DE10002424A1 - Di(het)arylaminothiophen-Derivate - Google Patents
Di(het)arylaminothiophen-DerivateInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft neue 2-(N,N-Di(het)arylamino)-thiophen-Derivate der Struktur DOLLAR F1 wobei Folgendes gilt: DOLLAR A R·1·, R·2·, R·3·, R·4· und R·5· sind - unabhängig voneinander - jeweils ein monofunktionelles (Het)arylsystem; DOLLAR A R·1· kann ferner ein bifunktionelles (Het)arylensystem sein; DOLLAR A R·3· kann ferner eine Gruppierung R·8· sein, außer wenn R·1· ein bifunktionelles (Het)arylensystem ist, wobei R·8· für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht; DOLLAR A R·4· kann ferner R·10· bedeuten, wobei R·10· für eine chemische Bindung oder ein bifunktonelles (Het)arylensystem steht, oder R·4· kann eine der folgenden Gruppierungen sein: DOLLAR F2 und DOLLAR F3 wobei R·9· für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht; DOLLAR A R·5· kann auch H oder DOLLAR F4 sein.
Description
Die Erfindung betrifft neue Di(het)arylaminothiophen-Deri
vate, d. h. Diarylaminothiophen- bzw. Dihetarylaminothiophen-
Derivate ("hetaryl" = "heteroaryl"), sowie deren Herstellung
und Verwendung.
Für organische lichtemittierende Dioden (organische LEDs =
OLEDs) und organische photovoltaische Bauelemente werden
organische Materialien benötigt, die zur Elektrolumineszenz
befähigt sind. Dies können entweder Verbindungen mit geringer
Molekülgröße sein (siehe beispielsweise US-PS 4 539 507), die
verdampfbar sind, oder polymere Materialien (siehe beispiels
weise US-PS 5 247 190), die durch Spin-coating verarbeitet
werden können.
Die Synthese von Verbindungen der genannten Art erfordert
Aromatenkupplungsreaktionen. Derartige Reaktionen, bei denen
halogenhaltige Verbindungen eingesetzt werden, verlaufen zum
Teil unter Metallkatalyse, beispielsweise nach einer Heck-
Reaktion oder nach einer Suzuki-Reaktion (siehe dazu: "Chem.
Commun.", 1999, Seiten 1837 bis 1838). Hierbei ist es aber
kaum möglich, das Metall, wie Palladium (siehe dazu: "Römpp
Chemie-Lexikon", 9. Auflage, Seite 1750), vollständig zu
entfernen. Metalle - und auch Spuren von nicht vollständig
umgesetzten halogenhaltigen Zwischenprodukten - wirken aber
als sogenannte Quentcher, d. h. sie löschen in ihrer Umgebung
die Elektrolumineszenz, und sie setzen deshalb die Effizienz
der hergestellten Materialien stark herab.
Bei einer Aromatenkupplung entsprechend einer Ullmann-Reak
tion (siehe dazu: "Römpp Chemie-Lexikon", 9. Auflage, Seite
4796) ist die Bildung von Nebenprodukten und von Crack
produkten, die infolge hoher Prozesstemperaturen entstehen,
ein großes Problem. Hierbei ist nämlich die Reinigung des
Reaktionsproduktes in vertretbarem Ausmaß kaum oder überhaupt
nicht möglich.
