JP2009270011A - Conjugated polymer compound with controlled electron state and organic semiconductor material using the same - Google Patents

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道信剛志
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conjugated polymer compound in which electron state is controlled. <P>SOLUTION: An electron state of the conjugated polymer compound represented by general formula (I) is controlled by introducing a cyano group as an electron acceptor into a side chain. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機高分子主鎖内のπ共役により導電性を有する、共役高分子化合物に関する。また、本発明は、共役高分子化合物の電子状態を制御する方法及び当該共役高分子化合物を製造する方法に関する。さらに、本発明は、有機薄膜太陽電池のp型有機半導体に使用する、太陽光領域に吸収波長を持つ導電性高分子材料に関する。   The present invention relates to a conjugated polymer compound having conductivity by π conjugation in an organic polymer main chain. The present invention also relates to a method for controlling the electronic state of a conjugated polymer compound and a method for producing the conjugated polymer compound. Furthermore, the present invention relates to a conductive polymer material having an absorption wavelength in the sunlight region, which is used for a p-type organic semiconductor of an organic thin film solar cell.

有機薄膜太陽電池は、p型(電子ドナー性)の有機半導体とn型(電子アクセプター性)の有機半導体を組み合わせた簡便な素子構造であり、色素増感型太陽電子に代表される湿式太陽電池とは異なり、電解液を用いないため加工性にも優れ、望みの形状に成形可能である。また、シリコン太陽電池や色素増感型太陽電池よりもはるかに軽量化できるため、巨大建造物の屋根に用いることもできる。さらに、高純度シリコンや貴金属のような資源的制約もないため、市場シェアの拡大と共に大幅に低コスト化できると見積もられている次世代の太陽電池である。   The organic thin film solar cell has a simple element structure in which a p-type (electron donor property) organic semiconductor and an n-type (electron acceptor property) organic semiconductor are combined, and is a wet solar cell represented by dye-sensitized solar electrons. In contrast, since no electrolytic solution is used, it is excellent in workability and can be formed into a desired shape. Moreover, since it can be made much lighter than a silicon solar cell or a dye-sensitized solar cell, it can also be used for the roof of a huge building. Furthermore, since there are no resource restrictions like high-purity silicon and precious metals, it is a next-generation solar cell that is estimated to be able to greatly reduce costs as the market share expands.

課題はエネルギー変換効率の向上にあり、現在の最高値は単接合で4〜5%程度、改良して多接合にすると6.5%である。この結果からも読み取れるように、薄膜系太陽電池で実用ラインと言われている12〜15%まで向上させるためには素子構造の最適化では限界があり、用いる材料の最適化にブレークスルーが必要である。 The problem is to improve the energy conversion efficiency, and the current maximum value is about 4 to 5% for a single junction, and 6.5% for an improved multi-junction. As can be seen from this result, there is a limit to the optimization of the element structure in order to improve the practical line of thin-film solar cells to 12 to 15%, and a breakthrough is necessary to optimize the materials used. It is.

世界中で進められている一連の有機薄膜太陽電池研究により、n型半導体としてはフラーレン誘導体(PCBM)が最適であることが分かってきた。PCBMのHOMO(最高占有分子軌道)は6.0eV、LUMO(最低非占有分子軌道)は4.2eVであることが知られている。対応するp型半導体のLUMOは、PCBMのLUMOより0.3eV高いことが望ましいと提案されている(非特許文献1)。有効な電荷分離のためには最低0.3eVのエネルギー差が必要になるためである。それよりエネルギー差が大きいと光吸収する際の励起エネルギーを無駄にしていることになるため望ましくない。
さらに、共役高分子(p型半導体)のバンドギャップ(LUMO準位とHOMO準位の差)は太陽光の効率的な吸収を考慮すると約1.5eVであることが要求される。バンドギャップが小さい時は、光吸収が広い波長範囲で起こるために短絡電流密度が増加するが、開放電圧は減少する。逆にバンドギャップが大きい時は、開放電圧は増加するが、光吸収が少ないために短絡電流密度が減少する。この両者のバランスを考慮すると、バンドギャップ1.5eV付近が最大効率となるわけである。
Through a series of organic thin-film solar cell researches that are underway around the world, fullerene derivatives (PCBM) have been found to be optimal as n-type semiconductors. It is known that HOMO (maximum occupied molecular orbital) of PCBM is 6.0 eV and LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) is 4.2 eV. It has been proposed that the LUMO of the corresponding p-type semiconductor is preferably 0.3 eV higher than the LUMO of PCBM (Non-Patent Document 1). This is because an energy difference of at least 0.3 eV is required for effective charge separation. If the energy difference is larger than that, it is not desirable because the excitation energy for absorbing light is wasted.
Furthermore, the band gap (difference between LUMO level and HOMO level) of the conjugated polymer (p-type semiconductor) is required to be about 1.5 eV in consideration of efficient absorption of sunlight. When the band gap is small, light absorption occurs in a wide wavelength range, so that the short circuit current density increases, but the open circuit voltage decreases. Conversely, when the band gap is large, the open circuit voltage increases, but the short-circuit current density decreases because of less light absorption. Considering the balance between the two, the maximum efficiency is around the band gap of 1.5 eV.

現在最も一般的に用いられているp型半導体高分子は、ポリチオフェン誘導体及びポリフェニレンビニレン誘導体等の共役高分子化合物であるが、これらのHOMO準位は理想値に近いものの、LUMO準位が大幅に高いことが問題となっている。HOMO準位の調節は、チオフェン環や電子豊富な共役電子系(芳香族アミノ基など)を導入すれば比較的容易に目標値を達成できる(非特許文献2)。
一方、LUMO準位を下げるためには電子アクセプター部位を導入する必要があり、主な従来アプローチはドナーとアクセプターの交互共重合である。しかしながら、この方法では異なる電子状態を作り出すために毎回煩雑な重合操作を行う必要があり、網羅的な電子状態ライブラリを作成することは不可能に近かった。
Currently, the most commonly used p-type semiconductor polymers are conjugated polymer compounds such as polythiophene derivatives and polyphenylene vinylene derivatives. Although these HOMO levels are close to ideal values, the LUMO levels are significantly higher. High is a problem. The HOMO level can be adjusted relatively easily by introducing a thiophene ring or an electron-rich conjugated electron system (such as an aromatic amino group) (Non-patent Document 2).
On the other hand, in order to lower the LUMO level, it is necessary to introduce an electron acceptor site, and the main conventional approach is alternating copolymerization of a donor and an acceptor. However, in this method, it is necessary to perform a complicated polymerization operation every time in order to create different electronic states, and it was almost impossible to create a comprehensive electronic state library.

ところで、本発明者は、以前に、電子豊富アルキンと強力アクセプター分子であるテトラシアノエチレンが[2+2]付加環化続く開環反応によりテトラシアノブタジエン骨格を生成する下記の反応について、電子供与性基として芳香族アミノ基を用いると室温でほぼ定量的に反応進行することを発見した(非特許文献3)。 By the way, the present inventor previously described an electron-donating group for the following reaction in which a tetracyanobutadiene skeleton is formed by a ring-opening reaction followed by [2 + 2] cycloaddition of an electron-rich alkyne and a strong acceptor molecule, tetracyanoethylene. It was discovered that the reaction proceeds almost quantitatively at room temperature when an aromatic amino group is used (Non-patent Document 3).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(上記反応式中、Rは任意の置換基を表し、EDGは電子供与性基を表す。)
そして、電子供与性基として使用する芳香族アミノ基の中でも、パラ位又はオルト位にアミンを有するフェニル基を用いた場合に、反応性が高まることを発見した(非特許文献4)。
この反応は、温和な条件下で定量的に目的化合物を与えることができる一段階反応で、「クリック型反応」と呼ぶことができるものである。
(In the above reaction formula, R represents an arbitrary substituent, and EDG represents an electron donating group.)
And it discovered that reactivity increased when the phenyl group which has an amine in a para position or an ortho position was used among the aromatic amino groups used as an electron-donating group (nonpatent literature 4).
This reaction is a one-step reaction that can quantitatively give the target compound under mild conditions, and can be called a “click-type reaction”.

しかし、上記のクリック型反応を、共役高分子に適用できるかどうかについては、明らかではなかった。
最近、ポリイン構造へのテトラシアノエチレンと、テトラチアフルバレンの一段階交互付加反応が報告されているが(非特許文献5)、これは、オリゴマー又はオリゴデンドリマーへの適用であり、直鎖上の伝導性ポリマーに適用できるかどうかは明らかではなかった。また、フェロセン基を有するアセチレンへの、室温でのテトラシアノエチレンの付加反応が報告されているが(非特許文献6)、これもまた、モノマーでの反応であり、直鎖上の伝導性ポリマーに適用できるかどうかは明らかではなかった。
However, it was not clear whether the above click-type reaction could be applied to a conjugated polymer.
Recently, a one-step alternating addition reaction of tetracyanoethylene and tetrathiafulvalene to a polyyne structure has been reported (Non-patent Document 5), which is an application to oligomers or oligodendrimers, It was not clear whether it could be applied to conductive polymers. Moreover, although addition reaction of tetracyanoethylene to acetylene having a ferrocene group at room temperature has been reported (Non-patent Document 6), this is also a reaction with a monomer, and a linear conductive polymer. It was not clear whether it could be applied.

Barry C. Thompson他一名、2008年1月、Angewandte Chemie International Edition, Vol.47, Issue 1, pp.58-77Barry C. Thompson et al., January 2008, Angelwandte Chemie International Edition, Vol. 47, Issue 1, pp. 58-77 Tsuyoshi Michinobu他2名、2007年、Chemistry Letters、Vol.36、No.5、pp.620-621Tsuyoshi Michinobu and 2 others, 2007, Chemistry Letters, Vol.36, No.5, pp.620-621 Tsuyoshi Michinobu他8名、2005年、Chemical Communications、Issue 6、pp.737-739Tsuyoshi Michinobu and 8 others, 2005, Chemical Communications, Issue 6, pp.737-739 Tsuyoshi Michinobu他7名、2006年、Chemistry A European Journal、Vol.12、Issue 7、pp.1889-1905Tsuyoshi Michinobu and 7 others, 2006, Chemistry A European Journal, Vol. 12, Issue 7, pp.1889-1905 Milan Kivala他5名、2007年、Angewandte Chemie International Edition, Vol.46、Issue 33、pp.6357-6360Milan Kivala and 5 others, 2007, Angelwandte Chemie International Edition, Vol.46, Issue 33, pp.6357-6360 Tomoyuki Mochida他1名、2002年、Dalton Transactions、Issue 18、pp.3559-3564Tomoyuki Mochida and 1 other, 2002, Dalton Transactions, Issue 18, pp.3559-3564

本発明は、上記従来の状況に鑑み、有機薄膜太陽電池のp型半導体等に用いられる共役高分子化合物について、LUMO準位等の電子状態を制御し、所望の電子状態を有する共役高分子化合物を簡便に得る方法を開発することを目的とする。   In view of the above-described conventional situation, the present invention provides a conjugated polymer compound having a desired electronic state by controlling an electronic state such as a LUMO level of a conjugated polymer compound used for a p-type semiconductor or the like of an organic thin film solar cell. The purpose is to develop a method for easily obtaining the above.

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究した結果、下記の反応式(1)に示すように、側鎖にエチニレン基(炭素−炭素三重結合)を有する共役高分子化合物に、テトラシアノエチレン構造を有する強力アクセプター分子を添加すれば、容易に共役高分子化合物に電子アクセプター基を付加できることを見出した。しかも、添加する分子の量を調節することで、電子アクセプターとなるシアノ基の導入量を制御することができ、共役高分子化合物の電子状態を幅広く調節することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research. As a result, as shown in the following reaction formula (1), a conjugated polymer compound having an ethynylene group (carbon-carbon triple bond) in the side chain has It has been found that an electron acceptor group can be easily added to a conjugated polymer compound by adding a strong acceptor molecule having a cyanoethylene structure. In addition, by adjusting the amount of molecules added, the amount of cyano groups introduced as electron acceptors can be controlled, and the electronic state of the conjugated polymer compound can be widely controlled, completing the present invention. It came to do.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

すなわち、本発明は、下記の(1)〜(12)及び(18)の電子状態の制御された共役高分子化合物、下記の(13)〜(17)の電子状態の制御された共役高分子化合物の製造方法、下記の(19)の有機薄膜太陽電池用のp型導電性高分子材料、下記の(20)の有機薄膜太陽電池素子、下記の(21)の有機薄膜太陽電池を提供する。   That is, the present invention provides the following conjugated polymer compounds with controlled electronic states (1) to (12) and (18), and conjugated polymers with controlled electronic states (13) to (17) below. A method for producing a compound, a p-type conductive polymer material for an organic thin film solar cell of (19) below, an organic thin film solar cell element of (20) below, and an organic thin film solar cell of (21) below are provided. .


