DE2637099C2 - Process for the production of a film or a layer of organic material with a high degree of molecular orientation on a substrate and the use thereof - Google Patents
Process for the production of a film or a layer of organic material with a high degree of molecular orientation on a substrate and the use thereofInfo
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- C07C65/00—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
- C07C65/21—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups containing ether groups, groups, groups, or groups
- C07C65/28—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups containing ether groups, groups, groups, or groups having unsaturation outside the aromatic rings
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- C07D219/02—Heterocyclic compounds containing acridine or hydrogenated acridine ring systems with only hydrogen, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- H10K10/40—Organic transistors
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- H10K85/623—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
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- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
- H10K85/625—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing at least one aromatic ring having 7 or more carbon atoms, e.g. azulene
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- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Films oder einer Schicht aus organischem Material mit einem hohen Grad molekularer Orientierung auf einem Substrat sowie die Verwendung des Films oder der Schicht, die durch dieses Verfahren hergestellt wurde, in Verbindung mit dem Substrat als elektrischer oder elektronischer Verbundkörper für Bauelemente.The invention relates to a method for producing a film or a layer made of organic material having a high degree of molecular orientation on a substrate as well as the use of the film or the Layer made by this process in connection with the substrate as electrical or electronic Composite body for building elements.
Verschiedene Gruppen von bekannten elektrischen, elektrochemischen, photochemischen oder elektronischen Verbundkörpern oder Bauelementen enthalten eine sehr dünne Schicht aus einem - im allgemeinen isolierenden - organischen Material mit einem hohen Grad molekularer Orientierung. Gebräuchliche Schichten aus einem Material mit einem bestimmten Grad molekularer Orientierung wurden beispielsweise durch Abschleifen aus einem Einkristall hergestellt, jedoch treten in dem Kristallgitter im allgemeinen unerwünschte Versetzungen und Fehlerstellen auf, bevor die erwünschte geringe Schichtdicke erzielt worden ist. Ferner sind die Abmessungen der erhaltenen Schicht durch die Größe des als Ausgangsmaterial verwendeten Einkristalls begrenzt. Alternative Verfahren zur Herstellung von sehr dünnen Schichten sind das Aufdampfverfahren sowie (ζ, B. für Oxidfilme) das thermische Aufwachsen.Different groups of known electrical, electrochemical, photochemical or electronic Composite bodies or components contain a very thin layer of one - generally insulating - organic material with a high degree of molecular orientation. Common layers For example, from a material with a certain degree of molecular orientation have been made by Abrasions made from a single crystal, however, generally undesirable occurrences in the crystal lattice Dislocations and defects before the desired small layer thickness has been achieved. Furthermore are the dimensions of the layer obtained by the size of the single crystal used as the starting material limited. Alternative methods of producing very thin layers are the vapor deposition method as well (ζ, B. for oxide films) thermal growth.
Aus der US-PS 36 21 321 ist bekannt, daß elektronische Verbundkörper wie z. B. Gleichrichter eine dünne
Schicht aus Anthracen oder Naphthalin enthalten können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Films oder einer Schicht aus organischem
Material mit einem hohen Grad molekularer Orienlierung auf einem Substrat, bei dem auf der Oberfläche einer
geeigneten Flüssigkeit eine sehr dünne Schicht aus organischem Material mit einem ebenen delokalisierten
/r-Elektronensystem erzeugt und das Substrat derart durch die Schicht hindurchbewegt wird, daß auf einer Oberfläche
des Substrats ein Film aus dem organischen Material abgeschieden wird.From US-PS 36 21 321 it is known that electronic composite bodies such. B. Rectifiers can contain a thin layer of anthracene or naphthalene.
The invention relates to a method for producing a film or a layer of organic material with a high degree of molecular orientation on a substrate, in which a very thin layer of organic material with a planar delocalized electron system is produced on the surface of a suitable liquid and moving the substrate through the layer such that a film of the organic material is deposited on a surface of the substrate.
I;.; Die auf der Oberfläche der Flüssigkeit erzeugte, sehr dünne Schicht aus dem organischem Material ist vor- I ;.; The very thin layer of organic material created on the surface of the liquid is pre-
V;: zugsweise eine monomolckulare Schicht. V ;: preferably a monomolecular layer.
% Das organische Material mit einem delokalisierten jr-EIektronensystem kann ein Material mit cyclischer oder % The organic material with a delocalized jr-EIektronensystem, a material having a cyclic or
fe; mit acyclischer Struktur sein. Das ebene delokalisierte π-EIektronensystem kann ein aromatisches, nichtaroma-fe; be with acyclic structure. The plane delocalized π-electron system can be an aromatic, non-aromatic
i;" tisches oder antiaromatisches sowie ein carbocyclisches, hetcrocyclisches oder organometalllsches ^-Elektro-i; "table or anti-aromatic as well as a carbocyclic, heterocyclic or organometallic ^ -electro-
\'rr nensystem sein. Das organische Material sollte sowohl hydrophobe als auch hydrophile Eigenschaften haben, \ 'r r n system. The organic material should have both hydrophobic and hydrophilic properties,
ύ- die geeigneterweise dadurch erhalten werden, daß das Molekül des Materials hydrophobe und/oder hydrophile ύ- suitably obtained by making the molecule of the material hydrophobic and / or hydrophilic
■; Substitucnten aufweist Ein Molekül, das wasserlöslich isi und einen hydrophoben Substiluenten aufweisi. neigt■; Substitucnten has a molecule that is water-soluble and has a hydrophobic substituent. tends
|y zur Anreicherung an der Grenzfläche Wasser/Luft, wodurch die Oberflächenspannung einer Lösung, in der es| y to accumulate at the water / air interface, reducing the surface tension of a solution in which it
is; gelöst hl, vermindert wird.is; solved hl, is reduced.
ΨΙ Zu typischen hydrophoben Substituenten gehören Kohlenwasserstoffgruppen, die geeigneterweise lineare ΨΙ Typical hydrophobic substituents include hydrocarbon groups which are suitably linear
Ä Alkylgruppen sind, jedoch verzweigte Alkylgruppen oder lineare Polyacengruppen oder aromatische GruppenÄ are alkyl groups, but are branched alkyl groups or linear polyacene groups or aromatic groups
yl sein können. AlkyJgruppen können Heteroatomgruppen wie z. B. O, NH, S oder SO2 enthalten. Zu typischen yl can be. AlkyJgruppen can be heteroatom groups such. B. O, NH, S or SO 2 contain. Too typical
I' hydrophilen Substituenten gehörenI 'include hydrophilic substituents
j| - COOH, OH, NHj, CN, SO3H, NR3, SRJ (R' = Alkyl- oder Arylgruppe), PO4 und - SOCH3.j | - COOH, OH, NHj, CN, SO 3 H, NR 3 , SRJ (R '= alkyl or aryl group), PO 4 and - SOCH 3 .
Ki Früher wurde angenommen, daß die Moleküle eines organischen Materials für die Bildung eines stabilenKi It was previously believed that the molecules of an organic material were responsible for the formation of a stable
fj Films auf Wasser eine hydrophobe Kohlenwasserstoffgruppe mit einer beträchtlichen Kettenlänge von vorzugs- fj films on water a hydrophobic hydrocarbon group with a considerable chain length of preferred
gf weise mehr als 16 Kohlenstoffatomen enthalten sollten. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Anwendunggf should contain more than 16 carbon atoms. However, it was found that the application
?! solcher Materialien unerwünscht ist, wenn das Material in einem Verbundschichtkörper angewandt wird, der?! such materials is undesirable when the material is applied in a composite laminated body which
j|· Halbleitereigenschaften zeigen soll. So wurde für einen solchen Verbundkörper festgestellt, daß es für den Fall,j | · should show semiconductor properties. It was found for such a composite body that for the case
jt daß der hydrophobe Substituent eine Kohlenwasserstoffgruppe ist, erwünscht ist, daß das auszubreitende bzw.jt that the hydrophobic substituent is a hydrocarbon group, it is desirable that the or
p abzuscheidende organische Material keinen hydrophoben Substituenten mit einer linearen Kettenlänge vonp organic material to be deposited does not have any hydrophobic substituents with a linear chain length of
I mehr als 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise keinen hydrophoben Substituenten mit einer Kettenlänge vonI have more than 10 carbon atoms and preferably no hydrophobic substituents with a chain length of
I mehr als 3 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält; vorzugsweise ist eine solche Köhlenwasserstoffgruppe linear.I contains more than 3 to 8 carbon atoms; such a hydrocarbon group is preferably linear.
§ Ein organisches Material, das mehr als einen hydrophoben sowie mehr als einen hydrophilen Substituenten§ An organic material that has more than one hydrophobic and more than one hydrophilic substituent
Ii aufweist, kann angewandt werden, jedoch sollte das Gleichgewicht zwischen hydrophobem und hydrophilem Ii can be used, but the balance between hydrophobic and hydrophilic
Verhalten z. B. in der Weise aufrechterhalten bleiben, daß sich das organische Material nicht in der Trägerflüssigkeit
löst oder dispergiert (was zur Folge hätie, daß kein Oberflächenfilm gebildet wird) und im übrigen in
der Weise, daß das organische Material nicht so vorherrschend hydrophob wird, daß der Film instabil ist.
Das organische Material hat daher im allgemeinen die folgende Struktur:Behavior z. B. maintained in such a way that the organic material does not dissolve or disperse in the carrier liquid (with the result that no surface film is formed) and otherwise in such a way that the organic material does not become so predominantly hydrophobic that the film is unstable.
The organic material therefore generally has the following structure:
R-/7-XR- / 7-X
wobei R einen hydrophoben Substituenten, X einen hydrophilen Substituenten und /7 eine cyclische oder
acyclische Struktur mit einem ebenen delokalisierten ^-Elektronensystem bedeutet, obgleich R oder X in dem
Fall, daß 77 selbst ausgeprägte hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften hat, entsprechend fehlen kann. Vorzugsweise
ist /7eine cyclische Struktur, und /7 kann zusätzlich zu R und X Substituenten wie z. B. ein Halogenatom,
ein chinoides Sauerstoffatom, ein zweifach gebundenes Schwefelatom oder eine Nitro-, Dimethylamino-,
Acyl- oder Oxyaminogruppe aufweisen. Ein oder mehr als ein solcher Substituent kann als Metall-Ligand
wirken.
Alternative Strukturen des organischen Materials können folgende sein:where R denotes a hydrophobic substituent, X denotes a hydrophilic substituent and / 7 denotes a cyclic or acyclic structure with a planar delocalized ^ -electron system, although R or X in the case that 77 itself has pronounced hydrophobic or hydrophilic properties, may be absent accordingly. Preferably / 7 is a cyclic structure, and / 7 may in addition to R and X substituents such as e.g. B. have a halogen atom, a quinoid oxygen atom, a doubly bonded sulfur atom or a nitro, dimethylamino, acyl or oxyamino group. One or more such substituents can act as a metal ligand.