Gegenstand der Erfindung sind deshalb neue 3,4-substituierte
2-(N,N-Di(het)arylamino)-thiophen-Derivate der allgemeinen
Struktur
wobei Folgendes gilt:
R1, R2, R3, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein monofunktionelles (Het)arylsystem, d. h. ein konjugiertes carbocyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylamiogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R1 kann ferner ein entsprechendes bifunktionelles (Het)ary lensystem sein, d. h. ein konjugiertes carbocyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoff atome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Di alkylamino- oder Diphenylaminogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R3 kann ferner eine Gruppierung R8 sein, außer wenn R1 ein bifunktionelles (Het)arylensystem ist, wobei R8 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R4 kann ferner R10 bedeuten, wobei R10 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht, oder R4 kann eine der folgenden Gruppierungen sein:
R1, R2, R3, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein monofunktionelles (Het)arylsystem, d. h. ein konjugiertes carbocyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylamiogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R1 kann ferner ein entsprechendes bifunktionelles (Het)ary lensystem sein, d. h. ein konjugiertes carbocyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoff atome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Di alkylamino- oder Diphenylaminogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R3 kann ferner eine Gruppierung R8 sein, außer wenn R1 ein bifunktionelles (Het)arylensystem ist, wobei R8 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R4 kann ferner R10 bedeuten, wobei R10 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht, oder R4 kann eine der folgenden Gruppierungen sein:
wobei R9 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles
(Het)arylensystem steht;
R5 kann auch H oder
R5 kann auch H oder
sein;
ferner kann Folgendes der Fall sein:
R4 und R5 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
ferner kann Folgendes der Fall sein:
R4 und R5 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
R4 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5, R4 und R1 bilden zusammen eine der folgenden
Gruppierungen:
R5, R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
wobei Y jeweils CH oder N bedeutet.
Die Herstellung der neuen Di(het)arylaminothiophen-Derivate
erfolgt mittels einer Hetarylringschlussreaktion unter milden
Bedingungen und ohne Metallkatalysatoren. Diese Verbindungen
können somit in hoher Reinheit hergestellt werden, d. h. die
Effizienz dieser Materialien, insbesondere die Elektrolumi
neszenz, wird nicht durch Verunreinigungen beeinträchtigt,
die bei nach bekannten Verfahren hergestellten Verbindungen
beispielsweise wegen des eingesetzten Katalysators vorhanden
sind. Ein weiterer Vorteil dieser Materialien besteht in
verbesserten und für den jeweiligen Zweck anpassbaren Redox-
Eigenschaften, bedingt durch die Vielfalt der Strukturmög
lichkeiten, die sich aus dem nachfolgend näher geschilderten
Aufbauprinzip ergibt. Dieses Aufbauprinzip ermöglicht es
ferner, dass die neuen Materialien problemlos auch in Form
von Oligomer- und Polymer-Strukturen erhalten werden können,
d. h. dass Oligo- und Poly-aminothiophen-Derivate herstellbar
sind.
Die Synthese der neuen Verbindungen erfordert zum Teil Vor
produkte, die bislang nicht bekannt sind. Diese Vorprodukte
sind aber - aus kommerziell erhältlichen Edukten - in nahezu
quantitativer Ausbeute erhältlich.
Hierbei gilt Folgendes:
R1, R2, R3, R4 und R5 haben die vorstehend angegebene Bedeu tung;
R6 und R7 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein mono funktionelles (Het)arylsystem, d. h. ein konjugiertes carbo cyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylaminogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R6 kann ferner die Gruppierung R9 sein, wobei die Verbindung V an der freien Bindung eine Gruppe -CO-CH2X trägt mit X = Halogen, vorzugsweise Cl, Br oder J,
oder R6 kann eine Gruppe -C(CO-CH2X)3 sein.
R1, R2, R3, R4 und R5 haben die vorstehend angegebene Bedeu tung;
R6 und R7 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein mono funktionelles (Het)arylsystem, d. h. ein konjugiertes carbo cyclisches oder heterocyclisches Ringsystem, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wobei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylaminogruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R6 kann ferner die Gruppierung R9 sein, wobei die Verbindung V an der freien Bindung eine Gruppe -CO-CH2X trägt mit X = Halogen, vorzugsweise Cl, Br oder J,
oder R6 kann eine Gruppe -C(CO-CH2X)3 sein.