次の一般式(I)で示される共役高分子化合物。
:
A conjugated polymer compound represented by the following general formula (I):

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

(2):
前記(1)に記載の共役高分子化合物において、R及びRの少なくとも一方が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基又は置換基を有していてもよいフェロセン含有基のいずれかの電子供与性基であることを特徴とする、共役高分子化合物。
(2):
In the conjugated polymer compound described in (1) above, at least one of R 1 and R 2 may have a phenyl group having an amine or a substituent in at least one of the para position and the ortho position, or a ferrocene-containing group. A conjugated polymer compound characterized by being an electron donating group of

(3):
前記(2)に記載の共役高分子化合物において、R及びRの少なくとも一方が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基であることを特徴とする、共役高分子化合物
(3):
The conjugated polymer compound according to (2), wherein at least one of R 1 and R 2 is a phenyl group having an amine in at least one of a para position and an ortho position.

(4):
前記(3)に記載の共役高分子化合物において、Rが、パラ位にアミンを有するフェニル基であることを特徴とし、次の一般式(II)で示される共役高分子化合物。
(4):
In the conjugated polymer compound according to (3), R 2 is a phenyl group having an amine at the para position, and the conjugated polymer compound represented by the following general formula (II):

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表し、R及びRのうち少なくとも一方は、π結合を有する基を表す。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 3 and R 4 represent a group having a π bond or a single bond, and at least of R 3 and R 4 One represents a group having a π bond, R 5 represents an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and R 6 represents one or more monomer structural units each composed of a group having a π bond. X, y, and z are natural numbers that satisfy the following expressions: 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100, and x + y + z = 100, respectively, (Shows the numerical value shown.)

(5):
前記(4)に記載の共役高分子化合物において、Rが、π結合を有する基又は電子供与性基であることを特徴とする、共役高分子化合物。
(5):
The conjugated polymer compound as described in (4) above, wherein R 1 is a group having a π bond or an electron donating group.

(6):
前記(5)に記載の共役高分子化合物において、Rが単結合であり、Rがπ結合を有する基であり、Rが二重結合であり、かつ、zが0であることを特徴とし、次の一般式(III)で示される共役高分子化合物。
(6):
In the conjugated polymer compound described in (5), R 3 is a single bond, R 4 is a group having a π bond, R 5 is a double bond, and z is 0. A conjugated polymer compound represented by the following general formula (III):

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x及びyは、それぞれ、0≦x<l00、0<y≦100及びx+y=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X and y are 0 ≦ x <100, 0 <y ≦, respectively. (It is a natural number satisfying the equation of 100 and x + y = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

(7):
前記(2)に記載の共役高分子化合物において、Rが、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基であり、Rが、π結合を有する基であることを特徴とする、共役高分子化合物。
(7):
In the conjugated polymer compound described in (2), R 1 is a phenyl group having an amine in at least one of a para position and an ortho position, and R 2 is a group having a π bond. Conjugated polymer compounds.

(8):
前記(1)に記載の共役高分子化合物において、Rが、π結合を有する基からなる2種のモノマー構成単位であり、次の一般式(IV)で示される共役高分子化合物。
(8):
The conjugated polymer compound according to (1), wherein R 6 is two types of monomer constituent units composed of a group having a π bond, and is represented by the following general formula (IV):

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、R及びR´は、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びR´は、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R、R´、R、及びR´は、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R´及びR´の少なくとも一方は電子供与性基を表す。また、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表し、R´、R´及びR´のうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。R及びR´は、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。x,y、z及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100、0<z<100及びx+y+z+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 and R 1 ′ represent a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 2 and R 2 ′ represent an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 , R 3 ′, R 4 , and R 4 ′ represent a group having a π bond or a single bond (provided that at least one of R 1 and R 2 represents an electron-donating group, and R 1 ′ and R 2 And at least one of ′ represents an electron donating group. At least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond, and at least one of R 2 ′, R 3 ′ and R 4 ′. One represents a group having a π bond) R 5 and R 5 ′ represent an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and x, y, z 1 and z 2 are each 0 ≦ x < l00, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z 1 <100, 0 <z 2 <100 and x + y + z 1 + z 2 = 10 (It is a natural number satisfying the equation of 0, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

(9):
電子供与性基が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアルコキシ基を有するフェニル基、アミノ基、モノ置換アミノ基、ジ置換アミノ基、置換基を有していてもよいフェロセン含有基、置換基を有していてもよいチオフェン含有基、置換基を有していてもよいピロール含有基及び置換基を有していてもよいカルバゾール含有基からなる群から選択される電子供与性基であることを特徴とする、前記(1)〜(6)及び(8)のいずれかに記載の共役高分子化合物。
(9):
An electron-donating group is a phenyl group having an amine in at least one of the para-position and the ortho-position, a phenyl group having an alkoxy group in at least one of the para-position and the ortho-position, an amino group, a mono-substituted amino group, a di-substituted amino group, A ferrocene-containing group which may have a substituent, a thiophene-containing group which may have a substituent, a pyrrole-containing group which may have a substituent, and a carbazole which may have a substituent The conjugated polymer compound according to any one of (1) to (6) and (8) above, which is an electron donating group selected from the group consisting of groups.

(10):
電子供与性基が、パラ位又はオルト位にアミンを有するフェニル基であることを特徴とする、前記(9)に記載の共役高分子化合物。
(10):
The conjugated polymer compound as described in (9) above, wherein the electron donating group is a phenyl group having an amine at the para or ortho position.

(11):
π結合を有する基が、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、フルオレン、フェニレンエチニレン、ビニレン、エチニレン、チアゾール、ベンゾジチオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、シクロペンタジチオフェン、トリフェニルアミン、ピロール、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、チエノピラジン及び1H‐ベンゾ[de]アントラセンからなる群から選択される一以上の化学構造を含む基であることを特徴とする、前記(1)〜(10)のいずれかに記載の共役高分子化合物。
(11):
A group having a π bond is thiophene, phenylene, phenylene vinylene, fluorene, phenylene ethynylene, vinylene, ethynylene, thiazole, benzodithiophene, thienothiophene, dithienothiophene, cyclopentadithiophene, triphenylamine, pyrrole, 2, Any one of (1) to (10) above, which is a group containing one or more chemical structures selected from the group consisting of 1,3-benzothiadiazole, thienopyrazine and 1H-benzo [de] anthracene The conjugated polymer compound described in 1.

(12):
キノイド型構造を有するアリール基が、シクロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、2,3,5,6−テトラフルオロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、ナフタレン−2,6−ジイリデン基、アントラセン−9,10−ジイリデン基からなる群から選択される基であることを特徴とする、前記(1)〜(5)及び(7)〜(11)のいずれかに記載の共役高分子化合物。
(12):
The aryl group having a quinoid structure is a cyclohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, 2,3,5,6-tetrafluorohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, naphthalene Any of the above (1) to (5) and (7) to (11), which is a group selected from the group consisting of a -2,6-diylidene group and an anthracene-9,10-diylidene group A conjugated polymer compound as described above.

(13):
次の一般式(V)で示される共役高分子化合物に、次の一般式(VI)で示される化合物を反応させて、次の一般式(I)で示される共役高分子化合物を得る下記反応式(1)に示される工程を含むことを特徴とする、前記(1)に記載の共役高分子化合物の製造方法。
(13):
The following reaction to obtain the conjugated polymer compound represented by the following general formula (I) by reacting the conjugated polymer compound represented by the following general formula (V) with the compound represented by the following general formula (VI) The manufacturing method of the conjugated polymer compound as described in said (1) characterized by including the process shown by Formula (1).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

(14):
次の一般式(VII)で示される共役高分子化合物に、次の一般式(A−1)で示されるテトラシアノエチレンを反応させて、次の一般式(III)で示される共役高分子化合物を得る下記反応式(2)に示される工程を含むことを特徴とする、前記(6)に記載の共役高分子化合物の製造方法。
(14):
A conjugated polymer compound represented by the following general formula (III) is reacted with a tetracyanoethylene represented by the following general formula (A-1) to the conjugated polymer compound represented by the following general formula (VII). The method for producing a conjugated polymer compound according to (6) above, which comprises the step shown in the following reaction formula (2) to obtain:

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x,及びyは、それぞれ、0≦x<l00、0<y≦100及びx+y=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X and y are 0 ≦ x <100, 0 <y, respectively. ≦ 100 and x + y = 100 are natural numbers that satisfy the formulas and represent numerical values indicating the polymerization ratio of monomers.)

(15):
前記(14)に記載の製造方法において、さらに、次の一般式(VIII)で示される化合物と次の一般式(IX)で示される化合物を反応させて、次の一般式(VII)で示される共役高分子化合物を合成する下記反応式(3)で示される工程を含むことを特徴とする、共役高分子化合物の製造方法。
(15):
In the production method according to the above (14), the compound represented by the following general formula (VIII) is further reacted with the compound represented by the following general formula (IX) to obtain a compound represented by the following general formula (VII). A process for producing a conjugated polymer compound comprising a step represented by the following reaction formula (3) for synthesizing a conjugated polymer compound:

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。Xは、ハロゲン原子を表す。x+yはモノマーが重合してポリマーとなっていることを表す。) (In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X represents a halogen atom. X + y represents a monomer polymerized. (Indicates that it is a polymer.)

(16):
下記(A)〜(C)の工程を含むことを特徴とする、共役高分子化合物の製造方法:
(A)次の一般式(V)で示される共役高分子化合物と次の一般式(VI)で示される化合物の存在比を変えることにより、下記反応式(1)で示される反応を複数行う工程;
(B)前記(A)の工程により得られた次の一般式(I)で示される共役高分子化合物であって、xとyの比が異なる複数の共役高分子化合物について、電子状態の測定を行う工程;
(C)所望の電子状態を持つ共役高分子化合物を選択する工程。
(16):
The manufacturing method of the conjugated polymer compound characterized by including the process of following (A)-(C):
(A) By changing the abundance ratio of the conjugated polymer compound represented by the following general formula (V) and the compound represented by the following general formula (VI), a plurality of reactions represented by the following reaction formula (1) are performed. Process;
(B) Measurement of electronic state of a plurality of conjugated polymer compounds obtained by the step (A) represented by the following general formula (I) and having different ratios of x and y Performing the steps;
(C) A step of selecting a conjugated polymer compound having a desired electronic state.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

(17):
前記(C)の工程において、HOMO準位が5.2〜5.6eVであり且つLUMO準位が3.7〜4.1eVである共役高分子化合物を選択することを特徴とする、前記(16)に記載の共役高分子化合物の製造方法。
(17):
In the step (C), a conjugated polymer compound having a HOMO level of 5.2 to 5.6 eV and a LUMO level of 3.7 to 4.1 eV is selected. The manufacturing method of the conjugated polymer compound as described in 16).

(18):
前記(16)及び(17)のいずれかに記載の製造方法により得られた、共役高分子化合物。
(18):
A conjugated polymer compound obtained by the production method according to any one of (16) and (17).

(19):
前記1〜12及び18のいずれかに記載の共役高分子化合物を含む、有機薄膜太陽電池用のp型導電性高分子材料。
(19):
The p-type conductive polymer material for organic thin-film solar cells containing the conjugated polymer compound in any one of said 1-12 and 18.

