JP2011517701A - セレノフェンおよびセレノフェン系重合体、それらの調製物、およびその使用 - Google Patents

セレノフェンおよびセレノフェン系重合体、それらの調製物、およびその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2011517701A
JP2011517701A JP2010523645A JP2010523645A JP2011517701A JP 2011517701 A JP2011517701 A JP 2011517701A JP 2010523645 A JP2010523645 A JP 2010523645A JP 2010523645 A JP2010523645 A JP 2010523645A JP 2011517701 A JP2011517701 A JP 2011517701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkyl
formula
another embodiment
compound
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010523645A
Other languages
English (en)
Inventor
ベンディコフ、マイケル
パトラ、アシット
ウィスブン、ヤーハイム
リ、マオ
シェイニン、ヤナ
ザモシュチック、ナタリア
ザデ、サンジオ・エス
Original Assignee
エダ リサーチ アンド ディベロップメント カンパニー,リミティド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エダ リサーチ アンド ディベロップメント カンパニー,リミティド filed Critical エダ リサーチ アンド ディベロップメント カンパニー,リミティド
Publication of JP2011517701A publication Critical patent/JP2011517701A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D345/00Heterocyclic compounds containing rings having selenium or tellurium atoms as the only ring hetero atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/06Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to the ring carbon atoms
    • C07D333/08Hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms
    • C07D333/10Thiophene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D343/00Heterocyclic compounds containing rings having sulfur and selenium or sulfur and tellurium atoms as the only ring hetero atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D517/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms
    • C07D517/12Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D517/14Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H10K85/1135Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Abstract

本発明は、セレノフェン化合物、セレノフェン系重合体(ポリセレノフェン)、同物質の調製のための方法、およびその使用を対象とする。本発明のポリセレノフェンは高導電性を有し、エレクトロクロミックな機器、電池、太陽電池、光増幅器、および有機発光ダイオードなどの、様々な装置において電極として用いることができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、セレノフェン化合物、セレノフェン系重合体(ポリセレノフェン)、同物質の調製のための方法、およびその使用を対象とする。本発明のポリセレノフェンは高導電性を有し、エレクトロクロミックな機器、電池、太陽電池、光増幅器、有機発光ダイオードなどのような、様々な装置において電極として用いることができる。
電子機器の薄型化および小型化をもたらす継続した開発において、このような機器と相性の良い新規の導電性材料の開発が必要とされている。この業界では、導電性重合体に関する広範囲の調査は、数多くの可能性のある用途の同定をもたらしている。例えば、ポリアセチレンは、二次電池における電極材料としての利用可能性に関して調査されたが、その理由は、五フッ化ヨウ素または五フッ化ヒ素がドープされる場合、これが10S・cm−1から10S・cm−1に相当する導電性を示すからである。この重合体も、優れた充電−放電特性を示す。太陽電池におけるポリアセチレンの用途は、日光のそれに近い当該重合体の光吸収特性が理由で研究された。
複素環系に基づく様々な導電性有機重合体も知られている。これらの中には、複素環系から生じる硫黄含有の複素環重合体があり、チオフェン、ジベンゾチオフェン、ビチオフェン、置換チオフェン、2−ブロモ−8−ヒドロキシ−5,5−ジオキソジベンゾチオフェン、およびテトラチアペンタレンが挙げられるが、これらに限定されない。
当該複素環系導電性有機重合体の中では、ポリチオフェンが、一般的な導電性材料、電池電極材料、およびエレクトロクロミックな材料として研究されてきた。当該重合体がドープされる場合、後者は重合体色の変化を利用する。具体的な一研究では、2,2’−ビフェニルが電気化学的条件下で重合され、重合体の酸化状態に応じて青から赤に色を変化する重合体を生成した。
導電性有機重合体の開発が期待できる状態にあり続けるので、ポリ(複素環)は、類似のポリアセチレンおよびポリフェニレンと比較して、その調製の容易さ、および、大気条件に対するその高い安定性により注目を集める。さらに、これらの重合体は、薄い導電性膜として有利に調製でき、それ故、導電性有機重合体が半導体表面を安定化するのに有用であることから、電子機器の構成要素として有用であり得る。
エレクトロクロミックな表示部、電池、太陽電池、光増幅器、有機発光ダイオードなどにおける使用のための、新たな導電性重合体が継続的に必要となっている。