Die erste Stufe der Synthese der Thiophen-Derivate besteht in
der Umsetzung eines sekundären Amins I mit einem Carbonsäure
halogenid II zu einem Carbonsäureamid (Säureamid) III. Die
Umsetzung erfolgt in einem geeigneten Lösemittel, vorzugs
weise Dioxan, bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise im Be
reich des Siedepunktes des Lösemittels, unter Inertgas. Die
Reaktion ist dann beendet, wenn das als Nebenprodukt ent
stehende Hydrohalogenid (Halogenwasserstoff) durch den Inert
gasstrom entfernt ist oder wenn kein Amin mehr nachweisbar
ist, beispielsweise durch eine dünnschichtchromatographische
Kontrolle.
Das Säureamid III wird dann in einer zweiten Stufe in ein
Thiocarbonsäureamid (Thioamid) IV überführt. Dies erfolgt
vorteilhaft mittels des so genannten Lawesson-Reagenz, einem
in homogener Phase wirkenden Reagenz zur Einführung von
Schwefel in Carbonylverbindungen (siehe dazu: "Römpp Chemie-
Lexikon", 9. Auflage, Seite 2464), in einem geeigneten Löse
mittel, vorzugsweise Diglykoldiethylether, bei erhöhter Tem
peratur, vorzugsweise bei ca. 100°C; Dauer: mehrere Stunden,
im allgemeinen ca. 6 h. Die Einführung des Schwefels kann
aber auch in heterogener Phase erfolgen, beispielsweise
mittels Phosphorpentasulfid.
In einer dritten Stufe wird das Thioamid IV - je nach Sub
stitutionsmuster (siehe nachfolgend IVa bis IVc) - durch Um
setzung mit einer α-Halogen-acylverbindung V in einem geeig
neten Lösemittel, vorzugsweise Methylenchlorid, Dichlorethan,
Acetanhydrid, Dimethylformamid oder Tetrahydrofuran, in ein
halbleitendes 3,4-substituiertes 2-(N,N-Di(het)arylamino)-
thiophen-Derivat VI überführt, und zwar je nach Substitu
tionsmuster der Acylverbindung (siehe nachfolgend Va bis Vd).
Dies erfolgt durch eine primäre S-Alkylierung sowie eine
nachfolgende Cyclisierung (Ringschlussreaktion) und Aromati
sierung. Die Cyclisierung kann durch Zugabe eines deprotonie
rend wirkenden Agens, vorzugsweise Triethylamin, beschleunigt
werden.
Thiophen-Derivate VI, die in 5-Stellung unsubstituiert sind,
d. h. R5 = H, können durch oxidative Kupplung in dimere bzw.
polymere Derivate VI umgewandelt werden (siehe nachfolgend
VIg, h, i, n, r, s, t, v und z), die ebenfalls organische Halb
leitermaterialien darstellen. Die oxidative Kupplung erfolgt
in einem geeigneten Lösemittel, vorzugsweise trockenem Tetra
hydrofuran, durch an sich bekannte Oxidationsmittel, vorzugs
weise durch Oxidation des jeweiligen - mittels Butyllithium
hergestellten - lithiierten Thiophen-Derivates mit Kupfer-II-
chlorid oder durch Elektrooxidation auf einem leitfähigen
Substrat, beispielsweise auf einer mit ITO beschichteten
Glasscheibe (ITO = Indium Tin Oxide).
Mittels halogenierten 1,2-Diketonen (siehe nachfolgend Vd/d)
- als α-Halogen-acylverbindung - aus den Thiocarbonsäure
amiden IV hergestellte Thiophen-Derivate VI, die in 5,5'-
Stellung unsubstituiert und in 4,4'-Stellung verbunden sind
(siehe nachfolgend VIw und VIx), können mit Orthoameisen
säureester oder mit salpetriger Säure, die beispielsweise
aus Natriumnitrit oder Isoamylnitrit generiert wird, in entsprechende
kationische Lochtransportmaterialien überführt
werden (siehe nachfolgend VI/1 und VI/2), die den bekannten
Polythiophenen und Polyanilinen in deren Eigenschaft als
organische Leiter analog sind.