(20):
第1電極層と、前記(19)に記載されたp型導電性高分子材料を含む光電変換層と、第2電極層とを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池素子。
(20):
An organic thin-film solar cell element comprising a first electrode layer, a photoelectric conversion layer containing the p-type conductive polymer material described in (19), and a second electrode layer.

(21):
前記(20)に記載された有機薄膜太陽電池素子を1つ以上含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池。
(21):
One or more organic thin-film solar cell elements described in said (20) are included, The organic thin-film solar cell characterized by the above-mentioned.

本発明の共役高分子化合物及びその製造方法は、添加する強力アクセプター分子の量を調節することで、電子アクセプターとなるシアノ基の共役高分子への導入量を制御することができるので、様々な電子状態を有する共役高分子化合物の網羅的なライブラリを簡便に提供することを可能とするものである。   In the conjugated polymer compound of the present invention and the method for producing the conjugated polymer compound, the introduction amount of the cyano group serving as an electron acceptor into the conjugated polymer can be controlled by adjusting the amount of the strong acceptor molecule to be added. It is possible to easily provide a comprehensive library of conjugated polymer compounds having an electronic state.

本発明の共役高分子化合物を用いれば、様々な電子状態を有する共役高分子化合物の網羅的なライブラリの中から、理想の電子状態を有する共役高分子化合物を選択することが可能となるため、次世代の太陽電池である有機薄膜太陽電池の実用化を強力に推し進めることができるものである。   By using the conjugated polymer compound of the present invention, it becomes possible to select a conjugated polymer compound having an ideal electronic state from an exhaustive library of conjugated polymer compounds having various electronic states. It is possible to strongly promote the practical application of organic thin-film solar cells, which are next-generation solar cells.

また、本発明の共役高分子化合物は、分子内の電子ドナーと、シアノ基(電子アクセプター)との、ドナーアクセプター相互作用に由来する可視光吸収効果を奏するため、優れた光電効果が期待できるものである。   Moreover, since the conjugated polymer compound of the present invention exhibits a visible light absorption effect derived from a donor-acceptor interaction between an electron donor in a molecule and a cyano group (electron acceptor), an excellent photoelectric effect can be expected. Is.

さらに、本発明の共役高分子化合物は、側鎖に電子アクセプターを付加するため、主鎖に電子アクセプターを付加する場合と比べて、付加反応が容易となるものである。また、主鎖にドナーとアクセプターが交互にある場合にはドナーアクセプター相互作用は隣接間でしか働かないのに対し、主鎖全体がドナー(アクセプター)であり側鎖にアクセプター(ドナー)がある本発明の共役高分子化合物では、ドナーアクセプター相互作用を相乗的に強めることができるものである。   Furthermore, since the conjugated polymer compound of the present invention adds an electron acceptor to the side chain, the addition reaction is easier than when an electron acceptor is added to the main chain. In addition, when the main chain has alternating donors and acceptors, the donor-acceptor interaction only works between adjacent groups, whereas the entire main chain is a donor (acceptor) and the side chain has an acceptor (donor). In the conjugated polymer compound of the present invention, the donor-acceptor interaction can be synergistically enhanced.

本発明の一般式(II)で示される共役高分子化合物は、室温で、しかも、一段階反応で副生成物がなく、極めて高い収率で、なおかつ、触媒を用いることなく製造することができるという優れた効果を奏するものである。   The conjugated polymer compound represented by the general formula (II) of the present invention can be produced at room temperature, without a by-product in a one-step reaction, in an extremely high yield, and without using a catalyst. This is an excellent effect.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
本発明の共役高分子化合物は、下記の反応式(1)に示されるように、一般式(V)に示される化合物に、一般式(VI)で示される化合物を添加し、両者を反応させることにより製造することができる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiment.
In the conjugated polymer compound of the present invention, as shown in the following reaction formula (1), the compound represented by the general formula (VI) is added to the compound represented by the general formula (V), and both are reacted. Can be manufactured.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

本発明におけるアルキンへの付加反応は、下記のような反応機構によるものと考えられる。   The addition reaction to alkyne in the present invention is considered to be due to the following reaction mechanism.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(上記反応機構中、Rは任意の置換基を表し、EDGは電子供与性基を表す。) (In the above reaction mechanism, R represents an arbitrary substituent, and EDG represents an electron donating group.)

上記反応式(1)において、一般式(V)で示される共役高分子化合物に対して添加される一般式(VI)で示される化合物の量を適宜変えた複数の反応を行うことによって、一般式(I)におけるxとyの比が異なる複数の共役高分子化合物を得ることができる。一般式(VI)で示される化合物の添加量を増大させることによって、yの値が増加するため、一般式(VI)で示される化合物の添加量を0から一定ずつ増加させた複数の反応を行えば、xとyの比が少しずつ増加した化合物ライブラリを作成できることになる。そして、yの値が増加することによって、共役高分子化合物のLUMO値が大きく低下し、HOMO値が小さく低下することが期待できるため、ライブラリの共役高分子化合物の電子状態を測定することによって、ライブラリの中から、所望のLUMO値及びHOMO値に近い値を有する共役高分子化合物を選択することができる。   In the above reaction formula (1), by performing a plurality of reactions in which the amount of the compound represented by the general formula (VI) added to the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) is appropriately changed, A plurality of conjugated polymer compounds having different ratios of x and y in formula (I) can be obtained. By increasing the amount of the compound represented by the general formula (VI), the value of y increases. Therefore, a plurality of reactions in which the amount of the compound represented by the general formula (VI) is increased from 0 by a certain amount are performed. If it carries out, the compound library which the ratio of x and y increased little by little can be created. And by increasing the value of y, it can be expected that the LUMO value of the conjugated polymer compound is greatly reduced and the HOMO value is reduced to a small value. Therefore, by measuring the electronic state of the conjugated polymer compound in the library, A conjugated polymer compound having values close to the desired LUMO value and HOMO value can be selected from the library.

すなわち、本発明は、下記(A)〜(C)の工程を含むことを特徴とする、共役高分子化合物の製造方法を提供する:
(A)一般式(V)で示される共役高分子化合物と一般式(VI)で示される化合物の存在比を変えることにより、反応式(1)で示される反応を複数行う工程;
(B)前記(A)の工程により得られた一般式(I)で示される共役高分子化合物であって、xとyの比が異なる複数の共役高分子化合物について、電子状態の測定を行う工程;
(C)所望の電子状態を持つ共役高分子化合物を選択する工程。
That is, this invention provides the manufacturing method of the conjugated polymer compound characterized by including the process of following (A)-(C):
(A) A step of performing a plurality of reactions represented by the reaction formula (1) by changing the abundance ratio of the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) and the compound represented by the general formula (VI);
(B) The electronic state of a plurality of conjugated polymer compounds represented by the general formula (I) obtained by the step (A) and having different ratios of x and y is measured. Process;
(C) A step of selecting a conjugated polymer compound having a desired electronic state.

ここで、共役高分子化合物の電子状態を測定する方法としては、特に限定されないが、例えば、電気化学的測定法及び吸収・発光スペクトル測定法を用いることができる。
まず、ジクロロメタン中でサイクリックボルタンメトリー測定により求められる酸化電子をFc/Fc(4.8eV)の相対電位とすることでHOMO準位を決定することができる。
次に、ジクロロメタン中で紫外・可視・近赤外吸収スペクトルを測定する。可視(及び近赤外)吸収末端エネルギーを発光波長との整合性を保持しつつ求め、光学的に算出したバンドギャップ値とする。電気化学測定法により決定したHOMO準位と吸収・発光スペクトル測定法により決定したバンドギャップ値から、LUMO準位を算出することができる。
Here, the method for measuring the electronic state of the conjugated polymer compound is not particularly limited, and for example, an electrochemical measurement method and an absorption / emission spectrum measurement method can be used.
First, the HOMO level can be determined by setting the oxidized electrons obtained by cyclic voltammetry measurement in dichloromethane to a relative potential of Fc / Fc + (4.8 eV).
Next, ultraviolet, visible, and near infrared absorption spectra are measured in dichloromethane. The visible (and near-infrared) absorption terminal energy is obtained while maintaining consistency with the emission wavelength, and is set as an optically calculated band gap value. The LUMO level can be calculated from the HOMO level determined by the electrochemical measurement method and the band gap value determined by the absorption / emission spectrum measurement method.

上記(C)の工程において、HOMO準位が5.2〜5.6eVであり且つLUMO準位が3.7〜4.1eVである共役高分子化合物を選択すれば、有機薄膜太陽電池においてn型半導体をフラーレン誘導体(PCBM)とした場合の、p型半導体の理想の電子状態(HOMO準位=5.4eV、LUMO準位=3.9eV)に近い共役高分子化合物を得ることができる。   In the step (C), when a conjugated polymer compound having a HOMO level of 5.2 to 5.6 eV and a LUMO level of 3.7 to 4.1 eV is selected, the organic thin film solar cell has n When the type semiconductor is a fullerene derivative (PCBM), a conjugated polymer compound close to the ideal electronic state (HOMO level = 5.4 eV, LUMO level = 3.9 eV) of the p-type semiconductor can be obtained.

上記反応式(1)において、一般式(V)に示される共役高分子化合物のエチニレン基(炭素−炭素三重結合)に隣接するR及びRのいずれかが電子供与性基であることにより、一般式(VI)で示される化合物を付加する反応の反応性が高められている。 In the reaction formula (1), when either R 1 or R 2 adjacent to the ethynylene group (carbon-carbon triple bond) of the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) is an electron donating group The reactivity of the reaction for adding the compound represented by the general formula (VI) is enhanced.

ここで、電子供与性基としては、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアルコキシ基を有するフェニル基、アミノ基、モノ置換アミノ基、ジ置換アミノ基、置換基を有していてもよいフェロセン含有基、置換基を有していてもよいチオフェン含有基、置換基を有していてもよいピロール含有基又は置換基を有していてもよいカルバゾール含有基のいずれかが用いられる。 Here, examples of the electron donating group include a phenyl group having an amine in at least one of the para-position and the ortho-position, a phenyl group having an alkoxy group in at least one of the para-position and the ortho-position, an amino group, a mono-substituted amino group, A substituted amino group, a ferrocene-containing group that may have a substituent, a thiophene-containing group that may have a substituent, a pyrrole-containing group that may have a substituent, or a substituent. Any of the other carbazole-containing groups may be used.

ここで、置換基としては、それほど反応性の高くない基であれば特に限定されず、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、シリル基等とすることができる。 Here, the substituent is not particularly limited as long as the group is not so reactive. For example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a heterocyclic group, an alkoxy group Group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, An alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an amino group, a halogen atom, a fluorinated hydrocarbon group, a cyano group, a silyl group, and the like can be used.

及びRのいずれかが電子供与性基であることにより、上記の反応式(1)の反応性が高められているため、本発明の製造方法は、例えば、0〜300℃の条件下において、無触媒で又は遷移金属等の触媒を用いて、有機溶媒中で行うことができる。 Since either one of R 1 and R 2 is an electron donating group, the reactivity of the above reaction formula (1) is enhanced, and thus the production method of the present invention is performed under conditions of, for example, 0 to 300 ° C. Below, it can carry out in an organic solvent without a catalyst or using catalysts, such as a transition metal.

本発明の好ましい実施形態は、反応式(1)中の一般式(V)に示される共役高分子化合物において、エチニレン基(炭素−炭素三重結合)に隣接するR及びRの少なくとも一方にある電子供与性基が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基又は置換基を有していてもよいフェロセン含有基とすることであり、この場合には、さらに反応性を高めることができる。
本発明のより好ましい実施形態は、反応式(1)中の一般式(V)に示される共役高分子化合物において、R及びRの少なくとも一方にある電子供与性基を、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基とすることである。
In a preferred embodiment of the present invention, in the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) in the reaction formula (1), at least one of R 1 and R 2 adjacent to the ethynylene group (carbon-carbon triple bond) is used. A certain electron-donating group is a phenyl group having an amine in at least one of the para-position and the ortho-position or a ferrocene-containing group optionally having a substituent. In this case, the reactivity is further increased. be able to.
In a more preferred embodiment of the present invention, in the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) in the reaction formula (1), the electron donating group in at least one of R 1 and R 2 is substituted with the para position and the ortho group. The phenyl group having an amine in at least one of the positions.

