作为光交联剂的二氮杂环丙烯化合物以及包含二氮杂环丙烯化合物的可光成像组合物制造技术

本发明专利技术公开一系列具有作为光交联剂用途的式(I)的二氮杂环丙烯化合物。(I)，其中，A、L、z、Ar

Two nitrogen heterocyclic propylene compounds as light crosslinking agents and an optical imaging composition containing two nitrogen heterocyclic compounds

The present invention discloses a series of two nitrogen heterocyclic propylene compounds having formula for use as an optical crosslinking agent (I). (I) among them, A, L, Z, and Ar

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为光交联剂的二氮杂环丙烯化合物以及包含二氮杂环丙烯化合物的可光成像组合物相关申请交叉参考本申请要求2014年9月23日提交的第62/053,921号美国临时申请的权益，其全部内容并入本文以供参考。
本专利技术涉及一系列的二氮杂环丙烯(diazirine)化合物。更具体地，本专利技术涉及具有作为光交联剂的用途的一系列的双-二氮杂环丙烯、三-二氮杂环丙烯和四-二氮杂环丙烯等。本专利技术还涉及包含这些二氮杂环丙烯化合物的光可限定的组合物。
技术介绍
对开发特征为优异的化学、光学和机械特性的新型电子材料的兴趣逐日增加，该新型电子材料是环保的并且可在水性条件下加工。最值得注意的是，对开发能够形成微米级结构的材料的需求逐日增加。具体地，微米级装置几何结构在各种液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)和其它射频(RF)以及微波装置的制造中已变得相当普遍。例如，如射频集成电路(RFIC)、微机集成电路(MMIC)、开关、耦合器、移相器、表面声波(SAW)滤波器和SAW双工器的装置近来已以微米级制造。此外，对有机电子(OE)装置，例如在显示装置或逻辑能力电路(logiccapablecircuit)的后板中使用的有机场效应晶体管(OFET)以及有机光伏(OPV)装置等的兴趣已逐日增加。常规OFET具有栅电极、由电介质材料(也称作“电介质”或“栅极电介质”)制成的栅极绝缘体层、源极和漏极、由有机半导体(OSC)材料制成的半导层、以及通常在前述层上的钝化层，以提供针对环境影响的保护或针对来自后续装置制造步骤的损坏的保护。在大部分电子和光电装置中，采用的OSC材料必须以某些必要特性为特征，包括低介电常数(“低k”)、非电荷捕获以及对与其一起使用的其它有机材料的正交性。此外，还存在对良好交联官能团的需要，在未改变低介电常数的情况下其常难以结合。当前材料还采用多种氟化溶剂，其不仅不环保而且不具有成本效益。因此，本专利技术的目的为提供一系列的双-二氮杂环丙烯、三-二氮杂环丙烯和四-二氮杂环丙烯等，其被发现是有效的光交联剂。本专利技术的目的还有提供各种可光成像的组合物，所述可光成像的组合物可用于多种应用，包括用于电子装置、光电装置的制造。本专利技术的其它目的和适用性的另外的范围将通过之后的具体实施方式而变得显而易见。
技术实现思路
出人意料地，现已发现，双-二氮杂环丙烯、三-二氮杂环丙烯或四-二氮杂环丙烯中的某些，当适当地暴露于辐射时，释放分子氮，形成反应性碳烯中间体，这方面可以开发以制备可光成像的组合物。由此原位形成的高度活性的碳烯可经由插入此类材料的OH、NH、CH或烯烃官能团或可存在的其它官能团，插入(即反应)一种或多种其它材料以形成交联的插入产物。因此，具有两个或更多个二氮杂环丙烯官能团的化合物(即，双-二氮杂环丙烯或三-二氮杂环丙烯等)将具有交联一种或多种材料(如用于如本文所述的电子装置或光电装置的制造的聚合物材料)的能力。已报道可产生氮烯中间体的某些化合物可用于此类电子装置和/或光电装置的制造。因此，设想本专利技术的化合物更适合于此类应用，因为它们可以具有比对应的生成氮烯的化合物甚至更低的介电常数特性(较低k是由于无杂原子)的特征，而且还可提供更高的交联能力，因为碳烯预期比氮烯更具反应性。进一步预期插入氮烯的产物产生胺，其可以为电荷捕获的来源，而插入有碳烯的产物不产生此类产物。应当进一步指出的是，通常已知的碳烯前体如某些重氮化合物是不稳定的，然而如本文公开的双-(二氮杂环丙烯)、三-(二氮杂环丙烯)和四-(二氮杂环丙烯)是稳定的化合物。因此，提供式(I)的化合物：其中，A为碳、硅、氧或氮中心核部分；L为键或选自醚、酮、胺、硫化物、砜、酯、酰胺或其组合的二价连接基或间隔基团；Arx为芳族或杂芳族并且Ry为烷基、芳基、芳基烷基、部分氟化或全氟化的烷基、芳基和芳基烷基；并且z为2到4的整数。中心核部分A的非限制性示例可选自脂族、脂环族、杂脂族、杂脂环族、芳族或杂芳族部分。在另一方面，提供式(IA)的化合物：其中，L为键或选自以下各项的二价连接基或间隔基团：-C(O)O-R4-OC(O)-、-C(O)O-R4-、-R4-OC(O)-R4-、-C(O)-R4-OC(O)-、-C(O)-R4-、-R4-C(O)-R4-、-O-R4-OC(O)-、-O-R4-O-、-O-R4-、-R4-O-R4-、-C(O)NR5-R4-OC(O)-、-C(O)NR5-R4-NR5C(O)-、-C(O)NR5-R4-、-R4-NR5C(O)-R4-、-C(O)-R4-NR5C(O)-、-NR5-R4-OC(O)-、-NR5-R4-NR5C(O)-、-NR5-R4-、-R4-NR5-R4-、-NR5-R4-NR5-以及-R4-，其中R4的每次出现可相同或不同，其为独立选自以下各项的二价基团：(C1-C12)烷基、(C3-C12)环烷基、(C6-C12)芳基、(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基、(C6-C10)杂芳基、(C6-C10)杂芳基(C1-C12)烷基、-(CH2-CH2-O)a-，其中a为1到10的整数，其条件是当R4为-(CH2-CH2-O)a-时，那么所述基团的氧端仅与含碳或硅的连接基团连接，该含碳或硅的连接基团任