Nachfolgend sind die Strukturformeln einer größeren Anzahl
der neuen Thiophen-Derivate - zusammen mit den unmittelbaren
Ausgangsprodukten - in tabellarischer Form wiedergegeben.
R11 ist dabei ein Alkylrest mit 1 bis 5 C-Atomen,
Z- ist ein beliebiges Anion, vorzugsweise ein Polystyrol sulfonat oder ein anderes organisches Sulfonat,
n bedeutet jeweils eine ganze Zahl von 2 bis 100.
Z- ist ein beliebiges Anion, vorzugsweise ein Polystyrol sulfonat oder ein anderes organisches Sulfonat,
n bedeutet jeweils eine ganze Zahl von 2 bis 100.
Die Thiophen-Derivate nach der Erfindung vom Typ VI sind
sämtlich geeignete Materialien für den Aufbau von organischen
lichtemittierenden Dioden (OLEDs) und organischen photovolta
ischen Bauelementen bzw. Zellen. Sie können sowohl in Loch
transportschichten oder Schichtkaskaden als auch in Emitter-
und Elektronentransportschichten Verwendung finden. Die je
weilige Schichtposition in OLEDs wird vor allem durch die
(Het)aryl- bzw. (Het)arylen-Glieder festgelegt: je mehr
dieser Glieder über einen π-Elektronenmangel verfügen, d. h.
so genannte π-Unterschussaromaten darstellen, desto besser
eignen sich die Thiophen-Derivate als Emitter- und Elektro
nentransportmaterialien.
Besonders bevorzugt werden folgende Verbindungstypen:
- - VIb, VIc, VIe, VIf, VIg, VIh, VIi und VIk;
- - VIr;
- - VIv;
- - VI/1 und VI/2.
Über den beschriebenen Syntheseweg lassen sich sowohl OLED-
Materialien realisieren, die als verdampfbare Verbindungen
für so genannte "small molecule devices" geeignet sind, als
auch durch Spin-coating verarbeitbare Polymermaterialien für
so genannte "polymer devices"; die nicht-polymeren Materia
lien können dabei ebenfalls durch Spin-coating verarbeitet
werden. Wegen der gemeinsamen Grundstruktur sämtlicher
Materialien können vorteilhaft auch entsprechende Copolymere
mit abgestimmten elektronischen Eigenschaften hergestellt
werden. Ferner ist es möglich, die für den jeweiligen Ver
wendungszweck erforderlichen elektronischen Eigenschaften
durch Mischungen entsprechender Materialien zu realisieren,
die - aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit - sehr gut miteinander
verträglich sind. Derart abgestimmte Materialien
erlauben daher einen Einschichtaufbau von OLEDs, was sehr
vorteilhaft ist. Bemerkenswert sind auch die im Vergleich zu
bekannten carbocyclischen Ladungstransportmaterialien sehr
hohen Glasübergangstemperaturen der auf die beschriebene
Weise hergestellten Ladungstransport- und Emittermaterialien,
die im allgemeinen etwa 50 bis 100°C höher liegen als die
jenigen der analogen carbocyclischen Verbindungen.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher
erläutert werden.
In einem 2 l-Dreihalskolben mit Rückflusskühler, Magnet
rührer, Tropftrichter und Inertgasdurchfluss wird jeweils
1 mol eines sekundären Amins I in 600 ml Dioxan gelöst. Das
jeweils benötigte Carbonsäurehalogenid II wird danach in
äquivalenter Menge zugetropft. Anschließend wird das Reak
tionsgemisch unter Rückfluss erhitzt, bis die gesamte Menge
des bei der Reaktion entstehenden Hydrohalogenids vom Inert
gasstrom entfernt worden ist. Durch dünnschichtchromato
graphische Kontrolle kann das Ende der Reaktion zusätzlich
detektiert werden. Die Reaktionslösung wird dann abgekühlt
und in mindestens die 2fache Menge Wasser eingerührt. Dabei
scheidet sich in den meisten Fällen ein Öl ab, welches nach
einigen Stunden erstarrt ist. Die wässrige Phase wird ab
getrennt und das Rohprodukt aus Ethanol umkristallisiert.