一般式(V)における、R及びRの少なくとも一方が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基又は置換基を有していてもよいフェロセン含有基である共役高分子化合物としては、これらに限定されるわけではないが、例えば、次の一般式(X)〜(XVI)で示される共役高分子化合物を挙げることができる。 A conjugated polymer compound in which at least one of R 1 and R 2 in the general formula (V) is a phenyl group having an amine in at least one of the para position and the ortho position or a ferrocene-containing group optionally having a substituent Examples of the conjugated polymer compound include, but are not limited to, conjugated polymer compounds represented by the following general formulas (X) to (XVI).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R、R及びRのいずれかは、π結合を有する基を表す)。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。R及びR´は、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 2 represents a group having an π bond or an electron donating group, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein any one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond) R 6 is one or more of groups having a π bond R and R ′ each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and x, y and z are 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and (It is a natural number satisfying the formula x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

これらの中でも特に、一般式(X)で示される化合物を用いるのが好ましい。一般式(X)で示される化合物に、次の一般式(VI)で示される化合物を付加させて、次の一般式(II)で示される共役高分子化合物を得るものである、下記の反応式(4)で示される製造方法は、室温で、しかも、一段階反応で副生成物がなく、極めて高い収率で、なおかつ、触媒を用いることなく製造することができるという優れた効果を奏するものである。   Among these, it is particularly preferable to use a compound represented by the general formula (X). A compound represented by the following general formula (VI) is added to the compound represented by the general formula (X) to obtain a conjugated polymer compound represented by the following general formula (II). The production method represented by the formula (4) has an excellent effect that it can be produced at room temperature, without a by-product in a one-step reaction, in an extremely high yield, and without using a catalyst. Is.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表し、R及びRのうち少なくとも一方は、π結合を有する基を表す。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 3 and R 4 represent a group having a π bond or a single bond, and at least of R 3 and R 4 One represents a group having a π bond, R 5 represents an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and R 6 represents one or more monomer structural units each composed of a group having a π bond. X, y, and z are natural numbers that satisfy the following expressions: 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100, and x + y + z = 100, respectively, (Shows the numerical value shown.)

上記反応式(4)で使用される溶媒としては、これらに限定されるわけではないが、例えば、ジクロロエタン、THF(テトラヒドロフラン)、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル等を用いることができる。   Examples of the solvent used in the reaction formula (4) include, but are not limited to, dichloroethane, THF (tetrahydrofuran), dichloromethane, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, benzene, toluene, acetonitrile, and the like. be able to.

上記反応式(4)で得られる一般式(II)で示される共役高分子化合物は、Rが水素原子の場合には、本願明細書の実施例3で実証されているように、化学的安定性が低下した高分子化合物となる。低分子の類似構造の化合物の場合には化学的安定性は高いため、これは高分子特有の現象であり、従来技術からは全く予測のできなかったものである。
すなわち、本発明は、上記一般式(II)で示される化合物において、Rがπ結合を有する基又は電子供与性基であり、化学的安定性の高い共役高分子化合物を提供するものである。
In the case where R 1 is a hydrogen atom, the conjugated polymer compound represented by the general formula (II) obtained by the above reaction formula (4) has a chemical structure as demonstrated in Example 3 of the present specification. A polymer compound with reduced stability is obtained. In the case of a low molecular weight compound having a similar structure, since the chemical stability is high, this is a phenomenon peculiar to a polymer and cannot be predicted at all from the prior art.
That is, the present invention provides a conjugated polymer compound having high chemical stability in which R 1 is a group having a π bond or an electron donating group in the compound represented by the general formula (II). .

上記の反応式(1)及び(4)では、次の一般式(VI)で示される強力アクセプター分子が使用される。   In the above reaction formulas (1) and (4), a strong acceptor molecule represented by the following general formula (VI) is used.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。) (In the formula, R 5 represents an aryl group having a quinoid structure or a double bond.)

ここで、キノイド型構造を有するアリール基としては、特に限定されず、例えば、シクロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、2,3,5,6−テトラフルオロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、ナフタレン−2,6−ジイリデン基、アントラセン−9,10−ジイリデン基、フェナントレン−3,9−ジイリデン基、フェナントレン−2,7−ジイリデン基等が挙げられる。
これらの中でも特に、シクロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、2,3,5,6−テトラフルオロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、ナフタレン−2,6−ジイリデン基、アントラセン−9,10−ジイリデン基が好ましい。
Here, the aryl group having a quinoid structure is not particularly limited, and examples thereof include a cyclohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, 2,3,5,6-tetrafluorohexa-2,5. -Diene-1,4-diylidene group, naphthalene-2,6-diylidene group, anthracene-9,10-diylidene group, phenanthrene-3,9-diylidene group, phenanthrene-2,7-diylidene group and the like.
Among these, cyclohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, 2,3,5,6-tetrafluorohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, naphthalene-2,6 -Diylidene group and anthracene-9,10-diylidene group are preferable.

一般式(VI)で示される化合物としては、これらに限定されるものではないが、例えば、下記の構造式(A−1)〜(A−5)に示される化合物が挙げられる。 Examples of the compound represented by the general formula (VI) include, but are not limited to, compounds represented by the following structural formulas (A-1) to (A-5).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

一般式(VI)において、Rが二重結合の場合には、上記構造式(A−1)で示されるテトラシアノエチレンとなる。
一般式(VI)において、Rがシクロヘキサ−2,5ジエン−1,4−ジイリデン基の場合には、上記構造式(A−2)で示されるテトラシアノキノジメタンとなる。
一般式(VI)において、Rが2,3,5,6−テトラフルオロヘキサ−2,5ジエン−1,4−ジイリデン基の場合には、上記構造式(A−3)で示されるテトラフルオロテトラシアノキノジメタンとなる。
一般式(VI)において、Rがナフタレン−2,6−ジイリデン基の場合には、上記構造式(A−4)で示される11,11,12,12‐テトラシアノナフト‐2,6‐キノジメタンとなる。
一般式(VI)において、Rがアントラセン−9,10−ジイリデン基の場合には、上記構造式(A−5)で示される9,10−ビス(ジシアノメチレン)−9,10−ジヒドロアントラセンとなる。
In the general formula (VI), when R 5 is a double bond, tetracyanoethylene represented by the structural formula (A-1) is obtained.
In the general formula (VI), when R 5 is a cyclohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, tetracyanoquinodimethane represented by the structural formula (A-2) is obtained.
In the general formula (VI), when R 5 is 2,3,5,6-tetrafluorohexa-2,5diene-1,4-diylidene group, the tetra represented by the structural formula (A-3) is used. It becomes fluorotetracyanoquinodimethane.
In the general formula (VI), when R 5 is a naphthalene-2,6-diylidene group, 11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6- It becomes quinodimethane.
In the general formula (VI), when R 5 is an anthracene-9,10-diylidene group, 9,10-bis (dicyanomethylene) -9,10-dihydroanthracene represented by the above structural formula (A-5) It becomes.

一般式(VI)で示される化合物としては、上記構造式(A−1)で示されるテトラシアノエチレンを用いることが最も好ましい。
テトラシアノエチレンを使用すれば、過剰に添加しても、副反応を誘起しないため、昇華精製で容易にテトラシアノエチレンを除去することができ、製造コストを低減することができる。また、テトラシアノエチレンを昇華精製により除去した後の反応物の重量から重量増加を計算すれば、反応収率を容易に計算することができる。
As the compound represented by the general formula (VI), it is most preferable to use tetracyanoethylene represented by the structural formula (A-1).
If tetracyanoethylene is used, a side reaction is not induced even if it is added in excess, so that tetracyanoethylene can be easily removed by sublimation purification, and the production cost can be reduced. Moreover, if the weight increase is calculated from the weight of the reaction product after removing tetracyanoethylene by sublimation purification, the reaction yield can be easily calculated.

本発明における、共役高分子化合物とは、炭素−炭素又はヘテロ原子を含む二重結合又は3重結合が、単結合又はヘテロ原子を介して連結した主鎖を持ち、π共役系により導電性を有する有機高分子化合物を意味する。   In the present invention, the conjugated polymer compound has a main chain in which a double bond or a triple bond containing carbon-carbon or a hetero atom is connected via a single bond or a hetero atom, and is made conductive by a π-conjugated system. It means an organic polymer compound having.

本発明の次の一般式(I)で示される共役高分子化合物において、R、R、R及びRからなる主鎖は、炭素−炭素若しくはヘテロ原子を含む二重結合又は3重結合が単結合又はヘテロ原子を介して連結した構造を持ち、π共役系により導電性を有するものであれば、どのようなものであってもよい。 In the conjugated polymer compound represented by the following general formula (I) of the present invention, the main chain composed of R 2 , R 3 , R 4 and R 6 has a double bond or triple bond containing carbon-carbon or a hetero atom. Any structure may be used as long as it has a structure in which the bond is connected through a single bond or a hetero atom and has conductivity by a π-conjugated system.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

ここで、π結合を有する基としては、主鎖にπ共役系を形成できる基であれば特に限定されず、例えば、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、フルオレン、フェニレンエチニレン、ビニレン、エチニレン、チアゾール、ベンゾジチオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、シクロペンタジチオフェン、トリフェニルアミン、ピロール、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、チエノピラジン、1H‐ベンゾ[de]アントラセン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、ビフェニレン、アセナフチレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセファナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、ヘキサフェン、ヘキサセン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ヘプタセン、ピラントレン、オバレン、フラン、ピリジン、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドール、カルバゾール、キノリン、フェナントリジン、アクリジン、ベンゾイミダゾール、キノキサリン、キナゾリン、プリン、プテリジン、フェナントロリン、チアントレン及びフェナジンからなる群から選択される一以上の化学構造を含む基である。   Here, the group having a π bond is not particularly limited as long as it is a group capable of forming a π conjugated system in the main chain, and examples thereof include thiophene, phenylene, phenylene vinylene, fluorene, phenylene ethynylene, vinylene, ethynylene, thiazole, Benzodithiophene, thienothiophene, dithienothiophene, cyclopentadithiophene, triphenylamine, pyrrole, 2,1,3-benzothiadiazole, thienopyrazine, 1H-benzo [de] anthracene, pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene , Biphenylene, acenaphthylene, phenalene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, acephananthrylene, acanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, preaden, picene, perylene, pen N-taphene, pentacene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, heptacene, pyrantolene, obalene, furan, pyridine, oxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, benzofuran, benzothiophene, indole, carbazole, quinoline, fe It is a group comprising one or more chemical structures selected from the group consisting of nanthridine, acridine, benzimidazole, quinoxaline, quinazoline, purine, pteridine, phenanthroline, thianthrene and phenazine.

ここで、「一以上の化学構造を含む基」とは、上記列挙された群から選択された化学構造を含む2価若しくは3価の基であるか、その基に置換基が付加された基であるか、上記列挙された群から選択された化学構造の2つ以上が単結合若しくはヘテロ原子を介して連結した2価若しくは3価の基であるか、その基に置換基が付加された基であることを意味する。   Here, the “group including one or more chemical structures” is a divalent or trivalent group including a chemical structure selected from the group listed above, or a group having a substituent added to the group. Or two or more of the chemical structures selected from the groups listed above are a divalent or trivalent group linked via a single bond or a heteroatom, or a substituent is added to the group Means a group.

π結合を有する基として好ましいものは、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、フルオレン、フェニレンエチニレン、ビニレン、エチニレン、チアゾール、ベンゾジチオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、シクロペンタジチオフェン、トリフェニルアミン、ピロール、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、チエノピラジン及び1H‐ベンゾ[de]アントラセンからなる群から選択される一以上の化学構造を含む基である。 Preferred groups having a π bond are thiophene, phenylene, phenylene vinylene, fluorene, phenylene ethynylene, vinylene, ethynylene, thiazole, benzodithiophene, thienothiophene, dithienothiophene, cyclopentadithiophene, triphenylamine, pyrrole , 2,1,3-benzothiadiazole, thienopyrazine and 1H-benzo [de] anthracene.

