JP2004018633A - 新規な有機蛍光材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体状態で強い蛍光を発し、発光色の色純度が高く、且つ化合物の安定性、耐久性、耐熱性に優れた新規な有機蛍光材料を提供する。
【解決手段】一般式[1][式中、R1は置換基を有していてもよい芳香族基を表し、R2は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキルオキシカルボニル基を表し、R3は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキル基(但しR2およびR3のうちどちらか一方は必ず芳香族基である。)である]で示される有機蛍光材料、例えば、1,3,4−トリフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾールや1−ビフェニル−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール等の新規なベンズイミダゾール誘導体からなる、有機蛍光材料を用いる。
【選択図】 なし
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【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な有機蛍光材料に関する。詳しくは、天然物中に含まれる基本骨格の一つで、多くの生理活性物質に含まれるピロン骨格から誘導される、新規なベンズイミダゾール系有機蛍光材料に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機蛍光材料は蛍光漂白剤や蛍光プローブ、および色素レーザーなど様々な用途に利用されている。最近ではエレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料としての利用が注目され、盛んに研究がなされている。[C. W. Tang, S. Vanslyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987); C. Adachi, T. Tsutsui, J. J. App. Phys.,27, L269 (1988); S−F. Liu, S. Wang, J. Am. Chem. Soc., 122, 3671(2000);S. Yamaguchi, K. Tamao, Chem. Lett.,2001, 98]。
一般に溶液で蛍光を発する化合物は多く知られているが、固体で蛍光を発する化合物は比較的限られているため、固体状態での蛍光が必要とされるELの分野に対応できる物質はまだ少ない。
次世代ディスプレイとして期待されている、有機ディスプレイについては、車載オーディオ向けに、緑色などを用いたマルチカラーの有機ELディスプレイが商品化されているが、フルカラータイプは、まだ商品化されていない。
ディスプレイ表示に対応するためには発色光の波長領域は赤・緑・青と限定されるうえ、スペクトルのバンド幅が狭いこと、即ち、色純度が高いことが必要である。更には、蛍光強度、化合物の安定性や耐熱性など様々な厳しい要求がある。
有機蛍光材料については、緑色用については、既存のAlq3(有機アルミニウム化合物)が一応使用可能であるが、青色については、未だ良いものが無く、赤色については候補も少ない。
蛍光材料に対する要求性能は、上記した如く色、色純度(発光スペクトルの形)、耐久性等と多く、且つ厳しい。従って、有機蛍光材料の開発要求は強く、特に青色の有機蛍光材料の開発が急務であり、当然、緑色なども、より優れた材料(色純度、蛍光強度、耐久性、耐熱性など)の開発が待たれている。
また、蛍光顔料用途では蛍光染料の数倍の耐光性を必要とする。このため、既存の化合物だけでは対応できず、新規な材料の開発が待たれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した如き状況に鑑みなされたもので、固体状態で強い蛍光を発し、発色光の色純度が高く、且つ化合物の安定性、耐久性、耐熱性に優れた新規な有機蛍光材料を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、ベンズイミダゾール誘導体に着目し、ベンズイミダゾール誘導体について、置換基の種類、位置などと、蛍光発光性の関係について検討を重ね、蛍光発光に必要な化学構造(置換基構造)を定め、新たな知見を得て新規蛍光材料として有用なベンズイミダゾール誘導体化合物群を見出し、本発明を完成するに到った。
即ち。本発明は、下記一般式[1]
【化2】
[式中、R1は置換基を有していてもよい芳香族基を表し、R2は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキルオキシシカルボニル基を表し、R3は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキル基(但しR2およびR3のうちどちらか一方は必ず芳香族基である。)である]で示される有機蛍光材料に関する。
【0005】
また、本発明は、上記蛍光材料を含んでなるエレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料に関する。
【0006】
更に、本発明は、上記蛍光材料を含んでなる蛍光顔料に関する。
【0007】
上記一般式[1]で示される本発明に係るベンズイミダゾール誘導体化合物において、R1、R2、R3で表される置換基を有してもよい芳香族基(該芳香族基はヘテロ原子を含んでいてもよい)としては、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、1,2,3−トリアゾール基、1,2,4−トリアゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、1,2,3−オキサジアゾール基、1,3,4−チアジアゾール基、イソベンゾフラニル基などが挙げられる。これらの芳香族基は、必要に応じ置換基を有していてもよい。置換基としては、1個以上のフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アミノ基、N−アルキルアミノ基(N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−n−プロピルアミノ基、N−iso−プロピルアミノ基など)N,N−ジアルキルアミノ基(N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジ−n−プロピルアミノ基、N,N−ジ−iso−プロピルアミノ基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシ基(メチルオキシ基、エチルオキシ基、n−プロピルオキシ基、iso−プロピルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルカルボニル基(メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、iso−プロピルカルボニル基、tert−ブチルカルボニル基、n−オクチルカルボニル基、n−ドデシルカルボニル基、n−オクタデシルカルボニル基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシカルボニル基(メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、n−プロピルオキシカルボニル基、iso−プロピルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基など)、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などで置換されていてもよい。
【0008】
R2は前記芳香族基以外のほか、アルキルオキシカルボニル基であってもよい。R2で表される炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシカルボニル基として、例えばメチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、n−プロピルオキシカルボニル基、iso−プロピルオキシカルボニル基、n−ブチルオキシカルボニル基、iso−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基などが挙げられる。