Die Ausbeute beträgt jeweils mindestens 90%.
Auf diese Art wird beispielsweise 2-Phenylessigsäurediphenyl
amid aus Diphenylamin und 2-Phenylacetylchlorid hergestellt.
0,5 mol des jeweiligen Carbonsäureamids III und die äqui
valente Menge Lawesson-Reagenz (hergestellt aus Anisol und
Phosphorpentasulfid) werden in einer Rückflussapparatur mit
Inertgasdurchfluss in 750 ml Diglykoldiethylether suspen
diert, und dann wird 6 h bei 100°C gerührt. Dabei bildet sich
eine klare Lösung, aus der in der Kälte in einigen Fällen das
Reaktionsprodukt auskristallisiert. Um das Produkt vollstän
dig zu isolieren, wird die Reaktionsmischung in die doppelte
Menge Wasser eingerührt, die sich oft bildende ölige Phase
lässt man dann kristallisieren. Danach wird das Produkt von
der wässrigen Phase abgetrennt und aus Methanol umkristalli
siert. Die Ausbeute beträgt jeweils mindestens 90%.
Auf diese Art wird beispielsweise das Thiocarbonsäureamid IVb
(R1 = 1,4-Phenylen und R2 = R3 = Phenyl) aus dem Carbonsäure
amid III (R1 = 1,4-Phenylen und R2 = R3 = Phenyl) hergestellt.
0,1 mol des jeweiligen Thiocarbonsäureamids IV werden in
einem Kolben, der mit Rührer und Rückflusskühler versehen
ist, zusammen mit der äquivalenten Menge einer α-Halogen
acylverbindung V in 200 ml DMF gelöst, dann wird 1 h auf
100°C erwärmt. Danach werden 0,1 mol Triethylamin zugefügt
und es wird weitere 30 min erwärmt. Nach dem Abkühlen wird
das gebildete Thiophen-Derivat durch Fällen mit Ethanol, in
manchen Fällen auch mit Wasser, und Absaugen isoliert. Das
Rohprodukt wird durch Lösen in THF und Ausfällen mit Ethanol
gereinigt. Die Ausbeute beträgt jeweils zwischen 60 und 80%.
Auf diese Art wird beispielsweise das Thiophen-Derivat VIb
(R1 = 1,4-Phenylen und R2 = R3 = R4 = R5 = Phenyl) aus dem
Thiocarbonsäureamid IVb (R1 = 1,4 Phenylen und R2 = R3 =
Phenyl) und Desylchlorid (α-Chlor-α-phenylacetophenon) her
gestellt.
Zur Herstellung von polymeren Thiophen-Derivaten VI, bei
spielsweise VIh (R1 = 1,4-Phenylen und R2 = R3 = R4 = Phenyl),
wird folgendermaßen vorgegangen:
0,1 mol Thiocarbonsäureamid IVb (R1 = 1,4-Phenylen, R2 = R3 =
Phenyl) werden in einem Kolben, der mit Rührer und Rückfluss
kühler versehen ist, zusammen mit 0,1 mol dimerem Phenacyl
bromid Vc (R2 = Phenyl) in 200 ml DMF gelöst, dann wird 1 h
auf 100°C erwärmt. Danach werden - zur Verkappung der End
gruppen - nacheinander ein monofunktionelles vinyloges Thio
amid und ein monofunktionelles Acylhalogenid zugegeben, im
vorliegenden Fall zunächst 0,01 mol 2-Phenylthioessigsäure
diphenylamid und nach 60 min 0,01 mol Phenacylbromid. Nach
weiteren 60 min werden 0,1 mol Triethylamin zugesetzt und
nach weiteren 15 min lässt man abkühlen, wobei das gebildete
polymere Thiophen-Derivat ausfällt. Die weitere Aufarbeitung
erfolgt in der vorstehend beschriebenen Weise; Ausbeute:
ca. 80%.
