared by co-evaporation.

[特性試験方法]
そのサンプルに波長337nmの窒素ガスレーザを励起光源として照射し、光励起した。サンプルからの発光はマルチチャンネル分光測光装置であるMulti−channel photodiode(浜松ホトニクス製 PMA−11)によってガラス基板の端面から観測し、発光スペクトル、及び励起光強度と発光強度との関係を求めた。
[Characteristic test method]
The sample was irradiated with a nitrogen gas laser having a wavelength of 337 nm as an excitation light source and photoexcited. The light emission from the sample was observed from the end face of the glass substrate by Multi-channel photodiode (PMA-11 manufactured by Hamamatsu Photonics), which is a multichannel spectrophotometer, and the emission spectrum and the relationship between the excitation light intensity and the emission intensity were determined.

励起光である発光スペクトルの強度は、NDフィルター(neutral density filter、光量調整フィルター)を用いて入射光強度を0.03〜100%の間で変化させ、上記の要領で発光スペクトルを測定した。さらに、それぞれのピーク強度を求め、励起光強度と発光強度との関係を求めグラフにしてまとめた。   The intensity of the emission spectrum as excitation light was measured by changing the incident light intensity between 0.03 and 100% using an ND filter (neutral density filter) and measuring the emission spectrum as described above. Furthermore, each peak intensity was calculated | required, the relationship between excitation light intensity and light emission intensity was calculated | required, and it put together in the graph.

このグラフにおいてピーク強度の急激な変化に対して2本の近似線を引き、その交点からASE閾値を算出する。
それによれば、窒素レーザの100%の強度を1とすると、相対励起光強度0.0008がASE閾値として求められ、これを用いてASE閾値を具体的に算出すると以下のとおりである。すなわち、窒素レーザ100%の強度が1.337mJ/cm2なので、spiroSBCzのASE閾値は、1.337×0.0008=約1.06μJ/cm2となる。
In this graph, two approximate lines are drawn for a sudden change in peak intensity, and the ASE threshold value is calculated from the intersection.
According to this, assuming that the intensity of 100% of the nitrogen laser is 1, the relative excitation light intensity 0.0008 is obtained as the ASE threshold value, and the ASE threshold value is specifically calculated using this as follows. That is, since the intensity of 100% nitrogen laser is 1.337 mJ / cm 2 , the ASE threshold value of spiroSBCz is 1.337 × 0.0008 = about 1.06 μJ / cm 2 .

前記したCBPと共蒸着した薄膜の基板端面からの発光スペクトルの強度を図に示すと図6の通りである。それに対して図5はspiroSBCz単独の薄膜の発光スペクトルであり、両者を対比すると、図6の基板端面からの発光スペクトルは、図5のスペクトルに比しシャープなピークを有することがわかる。
これは、誘導放出が起こることによって、主にある波長の発光強度が大きくなっていることに起因するので、ASE発振が起きているといえる。
なお、この図からASE発振波長は471nmであることもわかる。
FIG. 6 shows the intensity of the emission spectrum from the substrate end face of the thin film co-deposited with CBP. On the other hand, FIG. 5 shows the emission spectrum of the thin film of spiroSBCz alone, and comparing the two shows that the emission spectrum from the substrate end face of FIG. 6 has a sharper peak than the spectrum of FIG.
This is due to the fact that the emission intensity of a certain wavelength is increased mainly due to the stimulated emission, so that it can be said that ASE oscillation occurs.
It can also be seen from this figure that the ASE oscillation wavelength is 471 nm.