π結合を有する基としては、これらに限定されるわけではないが、例えば、次の一般式(B−1)〜(B―14)に示される基が挙げられる。   Examples of the group having a π bond include, but are not limited to, groups represented by the following general formulas (B-1) to (B-14).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、シリル基等であり、二つのRが環を形成していてもよい。また、これらのπ結合を有する基がRである場合には、本発明の共役高分子化合物の側鎖となるエチニレン基(炭素−炭素三重結合)がRに連結していてもよい。) (In the formula, each R is independently a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heteroaryl group, heterocyclic group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, Group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, A halogen atom, a fluorinated hydrocarbon group, a cyano group, a silyl group, etc., and two Rs may form a ring, and when these groups having a π bond are R 2 , The ethynylene group (carbon-carbon triple bond) that becomes the side chain of the conjugated polymer compound of the invention (It may be linked to R.)

また、前記の一般式(I)、(II)、(V)及び(X)〜(XVI)において、Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。すなわち、本発明の共役高分子化合物においては、付加反応が起こる側鎖を有するモノマー以外に、その他の1種以上のモノマーが共重合していてもよい。また、当該その他のモノマーが共重合しておらず、前記の一般式(I)、(II)、(V)及び(X)〜(XV)において、zが0であってもよい。
また、Rは、側鎖にエチニレン基(炭素−炭素三重結合)を有するモノマーであってもよく、その場合には、一般式(VI)で示される化合物がRの側鎖にも付加されるため、一般式(I)で示される共役高分子化合物は、次の一般式(IV)で示される共役高分子化合物となる。
In the general formulas (I), (II), (V), and (X) to (XVI), R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond. . That is, in the conjugated polymer compound of the present invention, in addition to a monomer having a side chain in which an addition reaction occurs, one or more other monomers may be copolymerized. Moreover, the said other monomer is not copolymerized and z may be 0 in the said general formula (I), (II), (V) and (X)-(XV).
R 6 may be a monomer having an ethynylene group (carbon-carbon triple bond) in the side chain. In this case, the compound represented by the general formula (VI) is also added to the side chain of R 6. Therefore, the conjugated polymer compound represented by the general formula (I) becomes a conjugated polymer compound represented by the following general formula (IV).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、R及びR´は、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びR´は、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R、R´、R、及びR´は、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R´及びR´の少なくとも一方は電子供与性基を表す。また、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表し、R´、R´及びR´のうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。R及びR´は、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。x,y、z及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100、0≦z<100及びx+y+z+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 and R 1 ′ represent a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 2 and R 2 ′ represent an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 , R 3 ′, R 4 , and R 4 ′ represent a group having a π bond or a single bond (provided that at least one of R 1 and R 2 represents an electron-donating group, and R 1 ′ and R 2 And at least one of ′ represents an electron donating group. At least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond, and at least one of R 2 ′, R 3 ′ and R 4 ′. One represents a group having a π bond) R 5 and R 5 ′ represent an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and x, y, z 1 and z 2 are each 0 ≦ x < l00, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z 1 <100, 0 ≦ z 2 <100 and x + y + z 1 + z 2 = 10 (It is a natural number satisfying the equation of 0, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

また、本発明の共役高分子化合物の前駆体となる一般式(V)で示される共役高分子化合物が、エチニレン基を有する側鎖を二つ以上有する場合には、一般式(I)中のRを、シアノ基が導入された二つの以上の側鎖を有する基とすることができる。例えば、側鎖を二つ有する場合には、一般式(I)は、次の一般式(XVII)のように表すことができる。 When the conjugated polymer compound represented by the general formula (V) serving as a precursor of the conjugated polymer compound of the present invention has two or more side chains having an ethynylene group, R 6 can be a group having two or more side chains into which a cyano group is introduced. For example, when it has two side chains, general formula (I) can be represented as the following general formula (XVII).

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、R及びR´は、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びR´又はRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y<100、0<z≦100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 and R 1 ′ represent a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4. Represents a group having a π bond or a single bond (provided that at least one of R 1 and R 1 ′ or R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 is π R 5 represents an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and x, y, and z are 0 ≦ x <100, 0 <y <100, and 0 <z ≦, respectively. (It is a natural number satisfying the formula of 100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

本発明の一般式(I)で示される共役高分子化合物の前駆体となる、下記の一般式(V)で示される共役高分子化合物は、側鎖にエチニレン基(炭素−炭素三重結合)を有するモノマーと、必要により他のモノマーを共重合させることにより、得ることができる。   The conjugated polymer compound represented by the following general formula (V), which is a precursor of the conjugated polymer compound represented by the general formula (I) of the present invention, has an ethynylene group (carbon-carbon triple bond) on the side chain. It can be obtained by copolymerizing the monomer having and other monomers if necessary.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, wherein x, y and z are 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and (It is a natural number satisfying the formula x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)

ここで、モノマーを重合させる方法としては、これらに限定される訳ではないが、例えば、パラジウム/リン触媒を用いたクロスカップリング反応により重合する方法、薗頭カップリング反応により重合する方法、Heckカップリング反応により重合する方法、Suzukiカップリング反応により重合する方法、Grignard反応により重合する方法、スルホニウム塩前駆体法、Wittig-Horner反応、Knoevenagel法、Ni(O)触媒により重合する方法、FeCl等の酸化剤により重合する方法、電気化学的に酸化重合する方法、適当な脱離基を有する中間体高分子の分解による方法など等を用いることができる。 Here, the method of polymerizing the monomer is not limited to these, but for example, a method of polymerizing by a cross coupling reaction using a palladium / phosphorus catalyst, a method of polymerizing by a Sonogashira coupling reaction, Heck, Method of polymerizing by coupling reaction, method of polymerizing by Suzuki coupling reaction, method of polymerizing by Grignard reaction, sulfonium salt precursor method, Wittig-Horner reaction, Knoevenagel method, method of polymerizing by Ni (O) catalyst, FeCl 3 A method of polymerizing with an oxidant such as a method, a method of electrochemically oxidatively polymerizing, a method of decomposing an intermediate polymer having an appropriate leaving group, and the like can be used.

一般式(V)において、Rがπ結合を有する基又は電子供与性基であり、Rがパラ位に2価のアミンを有するフェニル基であり、Rが単結合であり、Rがπ結合を有する基であり、かつ、z=0であって、次の一般式(VII)で示される化合物を合成する方法について説明する。 In the general formula (V), R 1 is a group having a π bond or an electron donating group, R 2 is a phenyl group having a divalent amine at the para position, R 3 is a single bond, R 4 Is a group having a π bond and z = 0, and a method for synthesizing a compound represented by the following general formula (VII) will be described.

Figure 2009270011
(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x+yはモノマーが重合してポリマーとなっていることを表す。)
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X + y represents that a monomer is polymerized to form a polymer. .)

上記の一般式(VII)で示される化合物は、下記の反応式(3)に示されるように、次の一般式(VIII)で示される化合物と、次の一般式(IX)で示される化合物とを、クロスカップリングさせることにより合成することができる。   The compound represented by the general formula (VII) is composed of a compound represented by the following general formula (VIII) and a compound represented by the following general formula (IX) as shown in the following reaction formula (3). Can be synthesized by cross coupling.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。Xは、ハロゲン原子を表す。x+yはモノマーが重合してポリマーとなっていることを表す。) (In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X represents a halogen atom. X + y represents a monomer polymerized. (Indicates that it is a polymer.)

この反応式(3)では、パラジウム/リン触媒によるカップリング反応を用いることが好ましい。すなわち、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム等のパラジウム触媒と、トリ(tert-ブチル)ホスフィン等のリン配位子の存在下に、トルエン等の有機溶媒中でクロスカップリングさせることができる。   In this reaction formula (3), it is preferable to use a coupling reaction by a palladium / phosphorus catalyst. That is, it can be cross-coupled in an organic solvent such as toluene in the presence of a palladium catalyst such as tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and a phosphorus ligand such as tri (tert-butyl) phosphine.

上記反応により得られた一般式(VII)により得られた共役高分子化合物は、さらに下記反応式(2)に示されるように、テトラシアノエチレンを付加することによって、次の一般式(III)で示される電子状態の制御された共役高分子化合物を製造することができる。   The conjugated polymer compound obtained by the general formula (VII) obtained by the above reaction is further added with tetracyanoethylene as shown in the following reaction formula (2) to give the following general formula (III) A conjugated polymer compound having a controlled electronic state can be produced.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x,及びyは、それぞれ、0≦x<l00、0<y≦100及びx+y=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。) (In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X and y are 0 ≦ x <100, 0 <y, respectively. ≦ 100 and x + y = 100 are natural numbers that satisfy the formulas and represent numerical values indicating the polymerization ratio of monomers.)

本発明の共役高分子化合物は、電子状態を制御することができ、また、分子内のドナーアクセプター相互作用に由来する可視光吸収効果を奏するため、有機薄膜太陽電池のp型半導体材料とするのに適している。   Since the conjugated polymer compound of the present invention can control the electronic state and has a visible light absorption effect derived from intramolecular donor-acceptor interaction, it is used as a p-type semiconductor material for organic thin-film solar cells. Suitable for

本発明のp型半導体材料は、n型有機半導体とともに溶媒に分散して用いることができる。粘度を低くし均一な塗膜を形成するためには、本発明のp型半導体材料の分子量を500万以下とすることが好ましい。n型有機半導体としては、例えば、フラーレン誘導体、カーボンナノチューブ、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体、並びに、これらの共重合体を用いることができる。
n型半導体として、フラーレン誘導体である下記のPCBMを用いる場合には、LUMO値が3.9eV近傍であり、かつ、HOMO値が5.4eV近傍に制御された本発明の共役高分子化合物を用いれば、p型半導体材料とすることができる。
The p-type semiconductor material of the present invention can be used by being dispersed in a solvent together with an n-type organic semiconductor. In order to reduce the viscosity and form a uniform coating film, it is preferable that the molecular weight of the p-type semiconductor material of the present invention is 5 million or less. As the n-type organic semiconductor, for example, fullerene derivatives, carbon nanotubes, polyphenylene vinylene, polyfluorene, derivatives thereof, and copolymers thereof can be used.
When the following PCBM, which is a fullerene derivative, is used as an n-type semiconductor, the conjugated polymer compound of the present invention in which the LUMO value is in the vicinity of 3.9 eV and the HOMO value is controlled in the vicinity of 5.4 eV is used. For example, a p-type semiconductor material can be used.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

n型有機半導体とともに溶媒に分散された本発明のp型半導体材料は、基板上に形成された第1電極層上に、スピンコート法、ダイコート法、インクジェット法等により塗布して光電変換層とすることができる。光電変換層の上部には、さらに第二電極を形成することができる。塗布されたn型有機半導体材料とp型半導体材料は、相分離を起こし、それぞれ、ホールと電子の輸送経路として電極間を繋ぎ、全体として有機薄膜太陽電池素子を形成する。   The p-type semiconductor material of the present invention dispersed in a solvent together with the n-type organic semiconductor is coated on the first electrode layer formed on the substrate by a spin coat method, a die coat method, an ink jet method, or the like, can do. A second electrode can be further formed on the photoelectric conversion layer. The applied n-type organic semiconductor material and p-type semiconductor material undergo phase separation, and connect the electrodes as a hole and electron transport path, respectively, to form an organic thin film solar cell element as a whole.

次に、実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these Examples.