0,01 mol eines in 5-Stellung unsubstituierten Thiophen-Deri
vates VI werden in einem Kolben, der mit Rückflusskühler,
Rührer, Feststoffdosiereinrichtung und Inertgasdurchfluß
versehen ist, in 100 ml getrocknetem THF gelöst. Es wird
auf -60°C abgekühlt, und dann werden 0,015 mol Butyllithium
zugesetzt. Anschließend wird die Kühlung entfernt und man
lässt das Reaktionsgemisch bis auf -10°C auftauen. Nachfol
gend werden mittels der Feststoffdosiereinrichtung 0,011 mol
Kupfer-II-chlorid zugefügt, und dann wird weiter bis auf 40°C
erwärmt. Die Reaktion wird nach 30 min abgebrochen, indem das
Produkt mit Wasser (bei Polymeren mit Methanol mit einem Zusatz
von 10% Wasser) ausgefällt und danach abgesaugt wird.
Durch mehrfaches Lösen in THF und Ausfällen mit Methanol wird
das Produkt gereinigt. Nicht-polymere Verbindungen können
auch durch Sublimation gereinigt werden.
Auf diese Art wird beispielsweise das dimere Thiophen-Derivat
VIg (R1 = R2 = R3 = R4 = Phenyl) aus 2-Diphenylamino-3,4-di-
phenyl-thiophen VId hergestellt.
0,01 mol eines in 4,4'-Stellung verbundenen und in 5,5'-Stel
lung unsubstituierten dimeren Thiophen-Derivates VI werden in
einem Becherglas in 100 ml DMF gelöst und mit 0,015 mol
Orthoameisensäuretriethylester versetzt. Nach der Zugabe von
0,01 mol Perchlorsäure und Erwärmen auf ca. 100°C entsteht
ein im langwelligen Bereich absorbierendes Farbsalz, welches
nach der Zugabe von Ethanol und eventuell etwas Ether aus
gefällt und dann abgesaugt wird. Durch Umsetzung des Farb
stoff-Perchlorats mit einer Lösung von Natrium-polystyrol
sulfonat wird eine wässrige Lösung des jeweiligen kationisch
leitfähigen Materials als Polystyrolsulfonat erhalten; diese
Lösung kann durch Spin-coating verarbeitet werden.
Auf diese Art wird beispielsweise das Thiophen-Derivat VI/1
(R1 = R2 = R3 = Phenyl und Y = CH) aus dem Thiophen-Derivat
VIw (R1 = R2 = R3 = Phenyl) und Orthoameisensäure-triethyl
ester in Gegenwart von Perchlorsäure hergestellt.
0,01 mol eines in 4,4'-Stellung verbundenen und in 5,5'-Stel
lung unsubstituierten dimeren Thiophen-Derivates VI werden in
einem Becherglas in 100 ml THF gelöst und mit 0,015 mol Iso
amylnitrit versetzt. Nach der Zugabe von 0,01 mol Perchlor
säure unter Kühlen und nachfolgendem Erwärmen auf ca. 50°C
entsteht ein im langwelligen Bereich absorbierendes Farbsalz,
welches nach der Zugabe von Ethanol und eventuell etwas Ether
ausgefällt und dann abgesaugt wird. Durch Umsetzung des Farb
stoff-Perchlorats mit einer Lösung von Natriumpolystyrol
sulfonat wird eine wässrige Lösung des jeweiligen kationisch
leitfähigen Materials als Polystyrolsulfonat erhalten; diese
Lösung kann durch Spin-coating verarbeitet werden.