Alternative structures of the organic material can be:
f Π-R-X oder Π-X-R f Π-RX or Π-XR
I Wenn /7eine cyclische Struktur ist, kann sie einen oder mehr als einen Ring aufweisen, der carbo- oder hetero-If / 7 is a cyclic structure, it can have one or more than one ring that is carbo- or hetero-
ψ cyclisch sein und Metallatome einschließen kann. ψ can be cyclic and include metal atoms.
gi Beispiele für Gruppen von organischen Materialien, aus denen durch das erfindungsgemäße Verfahren Filmegi Examples of groups of organic materials from which films can be made by the process according to the invention
|| oder Schichten hergestellt werden können, sind die folgenden: (In den Formeln ist R vorzugsweise eine n-Alkyl- so|| or layers that can be produced are the following: (In the formulas, R is preferably an n-alkyl- so
ΪΛ gruppe mit einer Kettenlänge von nicht mehr als 10, insbesondere von 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, und η kann ΪΛ group with a chain length of not more than 10, in particular from 3 to 8 carbon atoms, and η can
gleich Null sein oder eine ganze Zahl nicht über 12 und vorzugsweise von 1 bis 3 bedeuten.)be zero or an integer not exceeding 12 and preferably from 1 to 3.)
Carbocyclische MaterialienCarbocyclic Materials
$. R RO RSO2 $. R RO RSO 2
(CH2JnX(CH 2 J n X
(D (2)(D (2)
N-NHRN-NHR
(4)(4) (5)(5)
NMe,NMe,
NMe2 NMe 2
(6)(6)
(CHJnX(CHJ n X
(7)(7)
(CHj)nX(CHj) n X
(8)(8th)
HO NHCOCH3 HO NHCOCH 3
SO3HSO 3 H
RRRRRR
RORROR
SO3NaSO 3 Na
(14)(14)
S—N—SS-N-S
O NH2 O NH 2
SO3NaSO 3 Na
SO3NaSO 3 Na
R S—SR S-S
R RR R
(CH2)„X(CH 2 ) "X
(19)(19)
(CH2)„X(CH 2 ) "X
(20)(20)
(CHJnX(CHJ n X
(23)(23)
(CHj)„X(CHj) "X
(24)(24)
(25)(25)
-(CHj)nX- (CHj) n X
OHOH
(26)(26)
O(C H2)„XO (CH 2 ) "X
(28)(28)
30 Heterocyclische Materialien30 Heterocyclic Materials
(29)(29)
(31) (CHj)nX(31) (CHj) n X
(37)(37)
(C H2),, X(CH 2 ) ,, X
(38)(38)
(CH,),X(CH,), X
NMeNMe
R PhR Ph
R PhR Ph
(42)(42)
(44)(44)
SRSR
(48)(48)
-R-R
(49)(49)
(50)(50)
1515th 2020th 2525th 3030th 3535
HO3SHO 3 S
R SFfR SFf
SO3HSO 3 H
(53)(53)
(52)(52)
(55)(55)
4040 4545 5050 5555
(56)(56)
OOOO
R BF?R BF?
6565
(59)(59)
ν; bf?ν; bf?
(57)(57)
0000
(60)(60)
(61)(61)
(64)(64)
(65)(65)
N-N.N-N.
(68)(68)
(67)(67)
(69)(69)
BFfBFf
(70)(70)
(71)(71)
MeMe
a/ N = Na / N = N
N-NN-N
MeMe
MeMe
BFfBFf
(72)(72)
(73)(73)
Übergangsmetall-KomplexeTransition metal complexes
lsilsi
Ni TjNi Tj
TfTf
RRRR
(74)(74)
Ni NH HNNi NH HN
I II I
R RR R
(75)(75)
C6H5 C 6 H 5
(78)(78)
ROCOROCO
OCOROCOR
(77)(77)
O SO2NHRO SO 2 NHR
(79)(79)
SO2NHRSO 2 NHR
(80)(80)
j,' Die genaue Stellung der angegebenen Substituentcn kann unwichtig sein, und zusätzliche Substituentenj, 'The exact position of the specified substituents may be unimportant, and additional substituents
·'- können in die vorstehend angegebenen Moleküle unter der Voraussetzung eingebaut werden, daß das erhaltene · '- can be incorporated into the molecules given above, provided that the obtained
>1 organische Material imsUnde ist, auf einer geeigneten Flüssigkeit (nachstehend auch als Trägerflüssigkeit> 1 organic material is present on a suitable liquid (hereinafter also referred to as carrier liquid
te bezeichnet) eine monomolekulare Schicht zu bilden und in einer geeigneten integralen Form auf einem Sub-te) to form a monomolecular layer and in a suitable integral form on a sub-
f strat abgeschieden zu werden und dabei einen Film mit gewünschten Eigenschaften zu bilden. s f strat to be deposited and thereby to form a film with desired properties. s
r Es wurde festgestellt, daß aus einkernigen heterocyclischen Materialien Langmuir-Filme nur mit großerIt has been found that Langmuir films made from mononuclear heterocyclic materials only have large
^, Schwierigkeit gebildet werden können, und diese Materialien werden vorzugsweise nicht verwendet.
P Eine bevorzugte Gruppe von organischen Materialien für die Anwendung zur Herstellung eines· Films oder^, Difficulty can be formed, and these materials are preferably not used.
P A preferred group of organic materials for use in making a film or
einer Schicht für Verbundkörper, die Elektrolumineszenz oder Photoleitfähigkeit zeigen, sind die Anthracen-a layer for composite bodies that show electroluminescence or photoconductivity are the anthracene
i* derivate (oder andere elektrolutnineszierende oder photoleitende Verbindungen wie Pyrene oder Perylene), undi * derivatives (or other electrolutninescent or photoconductive compounds such as pyrenes or perylenes), and
/ zwar insbesondere solche, die in 9-Stellung mit einer hydrophoben linearen Alkylgmppe, die 3 bis 8 und vor- / in particular those that are in the 9-position with a hydrophobic linear alkyl group that is 3 to 8 and above
4' zugsweise nicht mehr als 4 Kohlenstoffatome enthält, substituiert sind. Das Molekül des Anthracenderivats4 'preferably contains no more than 4 carbon atoms, are substituted. The molecule of the anthracene derivative
;■ weist geeigneterwebe in einer der Stellungen 3, 4, 5, 6 und 10 und vorzugsweise in 10-Stellung einen hydro-; ■ has a suitable fabric in one of the positions 3, 4, 5, 6 and 10 and preferably in the 10 position
p philen Substituenten auf. p hydrophilic substituents.
Sj Das Molekül des organischen Materials weist vorzugsweise nur einen hydrophilen und einen hydrophobenSj The molecule of the organic material preferably has only one hydrophilic and one hydrophobic
Yl Substituenten auf.Yl substituents.
jk Der abgeschiedene Film aus dem organischen Material kann als solcher verwendet werden, d. h. als mono- jk The deposited film of the organic material can be used as such, that is, as a mono-
H: molekulare Schicht, doch ist im allgemeinen eine Erhöhung der Filmdicke durch wiederholte AbscheidungH: molecular layer, but is generally an increase in film thickness by repetitive deposition
ff monomolekulärer Schichten aus demselben Material für die Erweiterung der Anwendbarkeit des erhaltenenff monomolecular layers of the same material for expanding the applicability of the obtained
I Verbundkörpers vorteilhaft (typischerweise 20 bis 200 monomoJekulare Schichten für Dünnschichttransistor-I composite body is advantageous (typically 20 to 200 monoJecular layers for thin-film transistor
I Verbundkörper und 1 bis 10 monomolekulare Schichten für Anwendungen mit Ausnutzung des TunneleffektsI Composite body and 1 to 10 monomolecular layers for applications using the tunnel effect
I von heißen Elektronen). Ferner können Schichten aus anderen Materialien (organischen oder anorganischen) lg dazwisehengeschichtet werden, oder das organische Material kann derart modifiziert werden, daß ein Film ausI from hot electrons). Furthermore, layers made of other materials (organic or inorganic) lg can be layered in between, or the organic material can be modified so that a film is made of
mehr als einem Bestandteil hergestellt wird.more than one component is produced.
Das heißt, es können sowohl monomolekulare Schichten (z. B. für ein Tunneln heißer Elektronen) als auch (z. B. elektrolumineszierende) Verbundfilme aus mehreren bzw. einer Vielzahl von monomolekularen Schichten hergestellt werden, wobei die Verbundfilme hergestellt werden, indem das Substrat wiederholt durch eine monomolekulare Schicht aus dem organischen Material, die auf der Oberfläche einer geeigneten Flüssigkeit erzeugt wurde, hindurchbewegt wird.This means that both monomolecular layers (e.g. for tunneling hot electrons) and (e.g. electroluminescent) composite films composed of several or a large number of monomolecular layers wherein the composite films are made by repeatedly passing the substrate through a monomolecular layer of the organic material that is on the surface of a suitable liquid was generated, is moved through.
Verfahren zur Herstellung einer monomolekularen Schicht aus organischem Material auf einem Substrat sind als Langmuir-Trog-Verfahren bekannt und können wie folgt zusammengefaßt werden: Als Trägerflüssigkeit dient eine Flüssigkeit, die im allgemeinen gegenüber dem organischen Material inert ist, d. h. unter den beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Bedingungen nicht nachteilig mit dem Material der Schicht oder des Substrats reagiert, obwohl es sich unter gewissen Umständen als wünschenswert erwiesen hat, in die Flüssigkeit Bestandteile, insbesondere Ionen, einzubeziehen, die mit dem organischen Material der Schicht oder anderen Bestandteilen des Verbundkörpers reagieren. Die Flüssigkeit kann Tür das organische Material ein Lösungsmittel sein, jedoch wird dies nicht bevorzugt. Ein wichtiges Erfordernis besteht darin, daß sich das organische Material an der Oberfläche der Flüssigkeit derart anreichert, daß es als Schicht bzw. als Film entfernt (bzw. abgehoben) werden kann. Die Flüssigkeit kann organisch oder anorganisch sein; im allgemeinen wird die Anwendung von Wasser als Trägerflüssigkeit bevorzugt, obgleich die Stabilität der Schicht aus dem organischen Material durch die Anwesenheit von anorganischen Ionen ggf. verbessert werden kann.Process for the production of a monomolecular layer of organic material on a substrate are known as the Langmuir trough process and can be summarized as follows: As a carrier liquid a liquid which is generally inert to the organic material is used, i. H. among the at Process according to the invention applied does not adversely affect the material of the layer or conditions of the substrate reacts into the liquid, although it has been found desirable in certain circumstances Constituents, in particular ions, to include those with the organic material of the layer or other components of the composite body react. The liquid can door the organic matter Solvent, but this is not preferred. An important requirement is that the organic Material accumulates on the surface of the liquid in such a way that it is removed as a layer or film (or can be withdrawn). The liquid can be organic or inorganic; in general, the Use of water as the carrier liquid is preferred, although the stability of the layer consists of the organic Material can possibly be improved by the presence of inorganic ions.
Die monomolekulare Schicht aus dem organischen Material wird auf der Oberfläche der TrägerflüssigkeitThe monomolecular layer made of the organic material is on the surface of the carrier liquid
II geeigneterweise dadurch erzeugt, daß auf diese Oberfläche eine geeignete Menge einer Lösung des organischen H Materials in einem flüchtigen Lösungsmittel, das im allgemeinen mit der Trägerflüssigkeit (auch als flüssigeII suitably produced by applying a suitable amount of a solution of the organic to this surface H material in a volatile solvent that is generally associated with the carrier liquid (also called liquid
fe Subphase bezeichnet) nicht mischbar ist, aufgebracht wird. Das Verfahren der Aufbringung des organischenfe subphase) is not miscible, is applied. The process of applying the organic
ß Materials auf die Trägerflüssigkeit und dessen Verdichtung sind bekannt.ß material on the carrier liquid and its compression are known.
p| Das organische Material wird auf das Substrat, das aus irgendeinem geeigneten Material bestehen kann, über-p | The organic material is transferred to the substrate, which can consist of any suitable material.