R3は前記芳香族基以外のほか、アルキル基であってもよい。R3で表される炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキル基として、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基などが挙げられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光材料に係るベンズイミダゾール誘導体の中で、蛍光材料としてより好ましいものとしては、例えば上記一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3がアルコキシフェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基のものが特に好ましい。
また、同様に、一般式[1]において、R1、R2およびR3がフェニル基のものが特に好ましい。
更に、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3がハロゲン化フェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が4−フルオロフェニル、4−クロロフェニル基であるものが特に好ましい。
更にまた、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3が4−置換フェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が4−フェニルフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−シアノフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基、N,N−ジエチルアミノフェニル基であるものが特に好ましい。
なお、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3が複素環あるいは芳香族縮合環であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が2−ナフチル基、2−チエニル基であるものが特に好ましい。
【0010】
一般式[1]で示される本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は化[2]に示すようにチオラクトンとo−フェニレンジアミンを反応させることにより容易に得ることが出来る。
【化3】
即ち、ピロン誘導体にローソン試薬を反応させて得たチオラクトンと、o−フェニレンジアミンを無溶媒で180℃で3時間反応させた後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等により精製すれば、目的の化合物を(ベンズイミダゾール誘導体)を得ることが出来る。
【0011】
本発明のベンズイミダゾール誘導体系蛍光材料は、特に、青、緑について蛍光の色純度、発光強度に優れ、且つ、耐熱性も良好である。その蛍光強度に関しては、現在のところ、3原色の中で唯一使用可能性のあるものとされている、緑の蛍光材料Alq3(有機アルミニウム化合物)の1.5倍以上の値を示すものが多い。
本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、蛍光材料として、エレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料、特に、現在市場の求めている有機ELディスプレイ用に、期待の持たれる興味ある化合物である。
即ち、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、有機ELディスプレイ用蛍光材料として、確立が強く要求されている青色用として、また、使用可能性のあるとされている緑色用のAlq3より、より有意なものとして、実用化が期待される。
また、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、蛍光顔料としても大いに期待の持たれる化合物である。
【0012】
【実施例】
以下、合成例、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら合成例、実施例により何ら限定されるものではない。
【0013】
〔合成例1〕 1,3,4−トリフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物1)の合成
トルエン10 mlで 3,4,6−トリフェニル−a−ピロン (0.33 g, 1.0 mmol) とローソン試役 (0.44 g, 1.1 mmol) を2時間還流した。室温まで冷却後、溶媒を除去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=9/1)で精製することによりチオラクトンを得た。前記反応で得たチオラクトン全量とo−フェニレンジアミン(0.13 g, 1.2 mmol) を無溶媒180℃で3時間反応させた。室温まで冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=5/1)で精製することにより黄色固体の表記化合物0.14g(34%)を得た。mp >250 oC; IR (KBr) 1604, 1570 cm−1; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.47 (dd, J = 8.6, 0.6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 6.97 (ddd, J = 8.6, 7.3, 0.5 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.32 (ddd, J = 8.0, 7.3, 0.6 Hz, 1H), 7.4 (m, 3H),
7.5
(m, 2H), 7.6 (m, 5H), 7.93 (d, J = 8.0, 0.5 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d= 114.3, 114.4, 115.2, 120.0, 120.1, 124.7, 126.7, 127.0, 127.1,
127.5, 127.8, 127.9, 128.8, 128.9, 129.5, 129.8, 131.1, 134.2, 135.6, 138.6, 139.1, 139.3, 139.8; MS m/z 396; HRMS found: 396.1614. calcd for C29H20N2: 396.1626.
【0014】
〔合成例2〕 1−(4−クロロフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物2)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−クロロフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.36 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.15g(34%)を得た。mp 221 oC; IR (KBr) 1607 cm−1; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.74 (d, J = 8.1 Hz, 1H),6.83 (s, 1H), 7.03 (dd, J = 8.1, 7.6 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.34 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.37 (dd, J = 8.1, 7.6 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.6 (m, 5H), 7.95 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d =114.4, 115.3, 120.1, 120.3, 124.8, 126.9, 127.3, 127.6, 127.9, 128.0, 128.9, 129.0, 129.4, 129.6, 129.9, 131.2, 134.4, 135.4, 139.2, 139.5, 139.9, 145.5, 149.7; MS m/z 430; HRMS found: 430.1229. calcd for C29H19N2Cl1: 430.1237.