欧州特許第0880303号明細書
一実施形態では、本発明は、化学式(1)の構造によって表される化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、F、Cl、Br、I、SH、OSOCH、またはOSOCFであって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル環、ヘテロシクロアルキル環、またはアリール環であって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、PH、NR、またはC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、PH、NR、またはC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
式中、RがHである場合、RおよびRはOMeではなく、非置換の[1,4]ジオキサン環を形成せず、かつ、SeまたはSを含む5員環の不飽和複素環を形成しない。)
一実施形態では、本発明は、化学式(25)によって表される重合体を提供する:
Figure 2011517701
(式中、A、B、およびCは、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたってブロックとして一様に配置されるか、または、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたって乱雑に配置されるかの何れかになるように、互いに対して任意の順番で配置されてもよく、Aは、下記の構造によって表される単量体単位であり:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
Bは、単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基から成る単量体単位であり、前記単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基は、CN、COOH、C〜C18のアルキル、OH、O−(C〜C18のアルキル)、SH、S−(C〜C18のアルキル)、NH、NH−(C〜C18のアルキル)、またはN(C〜C18のアルキル)を含む1〜3個の基で随意に置換され、
Cは、置換または非置換のビニル基またはアセチレン基から成る単量体単位であって、
oは、1〜10,000の整数であって、
pは、0〜10,000の整数であって、
qは、0〜10,000の整数であって、
rは、2〜10,000の整数であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
Xは、S、Seである。)
一実施形態では、本発明は、化学式(1)の構造によって表される化合物を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、F、Cl、Br、I、SH、OSOCH、またはOSOCFであって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む置換または非置換の4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル環、ヘテロシクロアルキル環、またはアリール環であって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
前記方法は、
a)3,4−ジメトキシセレノフェンを求核試薬と反応させ、3,4−置換セレノフェンを生成する段階と:
Figure 2011517701
b)段階a)の3,4−置換セレノフェン(I)を随意に臭素化し、2,5−ジブロモセレノフェンを得る段階と:
Figure 2011517701
c)段階b)の化合物(II)の臭化物を求核試薬で随意に置換し、化学式(1)の化合物を得る段階と、
を含む。)
一実施形態では、本発明は、化学式(25)の重合体を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、A、B、およびCは、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたってブロックとして一様に配置されるか、または、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたって乱雑に配置されるかの何れかになるように、互いに対して任意の順番で配置されてもよく、Aは、下記の構造によって表される単量体単位であり:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
Bは、単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基から成る単量体単位であり、前記単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基は、CN、COOH、C〜C18のアルキル、OH、O−(C〜C18のアルキル)、SH、S−(C〜C18のアルキル)、NH、NH−(C〜C18のアルキル)、またはN(C〜C18のアルキル)を含む1〜3個の基で随意に置換され、
Cは、置換または非置換のビニル基またはアセチレン基から成る単量体単位であって、
oは、1〜10,000の整数であって、
pは、0〜10,000の整数であって、
qは、0〜10,000の整数であって、
rは、2〜10,000の整数であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、またはC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、またはC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
Xは、S、Seであって、
前記方法は、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと、2,5−ジブロモセレノフェンまたは2,5−ジヨードセレノフェンの単量体単位Aを、Ni(COD)の存在下で、または、前記単量体単位を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって重合する段階を含み、あるいは、前記方法は、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせとセレノフェンの単量体単位Aを、FeClの存在下で重合する段階、または、前記単量体を電気化学的に重合する段階を含み、前記セレノフェンの単量体単位Aの2位、5位は水素である。)