<:'/ tragen, indem das Substrat in die Trägerflüssigkeit eingetaucht und wieder herausgezogen wird, so daß der Film<: '/ by dipping the substrate into the carrier liquid and then pulling it out again, so that the film
p aus dem organischen Material an der Oberfläche des Substrats anhaftet. Einrichtungen zur Aufrechterhaltungp made of the organic material adheres to the surface of the substrate. Maintaining facilities
!$ der Unversehrtheit der Schicht auf der Flüssigkeit sind notwendig und können aus einem Wischer oder ein Pad-! $ the integrity of the layer on the liquid are necessary and can be obtained from a wiper or pad-
Il del bestehen, das vorzugsweise durch eine Mikrowaage gesteuert wird, die den Oberflächendruck der SchichtIl del consist, which is preferably controlled by a microbalance, the surface pressure of the layer
|i:s ständig mißt. Die Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks auf die Schicht aus dem organischen Material ist| i: s constantly measures. Maintaining a constant pressure on the layer of organic material is essential
isf für die Abscheidung mit einem hohen Grad molekularer Orientierung auf dem Substrat wichtig.
it; Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von Filmen oder Schichten, dieisf important for the deposition with a high degree of molecular orientation on the substrate.
it; The inventive method is particularly suitable for the production of films or layers that
|i eine Dotierungssubstanz enthalten, und zwar entweder durch Einbau der Dotierungssubstanz als Fremdstoff| i contain a dopant, either by incorporating the dopant as a foreign substance
ψ von geeigneter Konzentration in die Schicht aus dem organischen Material, die auf der Trägerflüssigkeit erzeugt ψ of suitable concentration in the layer of the organic material that is generated on the carrier liquid
pj. wird, oder durch Abscheidung der Dotierungssubstanz als gesonderte Schicht oder durch abwechselnde pj. is, or by deposition of the dopant as a separate layer or by alternating
;|, Abscheidung von Schichten aus der Dotierungssubstanz und Schichten aus dem organischen Material (das im; |, Deposition of layers from the dopant and layers from the organic material (that in the
pt allgemeinen als Wirtsmaterial bezeichnet wird). Ein Beispiel für die Anwendung eines solchen Verfahrens istpt is generally referred to as host material). An example of the application of such a procedure is
SS die Herstellung eines Verbundkörpers, der abwechselnde Filme aus einem Photoleiter und einem Sensibilisa-SS the production of a composite body, the alternating films of a photoconductor and a sensitizer
H tor; abwechselnde Schichten vom p-Typ und η-Typ oder abwechselnde Halbleiter- und Isolatorschichten enthält.H tor; contains alternating layers of p-type and η-type or alternating semiconductor and insulator layers.
ί; Zu geeigneten Dotierungssubstanzen gehören Farbstoffe, die die Farbe der von dem Verbundkörper emittierten Strahlung verändern; so wird beispielsweise durch die Anwesenheit von etwa 1 ppm Tetracen im Anthracen-ί ; Suitable dopants include dyes that change the color of radiation emitted by the composite; for example, the presence of about 1 ppm tetracene in the anthracene
i, derivat die Farbe von blau nach gelb verändert.i, derivative the color changed from blue to yellow.
p Der Film oder die Schicht, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde, kann in Verbindungp The film or the layer which was produced by the method according to the invention can be used in conjunction
; mit dem Substrat als elektrischer oder elektronischer Verbundkörper Tür eine Vielzahl von Bauelementen mit; with the substrate as an electrical or electronic composite door with a large number of components
;. verschiedener Zweckbestimmung (siehe DE-OS 26 37 206) verwendet werden. So besteht eine Ausführungs-;. various purposes (see DE-OS 26 37 206) can be used. So there is an execution
\i form der erfindungsgemäßen Verwendung in der Verwendung von Elektrolumineszenz-Verbundkörpern, die \ i form of the use according to the invention in the use of electroluminescent composite bodies which
Schichten aus einem Anthracenderivat oder einem geeigneten halbleitenden Material wie z. B. einem Pyren- bzw. Perylenderivat enthalten. Anthracen wurde früher in Elektrolumineszenz-Bauelementen in Form von Kristallen angewandt (siehe US-PSS 35 30 325 und 33 82 394, in denen auch auf das Elektrolumineszenzprinzip Bezug genommen wird).Layers of an anthracene derivative or a suitable semiconducting material such as e.g. B. a pyrene or perylene derivative. Anthracene used to be used in electroluminescent devices in the form of crystals applied (see US-PSS 35 30 325 and 33 82 394, in which also on the electroluminescence principle Is referred to).
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung wird ein Verbundkörper verwendet, zu dessen Herstellung ein Film aus einem organischen Material und vorzugsweise einem Anthracen-, Perylen- oder Pyrenderivat wie vorstehend beschrieben in Berührung mit einem geeigneten leitenden Material als Substrat abgeschieden oder auf einem Substrat abgeschieden und nachfolgend mit einem leitenden Material in Berührung gebracht wird oder die Schicht aus dem organischen Material oder vorzugsweise zwei Oberflächen der ίο Schicht aus dem organischen Material mit zwei oder mehr als zwei gesonderten Elektroden in Berührung gebracht werden. Der gebildete Film aus dem organischen Material kann irgendeine geeignete Dicke haben, die jedoch vorzugsweise nicht über 2 um hinausgeht. Der erwähnte Verbundkörper kann geeigneterweise z. B. durch Aufbringen einer ersten Schicht aus einem geeigneten ersten Elektrodenmaterial durch eine geeignete Maßnahme; Abscheidung eines Verbundfilms, der etwa 20 bis 500 monomolekulare Schichten aus z. B. einem geeigneten Anthracenderivat enthält, nach dem Langmuir-Verfahren in Berührung mit mindestens einer Ober- iAccording to one embodiment of the use according to the invention, a composite body is used, too its manufacture a film of an organic material and preferably an anthracene, perylene or Pyrene derivative as described above in contact with a suitable conductive material as substrate deposited or deposited on a substrate and subsequently in contact with a conductive material is brought or the layer of the organic material or preferably two surfaces of the ίο Layer of the organic material with two or more than two separate electrodes in contact to be brought. The formed film of the organic material may have any suitable thickness, such as but preferably does not exceed 2 µm. The said composite body can suitably, for. B. by applying a first layer of a suitable first electrode material through a suitable one Measure; Deposition of a composite film comprising about 20 to 500 monomolecular layers of e.g. B. a contains suitable anthracene derivative, according to the Langmuir process in contact with at least one upper i
fläche der ersten Schicht und Aufbringen eines zweiten Elektrodenmaterials auf die Oberfläche des so her- '· surface of the first layer and applying a second electrode material on the surface of the so 'manufacturer ·
gestellten Verbundfilms hergestellt werden. Gegebenenfalls kann der Verbundfilm nach der Aufbringung des zweiten Elektrodenmaterials getempert werden. Das erste Elektrodenmaterial kann beispielsweise ein geeignetes Elektronen injizierendes Elektrodenmaterial wie z. B. AI/AliO, sein. Als das zweite Elektrodenmaterial können ein Löcher injizierendes Material wie z. B. Au, Pt, CuO/J oder Se/Te oder Mischungen davon angewandt werden. Die Anwendung von organischen Löcher injizierenden Materialien wie z. B. von Bis(benzothiazolon)azindisulfonsäure ist möglich.produced composite film. Optionally, after the application of the second electrode material are annealed. The first electrode material can, for example, be a suitable one Electron injecting electrode material such as e.g. B. AI / AliO. As the second electrode material a hole-injecting material such as. B. Au, Pt, CuO / J or Se / Te or mixtures thereof are used will. The use of organic hole injecting materials such as B. of bis (benzothiazolone) azine disulfonic acid is possible.
Zweckmäßigerweise wird das erste Elektrodenmaterial auf einer Trägerschicht mit angemessener Steilheit und geeigneten isolierenden Eigenschaften Tür den beabsichtigten Gebrauchszweck des Verbundkörpers aufgebracht. The first electrode material is expediently on a carrier layer with an appropriate steepness and suitable insulating properties door applied to the intended use of the composite body.
Zu weiteren Verbundkörpern, die erfindungsgemäß verwendet werden, gehören Verbundkörper für photoleitende und Photoelementsysteme, bei denen die Abscheidung von Schichten aus organischem Material mit einem hohen Grad molekularer Orientierung ein wichtiger Faktor für die Optimierung der Leistung ist.Other composites used in the present invention include photoconductive composites and photo element systems, in which the deposition of layers of organic material with a high degree of molecular orientation is an important factor in optimizing performance.
Weitere Verbundkörper, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind Verbundkörper für Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate (IG-FET) wie z. B. Dünnschichttransistoren. f Further composite bodies which are used according to the invention are composite bodies for field effect transistors with an insulated gate (IG-FET) such as e.g. B. thin film transistors. f
Ein allen Typen von Unipolartransistoren gemeinsames Grundprinzip besteht in der Steuerung des Stromflus- 't An all types of unipolar transistors common basic principle in the control of the Stromflus- 't
ses zwischen einer Source- und einer Drain-Elektrode durch eine Gate-Elektrode. Querschnitte von typischen Transistorkonfigurationen werden schematisch in den beigefügten Figuren gezeigt (siehe auch DE-OS 26 37 206), wobei anzumerken ist, daß viele Dünnschichtkomponenten von Transistoren größenordnungsmäßig nur einige Mikrometer dick sind. '■ ses between a source and a drain electrode through a gate electrode. Cross-sections of typical transistor configurations are shown schematically in the accompanying figures (see also DE-OS 26 37 206), it being noted that many thin-film components of transistors are only a few micrometers thick in terms of magnitude. '■
Schwierigkeiten, die hinsichtlich der Bildung eines relativ fehlerfreien Isolatorfilms auftreten, können vermieden werden, indem man den Isolatorfilm nach dem Langmuir-Verfahren abscheidet. Monomolekulare Langmuir-Schichten werden zur Bildung eines als Isolatorfilm dienenden Verbundfilms mit geeigneter Dicke für den beabsichtigten Zweck abgeschieden. Ein Querschnitt eines solchen Verbundkörpers wird schematisch in Fi g. 1 gezeigt. Typischerweise würde der Isolatorfilm 20 bis 200 monomolekulare Schichten enthalten.Difficulties encountered in forming a relatively defect-free insulator film can be avoided by depositing the insulating film by the Langmuir method. Langmuir monomolecular layers are used to form a composite film serving as an insulator film having a suitable thickness for the intended purpose. A cross section of such a composite body is shown schematically in Fi g. 1 shown. Typically, the insulator film would contain 20 to 200 monomolecular layers.
Die Wärmeausbreitung bzw. Ableitung in Transistoren kann durch die Anwendung eines Polymermaterials mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Polyethersulfon als isolierendes Substrat begünstigt werden.The heat dissipation or dissipation in transistors can be achieved through the use of a polymer material with relatively high thermal conductivity, such as polyethersulfone, is favored as an insulating substrate will.