【0015】
〔合成例3〕 1−(2−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物3)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(2−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.18 g, 0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.08g(38%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.65 (s, 3H), 6.69 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.87
(s, 1H), 6.98 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.18
(d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.47 (dd, J = 8.4,
8.4 Hz, 1H), 7.48 (dd, J = 8.4, 7.8 Hz, 1H), 7.63 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz,
1H), 7.92 (d, J = 8.4 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.6, 100.5, 111.0, 113.6, 115.6, 119.8, 120.4, 121.1, 123.4, 124.6, 126.6, 127.2, 127.5, 127.9, 128.0, 129.7, 131.1, 131.3, 131.7, 134.1, 135.5, 137.0, 139.3, 146.5, 149.5, 157.8; MS m/z 426; HRMS found: 426.1737. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0016】
〔合成例4〕 1−(3−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物4)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(3−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.18 g, 0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.05g(22%)を得た。mp 218 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.87 (s, 3H), 6.73 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.87 (s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 9H),
7.49 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.93 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.4, 114.2, 114.5, 115.1, 115.8, 120.0, 120.3, 121.2,124.8, 126.8, 127.3, 127.5, 127.9, 128.0, 129.2, 129.6, 130.1, 131.1, 135.3, 135.4, 139.1, 139.2, 139.9, 145.3, 149.6, 159.8; MS m/z 426; HRMS found: 426.1741. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0017】
〔合成例5〕 1−(4−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物5)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.35 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.18g(42%)を得た。 mp 241 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.97 (s, 3H), 6.76 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.83
(s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.9, 8.1 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 10.8 Hz, 2H), 7.2
(m, 5H), 7.28 (dd, J = 8.6, 8.1 Hz, 1H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.58 (d, J= 10.8 Hz, 2H), 7.93 (d, J = 8.6 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.4, 114.2, 115.3, 120.2, 120.4, 124.6, 126.6, 127.1, 127.2, 127.4, 127.5, 127.8, 127.9, 129.4, 129.5, 130.2, 130.3, 131.1, 132.6, 135.1, 136.0, 139.9, 145.3, 160.6; MS m/z 426; HRMS found: 426.1734. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0018】
〔合成例6〕 1−ビフェニル−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物6)の合成
合成例1と同様の条件で 6−ビフェニル−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.40 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.16g(33%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.85 (d, J = 8.4, 1H), 6.90 (s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.2 − 7.3 (m, 5H), 7.35 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.39 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.4 − 7.6 (m, 5 H), 7.7 − 7.8 (m, 5H), 7.87 (d,J = 8.1 Hz, 2H), 7.95 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.4, 115.4, 120.1, 120.2, 124.3, 124.7, 127.0, 127.2, 127.4, 127.8,127.9, 128.8, 129.2, 129.3, 129.5, 131.1, 132.6, 134.1, 137.1, 139.1, 139.8, 141.8, 142.5, 147.5, 147.6, 155.6, 160.4; MS m/z 472; HRMS found: 472.1929. calcd for C35H24N2: 472.1939.
【0019】
〔合成例7〕 1−(4−シアノフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物7)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−シアノフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.35 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.12g(28%)を得た。mp > 250oC; 1HNMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.66 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 7.05(dd, J = 8.6, 7.3 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.47 (dd, J= 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.82 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.94 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.97 (d, J = 8.4 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 113.8, 114.0, 116.0, 118.7, 120.7, 120.8, 125.1, 127.5, 127.8, 127.9, 128.1, 129.5,129.9, 131.1, 132.8, 134.2, 137.1, 138.6, 138.8, 139.6, 145.6, 154.5, 157.0, 171.5; MS m/z 421; HRMS found: 421.1576. calcd for C30H19N3: 421.1579.
【0020】
〔合成例8〕 1−(4−ニトロフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物8)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−ニトロフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.37 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.25g(17%)を得た。mp >250 oC; 1HNMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.69 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.81 (s, 1H), 6.87(dd, J = 7.8, 8.6 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.00 (dd, J = 7.8, 8.6 Hz, 1H), 7.1 − 7.2 (m, 5H), 7.4 − 7.5 (m, 5H), 7.71 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 104.9, 123.0, 125.5, 127.8, 128.2, 128.5, 128.8, 130.1, 130.2, 130.6, 130.7, 131.2, 133.6, 137.6, 152.5, 158.1, 162.5; MS m/z 453 (M+); HRMS found: 453.1481. calcd for C30H19N3O2: 453.1477.
【0021】
〔合成例9〕 1−(4−ジエチルアミノフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物9)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−ジエチルアミノフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.40 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.16g(35%)を得た。mp 212 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 1.26 (t, J = 6.5 Hz, 6H), 3.49 (q, J= 6.5 Hz, 4H), 6.77 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.80 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.01 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.04 (s, 1H), 7.2 − 7.4 (m, 10H), 7.41 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.92 (d, J = 8.6Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 12.6, 44.4, 111.1, 114.9, 115.2, 119.8, 120.6, 124.5, 125.8, 127.1, 127.3, 127.8, 127.9, 128.1, 128.3, 129.6, 130.0, 131.2, 135.6, 139.5, 140.1, 140.6, 145.5, 148.6, 150.0; MS m/z 467 (M+); HRMS found: 467.2357. calcd for C33H29N3: 467.2361.