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C10)芳氧基、(C6-C12)芳烷基和(C6-C12)芳烷氧基；并且R5为氢、(C1-C6)烷基、(C6-C10)芳基或(C6-C10)芳烷基；R1和R2相同或不同并且各自独立地选自其中烷基上的部分氢被氟替换的(C1-C12)烷基、(C1-C12)全氟烷基、(C6-C12)芳基、其中烷基上的部分氢被氟替换的(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基、和(C6-C12)芳基全氟(C1-C12)烷基；并且Ar1和Ar2相同或不同并且各自独立地选自(C6-C12)亚芳基或(C6-C12)亚杂芳基，其任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C12)芳氧基、(C6-C12)芳基(C1-C4)烷基和(C6-C12)芳基(C1-C4)烷氧基；并且其条件是不包括以下化合物：其中n为7或12；以及其中n’为3或5。在本专利技术的另一方面，还提供式(II)或式(IIA)的化合物：其中L、A、Ar1、Ar2、R1和R2如本文所定义。Ar3和Ar3a可与Ar1和Ar2相同并且彼此独立地选自(C6-C12)亚芳基或(C6-C12)亚杂芳基，其任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C12)芳氧基、(C6-C12)芳基(C1-C4)烷基和(C6-C12)芳基(C1-C4)烷氧基。类似地，R3和R3a可与R1和R2相同并且彼此独立地选自其中烷基上的部分氢被氟替换的(C1-C12)烷基、(C1-C12)全氟烷基、(C6-C12)芳基、其中烷基上的部分氢被氟替换的(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基、和(C6-C12)芳基全氟(C1-C12)烷基。在本专利技术的另一方面，还提供包含如下各项的可光成像的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式(IA)、式(II)或式(IIA)的化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.23 US 62/053,9211.一种式(IA)、式(II)或式(IIA)的化合物：其中，A为碳、硅、氧或氮中心核部分；L为键或选自以下各项的二价连接基或间隔基团：-C(O)O-R4-OC(O)-、-C(O)O-R4-、-R4-OC(O)-R4-、-C(O)-R4-OC(O)-、-C(O)-R4-、-R4-C(O)-R4-、-O-R4-OC(O)-、-O-R4-O-、-O-R4-、-R4-O-R4-、-C(O)NR5-R4-OC(O)-、-C(O)NR5-R4-NR5C(O)-、-C(O)NR5-R4-、-R4-NR5C(O)-R4-、-C(O)-R4-NR5C(O)-、-NR5-R4-OC(O)-、-NR5-R4-NR5C(O)-、-NR5-R4-、-R4-NR5-R4-、-NR5-R4-NR5-、-R4-以及其中R4的每次出现可相同或不同，所述R4为独立选自以下各项的二价基团：(C1-C12)烷基、(C3-C12)环烷基、(C6-C12)芳基、(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基、(C6-C10)杂芳基、(C6-C10)杂芳基(C1-C12)烷基、-(CH2-CH2-O)a-，其中a为1到10的整数，其条件是当R4为-(CH2-CH2-O)a-时，那么所述基团的氧端仅与含碳或硅的连接基团连接，所述含碳或硅的连接基团任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C10)芳氧基、(C6-C12)芳烷基和(C6-C12)芳烷氧基；并且R5为氢、(C1-C6)烷基、(C6-C10)芳基或(C6-C10)芳烷基；R1、R2、R3和R3a相同或不同并且各自独立地选自其中烷基上的部分氢被氟替换的(C1-C12)烷基、(C1-C12)全氟烷基、(C6-C12)芳基、其中烷基上的部分氢被氟替换的(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基和(C6-C12)芳基全氟(C1-C12)烷基；并且Ar1、Ar2、Ar3和Ar3a相同或不同并且各自独立地选自(C6-C12)亚芳基或(C6-C12)亚杂芳基，其任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C12)芳氧基、(C6-C12)芳基(C1-C4)烷基和(C6-C12)芳基(C1-C4)烷氧基；并且其条件是不包括以下化合物：其中n为7或12；以及其中n为3或5。2.根据权利要求1所述的化合物，其为式(IA)的化合物，其中：L为选自以下各项的连接基团：-C(O)O-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)O-(CH2)b-、-(CH2)b-O(CO)-(CH2)b-、-C(O)-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)-(CH2)b-、-(CH2)b-(CO)-(CH2)b-、-O-(CH2)b-O(CO)-、-O-(CH2)b-O-、-O-(CH2)b-、-(CH2)b-O-(CH2)b-、-C(O)NR5-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-C(O)NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5(CO)-(CH2)b-、-C(O)-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-O(CO)-、-NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5-(CH2)b-、-NR5-(CH2)b-NR5-，其中b为1到12的整数；R5为氢、(C1-C4)烷基、苯基、萘基、甲苯基或苄基；R1、R2、R3和R3a相同或不同并且各自独立地选自(C1-C6)烷基、(C1-C6)全氟烷基、(C6-C8)芳基、(C6-C8)全氟芳基、(C6-C10)芳烷基或(C6-C10)全氟芳基全氟烷基；并且Ar1、Ar2、Ar3和Ar3a相同或不同并且彼此独立地选自亚苯基或亚萘基，其任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C10)芳氧基、(C6-C12)芳烷基和(C6-C12)芳烷氧基。