(側鎖にエチニレン基を有する前駆体共役高分子化合物の合成)
前駆体高分子を、下記に示す経路にしたがい、二官能性モノマー間の重縮合により合成した。
(Synthesis of a precursor conjugated polymer compound having an ethynylene group in the side chain)
The precursor polymer was synthesized by polycondensation between bifunctional monomers according to the route shown below.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

4-(フェニルエチニル)アニリン100mgと2,7-ジブロモ-9,9-ジオクチルフルオレン284mgを重合管に入れた後、触媒としてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム13.3mg、トリ(tert-ブチル)ホスフィン22μL、塩基としてナトリウムtert-ブトキシド162mg、溶媒としてトルエン0.60mLを加えた。真空ラインに接続して溶封脱気した後、60oCで24時間加熱攪拌した。室温に冷却後、水とジクロロメタンを加えて分液した。ジクロロメタン相をメタノールに滴下することにより黄色粉末として芳香族ポリアミン縮合体を得た。
収率60%、IR (3035, 2925, 2853, 2213, 1598, 1510, 1464, 1443, 1313, 1271, 1179, 1136, 1106, 1071, 820, 754, 690 cm-1)、1H NMR (0.85-1.80(m, alkyl), 6.78-7.62(m, Ar))、数平均分子量4,300、重量平均分子量9,100、紫外可視吸収極大398nm。
After putting 100 mg of 4- (phenylethynyl) aniline and 284 mg of 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene into the polymerization tube, 13.3 mg of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium as a catalyst, tri (tert-butyl) phosphine 22 μL, sodium tert-butoxide 162 mg as a base, and toluene 0.60 mL as a solvent were added. After connecting to a vacuum line and sealing and degassing, the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, water and dichloromethane were added for liquid separation. The dichloromethane phase was dropped into methanol to obtain an aromatic polyamine condensate as a yellow powder.
Yield 60%, IR (3035, 2925, 2853, 2213, 1598, 1510, 1464, 1443, 1313, 1271, 1179, 1136, 1106, 1071, 820, 754, 690 cm -1 ), 1 H NMR (0.85 -1.80 (m, alkyl), 6.78-7.62 (m, Ar)), number average molecular weight 4,300, weight average molecular weight 9,100, UV-visible absorption maximum 398 nm.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

4-[(4-アミノフェニル)エチニル]-N,N-ジメチルアニリン122mgと2,7-ジブロモ-9,9-ジオクチルフルオレン284mgを重合管に入れた後、触媒としてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム13.3mg、トリ(tert-ブチル)ホスフィン22μL、塩基としてナトリウムtert-ブトキシド162mg、溶媒としてトルエン0.60mLを加えた。真空ラインに接続して溶封脱気した後、60oCで24時間加熱攪拌した。室温に冷却後、水とジクロロメタンを加えて分液した。ジクロロメタン相をメタノールに滴下することにより黄色粉末として芳香族ポリアミン縮合体を得た。
収率70%、IR (3035, 2924, 2852, 2208, 1609, 1579, 1522, 1463, 1442, 1354, 1309, 1269, 1196, 1170, 1132, 946, 815, 720, 524 cm-1)、1H NMR (0.87-1.80(m, alkyl), 2.33(s, Me), 6.34-7.65(m, Ar))、数平均分子量13,300、重量平均分子量45,600、紫外可視吸収極大403nm。
After 122 mg of 4-[(4-aminophenyl) ethynyl] -N, N-dimethylaniline and 284 mg of 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene were placed in the polymerization tube, tris (dibenzylideneacetone) 13.3 mg of palladium, 22 μL of tri (tert-butyl) phosphine, 162 mg of sodium tert-butoxide as a base, and 0.60 mL of toluene as a solvent were added. After connecting to a vacuum line and sealing and degassing, the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, water and dichloromethane were added for liquid separation. The dichloromethane phase was dropped into methanol to obtain an aromatic polyamine condensate as a yellow powder.
Yield 70%, IR (3035, 2924, 2852, 2208, 1609, 1579, 1522, 1463, 1442, 1354, 1309, 1269, 1196, 1170, 1132, 946, 815, 720, 524 cm -1 ), 1 1 H NMR (0.87-1.80 (m, alkyl), 2.33 (s, Me), 6.34-7.65 (m, Ar)), number average molecular weight 13,300, weight average molecular weight 45,600, UV-visible absorption maximum 403 nm.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

4-[(トリイソプロピルシリル)エチニル]アニリン141mgと2,7-ジブロモ-9,9-ジオクチルフルオレン284mgを重合管に入れた後、触媒としてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム13.3mg、トリ(tert-ブチル)ホスフィン22μL、塩基としてナトリウムtert-ブトキシド162mg、溶媒としてトルエン0.60mLを加えた。真空ラインに接続して溶封脱気した後、60oCで24時間加熱攪拌した。室温に冷却後、水とジクロロメタンを加えて分液した。ジクロロメタン相をメタノールに滴下することにより黄色粉末として芳香族ポリアミン縮合体(収率37%、IR (3034, 2925, 2859, 2150, 1601, 1579, 1503, 1464, 1379, 1344, 1312, 1270, 1177, 1105, 1073, 1015, 996, 919, 883, 832, 723, 678, 539 cm-1)、1H NMR (0.87-1.69(m, alkyl), 1.14(s, isopropyl), 6.78-7.45(m, Ar))、数平均分子量18,100、重量平均分子量110,000) を得た。
さらに、この芳香族ポリアミン縮合体50mgをTHF10mLに溶解し、テトラブチルアンモニウムフルオリド溶液(1M THF)0.15mLを加えて室温で30分攪拌した。THF溶液をメタノールに滴下することにより黄色粉末としてトリイソプロシリル基が脱保護された芳香族ポリアミン縮合体を得た。
収率99%、IR (3317, 2925, 2853, 2105, 1601, 1579, 1503, 1465, 1441, 1312, 1270, 1173, 1105, 818, 722, 645, 598 cm-1)、1H NMR (0.82-1.75(m, alkyl), 2.76(s, C≡CH), 6.88-7.50(m, Ar))、数平均分子量13,500、重量平均分子量55,700、紫外可視吸収極大391nm。
After putting 141 mg of 4-[(triisopropylsilyl) ethynyl] aniline and 284 mg of 2,7-dibromo-9,9-dioctylfluorene into the polymerization tube, 13.3 mg of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium as a catalyst, tri (tert -Butyl) phosphine 22 μL, sodium tert-butoxide 162 mg as a base and toluene 0.60 mL as a solvent were added. After connecting to a vacuum line and sealing and degassing, the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 24 hours. After cooling to room temperature, water and dichloromethane were added for liquid separation. Aromatic polyamine condensate as a yellow powder by dropping the dichloromethane phase into methanol (yield 37%, IR (3034, 2925, 2859, 2150, 1601, 1579, 1503, 1464, 1379, 1344, 1312, 1270, 1177 , 1105, 1073, 1015, 996, 919, 883, 832, 723, 678, 539 cm -1 ), 1 H NMR (0.87-1.69 (m, alkyl), 1.14 (s, isopropyl), 6.78-7.45 (m , Ar)), a number average molecular weight 18,100, and a weight average molecular weight 110,000).
Further, 50 mg of this aromatic polyamine condensate was dissolved in 10 mL of THF, 0.15 mL of tetrabutylammonium fluoride solution (1M THF) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. The THF solution was dropped into methanol to obtain an aromatic polyamine condensate having a triisoprosilyl group deprotected as a yellow powder.
Yield 99%, IR (3317, 2925, 2853, 2105, 1601, 1579, 1503, 1465, 1441, 1312, 1270, 1173, 1105, 818, 722, 645, 598 cm -1 ), 1 H NMR (0.82 -1.75 (m, alkyl), 2.76 (s, C≡CH), 6.88-7.50 (m, Ar)), number average molecular weight 13,500, weight average molecular weight 55,700, UV-visible absorption maximum 391 nm.

(テトラシアノエチレンの付加)
テトラシアノエチレンとの反応は、下記に示す経路にしたがい行った。
(Addition of tetracyanoethylene)
The reaction with tetracyanoethylene was carried out according to the route shown below.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

アルキン含有芳香族ポリアミン前駆体7.0mgを1.0mLのジクロロエタンに溶解した後、窒素雰囲気下でテトラシアノエチレン1.6mgを加えた。室温で1時間攪拌後、溶媒を減圧除去して目的とするテトラシアノブタジエン構造含有芳香族ポリアミン(共役高分子化合物1)を得た。
収率100%、IR (2925, 2854, 2220, 1721, 1596, 1558, 1543, 1490, 1464, 1440, 1332, 1282, 1259, 1202, 1181, 1126, 1073, 1040, 1008, 960, 921, 797, 744, 690 cm-1)、1H NMR (0.85-1.85(m, alkyl), 6.84-7.53(m, Ar))、数平均分子量6,400、重量平均分子量9,900、紫外可視吸収極大522nm。
After dissolving 7.0 mg of alkyne-containing aromatic polyamine precursor in 1.0 mL of dichloroethane, 1.6 mg of tetracyanoethylene was added under a nitrogen atmosphere. After stirring at room temperature for 1 hour, the solvent was removed under reduced pressure to obtain the target tetracyanobutadiene structure-containing aromatic polyamine (conjugated polymer compound 1).
Yield 100%, IR (2925, 2854, 2220, 1721, 1596, 1558, 1543, 1490, 1464, 1440, 1332, 1282, 1259, 1202, 1181, 1126, 1073, 1040, 1008, 960, 921, 797 , 744, 690 cm −1 ), 1 H NMR (0.85-1.85 (m, alkyl), 6.84-7.53 (m, Ar)), number average molecular weight 6,400, weight average molecular weight 9,900, UV-visible absorption maximum 522 nm.

本反応は副生成物を生じない付加反応であるため、収率は高分子の重量増加を定量することで容易に算出できた。NMRで構造を確認したところ、低分子化合物と同様に副反応なく進行していたため、定量的な収率が達成できた。
IRでは、前駆体のアルキンに由来する微弱な伸縮振動吸収2213cm-1が消失し、新たに2220cm-1にシアノ基由来の非常に強力な伸縮振動吸収が現れた。また、紫外可視吸収スペクトルをジクロロメタン中で測定したところ、図1に示すように、前駆体では吸収極大が398nmあったのに対し、テトラシアノエチレン付加体では522nmへと長波長シフトしていた。これは、分子内のドナーアクセプター相互作用に由来した電荷移動吸収であり、目的とする構造が得られていることの証明にもなる。
Since this reaction is an addition reaction that does not generate a by-product, the yield can be easily calculated by quantifying the increase in the weight of the polymer. As a result of confirming the structure by NMR, it proceeded without side reaction as in the case of the low molecular weight compound, and thus a quantitative yield could be achieved.
In IR, the weak stretching vibration absorption 2213cm -1 derived from the precursor alkyne disappeared, and a very strong stretching vibration absorption derived from the cyano group appeared at 2220cm -1 newly. Further, when the UV-visible absorption spectrum was measured in dichloromethane, as shown in FIG. 1, the precursor had an absorption maximum of 398 nm, whereas the tetracyanoethylene adduct had a long wavelength shift to 522 nm. This is charge transfer absorption derived from intramolecular donor-acceptor interaction, which also proves that the target structure has been obtained.

室温ジクロロメタン中(0.1M テトラ-n-ブチルアンモニウム過塩素酸塩)で電気化学測定したところ、図2に示すように、テトラシアノエチレンの反応前後で明確な違いが現れた。
反応前は、約0.30V(vs. Ag/Ag+)から約0.80Vまで可逆な酸化波が観測されたが、明確な試料由来の還元波は観測されなかった。しかしながら、反応後は、約0.44〜0.89Vの範囲で可逆な酸化波が観測された。また、-0.85Vに不可逆な還元波が新たに現れた。反応後に芳香族アミン高分子の酸化電位がアノード側にシフトしたことは、分子内で電子吸引性のテトラシアノブタジエン構造と共役系を介して相互作用していることをしめしている。また、無置換テトラシアノブタジエンの還元電位は-0.31V(vs. Fc+/Fc)と見積もられているため(非特許文献4、1889頁)、テトラシアノブタジエン骨格由来の還元電位も電子供与性の芳香族アミン高分子と共役連結することでカソード側にシフトした。
Electrochemical measurement in room temperature dichloromethane (0.1M tetra-n-butylammonium perchlorate) revealed a clear difference between before and after the reaction of tetracyanoethylene, as shown in FIG.
Before the reaction, a reversible oxidation wave was observed from about 0.30 V (vs. Ag / Ag + ) to about 0.80 V, but no clear reduction wave derived from the sample was observed. However, after the reaction, a reversible oxidation wave was observed in the range of about 0.44 to 0.89V. In addition, a new irreversible reduction wave appeared at -0.85V. The shift of the oxidation potential of the aromatic amine polymer to the anode side after the reaction indicates that it interacts with the electron-attracting tetracyanobutadiene structure via a conjugated system in the molecule. Moreover, since the reduction potential of unsubstituted tetracyanobutadiene is estimated to be −0.31 V (vs. Fc + / Fc) (Non-patent Document 4, p. 1889), the reduction potential derived from the tetracyanobutadiene skeleton is also donated by electrons. It shifted to the cathode side by conjugating linking with a functional aromatic amine polymer.