【0022】
〔合成例10〕 1−(2−ナフチル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物10)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(2−ナフチル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.37 g,1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.11g(25%)を得た。mp 250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.71 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.91 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz), 6.95 (s, 1H), 7.2 − 7.3 (m, 5H), 7.33 (dd, J = 8.6 Hz, 7.3 Hz), 7.47.5 (m, 5H), 7.63 (ddd, J = 8.6, 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.65 (ddd, J = 8.6, 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.72 (dd, J = 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.98 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 8.00, (d, J = 7.0 Hz, 1H), 8.02 (dd, J = 8.6, 1.6 Hz, 1H), 8.08 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.19 (d, J = 0.6 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.6, 115.9, 120.0, 120.1, 124.9, 126.1, 127.0, 127.3, 127.6, 128.0, 128.1, 128.5, 128.7, 129.0, 129.4, 129.6, 131.2, 131.6, 131.7, 133.1, 133.6, 135.3, 139.1, 139.5, 140.1, 145.3, 145.4, 149.7, 161.1; MS m/z 446 (M+); HRMS found: 446.1788. calcd for C33H22N2: 446.1783.
【0023】
〔合成例11〕 3,4−ジフェニル−1−(2−チエニル) ピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物11)の合成
合成例1と同様の条件で 3,4−ジフェニル−6−(2−チエニル)−a−ピロン (0.17 g,0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.06g(30%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.72 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.03 (s, 1H), 7.06 (dd, J = 8.6, 8.1 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 7.4 (m, 5H), 7.41 (dd, J = 8.1, 7.8 Hz, 1H), 7.45 (dd, J = 5.4, 7.8 Hz, 1H), 7.47 (dd, J = 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.66 (dd, J = 5.4, 1.4 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 13CNMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.1, 117.7, 120.2, 120.7, 124.9, 127.4, 127.6, 127.7, 128.0, 128.1, 12.8.2, 129.4, 129.5, 129.6, 131.1, 132.0, 134.2, 135.2, 138.9, 139.4, 145.4, 149.6, 151.7; MS m/z 402 (M+); HRMS found:402.1193. calcd for C27H18N2S: 402.1191.
【0024】
〔実施例1〕本発明に係るベンズイミダゾール誘導体の光学特性
本発明に係る、合成例1〜11で合成したベンズイミダゾール誘導体(化合物1〜化合物11))の光学特性を溶液状態と固体状態において調べた。
表1に化合物(1)〜(11)のエタノール溶液中における吸収極大波長と(λmax/nm)と固体状態での蛍光スペクトルの極大波長(λflu/nm)を示す。
ベンズイミダゾール誘導体は溶液状態ではほとんど蛍光を発しないが、固体状態においては非常に強い蛍光を発した。そこで、EL用発光材料として一般的なトリス(8‐ヒドロキシキノリレート)アルミニウム(Alq3)を基準物質として用いて固体状態の蛍光特性について検討した。サンプルを2枚のガラス板に完全に非透過になるように挟み、380nmの波長で励起して蛍光スペクトルとその蛍光強度を調べた。Alq3の蛍光強度を1として、化合物(1)〜(11)の蛍光強度をその面積比から求めた。結果を表1に併せて示す。
【0025】
【表1】
【0026】
表1から明らかなように、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、何れも固体状態で蛍光を発し、特に、化合物1、2、6はAlq3の2倍以上の強度を有することが判った。
なお、蛍光スペクトルの極大波長から明らかなように、上記本発明に係るベンズイミダゾール誘導体の蛍光色の色調は化合物1、2、3、4、6、10は青色、それ以外は緑色であった。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、固体状態で強い蛍光を発し、発色光の色純度が高く、且つ化合物の安定性、耐久性、耐熱性に優れているので、例えば有機ELディスプレイ用蛍光材料として、確立が強く要求されている青色用として、また使用可能性のあるとされている緑色用のAlq3よりも、より有意なものとして、実用化が大いに期待されるものである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な有機蛍光材料に関する。詳しくは、天然物中に含まれる基本骨格の一つで、多くの生理活性物質に含まれるピロン骨格から誘導される、新規なベンズイミダゾール系有機蛍光材料に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機蛍光材料は蛍光漂白剤や蛍光プローブ、および色素レーザーなど様々な用途に利用されている。最近ではエレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料としての利用が注目され、盛んに研究がなされている。[C. W. Tang, S. Vanslyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987); C. Adachi, T. Tsutsui, J. J. App. Phys.,27, L269 (1988); S−F. Liu, S. Wang, J. Am. Chem. Soc., 122, 3671(2000);S. Yamaguchi, K. Tamao, Chem. Lett.,2001, 98]。
一般に溶液で蛍光を発する化合物は多く知られているが、固体で蛍光を発する化合物は比較的限られているため、固体状態での蛍光が必要とされるELの分野に対応できる物質はまだ少ない。
次世代ディスプレイとして期待されている、有機ディスプレイについては、車載オーディオ向けに、緑色などを用いたマルチカラーの有機ELディスプレイが商品化されているが、フルカラータイプは、まだ商品化されていない。
ディスプレイ表示に対応するためには発色光の波長領域は赤・緑・青と限定されるうえ、スペクトルのバンド幅が狭いこと、即ち、色純度が高いことが必要である。更には、蛍光強度、化合物の安定性や耐熱性など様々な厳しい要求がある。
有機蛍光材料については、緑色用については、既存のAlq3(有機アルミニウム化合物)が一応使用可能であるが、青色については、未だ良いものが無く、赤色については候補も少ない。
蛍光材料に対する要求性能は、上記した如く色、色純度(発光スペクトルの形)、耐久性等と多く、且つ厳しい。従って、有機蛍光材料の開発要求は強く、特に青色の有機蛍光材料の開発が急務であり、当然、緑色なども、より優れた材料(色純度、蛍光強度、耐久性、耐熱性など)の開発が待たれている。
また、蛍光顔料用途では蛍光染料の数倍の耐光性を必要とする。このため、既存の化合物だけでは対応できず、新規な材料の開発が待たれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した如き状況に鑑みなされたもので、固体状態で強い蛍光を発し、発色光の色純度が高く、且つ化合物の安定性、耐久性、耐熱性に優れた新規な有機蛍光材料を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、ベンズイミダゾール誘導体に着目し、ベンズイミダゾール誘導体について、置換基の種類、位置などと、蛍光発光性の関係について検討を重ね、蛍光発光に必要な化学構造(置換基構造)を定め、新たな知見を得て新規蛍光材料として有用なベンズイミダゾール誘導体化合物群を見出し、本発明を完成するに到った。