前記した励起光強度と発光強度との関係を図に示すと図7のとおりである。
励起する光の強度と、励起光が照射された材料から発光する光の強度とは、発光材料では、通常比例関係、つまり励起光強度を2倍にすれば、発光強度も2倍になる。
それに対して、レーザ色素は、所定の強度より強い励起光を照射すると、特定の波長の発光において比例関係のものより強い発光強度が観測されることが知られており、これは、レーザの素となる誘導放出光が得られていることに起因するものである。
The relationship between the excitation light intensity and the emission intensity described above is shown in FIG.
The intensity of the excited light and the intensity of the light emitted from the material irradiated with the excitation light are generally proportional to each other, that is, if the excitation light intensity is doubled, the emission intensity is also doubled.
On the other hand, it is known that when a laser dye is irradiated with excitation light stronger than a predetermined intensity, a light emission intensity stronger than a proportional one is observed in light emission of a specific wavelength. This is due to the fact that stimulated emission light is obtained.

翻って、図7の励起光強度と発光強度の関係をみると、励起光の強度を低いところから高いところに次第に変化させると、励起光強度の低いところと、高いところでは比例関係になっていないことがわかる。すなわち、励起光強度の低い部分と、高い部分では、グラフの傾きが異なり、高い部分の方が傾きが大きいことがわかる。
このことは、励起光強度を強くすることによって誘導放出光が得られている、すなわちASE発振が起きていることを示すといえる。
In other words, in the relationship between the excitation light intensity and the emission intensity in FIG. 7, when the excitation light intensity is gradually changed from low to high, there is a proportional relationship between the low and high excitation light intensity. I understand that there is no. That is, it can be seen that the slope of the graph is different between the portion where the excitation light intensity is low and the portion where the excitation light intensity is high, and the slope is higher at the higher portion.
This can be said to indicate that stimulated emission light is obtained by increasing the excitation light intensity, that is, ASE oscillation is occurring.

Claims (8)

下記構造式(2)に示す化合物Aと下記一般式(3)に示す化合物Bとをパラジウム触媒存在下で反応させることを特徴とする、下記一般式(1)で示す化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(但し、式中、Zは炭素原子又は珪素原子を表す。R1及びR2は、それぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜13の芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10のアルキル基を表し、R1とR2は、直接もしくは置換基を介して環を形成していてもよい。X1及びX2は、それぞれ独立にハロゲン原子を表す。)
A carbazole derivative which is a compound C represented by the following general formula (1), wherein the compound A represented by the following structural formula (2) and a compound B represented by the following general formula (3) are reacted in the presence of a palladium catalyst. How to manufacture.
Figure 2010168347
Figure 2010168347
Figure 2010168347
(However, in the formula, Z represents a carbon atom or a silicon atom. R 1 and R 2 each independently represent an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms and a substituent which may have a substituent. An aromatic heterocyclic group having 3 to 13 carbon atoms which may have, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a substituent, R 1 and R 2 are A ring may be formed directly or through a substituent, and X 1 and X 2 each independently represent a halogen atom.)
請求項1において、前記構造式(2)に示す化合物Aと前記一般式(3)に示す化合物Bとを、前記化合物Aが前記化合物Bに対して2当量以上となるように混合して反応させることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。   In Claim 1, the compound A shown in the structural formula (2) and the compound B shown in the general formula (3) are mixed and reacted so that the compound A is 2 equivalents or more with respect to the compound B. A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, 請求項1又は請求項2において、
加熱して反応させることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In claim 1 or claim 2,
A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, characterized by reacting by heating.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記化合物Aと前記化合物Bとを塩基存在下で反応させることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, wherein Compound A and Compound B are reacted in the presence of a base.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記パラジウム触媒は、ホスフィン系配位子と0価又は2価のパラジウム錯体とを混合した触媒であることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, wherein the palladium catalyst is a catalyst in which a phosphine-based ligand and a zero-valent or divalent palladium complex are mixed.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
1及びX2は、それぞれ独立に臭素原子またはヨウ素原子であることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, wherein X 1 and X 2 are each independently a bromine atom or an iodine atom.
請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、
1及びX2は、同一の原子を表すことを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, wherein X 1 and X 2 represent the same atom.
請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、
Zは炭素原子であることを特徴とする化合物Cであるカルバゾール誘導体を製造する方法。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
A method for producing a carbazole derivative, which is Compound C, wherein Z is a carbon atom.
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