Die Anwendung des Langmuir-Verfahrens für die Abscheidung eines Halbleiterfilms in einem Transistor ist ebenfalls möglich, obgleich wie in allen Fällen, in denen dieses Verfahren angewandt wird, darauf zu achten ist, daß Reagenzien oder Trägerflüssigkeiten, die für bereits abgeschiedenes Material schädlich sein können, zu vermeiden sind.The application of the Langmuir process to the deposition of a semiconductor film in a transistor is also possible, although, as in all cases in which this procedure is used, care must be taken to that reagents or carrier liquids, which can be harmful to already deposited material, to be avoided are.
Viele der durch das erfindungsgemäße Verfahren abgeschiedenen Schichten oder Filme können sowohl als Isolator als auch als aktive Komponente wirken (was dadurch bedingt ist, daß eine große Ladungsbeweglich-5ö keits-Anisotropie parallel und senkrecht zur Ebene der Schicht existiert). Ein Strukturbeispiel für einen solchen Verbundkörper wird schematisch in Fig. 2 gezeigt. Organische Materialien mit den erforderlichen Eigenschaften können aus den vorstehend aufgeführten ausgewählt werden, jedoch werden Anthracen-, Perylen-, Pyren-, Tetracen- oder Naphthalinderivate oder organometallische Materialien bevorzugt.Many of the layers or films deposited by the process according to the invention can be both Insulator and act as an active component (which is due to the fact that a large charge mobile-5ö anisotropy exists parallel and perpendicular to the plane of the layer). A structural example of one Composite body is shown schematically in FIG. Organic materials with the required properties can be selected from those listed above, but anthracene, perylene, Pyrene, tetracene or naphthalene derivatives or organometallic materials are preferred.
Beispiele für als Source- und Drain-Elektroden geeignete Materialien sind Metalle, Legierungen und Metalloxide und -salze von Metallen wie z. B. Au, Al, In und Ag; Halbleiter mit hoher Leitfähigkeit wie Te und leitende organische Materialien wie z. B. Bis(benzothiazolon)azindisulfonsäure. Ähnliche Materialien können als Gate-Elektrodenmaterialien angewandt werden.Examples of materials suitable as source and drain electrodes are metals, alloys and metal oxides and salts of metals such as B. Au, Al, In and Ag; High conductivity semiconductors such as Te and conductive organic materials such as B. bis (benzothiazolone) azine disulfonic acid. Similar materials can be used as Gate electrode materials are applied.
Das isolierende Substrat kann aus verschiedenen Materialien wie z. B. Glimmer, Glas, Saphir, gespaltenen Kristallen oder Kunststoffen mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein.The insulating substrate can be made of various materials such as. B. mica, glass, sapphire, split crystals or plastics with high thermal conductivity.
M) Beispiele für das Material des Halbleiters sind verschiedene Halbleitermaterialien, zu denen CdS, Cd, Se, GaAs, Si, PbS, InAs, Phthalocyanin, Violanthren, Porphyrine und Derivate von Anthracen, Tetracen, Naphthalin, Pyren und Perylen gehören. '. M) Examples of the material of the semiconductor are various semiconductor materials including CdS, Cd, Se, GaAs, Si, PbS, InAs, phthalocyanine, violanthrene, porphyrins and derivatives of anthracene, tetracene, naphthalene, pyrene and perylene. '.
Die erfolgreiche Herstellung von Dünnschicht-Verbundkörpern bzw. Bauelementen und insbesondere von Transistoren, deren Betriebsfähigkeit auf der genauen räumlichen Anordnung ihrer Komponenten basiert, hängt von der Genauigkeit ab, mit der die verschiedenen Komponenten abgeschieden werden können. Um beispielsweise unerwünschte kapazitive Effekte zu vermeiden, ist es wichtig, daß die Gate-Elektrode bei einem * Dünnschichttransistor unter genauer Ausrichtung nach dem Kanal zwischen den Source-und Drain-Elektroden abgeschieden wird. Die Abscheidung eines Komponentenfilms nach dem Langmuir-Verfahren an der rThe successful production of thin-film composite bodies or components and in particular of Transistors, the operability of which is based on the precise spatial arrangement of their components, depends on the accuracy with which the various components can be deposited. For example To avoid unwanted capacitive effects, it is important that the gate electrode is Thin film transistor with precise alignment according to the channel between the source and drain electrodes is deposited. The deposition of a component film by the Langmuir method at the r
Γ* 12Γ * 12
gewünschten Stelle mit - bei Bedarf - nachfolgender Entfernung des Films von Teilen des Verbundkörpers, beispielsweise durch Abschleifen oder Ätzen, bietet ein geeignetes Verfahren zur Herbeiführung einer genauen Lokalisierung von aktiven oder isolierenden Dünnschichtkomponenten.desired location with - if necessary - subsequent removal of the film from parts of the composite body, for example by grinding or etching, offers a suitable method for achieving an accurate Localization of active or insulating thin-film components.
Zu der erfindungsgemäßen Verwendung gehört auch die Verwendung von Verbundkörpern für Varaktoren, Heißelektronen-Bauelementen, Heißelektronen-Transistoren, Esaki-M-I-M-I-M-Strukturen, Gunn-Oszillatoren und Photodetektoren. So gehören bei der Herstellung von Varaktoren (Bauelementen, deren Reaktanz/ Kapazitanz unter Anwendung einer Vorspannung steuerbar verändert werden kann) zu den Vorteilen der Abscheidung von Dünnschichtkomponenten, z. B. isolierenden Schichten, nach dem Langmuir-Verfahren eine hohe Kapazität (bedingt durch einen dünnen Isolatorfilm und einen relativ großen Flächenbereich), niedrigere Betriebsspannungen infolge des dünnen Isolatorfilms sowie Reproduzierbarkeit der Kennlinien des Bauelements. Esaki-M-I-M-I-M-Strukturen sind Schichtstrukturanordnungen mit Schichtperioden von größenordnungsmäßig 5,0 bis 10,0 nm. Bei Gunn-Oszillatoren wird ein heiße Elektronen (0,3 eV) liefernder Kontakt an einem Einkristall bevorzugt. Dieser Kontakttyp wird am besten unter Anwendung des Tunnelinjektionsprinzips durch einen dünnen Isolatorfilm erreicht.The use according to the invention also includes the use of composite bodies for varactors, Hot electron components, hot electron transistors, Esaki-M-I-M-I-M structures, Gunn oscillators and photodetectors. In the manufacture of varactors (components whose reactance / Capacitance can be changed controllably using a bias) to the advantages of Deposition of thin film components, e.g. B. insulating layers, according to the Langmuir process high capacitance (due to a thin insulating film and a relatively large surface area), lower capacitance Operating voltages as a result of the thin insulating film and reproducibility of the characteristics of the component. Esaki-M-I-M-I-M structures are layer structure arrangements with layer periods of the order of magnitude 5.0 to 10.0 nm. With Gunn oscillators, a hot electron (0.3 eV) supplying contact is applied a single crystal is preferred. This type of contact is best made using the tunnel injection principle achieved by a thin insulating film.
Ein einfacher, aber wirksamer Photodetektor mit dem in F i g. 3 gezeigten Aufbau kann unter Anwendung des Langmuir-Verfahrens erhalten werden. Beispielsweise kann ein geeigneter Photoleiter wie z. B. CdS zwischen der Gate-Elektrode und dem Isolatorfilm abgeschieden werden; auf den Photoleiter fallendes Licht macht diesen stärker leitend, was zu einer Erhöhung des Spannungsabfalls quer zum Isolatorfilm führt und auf diese Weise den Wirkleitwert des Source-Drain-Kanals verändert. Alternativ kann ein photoempfindliches Material wie z. B. ein Farbstoff zwischen dem Gate und dem Isolatorfilm (oder im Isolatorfilm als Dotierung) eingebaut werden. Auf das photoempfindliche Material fallendes Licht verursacht eine Injektion von Ladungsträgern in das Dielektrikum unter dem Einfluß der Gate-Spannung, wo sie die Leitung des Source-Drain-Stroms beeinflussen. Die Filme derartiger Verbundkörper bzw. Bauelemente können durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden; beispielsweise können der Isolator- und/oder der Halbleiterfilm als Langmuir-Film, wie vorstehend beschrieben, abgeschieden werden. Unter einem Langmuir-Film wird ein Film verstanden, der unter Anwendung des Langmuir-Trog-Verfahrens erhalten wird.A simple but effective photodetector with the one shown in FIG. 3 can be made using the Langmuir process. For example, a suitable photoconductor such. B. CdS between depositing the gate electrode and the insulator film; light falling on the photoconductor this more conductive, which leads to an increase in the voltage drop across the insulator film and onto it Way changes the conductance of the source-drain channel. Alternatively, a photosensitive material such as B. built a dye between the gate and the insulator film (or in the insulator film as a doping) will. Light falling on the photosensitive material causes charge carriers to be injected into it the dielectric under the influence of the gate voltage, where they influence the conduction of the source-drain current. The films of such composite bodies or components can be produced by the method according to the invention getting produced; for example, the insulator and / or semiconductor film can be Langmuir film as above described, to be deposited. A Langmuir film is understood to mean a film that is classified under Application of the Langmuir trough method is obtained.
Die Erfindung wird nachstehend durch Syntheseverfahren für die Herstellung der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten organischen Materialien und durch Beispiele näher erläutert.The invention is hereinafter illustrated by synthetic methods for the preparation of those in the invention Process used organic materials and explained in more detail by examples.
Syntheseverfahren 1 bis 44
Herstellung von AnthracenderivatenSynthesis procedure 1 to 44
Manufacture of anthracene derivatives
Unter Anwendung der Verfahrensweisen von Sieglitz (Berichte 56 (1923), 1619) und Stewart (Australien J. Chem. 1960, 478) wurde Anthron in 9-Alkyl-lO-hydroxymethylanthracen umgewandelt.Using the procedures of Sieglitz (Reports 56 (1923), 1619) and Stewart (Australia J. Chem. 1960, 478) anthrone was converted into 9-alkyl-10-hydroxymethylanthracene.
Die Umwandlung zum 10-Brommethylderivat wurde wie folgt durchgeführt: 0,1 mol der 10-Hydroxymethylverbindung wurde in 500 ml trockenem Diethylether suspendiert. 2 Tropfen Pyridin und dann (tropfenweise) 0,05 mol Phosphortribromid in 50 ml trockenem Ether wurden zugesetzt. Die Mischung wurde 2 h lang bei 2O0C gerührt, auf Eis gegossen und mit Dichlormethan extrahiert, wobei die 10-Brommethylverbindung erhalten wurde.The conversion to the 10-bromomethyl derivative was carried out as follows: 0.1 mol of the 10-hydroxymethyl compound was suspended in 500 ml of dry diethyl ether. 2 drops of pyridine and then (dropwise) 0.05 mol of phosphorus tribromide in 50 ml of dry ether were added. The mixture was stirred for 2 hours at 2O 0 C, poured onto ice and extracted with dichloromethane to give the 10-bromomethyl compound was obtained.