即ち。本発明は、下記一般式[1]
【化2】
[式中、R1は置換基を有していてもよい芳香族基を表し、R2は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキルオキシシカルボニル基を表し、R3は置換基を有していてもよい芳香族基、又はアルキル基(但しR2およびR3のうちどちらか一方は必ず芳香族基である。)である]で示される有機蛍光材料に関する。
【0005】
また、本発明は、上記蛍光材料を含んでなるエレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料に関する。
【0006】
更に、本発明は、上記蛍光材料を含んでなる蛍光顔料に関する。
【0007】
上記一般式[1]で示される本発明に係るベンズイミダゾール誘導体化合物において、R1、R2、R3で表される置換基を有してもよい芳香族基(該芳香族基はヘテロ原子を含んでいてもよい)としては、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、チエニル基、フリル基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ピリダジン基、トリアジン基、ピロール基、ピラゾール基、イミダゾール基、1,2,3−トリアゾール基、1,2,4−トリアゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、1,2,3−オキサジアゾール基、1,3,4−チアジアゾール基、イソベンゾフラニル基などが挙げられる。これらの芳香族基は、必要に応じ置換基を有していてもよい。置換基としては、1個以上のフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アミノ基、N−アルキルアミノ基(N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−n−プロピルアミノ基、N−iso−プロピルアミノ基など)N,N−ジアルキルアミノ基(N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジ−n−プロピルアミノ基、N,N−ジ−iso−プロピルアミノ基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキル基(メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシ基(メチルオキシ基、エチルオキシ基、n−プロピルオキシ基、iso−プロピルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルカルボニル基(メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、iso−プロピルカルボニル基、tert−ブチルカルボニル基、n−オクチルカルボニル基、n−ドデシルカルボニル基、n−オクタデシルカルボニル基など)、炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシカルボニル基(メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、n−プロピルオキシカルボニル基、iso−プロピルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基など)、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などで置換されていてもよい。
【0008】
R2は前記芳香族基以外のほか、アルキルオキシカルボニル基であってもよい。R2で表される炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキルオキシカルボニル基として、例えばメチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、n−プロピルオキシカルボニル基、iso−プロピルオキシカルボニル基、n−ブチルオキシカルボニル基、iso−ブチルオキシカルボニル基、tert−ブチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基などが挙げられる。
R3は前記芳香族基以外のほか、アルキル基であってもよい。R3で表される炭素数1〜20の直鎖あるいは分岐アルキル基として、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基などが挙げられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光材料に係るベンズイミダゾール誘導体の中で、蛍光材料としてより好ましいものとしては、例えば上記一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3がアルコキシフェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基のものが特に好ましい。
また、同様に、一般式[1]において、R1、R2およびR3がフェニル基のものが特に好ましい。
更に、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3がハロゲン化フェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が4−フルオロフェニル、4−クロロフェニル基であるものが特に好ましい。
更にまた、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3が4−置換フェニル基であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が4−フェニルフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−シアノフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基、N,N−ジエチルアミノフェニル基であるものが特に好ましい。
なお、同様に、一般式[1]において、R1及びR2がフェニル基で、R3が複素環あるいは芳香族縮合環であるベンズイミダゾール誘導体が挙げられ、R3が2−ナフチル基、2−チエニル基であるものが特に好ましい。
【0010】
一般式[1]で示される本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は化[2]に示すようにチオラクトンとo−フェニレンジアミンを反応させることにより容易に得ることが出来る。
【化3】
即ち、ピロン誘導体にローソン試薬を反応させて得たチオラクトンと、o−フェニレンジアミンを無溶媒で180℃で3時間反応させた後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等により精製すれば、目的の化合物を(ベンズイミダゾール誘導体)を得ることが出来る。
【0011】
本発明のベンズイミダゾール誘導体系蛍光材料は、特に、青、緑について蛍光の色純度、発光強度に優れ、且つ、耐熱性も良好である。その蛍光強度に関しては、現在のところ、3原色の中で唯一使用可能性のあるものとされている、緑の蛍光材料Alq3(有機アルミニウム化合物)の1.5倍以上の値を示すものが多い。
本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、蛍光材料として、エレクトロルミネッセンス(EL)素子用発光材料、特に、現在市場の求めている有機ELディスプレイ用に、期待の持たれる興味ある化合物である。
即ち、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、有機ELディスプレイ用蛍光材料として、確立が強く要求されている青色用として、また、使用可能性のあるとされている緑色用のAlq3より、より有意なものとして、実用化が期待される。
また、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、蛍光顔料としても大いに期待の持たれる化合物である。
【0012】
【実施例】
以下、合成例、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら合成例、実施例により何ら限定されるものではない。
【0013】
〔合成例1〕 1,3,4−トリフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物1)の合成