本目的高分子構造は、テトラシアノエチレンと電子豊富アルキン含有高分子との高分子反応によってのみ合成できることも特徴である。すなわち、以下に示すように、予めテトラシアノエチレンを反応させたテトラシアノブタジエンモノマーの重縮合では合成できない。シアノ基を含むモノマーはPd触媒がシアノ基に配位してしまうため、反応が進行しなくなる。また、電子吸引基が置換したアミノ基は、窒素上の電子密度が減少するため触媒反応が進行しにくくなることも理由の一つである。 This target polymer structure is also characterized in that it can be synthesized only by a polymer reaction between tetracyanoethylene and an electron-rich alkyne-containing polymer. That is, as shown below, it cannot be synthesized by polycondensation of a tetracyanobutadiene monomer that has been reacted with tetracyanoethylene in advance. In the monomer containing a cyano group, the reaction does not proceed because the Pd catalyst is coordinated to the cyano group. Another reason is that an amino group substituted with an electron-withdrawing group is less likely to cause a catalytic reaction because the electron density on nitrogen is reduced.

Figure 2009270011
Figure 2009270011

Figure 2009270011
Figure 2009270011

アルキン含有芳香族ポリアミン前駆体10mgを5.0mLのジクロロエタンに溶解した後、窒素雰囲気下でテトラシアノエチレン2.1mgを加えた。室温で1時間攪拌後、溶媒を減圧除去して目的とするテトラシアノブタジエン構造含有芳香族ポリアミン(共役高分子化合物2)を得た。
収率100%、IR (2925, 2853, 2218, 1605, 1490, 1464, 1440, 1384, 1347, 1318, 1270, 1177, 945, 820, 671 cm-1)、1H NMR (0.62-1.83(m, alkyl), 3.14(s, Me), 6.67-7.77(m, Ar)))、数平均分子量14,400、重量平均分子量28,800、紫外可視吸収極大472nm。
After dissolving 10 mg of alkyne-containing aromatic polyamine precursor in 5.0 mL of dichloroethane, 2.1 mg of tetracyanoethylene was added under a nitrogen atmosphere. After stirring at room temperature for 1 hour, the solvent was removed under reduced pressure to obtain the target tetracyanobutadiene structure-containing aromatic polyamine (conjugated polymer compound 2).
Yield 100%, IR (2925, 2853, 2218, 1605, 1490, 1464, 1440, 1384, 1347, 1318, 1270, 1177, 945, 820, 671 cm -1 ), 1 H NMR (0.62-1.83 (m alkyl), 3.14 (s, Me), 6.67-7.77 (m, Ar))), number average molecular weight 14,400, weight average molecular weight 28,800, UV-visible absorption maximum 472 nm.

GPCより算出した重量平均分子量は、テトラシアノエチレンとの反応後に減少した。これは、分子内でシアノ基間の双極子相互作用が多数存在するため、高分子の流体力学体積が減少したためと考えられる。分子量を直接検出できるMALDI-TOF MS測定(マトリックス:2-(4-ヒドロキシフェニルアゾ)安息香酸)したところ、前駆体高分子にテトラシアノエチレンの分子量が加算されたピークが多数検出されたことより、確かに目的高分子が得られていると判断した。IRより2208cm-1のアルキン伸縮振動が消失し、新たに2218cm-1に強力なシアノ基の伸縮振動が現れた。前駆体のジクロロメタン中の紫外可視吸収403nmは、テトラシアノエチレンとの反応後に472nmへと長波長シフトしており、確かに分子内で電荷移動相互作用が存在していた。
また、電気化学測定では、図3に示すように、完全に可逆な還元波が観測され、繰り返し掃引しても安定であった。これは、側鎖末端に電子供与性のジメチルアミノ基を導入したことにより化学的安定性が増加したためである。
The weight average molecular weight calculated from GPC decreased after reaction with tetracyanoethylene. This is presumably because the hydrodynamic volume of the polymer decreased because there were many dipolar interactions between cyano groups in the molecule. When MALDI-TOF MS measurement (matrix: 2- (4-hydroxyphenylazo) benzoic acid) that can directly detect molecular weight was performed, many peaks in which the molecular weight of tetracyanoethylene was added to the precursor polymer were detected. It was judged that the target polymer was obtained. From IR, the alkyne stretching vibration of 2208 cm -1 disappeared, and a strong cyano group stretching vibration appeared at 2218 cm -1 . The UV-visible absorption 403 nm in the precursor dichloromethane was shifted to 472 nm long after the reaction with tetracyanoethylene, and there was indeed a charge transfer interaction in the molecule.
Further, in the electrochemical measurement, as shown in FIG. 3, a completely reversible reduction wave was observed and was stable even after repeated sweeps. This is because chemical stability is increased by introducing an electron-donating dimethylamino group at the end of the side chain.

(Rが水素である共役高分子化合物の合成) (Synthesis of a conjugated polymer compound in which R 1 is hydrogen)

Figure 2009270011
Figure 2009270011

アルキン含有芳香族ポリアミン前駆体8.0mgを1.0mLのTHFに溶解した後、窒素雰囲気下でテトラシアノエチレン2.0mgを加えた。室温で1時間攪拌後、溶媒を減圧除去して目的とするテトラシアノブタジエン構造含有芳香族ポリアミン(共役高分子化合物3)を得た。
収率100%、IR (2927, 2855, 2222, 2197, 1722, 1595, 1498, 1465, 1441, 1321, 1280, 1185, 1113, 1069, 1036, 957, 836, 748, 680, 621 cm-1)、1H NMR (0.94-1.93(m, alkyl), 6.72-7.55(m, Ar))、紫外可視吸収極大516nm。
After dissolving 8.0 mg of alkyne-containing aromatic polyamine precursor in 1.0 mL of THF, 2.0 mg of tetracyanoethylene was added under a nitrogen atmosphere. After stirring at room temperature for 1 hour, the solvent was removed under reduced pressure to obtain the target tetracyanobutadiene structure-containing aromatic polyamine (conjugated polymer compound 3).
Yield 100%, IR (2927, 2855, 2222, 2197, 1722, 1595, 1498, 1465, 1441, 1321, 1280, 1185, 1113, 1069, 1036, 957, 836, 748, 680, 621 cm -1 ) 1 H NMR (0.94-1.93 (m, alkyl), 6.72-7.55 (m, Ar)), UV-visible absorption maximum 516 nm.

アルキン片末端に芳香環を持たない高分子では、化学的安定性が減少した。希薄溶液中ではテトラシアノブタジエン構造含有高分子は安定であったが、一度溶媒を減圧除去して固化させると、ある一定割合で溶媒に再溶解しない成分が生成した。テトラシアノブタジエン骨格の3位活性水素部位で分子間反応が生起し、不溶成分となったと考えられる。低分子類似構造の場合は、固体にしても十分に安定であるため、高分子特有の現象である。
前駆体のジクロロメタン中の紫外可視吸収は391nmに観測されたが、テトラシアノエチレンとの反応後のジクロロメタン可溶成分では516nmへと長波長シフトした。また、電気化学測定では、繰り返し掃引すると電流値が徐々に増大し、電極表面に吸着・副反応している可能性が示唆された。
Chemical stability was reduced in polymers that did not have an aromatic ring at one end of the alkyne. In the dilute solution, the tetracyanobutadiene structure-containing polymer was stable, but once the solvent was removed under reduced pressure and solidified, a component that did not re-dissolve in the solvent at a certain ratio was generated. It is thought that an intermolecular reaction occurred at the 3-position active hydrogen site of the tetracyanobutadiene skeleton, resulting in an insoluble component. In the case of a low-molecular-like structure, it is a phenomenon unique to polymers because it is sufficiently stable even if it is solid.
The UV-visible absorption in the precursor dichloromethane was observed at 391 nm, but the dichloromethane soluble component after the reaction with tetracyanoethylene shifted to a long wavelength to 516 nm. In electrochemical measurements, the current value gradually increased with repeated sweeps, suggesting the possibility of adsorption and side reactions on the electrode surface.

本発明の共役高分子化合物は、電子状態が制御されているため、有機薄型太陽電池等に用いる有機半導体として有用である。 Since the electronic state of the conjugated polymer compound of the present invention is controlled, the conjugated polymer compound is useful as an organic semiconductor used for an organic thin solar cell or the like.

共役高分子化合物1における、テトラシアノエチレン反応前後の紫外可視吸収スペクトル示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet visible absorption spectrum in the conjugated polymer compound 1 before and after the tetracyanoethylene reaction. 共役高分子化合物1における、テトラシアノエチレン反応前後の電気化学応答挙動を示す図である。It is a figure which shows the electrochemical response behavior before and after the tetracyanoethylene reaction in the conjugated polymer compound 1. 共役高分子化合物2における、テトラシアノエチレン反応前後の電気化学応答挙動を示す図である。It is a figure which shows the electrochemical response behavior before and after the tetracyanoethylene reaction in the conjugated polymer compound 2.

Claims (20)