3.根据权利要求1所述的化合物，其为式(II)或式(IIA)的化合物，其中：L为选自以下各项的连接基团：-C(O)O-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)O-(CH2)b-、-(CH2)b-O(CO)-(CH2)b-、-C(O)-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)-(CH2)b-、-(CH2)b-(CO)-(CH2)b-、-O-(CH2)b-O(CO)-、-O-(CH2)b-O-、-O-(CH2)b-、-(CH2)b-O-(CH2)b-、-C(O)NR5-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-C(O)NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5(CO)-(CH2)b-、-C(O)-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-O(CO)-、-NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5-(CH2)b-、-NR5-(CH2)b-NR5-，其中b为1到10的整数；R5为氢、(C1-C4)烷基、苯基、萘基、甲苯基或苄基；R1、R2、R3和R3a相同或不同并且各自独立地选自(C1-C6)烷基、(C1-C6)全氟烷基、(C6-C8)芳基、(C6-C8)全氟芳基、(C6-C10)芳烷基或(C6-C10)全氟芳基全氟烷基；并且Ar1、Ar2、Ar3和Ar3a相同或不同并且彼此独立地选自亚苯基或亚萘基，其任选地被选自以下各项的基团取代：卤素、-OH、(C1-C4)烷基、(C1-C4)烷氧基、(C6-C10)芳基、(C6-C10)芳氧基、(C6-C12)芳烷基和(C6-C12)芳烷氧基。4.根据权利要求2所述的化合物，其中：L为选自以下各项的连接基团：-C(O)O-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)O-(CH2)b-、-(CH2)b-O(CO)-(CH2)b-、-O-(CH2)b-O-、-O-(CH2)b-、-(CH2)b-O-(CH2)b-、-C(O)NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5-(CH2)b-、-NR5-(CH2)b-NR5-，其中b为1到6的整数；R5为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、苯基、萘基、甲苯基或苄基；R1、R2、R3和R3a相同或不同并且各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、苯基、五氟苯基、苄基或七氟苄基；并且Ar1、Ar2、Ar3和Ar3a相同或不同并且彼此独立地选自亚苯基或亚萘基，其任选地被选自以下各项的基团取代：氟、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、苯基、萘基、甲苯基、苄基、苯氧基、萘氧基、甲苯氧基或苄氧基。5.根据权利要求3所述的化合物，其中：L为选自以下各项的连接基团：-C(O)O-(CH2)b-O(CO)-、-C(O)O-(CH2)b-、-(CH2)b-O(CO)-(CH2)b-、-O-(CH2)b-O-、-O-(CH2)b-、-(CH2)b-O-(CH2)b-、-C(O)NR5-(CH2)b-NR5(CO)-、-NR5-(CH2)b-、-(CH2)b-NR5-(CH2)b-、-NR5-(CH2)b-NR5-，其中b为1到4的整数；R5为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、苯基、萘基、甲苯基或苄基；R1、R2、R3和R3a相同或不同并且各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、苯基、五氟苯基、苄基或七氟苄基；并且Ar1、Ar2、Ar3和Ar3a相同或不同并且彼此独立地选自亚苯基或亚萘基，其任选地被选自以下各项的基团取代：氟、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、苯基、萘基、甲苯基、苄基、苯氧基、萘氧基、甲苯氧基或苄氧基。6.根据权利要求2所述的化合物，其选自：亚甲基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；乙烷-1,2-二基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；丁烷-1,4-二基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；3,3’-((氧基双(亚甲基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)；3,3’-((氧基双(乙烷-2,1-二基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)；3-(三氟甲基)-3-(4-(3-((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)丙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯；3-(三氟甲基)-3-(4-(2-((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)乙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯；4