Auf diese Art wird beispielsweise das Thiophen-Derivat VI/1
(R1 = R2 = R3 = Phenyl und Y = N) aus dem Thiophen-Derivat VIw
(R1 = R2 = R3 = Phenyl) und Isoamylnitrit in Gegenwart von
Perchlorsäure hergestellt.
Claims (10)
1. 2-(N,N-Di(het)arylamino)-thiophen-Derivate der Struktur
wobei Folgendes gilt:
R1, R2, R3, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein monofunktionelles (Het)arylsystem in Form eines konju gierten carbocyclischen oder heterocyclischen Ringsystems, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wo bei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylamio gruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R1 kann ferner ein entsprechendes bifunktionelles (Het)ary lensystem sein;
R3 kann ferner eine Gruppierung R8 sein, außer wenn R1 ein bifunktionelles (Het)arylensystem ist, wobei R8 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R4 kann ferner R10 bedeuten, wobei R10 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht, oder R4 kann eine der folgenden Gruppierungen sein:
wobei R9 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R5 kann auch H oder
sein;
ferner kann Folgendes der Fall sein:
R4 und R5 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
R4 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5, R4 und R1 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
R5, R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
wobei Y jeweils CH oder N bedeutet.
wobei Folgendes gilt:
R1, R2, R3, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - jeweils ein monofunktionelles (Het)arylsystem in Form eines konju gierten carbocyclischen oder heterocyclischen Ringsystems, das auch aus linear oder angular anellierten oder verknüpften gleichen oder unterschiedlichen Ringtypen bestehen kann, wo bei die peripheren Wasserstoffatome gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Phenoxy-, Dialkylamino- oder Diphenylamio gruppen (Alkyl = C1 bis C6) substituiert sein können;
R1 kann ferner ein entsprechendes bifunktionelles (Het)ary lensystem sein;
R3 kann ferner eine Gruppierung R8 sein, außer wenn R1 ein bifunktionelles (Het)arylensystem ist, wobei R8 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R4 kann ferner R10 bedeuten, wobei R10 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht, oder R4 kann eine der folgenden Gruppierungen sein:
wobei R9 für eine chemische Bindung oder ein bifunktionelles (Het)arylensystem steht;
R5 kann auch H oder
sein;
ferner kann Folgendes der Fall sein:
R4 und R5 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
R4 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R1 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
R5, R4 und R1 bilden zusammen eine der folgenden Gruppierungen:
R5, R4 und R3 bilden zusammen folgende Gruppierung:
wobei Y jeweils CH oder N bedeutet.
2. Thiophen-Derivate nach Anspruch 1 folgender Struktur:
3. Thiophen-Derivate nach Anspruch 1 folgender Struktur:
4. Thiophen-Derivate nach Anspruch 1 folgender Struktur:
5. Thiophen-Derivate nach Anspruch 1 folgender Struktur:
wobei Z- ein Anion und n eine ganze Zahl von 2 bis 100 bedeutet.
wobei Z- ein Anion und n eine ganze Zahl von 2 bis 100 bedeutet.
6. Verfahren zur Herstellung von Thiophen-Derivaten nach
Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- a) Umsetzung eines sekundären Amins mit einem Carbonsäure halogenid zu einem Carbonsäureamid;
- b) Überführung des Carbonsäureamids in ein Thiocarbonsäure amid;
- c) Umsetzung des Thiocarbonsäureamids mit einer α-Halogen acyl-Verbindung zu einem 2-(N,N-Di(het)arylamino)- thiophen-Derivat.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Thiophen-Derivat oxidativ in ein
Dimer oder Polymer überführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Thiophen-Derivat mittels Ortho
ameisensäureester oder salpetriger Säure in ein Polythiophen-
Derivat überführt wird.
9. Verwendung, der Thiophen-Derivate nach den Ansprüchen 1
bis 5 in organischen lichtemittierenden Dioden.
10. Verwendung der Thiophen-Derivate nach den Ansprüchen 1
bis 5 in organischen photovoltaischen Bauelementen.
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