Eine Mischung aus Diethylmalonat (4,8 g), trockenem Toluol (200 ml) und fein zerschnittenem Natrium (0,75 g) wurde 2 h lang auf 8O0C erhitzt. 9-Alkyl-lO-brommethylanthracen (0,02 mol), gelöst in trockenem Dioxan (200 ml), wurde zu der gekühlten Lösung unter Rühren zugetropft, und die Mischung wurde über Nacht bei 20°C gerührt. Die Mischung wurde mit 500 ml Wasser verdünnt, und die erhaltene Toluolschicht wurde entfernt, zweimal mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei der rohe substituierte Malonester erhalten wurde. Dieser wurde 30 min lang in Ethanol (100 ml) und Natriumhydroxid (5 g) in Wasser (20 ml) auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt, angesäuert und mit Wasser verdünnt, wobei die feste substituierte Malonsäure erhalten wurde.A mixture of diethyl malonate (4.8 g), dry toluene (200 ml) and finely cut-up sodium (0.75 g) was heated for 2 hours at 8O 0 C. 9-Alkyl-10-bromomethylanthracene (0.02 mol) dissolved in dry dioxane (200 ml) was added dropwise to the cooled solution with stirring, and the mixture was stirred at 20 ° C. overnight. The mixture was diluted with 500 ml of water and the resulting toluene layer was removed, washed twice with water, dried and evaporated to give the crude substituted malonic ester. This was refluxed in ethanol (100 ml) and sodium hydroxide (5 g) in water (20 ml) for 30 minutes, cooled, acidified and diluted with water to give the solid substituted malonic acid.
Die substituierte Malonsäure wurde in Tetrahydronaphthalin suspendiert und erhitzt. Es entwickelte sich Kohlendioxid, und nach 30 min wurde die Lösung mit Petrolether verdünnt und gekühlt. 9-AlkylanthranyI(10)-propionsäure kristallisierte aus.The substituted malonic acid was suspended in tetrahydronaphthalene and heated. It developed Carbon dioxide, and after 30 min the solution was diluted with petroleum ether and cooled. 9-alkylanthranyI (10) propionic acid crystallized out.
Nach der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise wurden die folgenden Anthracenderivate synthetisiert (siehe folgende Tabelle):Following the procedure described above, the following anthracene derivatives were synthesized (see following table):
6060 6565
(0C)( 0 C)
verfahrenprocedure
zum Umkristallisierento recrystallize
a) Dieses Anthracenderivat kristallisiert in zwei Formen (Schmelzpunkt 151-152°C bzw. 127-128°C) mit identischen spektroskopischen Eigenschaften. Die Form mit dem Schmelzpunkt von 127- 128°C wird erst nach 4-oder5maligem Umkristallisieren aus Petrolether erhalten, und diese Form wurde bei allen Langmuir-Trog-Versuchen verwendeL a ) This anthracene derivative crystallizes in two forms (melting point 151-152 ° C and 127-128 ° C) with identical spectroscopic properties. The form with a melting point of 127-128 ° C is only obtained after 4 or 5 recrystallizations from petroleum ether, and this form was used in all Langmuir-Trog experiments
h) Hergestellt nach dem Verfahren von Stewart (Australian J. Chem. 1960, 478). h ) Prepared according to the method of Stewart (Australian J. Chem. 1960, 478).
Andere Anthracenderivate wurden wie nachstehend beschrieben hergestellLOther anthracene derivatives were prepared as described below
Syntheseverfahren 32
Herstellung von 9-Butyl-lO-carboxyanthracenSynthesis method 32
Production of 9-butyl-10-carboxyanthracene
9-Butyl-lO-anthraldehyd (6,6 g) wurde 4 h lang mit Siiberoxid, das aus Silbernitrat (6,5 g), 50%igem wäßrigen Ethanol (150 ml) und Natriumhydroxid (4 g) hergestellt worden war, auf Rückflußbedingungen gebracht. Die Mischung wurde mit 300 ml Wasser verdünnt, heiß filtriert und dann angesäuert. Das Produkt wurde abfiltriert und aus Toluol umkristallisiert; Fp. 1760C.9-Butyl-10-anthraldehyde (6.6 g) was treated with silver oxide prepared from silver nitrate (6.5 g), 50% aqueous ethanol (150 ml) and sodium hydroxide (4 g) for 4 hours Brought reflux conditions. The mixture was diluted with 300 ml of water, filtered hot and then acidified. The product was filtered off and recrystallized from toluene; Mp. 176 0 C.
Syntheseverfahren 33
Herstellung von 9-ButylanthranylessigsäureSynthesis method 33
Production of 9-butylanthranylacetic acid
Eine Lösung von 9-Butyl-lO-brommethylanthracen (5,74 g) in Dioxan (10 ml) wurde einige min lang mit is Kaliumcyanid (1,4 g) in Wasser (35 ml) zusammengebracht, mit Wasser verdünnt und filtriert. Das rohe 9-Butylanthranylacetonitril wurde 3 h lang mit Kaliumhydroxid (12,5 g) in Ethoxyethanol (125 ml) auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt und angesäuert. Das Produkt wurde abfiltriert und aus Benzol umkristallisiert; Fp. 189°C (2 g).A solution of 9-butyl-10-bromomethylanthracene (5.74 g) in dioxane (10 ml) was treated with is Combined potassium cyanide (1.4 g) in water (35 ml), diluted with water and filtered. The crude 9-butylanthranylacetonitrile was refluxed with potassium hydroxide (12.5 g) in ethoxyethanol (125 ml) for 3 h brought, cooled and acidified. The product was filtered off and recrystallized from benzene; Fp. 189 ° C (2 g).
2020th
Syntheseverfahren 34
Herstellung von 9-Butyl-lO-thiomethylant.hracenSynthesis method 34
Production of 9-butyl-10-thiomethylant.hracene
2525th
P-Butyl-lO-brommethylanthracen (0,05 mol) in Dioxan (25 ml) wurde mit Thioharnstoff (0,38 g) in Dioxan (25 ml) und Wasser (10 ml) unter Rückfluß gekocht und dann eingedampft. Das beim Eindampfen erhaltene Thiouroniumsalz wurde mit einer Lösung von Natriumhydroxid (3 g) in Wasser (30 ml) 2 h lang unter Stickstoff erhitzt, mit Wasser verdünnt und mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und eingedampft, und das Produkt (0,15 g) wurde aus Essigsäure umkristallisiert (Fp. 225-2280C).P-butyl-10-bromomethylanthracene (0.05 mol) in dioxane (25 ml) was refluxed with thiourea (0.38 g) in dioxane (25 ml) and water (10 ml) and then evaporated. The thiouronium salt obtained on evaporation was heated with a solution of sodium hydroxide (3 g) in water (30 ml) under nitrogen for 2 hours, diluted with water and extracted with chloroform. The extracts were dried and evaporated, and the product (0.15 g) was recrystallized from acetic acid (mp. 225-228 0 C).
Syntheseverfahren 35
Herstellung von 9-Butyl-lO-methylthiomethylanthracenSynthesis method 35
Production of 9-butyl-10-methylthiomethylanthracene
Eine Mischung aus 9-Butyl-lO-brommethylanthracen (1,6 g) und Dimethylsulfid (10 ml) in Dimethylformamid (20 ml) wurde 2 h lang auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt, in Wasser gegossen und mit Ether extrahiert. Die Extrakte wurden zweimal mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft, und das Produkt wurde aus Petrolether umkristallisiert; Fp. 120-1220C (0,8 g).A mixture of 9-butyl-10-bromomethylanthracene (1.6 g) and dimethyl sulfide (10 ml) in dimethylformamide (20 ml) was refluxed for 2 hours, cooled, poured into water and extracted with ether. The extracts were washed twice with water, dried and evaporated and the product was recrystallized from petroleum ether; Mp 120-122 0 C (0.8 g)..
Syntheseverfahren 36Synthesis method 36
4545
Herstellung von [9-Butylanthranylmethyl]-methylsulfoxid
C4H9 Preparation of [9-butylanthranylmethyl] methyl sulfoxide
C 4 H 9
5050
§ Eine 30%ige Lösung von Wasserstoffperoxid (0,3 ml) wurde unter Rühren zu einer Lösung von 9-Butyl-10-§ A 30% solution of hydrogen peroxide (0.3 ml) was stirred into a solution of 9-butyl-10-
methylthiomethylanthracen (0,72 g) in Aceton (20 ml) zugetropft, und die Lösung wurde über Nacht bei Raumtemperatur belassen und mit Wasser verdünnt Das Produkt wurde abfiltriert und aus Toluol-Petrolether umkristallisiert; Fp. 167-168°C.methylthiomethylanthracene (0.72 g) in acetone (20 ml) was added dropwise, and the solution was left overnight at room temperature left and diluted with water. The product was filtered off and recrystallized from toluene-petroleum ether; M.p. 167-168 ° C.
Syntheseverfahren 37
Herstellung von [9-ButylanthranyImethyl]-methylsulfonSynthesis method 37
Production of [9-butylanthranyimethyl] methyl sulfone
Eine weitere Oxidation (3 h Rückfluß) des gemäß Syntheseverfahren 36 erhaltenen Sulfoxide nach dem gleichen Verfahren (H2O2-Aceton) lieferte das Sulfon, das aus Toluol umkristallisiert wurde; Fp. 200-2020C.A further oxidation (3 h reflux) of the sulfoxide obtained according to synthesis method 36 by the same method (H 2 O 2 acetone) gave the sulfone, which was recrystallized from toluene; Mp. 200-202 0 C.
Syntheseverfahren 38
Herstellung von iJ-Butyl-lO-aminomethylanthracenSynthesis procedure 38
Manufacture of iJ-butyl-10-aminomethylanthracene
9-Butyl-lO-brommethylanthracen (7,2 g) in Dioxan (100 ml) wurde unter Rühren zu einer Lösung von Ammoniak mit einer Dichte von 0,88 g/cm3 (40 ml) in Dioxan (100 ml) zugetropft, und die Mischung wurde 3 h lang auf Rückflußbedingungen gebracht, in verdünnte Natronlauge gegossen und mit Ether extrahiert Die Extrakte wurden getrocknet und eingedampft, und das Produkt wurde aus Dioxan-Ethanol kristallisiert; Fp. 178 bis 1800C (3,7 g).9-Butyl-10-bromomethylanthracene (7.2 g) in dioxane (100 ml) was added dropwise with stirring to a solution of ammonia with a density of 0.88 g / cm 3 (40 ml) in dioxane (100 ml), and the mixture was brought to reflux for 3 hours, poured into dilute sodium hydroxide solution and extracted with ether. The extracts were dried and evaporated and the product was crystallized from dioxane-ethanol; M.p. 178 to 180 ° C (3.7 g).
Syntheseverfahren 39 ISynthesis method 39 I.
9-Butyl-lO-dimethylaminomethylanthracen I9-butyl-10-dimethylaminomethylanthracene I.