一実施形態では、本発明は、第1の電極と、第2の電極と、当該第1の電極および当該第2の電極の間に挿入された発光層と、当該発光層および当該第1の電極の間に挿入された、正孔輸送層および正孔注入層のうちの少なくとも1つであり、当該正孔輸送層および当該正孔注入層のうちの前記少なくとも1つが導電性重合体から得られるものと、を含む有機発光機器を提供する。
一実施形態では、本発明の重合体はエレクトロクロミックな機器にて用いられ、前記重合体は高着色効率を有する。
一実施形態では、本発明は、化学式(46)のラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、R、R、R、R、R、R、R、またはRは、独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、OH、SH、NH、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R10)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、およびN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、またはC(O)OR11であって、
は、C〜Cのアルキルであって、
10は、C〜Cのアルキルであって、
11は、C〜Cのアルキルであって、
、X、X、またはXは、独立して、O、S、Se、Te、NH、またはPHであり、X、X、X、およびXはSではない。)
一実施形態では、本発明は、化学式(47)のラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、R、R、R、R、R、またはRは、独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、OH、SH、NH、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、およびN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、またはC(O)ORであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
、X、またはXは、独立して、O、S、Se、Te、NH、またはPHであり、X、X、およびXはSではない。)
一実施形態では、本発明は、正電荷を帯びたポリセレノフェンおよび陰イオンを含むポリセレノフェン分散物を対象とし、前記ポリセレノフェンは化学式(25)を有し、前記陰イオンは、トシル酸イオン、アクリル酸イオン、マレイン酸イオン、スルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、4−エチルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン、テトラデシルスルホン酸イオン、ドデシルスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、トリフラート、またはこれらの混合物、あるいは、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、これらの混合物の陰イオンである。
一実施形態では、本発明は、正電荷を帯びたポリセレノフェンおよび陰イオンを含むポリセレノフェン分散物を対象とし、前記ポリセレノフェンは化学式(53)を有し、前記陰イオンは、トシル酸イオン、アクリル酸イオン、マレイン酸イオン、スルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、4−エチルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン、テトラデシルスルホン酸イオン、ドデシルスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、トリフラート、またはこれらの混合物、あるいは、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、これらの混合物の陰イオンである。
別の実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物は、水またはアルコールの中にある。
一実施形態では、本発明は、本発明のセレノフェン分散物を含む透明な導電性電極を提供する。
本発明と見なされる対象は本明細書の結論部分にて具体的に注目され、明確に主張される。しかしながら、本発明は、その目的、特徴、および利点とともに、実施の構成および方法について、添付図面とともに一読すれば、下記の詳細な記述を参照することにより最も良く理解できる。
化合物(3)の調製のための合成機構を描写する。 ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)の調製のための、セレノフェンの単量体単位、または2,5−ジブロモセレノフェンの単量体単位、または2,5−ジヨードセレノフェンの単量体の重合のための合成機構を描写する。 化合物(24)の調製のための合成機構を描写する。 3,4−ジメトキシセレノフェンの変性を通じて到達可能な、様々なセレノフェンおよびセレノフェン重合体を描写する。 セレノフェンの二量体および数量体の調製のための合成機構を描写する。 セレノフェン−チオフェンの共重合体を描写する。 セレノフェンおよびチオフェン含有のラジアレンの調製のための合成機構を描写する。 当該単量体単位の加熱において生成されたその黒色のドープ重合体の外観と比較した、2,5−ジブロモセレノフェンの単量体単位の外観を描写する。 臭素原子が青色であり、セレン原子が桃色であり、炭素原子が灰色であり、酸素原子が緑色であり、水素原子が白色であるX線結晶解析によって示された、2,5−ジブロモセレノフェンの単量体単位の結晶充填略図を描写する。 Pt電極上でのアセトニトリルおよび0.1Mの(BuN)ClO中における、3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS)単量体のサイクリックボルタンメトリー解析の1回目の掃引を描写する。このような掃引を反復することは、重合体膜の生成に繋がる。X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である。 Pt電極上でのアセトニトリルおよび0.1Mの(BuN)ClO中における、3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS)単量体のサイクリックボルタンメトリー解析を描写する。示されているのは、50mV/s、Fc/Fc=0.37VでのEDOS単量体の多重電位掃引による電解重合である。X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である。 