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基醇4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯；4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯乙基醇2-(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)乙酸酯；2-氧代-2-(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)乙基醇3-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯；1,3-双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)丙-1-酮；1,3-双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)丙-2-酮；(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯氧基)甲基醇3-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯；1,2-双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯氧基)乙烷；3-(三氟甲基)-3-(4-(3-(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯氧基)丙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯；(N-甲基-4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酰氨基)甲基醇4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯；以及N,N’-亚甲基醇(N-甲基-4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酰胺)。7.根据权利要求2所述的化合物，其选自：亚甲基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；3,3’-((氧基双(亚甲基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)；3,3’-((氧基双(乙烷-2,1-二基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)；3-(三氟甲基)-3-(4-(3-((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)丙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯；3-(三氟甲基)-3-(4-(2-((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)乙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯；4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基醇4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯；4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯乙基醇2-(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)乙酸酯；1,3-双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯基)丙-2-酮；1,2-双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯氧基)乙烷；以及3-(三氟甲基)-3-(4-(3-(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯氧基)丙基)苯基)-3H-二氮杂环丙烯。8.根据权利要求3所述的化合物，其选自：2-乙基-2-(((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；2-(全氟乙基)-2-(((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基醇双(4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苯甲酸酯)；3,3’-((((2-乙基-2-(((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基)双(氧基))双(亚甲基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)；以及3,3’-((((2-(全氟乙基)-2-(((4-(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯-3-基)苄基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基)双(氧基))双(亚甲基))双(4,1-亚苯基))双(3-(三氟甲基)-3H-二氮杂环丙烯)。9.一种可光成像的组合物，其包含：能够与碳烯反应以形成插入有碳烯的产物的聚合物；式(IA)、式(II)或式(IIA)的化合物：其中，A为碳、硅、氧或氮中心核部分；L为键或选自以下各项的二价连接基或间隔基团：-C(O)O-R4-OC(O)-、-C(O)O-R4-、-...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·伯贡，C·D·西鲁斯，L·F·罗德，
申请(专利权)人：普罗米鲁斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US