§§
Eine Lösung von 9-Butyl-lO-brommethylanthracen (2 g) in trockenem Dioxan (50 ml) wurde zu Dimethylamin (5 ml) in trockenem Dioxan (20 ml) zugetropft. Die Mischung wurde 2 h lang gerührt, auf 10%iges wäßriges Natriumcarbonat gegossen und mit Ether in der üblichen Weise extrahiert Das Produkt wurde aus ffA solution of 9-butyl-10-bromomethylanthracene (2 g) in dry dioxane (50 ml) became dimethylamine (5 ml) in dry dioxane (20 ml) was added dropwise. The mixture was stirred for 2 hours at 10% Poured aqueous sodium carbonate and extracted with ether in the usual way. The product was extracted from ff
Ethanol-Wasser kristallisiert; Fp. 73-75°C. /:Ethanol-water crystallizes; M.p. 73-75 ° C. /:
^i^ i
Syntheseverfahren 40 feSynthesis method 40 fe
Herstellung von Ethyl-3-(9-butyl-10-anthryl)-2 propenoatPreparation of ethyl 3- (9-butyl-10-anthryl) -2 propenoate
Eine Suspension von »gepulvertem« Natrium (0,6 g) in Ethylacetat (10 ml) und Ethanol (2 Tropfen) wurde mit einer Lösung von 9-Butyl-10-anthraldehyd (5,1 g) in Ethylacetat (10 ml) behandelt. Die Mischung wurde über Nacht gerührt, mit Essigsäure (10 ml) verdünnt und in Wasser gegossen. Eine Extraktion mit Chloroform lie- VA suspension of "powdered" sodium (0.6 g) in ethyl acetate (10 ml) and ethanol (2 drops) was mixed with a solution of 9-butyl-10-anthraldehyde (5.1 g) in ethyl acetate (10 ml). The mixture was over Stirred overnight, diluted with acetic acid (10 ml) and poured into water. Extraction with chloroform allowed V
ferte nach dem Eindampfen einen Feststoff, der aus Ethanol-Wasser umkristallisiert wurde; Fp. 75-77°C (1,2 g). 30 after evaporation produced a solid which was recrystallized from ethanol-water; M.p. 75-77 ° C (1.2 g). 30th
Syntheseverfahren 41 ! Synthesis method 41 !
3-(9-Butyl-10-anthryl)-2-propensäure
35 3- (9-butyl-10-anthryl) -2-propenoic acid
35
Der gemäß Syntheseverfahren 40 erhaltene Ester wume mit alkoholischer NaOH 1 h lang auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt und angesäuert. Das Produkt wurde abfiltriert, getrocknet und aus Petrolether umkristallisiert; Fp. 17O-175°C. Ein weiteres Umkristallisieren aus Essigsäure erhöhte den Fp. auf 185-1860C.The ester obtained according to synthesis method 40 was refluxed with alcoholic NaOH for 1 hour, cooled and acidified. The product was filtered off, dried and recrystallized from petroleum ether; Mp 170-175 ° C. Another recrystallization from acetic acid increased the mp. 185-186 0 C. to
Syntheseverfahren 42
2-(9-Butylanthranylmethyl)-l,3-propandiolSynthesis method 42
2- (9-butylanthranylmethyl) -1,3-propanediol
9-Butyl-lO-anthrylmethylmalonsäure wurde durch Rückflußbehandlung mit eine Spur Schwefelsäure enthaltendem Methanol in ihren Methylester umgewandelt. Der Ester (1,0 g) wurde in trockenem Ether (30 ml) gelöst, zu einer Suspension vor. Lithiurnalurniniurnhydrid (0,5 g) in trockenem Ether (100 ml) gegeben, 3 hlang auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt und mit Wasser und verdünnter Schwefelsäure zersetzt Nach einer Extraktion mit Ether wurde das Produkt aus Toluol umkristallisiert; Fp. 147°C.9-Butyl-10-anthrylmethylmalonic acid was treated by refluxing with a trace of sulfuric acid Methanol converted into their methyl ester. The ester (1.0 g) was dissolved in dry ether (30 ml) dissolved, before a suspension. Lithium aluminum hydride (0.5 g) was added to dry ether (100 ml) for 3 hours brought to reflux conditions, cooled and decomposed with water and dilute sulfuric acid after extraction with ether, the product was recrystallized from toluene; Mp 147 ° C.
;;
Syntheseverfahren 43
Methyl-3-(9-butyl-10-anthracen)-propionatSynthesis method 43
Methyl 3- (9-butyl-10-anthracene) propionate
9-Butyl-lO-anthracenpropionsäure (2 g) wurde in Methanol gelöst und mit 2 Tropfen konzentrierter Schwefelsäure versetzt. Die Mischung wurde 1 h lang auf Rückflußbedingungen gebracht, abgekühlt und mit Wasser verdünnt. Das Produkt wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert wobei Nadeln mit einem Fp. von 98-1000C erhalten wurden.9-Butyl-10-anthracene propionic acid (2 g) was dissolved in methanol and 2 drops of concentrated sulfuric acid were added. The mixture was brought to reflux for 1 hour, cooled and diluted with water. The product was filtered and recrystallized from ethanol whereby needles were obtained with a mp. Of 98-100 0 C.
Syntheseverfahren 44
3-(9-Butyl-10-anthracen)-propanolSynthesis method 44
3- (9-butyl-10-anthracene) propanol
Eine Lithiumaluminiumhydrid-Reduktion von Methyl-3-(9-butyl-10-anthracen)-propionat lieferte das gewünschte Produkt, das aus Petrolether umkristallisiert wurde; Fp. 114-115°C.Lithium aluminum hydride reduction of methyl 3- (9-butyl-10-anthracene) propionate provided this desired product recrystallized from petroleum ether; M.p. 114-115 ° C.
Syntheseverfahren 45
3-( 1 -Ethyl-6-pyrenoy I !-propionsäureSynthesis method 45
3- (1-ethyl-6-pyrenoy I! -Propionic acid
3-Ethylpyren (10 g), Ni:robenzol (80 ml) und Bernsteinsäureanhydrid (5,22 g) wurden gemeinsam bei 5°C gerührt, während im Verlauf von 50 min gepulvertes Aluminiumchlorid (20 g) zugesetzt wurde. Die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, mit konzentrierter HCl angesäuert und dann zur Abtrennung von Nitrobenzol einer Wasserdampfdestillation unterzogen. Die wäßrige Mischung wurde mit Chloroform extrahiert, und die Extrakte wurden getrocknet. Durch Eindampfen wurde ein Feststoff erhalten, der aus Essigsäure umkristallisiert wurde; Fp. 136-147°C.3-Ethylpyrene (10 g), Ni: robenzene (80 ml) and succinic anhydride (5.22 g) were mixed together at 5 ° C stirred while powdered aluminum chloride (20 g) was added over 50 minutes. The mixture was stirred overnight at room temperature, acidified with concentrated HCl and then for separation of nitrobenzene subjected to steam distillation. The aqueous mixture was made with chloroform extracted and the extracts dried. Evaporation gave a solid consisting of acetic acid was recrystallized; Mp 136-147 ° C.
Syntheseverfahren 46
4-(6-Ethylpyren)-buttersäureSynthesis method 46
4- (6-ethylpyrene) butyric acid
Die gemäß Syntheseverfahren 45 erhaltene Säure (2,7 g), Diethylenglykol (18 ml), Natriumhydroxid (1,1 g) und Hydrazinhydrat (2,8 ml) wurden 1 h lang auf Rückflußbedingungen gebracht, wonach überschüssiges Hydrazin und Wasser abdestilliert wurden. Die Lösung wurde 3 h lang auf 220°C erhitzt, abgekühlt, angesäuert und mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und eingedampft, wobei ein brauner Feststoff (Fp. 105-1200C) erhalten wurde, der nach Umkristallisieren aus Essigsäure weiße Kristalle lieferte; Fp. 125-127°C The acid (2.7 g) obtained by Synthesis Procedure 45, diethylene glycol (18 ml), sodium hydroxide (1.1 g) and hydrazine hydrate (2.8 ml) were refluxed for 1 hour, after which the excess hydrazine and water were distilled off. The solution was heated to 220 ° C. for 3 hours, cooled, acidified and extracted with chloroform. The extracts were dried and evaporated to give a brown solid (mp 105-120 C 0th) was obtained, which gave, after recrystallization from acetic acid white crystals; Mp 125-127 ° C
Syntheseverfahren 47Synthesis method 47
Meihyl-4-( l-pyrenyl)-butyratMethyl 4- (1-pyrenyl) butyrate
Pyrenbuttersäure (5 g). Methanol (250 ml) und Schwefelsäure (0,5 ml) wurden 3 h lang unter Rückfluß erhitzt, aufeine geringe Masse eingedampft und zwischen Ether und Wasser verteilt. Die Etherschicht wurde getrocknet und eingedampft, und der erhaltene Feststoff wurde aus Hexan umkrislallisieri. Fp. 52°C (4,0 g).Pyrene butyric acid (5 g). Methanol (250 ml) and sulfuric acid (0.5 ml) were refluxed for 3 hours, evaporated to a small mass and partitioned between ether and water. The ether layer was dried and evaporated, and the solid obtained was recrystallized from hexane. M.p. 52 ° C (4.0 g).
Syntheseverfahren 48Synthesis method 48
35 4-( l-Pyrenyl)-butanol 35 4- (1-pyrenyl) butanol
Der gemäß Syntheseverfahren 47 erhaltene Ester (1,5 g), trockener Ether (200 ml) und Lilhiumaluminiumhydrid (0,5 g) wurden über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und vorsichtig mit Wasser verdünnt. Die Etherschicht wurde getrocknet und eingedampft, und das Produkt wurde aus Petrolether kristallisiert, wobei plattenfÖrmige Kristalle (Fp. 76-78°C) erhalten wurden.The ester (1.5 g) obtained according to synthetic method 47, dry ether (200 ml) and lithium aluminum hydride (0.5 g) was stirred overnight at room temperature and carefully diluted with water. The ether layer was dried and evaporated, and the product was crystallized from petroleum ether, whereby plate-shaped Crystals (m.p. 76-78 ° C) were obtained.
Syntheseverfahren 49Synthesis procedure 49
45 4-Pyrenylbuttersäureamid 45 4-pyrenylbutyric acid amide
4-Pyrenbuttersäure(10g) in trockenem Toluol (100 ml) wurde mit Thionylchlorid (3 ml) gerührt, bis sich der gesamte Feststoff gelöst hatte, wonach zur Trockne eingedampft wurde. Das rohe Säurcchlorid wurde in Dioxan (30 ml) gelöst und mit Ammoniak (3 ml) versetzt. Das Produkt wurde mit Wasserausgefallt, abfiltriert undaus Ethanol-Wasser und dann aus Isopropanol umkristallisiert; Fp. 182-185°C.4-Pyrenebutyric acid (10g) in dry toluene (100ml) was stirred with thionyl chloride (3ml) until the all solid dissolved and evaporated to dryness. The crude acid chloride was dissolved in dioxane (30 ml) and mixed with ammonia (3 ml). The product was precipitated with water, filtered off, and off Ethanol-water and then recrystallized from isopropanol; M.p. 182-185 ° C.
Syntheseverfahren 50Synthesis method 50
Herstellung von PerylenbuttersäureProduction of perylenebutyric acid
Peryienoylpropionsäure wurde durch Umsetzung von Perylen (7 g) mit Succinoylchlorid und Aluminiumchlorid nach dem Verfahren von Zinke [Berichte 73 (1940), 1042] hergestellt. Zur Erzielung eines reinen Produkts war es notwendig, das rohe Produkt durch Rühren mit wäßrigem 2 m-Natriumhydroxid in sein Natriumsalz umzuwandeln. Das unlösliche Natriumsalz wurde dann abfiltriert und einige Male mit Chloroform gewaschen (zur Entfernung von nichtumgesetztem Perylen), und der erhaltene schwarze Feststoff wurde in einen Soxhlet-Becher gegeben und mit Xylol extrahiert, bis kein Perylen mehr entfernt wurde. Der Feststoff wurde dann mit HCI angesäuert und in Chloroform extrahiert. Nach dem Trocknen ergab die Lösung beim Eindampfen die gewünschte Peryienoylpropionsäure in Form eines grünen Feststoffs; Fp. 18O0C (0,6 g).Peryienoylpropionic acid was prepared by reacting perylene (7 g) with succinoyl chloride and aluminum chloride according to the method of Zinke [Reports 73 (1940), 1042]. To obtain a pure product it was necessary to convert the crude product to its sodium salt by stirring with 2M aqueous sodium hydroxide. The insoluble sodium salt was then filtered off and washed several times with chloroform (to remove unreacted perylene), and the resulting black solid was placed in a Soxhlet beaker and extracted with xylene until no more perylene was removed. The solid was then acidified with HCl and extracted into chloroform. After drying, the solution gave the desired peryienoylpropionic acid in the form of a green solid on evaporation; Mp 18O 0 C (0.6 g)..