トルエン10 mlで 3,4,6−トリフェニル−a−ピロン (0.33 g, 1.0 mmol) とローソン試役 (0.44 g, 1.1 mmol) を2時間還流した。室温まで冷却後、溶媒を除去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=9/1)で精製することによりチオラクトンを得た。前記反応で得たチオラクトン全量とo−フェニレンジアミン(0.13 g, 1.2 mmol) を無溶媒180℃で3時間反応させた。室温まで冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=5/1)で精製することにより黄色固体の表記化合物0.14g(34%)を得た。mp >250 oC; IR (KBr) 1604, 1570 cm−1; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.47 (dd, J = 8.6, 0.6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 6.97 (ddd, J = 8.6, 7.3, 0.5 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.32 (ddd, J = 8.0, 7.3, 0.6 Hz, 1H), 7.4 (m, 3H),
7.5
(m, 2H), 7.6 (m, 5H), 7.93 (d, J = 8.0, 0.5 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d= 114.3, 114.4, 115.2, 120.0, 120.1, 124.7, 126.7, 127.0, 127.1,
127.5, 127.8, 127.9, 128.8, 128.9, 129.5, 129.8, 131.1, 134.2, 135.6, 138.6, 139.1, 139.3, 139.8; MS m/z 396; HRMS found: 396.1614. calcd for C29H20N2: 396.1626.
【0014】
〔合成例2〕 1−(4−クロロフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物2)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−クロロフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.36 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.15g(34%)を得た。mp 221 oC; IR (KBr) 1607 cm−1; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.74 (d, J = 8.1 Hz, 1H),6.83 (s, 1H), 7.03 (dd, J = 8.1, 7.6 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.34 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.37 (dd, J = 8.1, 7.6 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.6 (m, 5H), 7.95 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d =114.4, 115.3, 120.1, 120.3, 124.8, 126.9, 127.3, 127.6, 127.9, 128.0, 128.9, 129.0, 129.4, 129.6, 129.9, 131.2, 134.4, 135.4, 139.2, 139.5, 139.9, 145.5, 149.7; MS m/z 430; HRMS found: 430.1229. calcd for C29H19N2Cl1: 430.1237.
【0015】
〔合成例3〕 1−(2−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物3)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(2−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.18 g, 0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.08g(38%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.65 (s, 3H), 6.69 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.87
(s, 1H), 6.98 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.18
(d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.47 (dd, J = 8.4,
8.4 Hz, 1H), 7.48 (dd, J = 8.4, 7.8 Hz, 1H), 7.63 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz,
1H), 7.92 (d, J = 8.4 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.6, 100.5, 111.0, 113.6, 115.6, 119.8, 120.4, 121.1, 123.4, 124.6, 126.6, 127.2, 127.5, 127.9, 128.0, 129.7, 131.1, 131.3, 131.7, 134.1, 135.5, 137.0, 139.3, 146.5, 149.5, 157.8; MS m/z 426; HRMS found: 426.1737. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0016】
〔合成例4〕 1−(3−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物4)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(3−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.18 g, 0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.05g(22%)を得た。mp 218 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.87 (s, 3H), 6.73 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.87 (s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 9H),
7.49 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.93 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.4, 114.2, 114.5, 115.1, 115.8, 120.0, 120.3, 121.2,124.8, 126.8, 127.3, 127.5, 127.9, 128.0, 129.2, 129.6, 130.1, 131.1, 135.3, 135.4, 139.1, 139.2, 139.9, 145.3, 149.6, 159.8; MS m/z 426; HRMS found: 426.1741. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0017】
〔合成例5〕 1−(4−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物5)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−メトキシフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.35 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.18g(42%)を得た。 mp 241 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 3.97 (s, 3H), 6.76 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.83
(s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.9, 8.1 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 10.8 Hz, 2H), 7.2
(m, 5H), 7.28 (dd, J = 8.6, 8.1 Hz, 1H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.58 (d, J= 10.8 Hz, 2H), 7.93 (d, J = 8.6 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 55.4, 114.2, 115.3, 120.2, 120.4, 124.6, 126.6, 127.1, 127.2, 127.4, 127.5, 127.8, 127.9, 129.4, 129.5, 130.2, 130.3, 131.1, 132.6, 135.1, 136.0, 139.9, 145.3, 160.6; MS m/z 426; HRMS found: 426.1734. calcd for C30H22N2O: 426.1736.