電解重合を通じて生成された、Pt電極上での単量体を含まないアセトニトリルおよび0.1Mの(BuN)ClO中における、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)のサイクリックボルタンメトリー解析を描写する。X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である。 Fc/Fc=0.37Vにおいて、2,5−ジブロモ−3,4−エチレン−ジオキシチオフェンDBEDOSからの固体状態重合を通じて生成された、Pt電極上での単量体を含まないアセトニトリルおよび0.1Mの(BuN)ClO中における、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)のCVのサイクリックボルタンメトリー解析を描写する。X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である。 PCおよび0.1MのTBAPC中における、−1.3Vおよび+0.6Vの間の印加電位の関数として、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)に対する光電気化学スペクトルを描写する。X軸の単位はナノメートル(nm)であり、Y軸の単位は絶対単位(a.u.)である。 ポリセレノフェンに対する温度に依存する導電性の測定結果を描写する。X軸の単位はケルビン(K)であり、Y軸の単位はオーム(Ω)×センチメートル(cm)である。 X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である、当該全てのセレン重合体(35)を生成するためのアセトニトリル中における、Pt電極上の単量体の多重掃引による電解重合である。 (b)X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である、単量体を含まないアセトニトリル中で生成される(35)のCVである。 (c)X軸の単位はナノメートル(nm)であり、Y軸の単位は絶対単位(a.u.)である。当該全てのセレン重合体(35)に対する分光電気化学データを描写する。 全てのセレン(24)化合物の電気化学的重合を描写する。X軸の単位はボルト(V)であり、Y軸の単位はマイクロアンペア(μA)である。 化合物S−ラジアレン(左)(2つの分子はORTEP略図に示されている)、および化合物Se−ラジアレン(右)のR〜RがH(上図:ORTEP略図、下図:充填形態)である、化学式(47)のX線構造を描写する。両方の構造において、積み重ね分子は、同一の転換軸(S−ラジアレンに対してはb軸、Se−ラジアレンに対してはc軸)上に配置される。 選択されたラジアレン化合物のUV−VIS吸光スペクトルを描写する。 選択されたラジアレン化合物のサイクリックボルタンメトリーを描写する(アセトニトリルおよび0.1Mの(BuN)ClO、Pt試験電極、掃引速度10mV/s、対Fc/Fc=0.37V)。 化学式(37)の単量体Aを含む、ポリ(セレノ[3,4−b]チオフェン)、重合体(53)の分光電気化学を描写する。 PEDOTおよびその誘導体に関する文献にて報告された、対照比および着色効率のデータを描写する。PEDOT、PProDOT、PProDOT−Me、PProDOT−Et、PProDOT−Bz、P(BEDOT−MEHB)は既知の化合物であり、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)、および、ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)は本発明の化合物である。 5秒の間隔で、その中性状態(−0.9V対Ag/AgCl)、および、酸化状態(+0.5V対Ag/AgCl)の間で切り換えられた時の、666nmで監視されたポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)膜に対する、(a)透過率および(b)切換電流の同時監視を描写する。 3秒の間隔で、その中性状態(−0.9V)および酸化状態(+0.5V)の間で電位を変えられた時の、(a)763nmで監視された透過百分率、および、(b)ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜に対する電流の切換研究を描写する。 3秒の間隔で、−0.9V(中間色状態)および+0.5V対Ag/AgCl(酸化漂白状態)の間の電圧を切り換えることによって得られるような膜蒸着電荷の関数として、ITOで被覆されたガラス上におけるポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の透過率値(763nmにて)を描写する。当該対照比は、−0.9Vおよび+0.5Vにおける透過百分率(%T)の間の差異である。 763nmにおいて観測されたポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の切換時間を描写する。 3秒の間隔でその中性状態(−0.9V)および酸化状態(+0.5V)の間で電位を変えられ、10,000回の切換サイクルを通じて切り換えられた、ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)の透過率値の長期安定性を描写する。 0.1MのLiBF/PC中において20mV/sの掃引速度で0.05Cの電着電荷を用いた一定電位にて調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜のサイクリックボルタンメトリーを描写する。 −0.9V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=0)を描写する。 −0.7V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=2)を描写する。 −0.5V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=4)を描写する。 −0.3V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=6)を描写する。 −0.1V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=6)を描写する。 0V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=8)を描写する。 0.1V(対Ag/AgCl)の印加電位でITOによって被覆されたガラス上で調製された、ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜の分光電気化学スペクトル(n=12)を描写する。