Die als Produkt erhaltene Säure wurde nach dem Huang-Minlon-Verfahren reduziert, indem eine Mischung aus der Säure (0,6 g), Hydrazin (0,25 ml), Dicthylenglykol (4 ml) und Natriumhydroxid (0,25 g) 4 h lang auf 2000C erhitzt wurde. Das Produkt der Reduktion wurde durch Ansäuern mit verdünnter HCl isoliert und abfil-The acid obtained as the product was reduced by the Huang-Minlon method by adding a mixture of the acid (0.6 g), hydrazine (0.25 ml), diethyl glycol (4 ml) and sodium hydroxide (0.25 g) 4 was heated to 200 ° C. for h. The product of the reduction was isolated by acidification with dilute HCl and filtered off.
trier!. Der erhaltene braune Feststoff wurde im Soxhlet mit Toluol extrahiert Die Toluol-Lösung lieferte beim Abkühlen gelbe Kristalle von Perylenbuttersäure; Fp. 222-224°C.trier!. The brown solid obtained was extracted with toluene in a Soxhlet. The toluene solution provided the Cooling yellow crystals of perylenebutyric acid; M.p. 222-224 ° C.
Syntheseverfahren 51Synthesis method 51
6-(N-Acridonyl)-hexansäure6- (N-acridonyl) hexanoic acid
Eine Mischung aus Natriumhydrid (1,2 g), Methanol (4,7 m!) und Dimethylsulfoxid (45 ml) wurde mit Acridon (3,5 g) auf 1000C erhitzt. Nach Auflösen des gesamten Acridons wurde Methyl-6-bromhexanoat (3,6 g) in DMSO (17 ml) zugesetzt. Die erhaltene Mischung wurde 2 h lang gerührt, mit Wasser verdünnt und mit Methylenchiorid extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und ergaben beim Eindampfen einen öligen Feststoff Methyl-6-[acridonyl(10)]-hexanoat, der aus Petrolether-Toiuol kristallisiert wurde; Fp. 106-1080C (Ausbeute: 2,1 g; 36%).A mixture of sodium hydride (1.2 g), methanol (4.7 m!) And dimethyl sulfoxide (45 ml) was heated to 100 ° C. with acridone (3.5 g). After all of the acridone had dissolved, methyl 6-bromohexanoate (3.6 g) in DMSO (17 ml) was added. The resulting mixture was stirred for 2 hours, diluted with water and extracted with methylene chloride. The extracts were dried and on evaporation gave an oily solid methyl 6- [acridonyl (10)] hexanoate, which was crystallized from petroleum ether-toluene; . Mp 106-108 0 C (yield: 2.1 g; 36%).
Der erhaltene Ester wurde durch dreistündige Rückflußbehandlung mit Natriumhydroxid (0,3 g) in Methanol (30 ml) hydrolysiert. Nach dem Abkühlen wurde die Lösung angesäuert und das Produkt abfiltriert. Durch Umkristallisieren aus Petrolether-Aceton wurde ein Produkt mit einem Fp. von 165-1700C erhalten.The resulting ester was hydrolyzed by refluxing with sodium hydroxide (0.3 g) in methanol (30 ml) for 3 hours. After cooling, the solution was acidified and the product filtered off. Recrystallization from petroleum ether-acetone to obtain a product with a mp. Of 165-170 0 C.
Syntheseverfahren 52Synthesis method 52
(4-Octylnaphthalin)-buttersäure(4-octylnaphthalene) butyric acid
Octylnaphthalin (3,06 g), Nitrobenzol (30 ml) und Aluminiumchlorid (3,1 g) wurden bei 00C gerührt und langsam mit Bernsteinsäureanhydrid (1,3 g) versetzt. Die Mischung wurde über Nacht gerührt, dann angesäuert und mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und ergaben beim Eindampfen einert Feststoff (rohe Octylnaphthalinoylpropionsäure).Octylnaphthalene (3.06 g), nitrobenzene (30 ml) and aluminum chloride (3.1 g) were stirred at 0 ° C. and succinic anhydride (1.3 g) was slowly added. The mixture was stirred overnight, then acidified and extracted with chloroform. The extracts were dried to give a solid on evaporation (crude octylnaphthalinoylpropionic acid).
Der Feststoff wurde 1 h lang mit Hydrazinhydrat (2 ml), Natriumhydroxid (1,7 g) und Diethylenglykol (50 ml)The solid was washed with hydrazine hydrate (2 ml), sodium hydroxide (1.7 g) and diethylene glycol (50 ml) for 1 hour.
auf Rückflußbedingungen gebracht, wonach das Wasser abdestilliert wurde. Nach dreistündigem Aufheizen auf 2200C wurde die Lösung abgekühlt, in verdünnte HCl gegossen und mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte wurden getrocknet und eingedampft, und das Produkt wurde aus Petrolether umkristallisiert; Fp. 119-1200C.brought to reflux conditions after which the water was distilled off. After three hours of heating to 220 ° C., the solution was cooled, poured into dilute HCl and extracted with chloroform. The extracts were dried and evaporated and the product was recrystallized from petroleum ether; Mp. 119-120 0 C.
Syntheseverfahren 53
35Synthesis method 53
35
4-Butoxy-4'-cyanstilben4-butoxy-4'-cyanstilbene
Butoxybenzaldehyd wurde durch Behandlung von p-Hydroxybenzaldehyd (61 g) in Ethanol (200 ml) mitButoxybenzaldehyde was made by treating p-hydroxybenzaldehyde (61 g) in ethanol (200 ml) with
Natriumhydroxid (20 g in 50 ml Wasser) und Zugabe von Butylbromid (1 mol) in Ethanol (100 ml) hergestellt.Prepare sodium hydroxide (20 g in 50 ml water) and add butyl bromide (1 mol) in ethanol (100 ml).
Nach zweistündiger Rückflußbehandlung wurde die Mischung zwischen Ether und Wasser verteilt und mitAfter refluxing for two hours, the mixture was partitioned between ether and water and with
Ether extrahiert usw., wobei ein Öl erhalten wurde, das destilliert wurde (Kp. 120-1280C bei 1,3 hPa; 40 g).Of ether, etc., an oil was obtained which was distilled (b.p. 120-128 0 C at 1.3 hPa;. 40 g).
Eine Lösung von 4-Cyanobenzyltriphenylphosphoniumbromid (18,4 g) in warmem Ethanol (250 ml) wurdeA solution of 4-cyanobenzyl triphenylphosphonium bromide (18.4 g) in warm ethanol (250 ml) was added
mit einer Lösung von 4-Butoxybenzaldehyd (71 g) in Ethanol (50 ml) behandelt und tropfenweise unter Rühren mit einer Lösung von Natriumethylat in Ethanol [aus Natriumhydrid (2,0 g)] versetzt. Nach Rühren über Nacht bei Raumtemperatur wurde Wasser (20 ml) zugegeben, und das Produkt (7 g) wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert; Fp. 1150C.treated with a solution of 4-butoxybenzaldehyde (71 g) in ethanol (50 ml) and a solution of sodium ethoxide in ethanol [from sodium hydride (2.0 g)] was added dropwise with stirring. After stirring overnight at room temperature, water (20 ml) was added and the product (7 g) was filtered off and recrystallized from ethanol; Mp. 115 0 C.
Syntheseverfahren 54
4-Butoxy-4'-carboxystilbenSynthesis method 54
4-butoxy-4'-carboxystilbene
Eine Mischung der gemäß Syntheseverfahren 53 hergestellten Cyanoverbindung (1 g) mit Kaliumhydroxid (1,2 g) und Diethylenglykol (50 ml) wurde in einer Destillationsapparatur erhitzt, wobei jegliches Wasser und Ammoniak mit ihrer Entstehung entfernt wurden. Nach 30minütigem Aufheizen auf 150 bis 2000C wurde die Mischung abgekühlt und mit Wasser verdünnt und das Produkt (das Natriumsalz der gewünschten Säure) abfiltriert. Die Säure wurde durch dreistündiges Erhitzen mit konzentrierter HCI in einer Methanol/Wasser-Mischung (50:50) auf 600C freigesetzt und dann abfiltriert. Der erhaltene Feststoff wurde aus einer großen Menge Ethanol umkristallisiert; Fp. 265-27O°C.A mixture of the cyano compound prepared according to Synthesis Procedure 53 (1 g) with potassium hydroxide (1.2 g) and diethylene glycol (50 ml) was heated in a still, removing any water and ammonia as it formed. After 30 minutes of heating at 150 to 200 0 C, the mixture was cooled and diluted with water and the product filtered off (the sodium salt of the desired acid). The acid was released by heating with concentrated HCl in a methanol / water mixture (50:50) to 60 ° C. for three hours and then filtered off. The obtained solid was recrystallized from a large amount of ethanol; Mp. 265-270 ° C.
Beispiel 1
Dünnschicht transistorexample 1
Thin film transistor
fts Ein 10 μΐη dicker Cadmiumsulfid-Filni wurde auf einer Oberfläche einer sorgfältig gereinigten Quarzscheibe als Substrat (2,5 cm Durchmesser; 2 mm Dicke) durch Abscheidung aus der Dampfphase unter Aufheizen von Cadmiumsulfid auf 10000C in einer Verdampfungskammer bei 1,3 mPa Druck gebildet. Während der Abscheidung wurde die Scheibe bei 2000C gehalten.fts A 10 μm thick cadmium sulfide film was deposited on a surface of a carefully cleaned quartz disk as a substrate (2.5 cm diameter; 2 mm thickness) by deposition from the vapor phase while heating cadmium sulfide to 1000 ° C. in an evaporation chamber at 1.3 mPa Pressure formed. The disk was kept at 200 ° C. during the deposition.
Zwei Sourcc-Drain-Elektroden aus Indium/Zinn (50,ü nm Dicke) wurden auf dem Cadmiumsulfid-Film abgeschieden, wobei die Elektroden durch einen 25 ·ιηι breiten Zwischenraum voneinander gelrennt waren.Two indium / tin source drain electrodes (50 .mu.m thick) were placed on top of the cadmium sulfide film deposited, the electrodes being separated from one another by a 25 · ιηι wide gap.