次の一般式(I)で示される共役高分子化合物。
Figure 2009270011
(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
A conjugated polymer compound represented by the following general formula (I):
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)
請求項1に記載の共役高分子化合物において、R及びRの少なくとも一方が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基又は置換基を有していてもよいフェロセン含有基のいずれかの電子供与性基であることを特徴とする、共役高分子化合物。 2. The conjugated polymer compound according to claim 1, wherein at least one of R 1 and R 2 is a phenyl group having an amine in at least one of a para position and an ortho position or a ferrocene-containing group which may have a substituent. A conjugated polymer compound, which is any electron donating group. 請求項2に記載の共役高分子化合物において、R及びRの少なくとも一方が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基であることを特徴とする、共役高分子化合物 3. The conjugated polymer compound according to claim 2 , wherein at least one of R 1 and R 2 is a phenyl group having an amine in at least one of a para position and an ortho position. 請求項3に記載の共役高分子化合物において、Rが、パラ位にアミンを有するフェニル基であることを特徴とし、次の一般式(II)で示される共役高分子化合物。
Figure 2009270011
(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表し、R及びRのうち少なくとも一方は、π結合を有する基を表す。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
4. The conjugated polymer compound according to claim 3, wherein R 2 is a phenyl group having an amine at the para position, and is represented by the following general formula (II):
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 3 and R 4 represent a group having a π bond or a single bond, and at least of R 3 and R 4 One represents a group having a π bond, R 5 represents an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and R 6 represents one or more monomer structural units each composed of a group having a π bond. X, y, and z are natural numbers that satisfy the following expressions: 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100, and x + y + z = 100, respectively, (Shows the numerical value shown.)
請求項4に記載の共役高分子化合物において、Rが、π結合を有する基又は電子供与性基であることを特徴とする、共役高分子化合物。 The conjugated polymer compound according to claim 4, wherein R 1 is a group having a π bond or an electron donating group. 請求項5に記載の共役高分子化合物において、Rが単結合であり、Rがπ結合を有する基であり、Rが二重結合であり、かつ、zが0であることを特徴とし、次の一般式(III)で示される共役高分子化合物。
Figure 2009270011
(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x及びyは、それぞれ、0≦x<l00、0<y≦100及びx+y=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
6. The conjugated polymer compound according to claim 5, wherein R 3 is a single bond, R 4 is a group having a π bond, R 5 is a double bond, and z is 0. And a conjugated polymer compound represented by the following general formula (III):
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X and y are 0 ≦ x <100, 0 <y ≦, respectively. (It is a natural number satisfying the equation of 100 and x + y = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)
請求項2に記載の共役高分子化合物において、Rが、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基であり、Rが、π結合を有する基であることを特徴とする、共役高分子化合物。 The conjugated polymer compound according to claim 2, wherein R 1 is a phenyl group having an amine in at least one of a para position and an ortho position, and R 2 is a group having a π bond. Conjugated polymer compounds. 請求項1に記載の共役高分子化合物において、Rが、π結合を有する基からなる2種のモノマー構成単位であり、次の一般式(IV)で示される共役高分子化合物。
Figure 2009270011
(式中、R及びR´は、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。R及びR´は、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R、R´、R、及びR´は、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R´及びR´の少なくとも一方は電子供与性基を表す。また、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表し、R´、R´及びR´のうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。R及びR´は、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。x,y、z及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100、0<z<100及びx+y+z+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
2. The conjugated polymer compound according to claim 1, wherein R 6 is two types of monomer structural units composed of a group having a π bond, and is represented by the following general formula (IV):
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 and R 1 ′ represent a hydrogen atom, a group having a π bond, or an electron donating group. R 2 and R 2 ′ represent an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 , R 3 ′, R 4 , and R 4 ′ represent a group having a π bond or a single bond (provided that at least one of R 1 and R 2 represents an electron-donating group, and R 1 ′ and R 2 And at least one of ′ represents an electron donating group. At least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond, and at least one of R 2 ′, R 3 ′ and R 4 ′. One represents a group having a π bond) R 5 and R 5 ′ represent an aryl group having a quinoid structure or a double bond, and x, y, z 1 and z 2 are each 0 ≦ x < l00, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z 1 <100, 0 <z 2 <100 and x + y + z 1 + z 2 = 10 (It is a natural number satisfying the equation of 0, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)
電子供与性基が、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアミンを有するフェニル基、パラ位とオルト位の少なくとも一方にアルコキシ基を有するフェニル基、アミノ基、モノ置換アミノ基、ジ置換アミノ基、置換基を有していてもよいフェロセン含有基、置換基を有していてもよいチオフェン含有基、置換基を有していてもよいピロール含有基及び置換基を有していてもよいカルバゾール含有基からなる群から選択される電子供与性基であることを特徴とする、請求項1〜6及び8のいずれかに記載の共役高分子化合物。   An electron-donating group is a phenyl group having an amine in at least one of the para-position and the ortho-position, a phenyl group having an alkoxy group in at least one of the para-position and the ortho-position, an amino group, a mono-substituted amino group, a di-substituted amino group, A ferrocene-containing group which may have a substituent, a thiophene-containing group which may have a substituent, a pyrrole-containing group which may have a substituent, and a carbazole which may have a substituent The conjugated polymer compound according to claim 1, wherein the conjugated polymer compound is an electron donating group selected from the group consisting of groups. 電子供与性基が、パラ位又はオルト位にアミンを有するフェニル基であることを特徴とする、請求項9に記載の共役高分子化合物。   10. The conjugated polymer compound according to claim 9, wherein the electron donating group is a phenyl group having an amine at the para position or the ortho position. π結合を有する基が、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、フルオレン、フェニレンエチニレン、ビニレン、エチニレン、チアゾール、ベンゾジチオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、シクロペンタジチオフェン、トリフェニルアミン、ピロール、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、チエノピラジン及び1H‐ベンゾ[de]アントラセンからなる群から選択される一以上の化学構造を含む基であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の共役高分子化合物。   A group having a π bond is thiophene, phenylene, phenylene vinylene, fluorene, phenylene ethynylene, vinylene, ethynylene, thiazole, benzodithiophene, thienothiophene, dithienothiophene, cyclopentadithiophene, triphenylamine, pyrrole, 2, The group according to any one of claims 1 to 10, which is a group containing one or more chemical structures selected from the group consisting of 1,3-benzothiadiazole, thienopyrazine and 1H-benzo [de] anthracene. Conjugated polymer compound. キノイド型構造を有するアリール基が、シクロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、2,3,5,6−テトラフルオロヘキサ−2,5−ジエン−1,4−ジイリデン基、ナフタレン−2,6−ジイリデン基、アントラセン−9,10−ジイリデン基からなる群から選択される基であることを特徴とする、請求項1〜5及び7〜11のいずれかに記載の共役高分子化合物。   The aryl group having a quinoid structure is a cyclohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, 2,3,5,6-tetrafluorohexa-2,5-diene-1,4-diylidene group, naphthalene The conjugated polymer according to any one of claims 1 to 5 and 7 to 11, which is a group selected from the group consisting of a -2,6-diylidene group and an anthracene-9,10-diylidene group. Compound. 次の一般式(V)で示される共役高分子化合物に、次の一般式(VI)で示される化合物を反応させて、次の一般式(I)で示される共役高分子化合物を得る下記反応式(1)に示される工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載の共役高分子化合物の製造方法。
Figure 2009270011
(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
The following reaction to obtain the conjugated polymer compound represented by the following general formula (I) by reacting the conjugated polymer compound represented by the following general formula (V) with the compound represented by the following general formula (VI) The method for producing a conjugated polymer compound according to claim 1, comprising a step represented by formula (1).
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)
次の一般式(VII)で示される共役高分子化合物に、次の一般式(A−1)で示されるテトラシアノエチレンを反応させて、次の一般式(III)で示される共役高分子化合物を得る下記反応式(2)に示される工程を含むことを特徴とする、請求項6に記載の共役高分子化合物の製造方法。
Figure 2009270011
(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。x,及びyは、それぞれ、0≦x<l00、0<y≦100及びx+y=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
A conjugated polymer compound represented by the following general formula (III) is reacted with a tetracyanoethylene represented by the following general formula (A-1) to the conjugated polymer compound represented by the following general formula (VII). The method for producing a conjugated polymer compound according to claim 6, comprising a step represented by the following reaction formula (2):
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X and y are 0 ≦ x <100, 0 <y, respectively. ≦ 100 and x + y = 100 are natural numbers that satisfy the formulas and represent numerical values indicating the polymerization ratio of monomers.)
請求項14に記載の製造方法において、さらに、次の一般式(VIII)で示される化合物と次の一般式(IX)で示される化合物を反応させて、次の一般式(VII)で示される共役高分子化合物を合成する下記反応式(3)で示される工程を含むことを特徴とする、共役高分子化合物の製造方法。
Figure 2009270011
(式中、Rは、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、π結合を有する基を表す。Xは、ハロゲン原子を表す。x+yはモノマーが重合してポリマーとなっていることを表す。)
15. The production method according to claim 14, further comprising reacting a compound represented by the following general formula (VIII) with a compound represented by the following general formula (IX) to represent the following general formula (VII): A method for producing a conjugated polymer compound comprising a step represented by the following reaction formula (3) for synthesizing a conjugated polymer compound.
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a group having a π bond or an electron donating group. R 4 represents a group having a π bond. X represents a halogen atom. X + y represents a monomer polymerized. (Indicates that it is a polymer.)
下記(A)〜(C)の工程を含むことを特徴とする、共役高分子化合物の製造方法:
(A)次の一般式(V)で示される共役高分子化合物と次の一般式(VI)で示される化合物の存在比を変えることにより、下記反応式(1)で示される反応を複数行う工程;
(B)前記(A)の工程により得られた次の一般式(I)で示される共役高分子化合物であって、xとyの比が異なる複数の共役高分子化合物について、電子状態の測定を行う工程;
(C)所望の電子状態を持つ共役高分子化合物を選択する工程。
Figure 2009270011
(式中、Rは、水素原子、π結合を有する基又は電子供与性基を表す。Rは、電子供与性基又はπ結合を有する基を表し、R及びRは、π結合を有する基又は単結合を表す(ただし、R及びRの少なくとも一方は電子供与性基を表し、R、R及びRのうち少なくとも一つはπ結合を有する基を表す)。Rは、キノイド型構造を有するアリール基又は二重結合を表す。Rは、π結合を有する基からなる1種又は2種以上のモノマー構成単位を表す。x,y及びzはそれぞれ、0≦x<l00、0<y≦100、0≦z<100及びx+y+z=100の式を満たす自然数であって、モノマーの重合比を示す数値を表す。)
The manufacturing method of the conjugated polymer compound characterized by including the process of following (A)-(C):
(A) By changing the abundance ratio of the conjugated polymer compound represented by the following general formula (V) and the compound represented by the following general formula (VI), a plurality of reactions represented by the following reaction formula (1) are performed. Process;
(B) Measurement of electronic state of a plurality of conjugated polymer compounds obtained by the step (A) represented by the following general formula (I) and having different ratios of x and y Performing steps;
(C) A step of selecting a conjugated polymer compound having a desired electronic state.
Figure 2009270011
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a group having a π bond or an electron donating group. R 2 represents an electron donating group or a group having a π bond, and R 3 and R 4 represent a π bond. (Wherein at least one of R 1 and R 2 represents an electron donating group, and at least one of R 2 , R 3 and R 4 represents a group having a π bond). R 5 represents an aryl group or a double bond having a quinoid structure, R 6 represents one or more monomer structural units composed of a group having a π bond, and x, y, and z are respectively (It is a natural number satisfying the formulas 0 ≦ x <100, 0 <y ≦ 100, 0 ≦ z <100 and x + y + z = 100, and represents a numerical value indicating the polymerization ratio of the monomer.)
前記(C)の工程において、HOMO準位が5.2〜5.6eVであり且つLUMO準位が3.7〜4.1eVである共役高分子化合物を選択することを特徴とする、請求項16に記載の共役高分子化合物の製造方法。   The conjugated polymer compound having a HOMO level of 5.2 to 5.6 eV and a LUMO level of 3.7 to 4.1 eV is selected in the step (C). 16. A method for producing a conjugated polymer compound according to 16. 請求項16及び17のいずれかに記載の製造方法により得られた、共役高分子化合物。   A conjugated polymer compound obtained by the production method according to claim 16. 請求項1〜12及び18のいずれかに記載の共役高分子化合物を含む、有機薄膜太陽電池用のp型導電性高分子材料。   The p-type conductive polymer material for organic thin-film solar cells containing the conjugated polymer compound in any one of Claims 1-12 and 18. 第1電極層と、請求項19に記載されたp型導電性高分子材料を含む光電変換層と、第2電極層とを含むことを特徴とする、有機薄膜太陽電池素子。
An organic thin film solar cell element comprising: a first electrode layer; a photoelectric conversion layer containing the p-type conductive polymer material according to claim 19; and a second electrode layer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148900A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 住友化学株式会社 Polymer compound and photoelectric conversion element using the same
JP2012092269A (en) * 2010-10-28 2012-05-17 Public Works Research Institute Polymer film and gas barrier material
WO2013102985A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 出光興産株式会社 Organic photoelectric conversion element and organic thin-film solar battery module
JP2013245330A (en) * 2012-05-29 2013-12-09 J-Chemical:Kk Functional network polymer composition

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093799A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Canon Inc Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic system
JP2004093798A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Canon Inc Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic system
JP2005200336A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Rikogaku Shinkokai Tetracyanobutadiene derivative
JP2006278583A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Dainippon Printing Co Ltd Organic thin-film solar cell
JP2008007762A (en) * 2006-05-31 2008-01-17 Sumitomo Chemical Co Ltd Polymer compound and polymer light-emitting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093799A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Canon Inc Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic system
JP2004093798A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Canon Inc Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic system
JP2005200336A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Rikogaku Shinkokai Tetracyanobutadiene derivative
JP2006278583A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Dainippon Printing Co Ltd Organic thin-film solar cell
JP2008007762A (en) * 2006-05-31 2008-01-17 Sumitomo Chemical Co Ltd Polymer compound and polymer light-emitting device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148900A1 (en) * 2010-05-26 2011-12-01 住友化学株式会社 Polymer compound and photoelectric conversion element using the same
JP2012092269A (en) * 2010-10-28 2012-05-17 Public Works Research Institute Polymer film and gas barrier material
WO2013102985A1 (en) * 2012-01-06 2013-07-11 出光興産株式会社 Organic photoelectric conversion element and organic thin-film solar battery module
JP2013245330A (en) * 2012-05-29 2013-12-09 J-Chemical:Kk Functional network polymer composition

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