【0018】
〔合成例6〕 1−ビフェニル−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物6)の合成
合成例1と同様の条件で 6−ビフェニル−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.40 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.16g(33%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.85 (d, J = 8.4, 1H), 6.90 (s, 1H), 7.00 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.2 − 7.3 (m, 5H), 7.35 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.39 (dd, J = 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.4 − 7.6 (m, 5 H), 7.7 − 7.8 (m, 5H), 7.87 (d,J = 8.1 Hz, 2H), 7.95 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.4, 115.4, 120.1, 120.2, 124.3, 124.7, 127.0, 127.2, 127.4, 127.8,127.9, 128.8, 129.2, 129.3, 129.5, 131.1, 132.6, 134.1, 137.1, 139.1, 139.8, 141.8, 142.5, 147.5, 147.6, 155.6, 160.4; MS m/z 472; HRMS found: 472.1929. calcd for C35H24N2: 472.1939.
【0019】
〔合成例7〕 1−(4−シアノフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物7)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−シアノフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.35 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.12g(28%)を得た。mp > 250oC; 1HNMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.66 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 7.05(dd, J = 8.6, 7.3 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 − 7.4 (m, 5H), 7.47 (dd, J= 8.4, 7.3 Hz, 1H), 7.82 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.94 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.97 (d, J = 8.4 Hz, 1 H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 113.8, 114.0, 116.0, 118.7, 120.7, 120.8, 125.1, 127.5, 127.8, 127.9, 128.1, 129.5,129.9, 131.1, 132.8, 134.2, 137.1, 138.6, 138.8, 139.6, 145.6, 154.5, 157.0, 171.5; MS m/z 421; HRMS found: 421.1576. calcd for C30H19N3: 421.1579.
【0020】
〔合成例8〕 1−(4−ニトロフェニル)−3,4−ジフェニルピロリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物8)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−ニトロフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.37 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.25g(17%)を得た。mp >250 oC; 1HNMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.69 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.81 (s, 1H), 6.87(dd, J = 7.8, 8.6 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.00 (dd, J = 7.8, 8.6 Hz, 1H), 7.1 − 7.2 (m, 5H), 7.4 − 7.5 (m, 5H), 7.71 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.91 (d, J = 8.1 Hz, 2H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 104.9, 123.0, 125.5, 127.8, 128.2, 128.5, 128.8, 130.1, 130.2, 130.6, 130.7, 131.2, 133.6, 137.6, 152.5, 158.1, 162.5; MS m/z 453 (M+); HRMS found: 453.1481. calcd for C30H19N3O2: 453.1477.
【0021】
〔合成例9〕 1−(4−ジエチルアミノフェニル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物9)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(4−ジエチルアミノフェニル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.40 g, 1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.16g(35%)を得た。mp 212 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 1.26 (t, J = 6.5 Hz, 6H), 3.49 (q, J= 6.5 Hz, 4H), 6.77 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.80 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.01 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.04 (s, 1H), 7.2 − 7.4 (m, 10H), 7.41 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 7.46 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.92 (d, J = 8.6Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 12.6, 44.4, 111.1, 114.9, 115.2, 119.8, 120.6, 124.5, 125.8, 127.1, 127.3, 127.8, 127.9, 128.1, 128.3, 129.6, 130.0, 131.2, 135.6, 139.5, 140.1, 140.6, 145.5, 148.6, 150.0; MS m/z 467 (M+); HRMS found: 467.2357. calcd for C33H29N3: 467.2361.