Die Quarzscheibe wurde dann wiederholt in einen Trog mit einer Subphase (Tragerflüssigkeit) aus ultrareinem Wasser mit Cadmiumchlorid (0 25 mmol/I) von pi I 6,2 getaucht, auf der eine monomolekulare Schicht aus Cadmiumarachinat (aufgetragen auf die Subphase als I mg/ml-Lösung in Chloroform) verteilt war. Die Quarzscheibe wurde senkrecht eingetaucht, wobei ihre ebenen Oberflächen einen rechten Winkel zur Oberfläche der Subphase bildeten. Die Tauchgeschwindigkeil lag bei 3,7 mm/min und der Oberflächendruck auf die Schicht bei (0,30±0,01) mN/cm. 40 monomolekulare Cadmiumarachinatschichten wurden auf der Quarzscheibe abgeschieden. Nach jedem Tauchvorgarg wurde die Quarzscheibe 1 min lang bei 200C luftgetrocknet; nach Beendigung der Tauchbehandlung wurde sie 1 Tag lang im Exsikkator getrocknet.The quartz disk was then repeatedly immersed in a trough with a sub-phase (carrier liquid) of ultra-pure water with cadmium chloride (0.25 mmol / I) of pi I 6.2, on which a monomolecular layer of cadmium arachinate (applied to the sub-phase as I mg / ml solution in chloroform) was distributed. The quartz disk was immersed vertically with its flat surfaces forming a right angle to the surface of the subphase. The diving speed was 3.7 mm / min and the surface pressure on the layer was (0.30 ± 0.01) mN / cm. 40 monomolecular cadmium arachinate layers were deposited on the quartz disk. After each immersion process, the quartz disk was air-dried at 20 ° C. for 1 min; after the completion of the immersion treatment, it was dried in the desiccator for 1 day.
Danach wurde durch eine Maske eine Gate-Elektrode aus Gold (40,0 nm Dicke) aufgedampft, wodurch quer über dem Zwischenraum zwischen Source- und Drain-Elektrode eine scheibenförmige Zone (1 mm Durchmesser), die von diesen Elektroden durch den Cadmiumarachinat-Film getrennt war, gebildet wurde.Then a gate electrode made of gold (40.0 nm thickness) was vapor-deposited through a mask, thereby transversely a disc-shaped zone (1 mm diameter) above the space between the source and drain electrodes, separated from these electrodes by the cadmium arachinate film.
Der erhaltene Verbundkörper wurde unter Anwendung von Spannungen bis zu 1 V geprüft, wobei Kennlinien vom Pentodentyp beobachtet wurden.The composite body obtained was tested using voltages up to 1 V, with characteristics of the pentode type were observed.
Beispiel 2
DünnschichttransistorExample 2
Thin film transistor
Auf eine Oberfläche eines Substrats in Form eines n'-Indiumphosphidkristalls mit einerauf der anderen Seite aufgewachsenen Indiumphosphid-Epitaxieschicht wurde ein Indium/Zinn-Kontakt aufgedampft. Der Kristall wurde durch Behandlung mit Brom in Methanol gereinigt, und auf die die Indiumphosphid-Epitaxieschicht aufweisende Oberfläche wurden wie vorstehend erwähnt Source/Drain-Elektroden aus Indium/Zinn aufgedampft. Der Kristall wurde dann wie in Beispiel 1 beschrieben (jedoch bei pH 5,7) einer Tauchbehandlung zur Herstellung eines 20 monomolekulare Schichten aufw eisenden Cadmiumarachinat-Films über den Source-Drain-Elektroden unterzogen. Eine Gate-Elektrode aus Gold wurde wie vorstehend beschrieben aufgebracht. Der erhaltene Verbundkörper zeigte Kennlinien vom Pentodentyp.On one surface of a substrate in the form of an n'-indium phosphide crystal with one on the other side An indium / tin contact was vapor-deposited on the grown indium phosphide epitaxial layer. The crystal was purified by treatment with bromine in methanol, and onto the one having the indium phosphide epitaxial layer As mentioned above, source / drain electrodes made of indium / tin were vapor-deposited on the surface. The crystal was then subjected to an immersion treatment as described in Example 1 (but at pH 5.7) for production a cadmium arachinate film comprising 20 monomolecular layers over the source-drain electrodes subjected. A gate electrode made of gold was applied as described above. The received The composite body showed characteristics of the pentode type.
k Beispiel 3 k example 3
|f Varaktor| f varactor
p Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde bis zur Behandlung mit Brom in Methanol einschließlichp The procedure described in Example 2 was followed up to and including the treatment with bromine in methanol
1 wiederholt. Das Substrat wurde zur Herstellung eines aus 20 monomolekularen Schichten bestehenden1 repeated. The substrate was used to make one composed of 20 monomolecular layers
ψ Cadmiumarachinat-Films einer Tauchbehandlung unterzogen, wonach eine Gate-Elektrode aus Gold auf- ψ Subjected the cadmium arachinate film to an immersion treatment, after which a gate electrode made of gold
|| gebracht wurde.|| was brought.
H Durch Auftragen der Kapazität gegen die Vorspannung (Gleichspannung) wurde eine Kurve erhalten, die fürH By plotting the capacitance against the bias voltage (DC voltage), a curve was obtained which for
pi MIS-(Metall-Iso!ator-Halbleiter)-Verbundkörper charakteristisch ist, mit Verarmungseffekten und einer schwa-pi MIS (metal-iso! ator-semiconductor) composite body is characteristic, with depletion effects and a black
jk chen Inversion beim Anlegen von negativer Vorspannung.jk chen inversion when applying negative bias.
k Ein Glassubstrat (7,5x2,5x0,1 cm; Mikroskop-Objektträger) wurde in heißem Wasser gebürstet, 2 h lang ink A glass substrate (7.5x2.5x0.1 cm; microscope slide) was brushed in hot water for 2 hours in
i gesättigter Chromschwefelsäure von I IO°C gereinigt, einer Ultraschallspülung in ultrareinem Wasser (15 mini saturated chromosulfuric acid cleaned from 10 ° C, an ultrasonic rinse in ultrapure water (15 min
I' lang), in einer 18%igen Lösung eines phosphatfreien Reinigungsmittel-Konzentrats (einer komplexen EmulsionI 'long), in an 18% solution of a phosphate-free cleaning agent concentrate (a complex emulsion
! anionischer und nichtionischer oberflächenaktiver Mittel in einer wäßrigen Base) (15 min lang), in ultrareinem! anionic and nonionic surfactants in an aqueous base (15 minutes), in ultrapure
t Wasser (15 min lang) und in Isopropanol (15 min lang) unterzogen und dann 12 h lang in mit NaOH bei pH 11 t water (15 min for) and in isopropanol (15 min) and then for 12 h in NaOH at pH 11
1 bis 12 gehaltenem ultrareinem Wasser aufbewahrt. Vor der Verwendung wurde der Objektträger mit einem anti-1 to 12 held ultra-pure water. Before use, the slide was treated with an anti-
1. statischen Lufttrockner trocken geblasen.1. Static air dryer blown dry.
!■ Ein wie vorstehend beschrieben behandeltes Glassubstrat wurde einer Tauchbehandlung unterzogen, um auf! ■ A glass substrate treated as described above was subjected to a dipping treatment to obtain
l· seiner Oberfläche einen Langmuir-Film aus 3 monomolekularen Cadmiumarachinatschichten abzuscheidenl · to deposit a Langmuir film made of 3 monomolecular cadmium arachinate layers on its surface
j (diese Behandlung eignet sich dazu, die Oberfläche des Glassubstrats hydrophil zu machen), woran «„ich einej (this treatment is suitable for making the surface of the glass substrate hydrophilic), from which «» I a
Tauchbehandlung mit einer Subphase aus ultrareinem Wasser von pH 4,5 mit 0,25 mmol/1 Bariumchlorid 1 anschloß, auf der eine monomolekulare Schicht aus dem Cadmiumsalz der 9-Butyl-IO-anthrylpropionsäureImmersion treatment with a sub-phase of ultrapure water of pH 4.5 with 0.25 mmol / l barium chloride 1 followed, on which a monomolecular layer of the cadmium salt of 9-butyl-IO-anthrylpropionic acid
[ (aufgebracht als 1 mg/ml-Lösung in Chloroform) ausgebreitet war. Das Tauchen erfolgte bei 19 bis 21°C mit[(applied as a 1 mg / ml solution in chloroform). The immersion took place at 19 to 21 ° C
' einer Geschwindigkeit von 3,7 mm/min und einem Oberflächendruck von (0,15±0,01) mN/cm. 20 monomolekulare Schichten des Anthracenderivats wurden durch Tauchen abgeschieden.a speed of 3.7 mm / min and a surface pressure of (0.15 ± 0.01) mN / cm. 20 monomolecular Layers of the anthracene derivative were deposited by dipping.
Zwei Gold-Elektroden (jeweils 7x2 mm; 50.0 nm Dicke) mit einem Abstand von 25 μηι wurden auf die Oberfläche des so erhaltenen Films aufgebracht, und mittels Silberpaste wurde ein elektrischer Kontakt mit den Elektroden hergestellt. : Die Oberflächenleitfähigkcit des Films wurde im Dunklen und unter Bestrahlung mit weißem Licht beobach- |: tet. Dabei wurde ein deutlich über dem Dunkolstrom (ca. Faktor 3) liegender Photostrom beobachtet, der hei ·■■ 1 V angelegter Spannung einen Wert von etw;i 3 pA hatte.Two gold electrodes (each 7x2 mm; 50.0 nm thickness) with a distance of 25 μm were on the surface of the film thus obtained, and electrical contact was made with the electrodes by means of silver paste manufactured. : The surface conductivity of the film was observed in the dark and under irradiation with white light. |: tet. A photocurrent clearly above the dark current (approx. Factor 3) was observed, which is called hot · ■■ 1 V applied voltage had a value of about 3 pA.
Auf eine Oberfläche eines wie in Beispiel 4 (jedoch unter Weulassung der Behandlung mit NaOH) gereinigten Objektträgers aus Glas wurde eine 50.0 nm dicke Aluminiumschicht aufgedampft. Der Objektträger wurde dann 5 wie in Beispiel 4 beschrieben einer Tauchbchandlung unterzogen, außer daß der Langmuir-Film aus dem Bariumsalz der 9-Butyl-10-anthrylpropionsäure gebildet wurde. 467 monomolekulare Schichten wurden auf dem Objektträger abgeschieden. Ein Muster aus Aluminiumpunkten von je 2,5 mm Durchmesser und 30,0 nm Dicke wurde durch eine Maske hindurch auf den so erhaltenen Langmuir-Film aufgedampft.On a surface of a cleaned as in Example 4 (but leaving the treatment with NaOH white) A 50.0 nm thick aluminum layer was vapor-deposited onto a glass slide. The slide was then 5 subjected to a dip treatment as described in Example 4, except that the Langmuir film from the Barium salt of 9-butyl-10-anthrylpropionic acid was formed. 467 monomolecular layers were on deposited on the slide. A pattern of aluminum dots, each 2.5 mm in diameter and 30.0 nm Thickness was evaporated through a mask on the Langmuir film thus obtained.
Bei Anlegen eines Gleich- oder Wechselstroms von 40 V (Au~, ΑΓ') zeigte sich eine Emission von blauem 10 Licht. Fig. 4 und 5 zeigen die Varaktor- bzw. Photostromkurven, über die in Beispiel 3 bzw. 4 berichtet wird.When a direct or alternating current of 40 V (Au ~, ΑΓ ') was applied, there was an emission of blue 10 light. Figures 4 and 5 show the varactor and photocurrent curves reported in Examples 3 and 4, respectively.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
2020th
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