【0022】
〔合成例10〕 1−(2−ナフチル)−3,4−ジフェニルピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物10)の合成
合成例1と同様の条件で 6−(2−ナフチル)−3,4−ジフェニル−a−ピロン (0.37 g,1.0 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.13 g, 1.2 mmol) を反応させることにより表記化合物0.11g(25%)を得た。mp 250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.71 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.91 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz), 6.95 (s, 1H), 7.2 − 7.3 (m, 5H), 7.33 (dd, J = 8.6 Hz, 7.3 Hz), 7.47.5 (m, 5H), 7.63 (ddd, J = 8.6, 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.65 (ddd, J = 8.6, 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.72 (dd, J = 8.6, 1.6 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.98 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 8.00, (d, J = 7.0 Hz, 1H), 8.02 (dd, J = 8.6, 1.6 Hz, 1H), 8.08 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.19 (d, J = 0.6 Hz, 1H); 13C NMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.6, 115.9, 120.0, 120.1, 124.9, 126.1, 127.0, 127.3, 127.6, 128.0, 128.1, 128.5, 128.7, 129.0, 129.4, 129.6, 131.2, 131.6, 131.7, 133.1, 133.6, 135.3, 139.1, 139.5, 140.1, 145.3, 145.4, 149.7, 161.1; MS m/z 446 (M+); HRMS found: 446.1788. calcd for C33H22N2: 446.1783.
【0023】
〔合成例11〕 3,4−ジフェニル−1−(2−チエニル) ピリド[1,2−a]ベンズイミダゾール(化合物11)の合成
合成例1と同様の条件で 3,4−ジフェニル−6−(2−チエニル)−a−ピロン (0.17 g,0.5 mmol)から得たチオラクトンとo−フェニレンジアミン (0.07 g, 0.6 mmol) を反応させることにより表記化合物0.06g(30%)を得た。mp >250 oC; 1H NMR (CDCl3, 270 MHz) d = 6.72 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.03 (s, 1H), 7.06 (dd, J = 8.6, 8.1 Hz, 1H), 7.2 (m, 5H), 7.3 7.4 (m, 5H), 7.41 (dd, J = 8.1, 7.8 Hz, 1H), 7.45 (dd, J = 5.4, 7.8 Hz, 1H), 7.47 (dd, J = 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.66 (dd, J = 5.4, 1.4 Hz, 1H), 7.94 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 13CNMR (CDCl3, 68 MHz) d = 114.1, 117.7, 120.2, 120.7, 124.9, 127.4, 127.6, 127.7, 128.0, 128.1, 12.8.2, 129.4, 129.5, 129.6, 131.1, 132.0, 134.2, 135.2, 138.9, 139.4, 145.4, 149.6, 151.7; MS m/z 402 (M+); HRMS found:402.1193. calcd for C27H18N2S: 402.1191.
【0024】
〔実施例1〕本発明に係るベンズイミダゾール誘導体の光学特性
本発明に係る、合成例1〜11で合成したベンズイミダゾール誘導体(化合物1〜化合物11))の光学特性を溶液状態と固体状態において調べた。
表1に化合物(1)〜(11)のエタノール溶液中における吸収極大波長と(λmax/nm)と固体状態での蛍光スペクトルの極大波長(λflu/nm)を示す。
ベンズイミダゾール誘導体は溶液状態ではほとんど蛍光を発しないが、固体状態においては非常に強い蛍光を発した。そこで、EL用発光材料として一般的なトリス(8‐ヒドロキシキノリレート)アルミニウム(Alq3)を基準物質として用いて固体状態の蛍光特性について検討した。サンプルを2枚のガラス板に完全に非透過になるように挟み、380nmの波長で励起して蛍光スペクトルとその蛍光強度を調べた。Alq3の蛍光強度を1として、化合物(1)〜(11)の蛍光強度をその面積比から求めた。結果を表1に併せて示す。
【0025】
【表1】
【0026】
表1から明らかなように、本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、何れも固体状態で蛍光を発し、特に、化合物1、2、6はAlq3の2倍以上の強度を有することが判った。
なお、蛍光スペクトルの極大波長から明らかなように、上記本発明に係るベンズイミダゾール誘導体の蛍光色の色調は化合物1、2、3、4、6、10は青色、それ以外は緑色であった。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係るベンズイミダゾール誘導体は、固体状態で強い蛍光を発し、発色光の色純度が高く、且つ化合物の安定性、耐久性、耐熱性に優れているので、例えば有機ELディスプレイ用蛍光材料として、確立が強く要求されている青色用として、また使用可能性のあるとされている緑色用のAlq3よりも、より有意なものとして、実用化が大いに期待されるものである。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100813385B1 (ko) | 2005-07-22 | 2008-03-12 | 주식회사 엘지화학 | 이미다졸 유도체 및 이를 이용한 유기전자소자 |
| CN108558877A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-21 | 泰山医学院 | 一种咪唑并[1,5-a]吡啶类的钯离子荧光探针及其应用 |
| CN108822102A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-16 | 泰山医学院 | 一种苯并咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物的半胱氨酸荧光探针及其应用 |
| US20210009584A1 (en) * | 2018-03-23 | 2021-01-14 | Hodogaya Chemical Co., Ltd. | Compound including benzimidazole ring structure and organic electroluminescent element |
-
2002
- 2002-06-14 JP JP2002174147A patent/JP2004018633A/ja active Pending
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