図示を簡単かつ明確にするために、図に示されている元素は必ずしも縮尺通りに描かれていないということを理解されたい。例えば、いくつかの元素の寸法は、図示を明確にするためにその他の元素に対して誇張され得る。さらに、必要であると見なされれば、参照番号は対応する類似元素を示すために図の間で繰り返され得る。
下記の詳細な記述において、数多くの具体的な詳細が本発明の完全な理解を与えるために説明されている。しかしながら、当業者は、本発明がこれら具体的な詳細なしに実施され得るということを理解されたい。その他の例では、十分に知られている方法、手順、および構成要素が、本発明を不明確にしないように詳細に記載されている。
本発明は、一実施形態では、様々な機器における電極としていくつかの実施形態において有用なセレノフェン系重合体、いくつかの実施形態では、置換ポリセレノフェン、および、エレクトロクロミックな表示部、電池、太陽電池、光増幅器、有機発光ダイオードなどにおけるその用途を提供する。
いくつかの実施形態では、本発明は、本発明のセレノフェン化合物の調製物の合成方法を提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、本発明のセレノフェン系重合体の調製物の合成方法を提供する。
一実施形態では、本発明は、化学式(1)の構造によって表される化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、F、Cl、Br、I、SH、OSOCH、またはOSOCFであって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル環、ヘテロシクロアルキル環、またはアリール環であって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、PH、NR、またはC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、PH、NR、またはC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
式中、RがHである場合、RおよびRはOMeではなく、非置換の[1,4]ジオキサン環を形成せず、かつ、SeまたはSを含む5員環の不飽和複素環を形成しない。)
別の実施形態では、化学式(1)の化合物のRはHである。別の実施形態では、化学式(1)の化合物のRはBrである。別の実施形態では、化学式(1)の化合物のRはClである。別の実施形態では、化学式(1)の化合物のRはIである。別の実施形態では、化学式(1)の化合物のRはSHである。別の実施形態では、RはBrであり、RはY−(C〜Cのアルキル)であり、RはZ−(C〜Cのアルキル)であり、YはOであり、ZはOである。別の実施形態では、RはIであり、RはY−(C〜Cのアルキル)であり、RはZ−(C〜Cのアルキル)であり、YはOであり、ZはOである。別の実施形態では、RはY−CHであり、RはZ−CHである。
一実施形態では、化学式1の化合物のRおよびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成する:
Figure 2011517701
別の実施形態では、YおよびZは隣接する原子上の芳香環に結合する。別の実施形態では、YおよびZは隣接する原子上の脂肪環に結合する。別の実施形態では、前記環はシクロヘキサンである。別の実施形態では、前記環はシクロペンタンである。別の実施形態では、前記環はベンゼンである。別の実施形態では、前記環はナフタレンである。別の実施形態では、前記環はピペラジンである。別の実施形態では、前記環はキノリンである。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(2)の構造によって表される:
Figure 2011517701
2a:XはBr
2b:XはI
別の実施形態では、RおよびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換される。
別の実施形態では、化学式(1)のRおよびRは結合し、置換または非置換の4〜8員環を形成し、前記環は1〜3個の置換基によって置換される。別の実施形態では、前記4〜8員環はシクロヘキサンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はシクロヘキセンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はシクロペンタンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はシクロペンテンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はピロールである。別の実施形態では、前記4〜8員環はピロリジンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジオキサンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキルによって置換された[1,4]ジオキサンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジチアンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジオキセパンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジチエパンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジセレナンである。別の実施形態では、前記4〜8員環は置換[1,4]ジセレネパンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はフランである。別の実施形態では、前記4〜8員環はピリジンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はテトラヒドロフランである。別の実施形態では、前記4〜8員環はテトラヒドロチオピランである。別の実施形態では、前記4〜8員環はベンゼンである。別の実施形態では、前記4〜8員環はピリジンである。別の実施形態では、化学式(1)のRおよびRは結合し、置換または非置換の4〜8員環を形成し、前記環は1〜3個の置換基によって置換される。別の実施形態では、前記置換基は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含み、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、あるいはこれらの任意の組み合わせを含む1〜3個の基で随意に置換される。
別の実施形態では、RはBrであり、化学式(1)のRおよびRは結合し、0〜3個の二重結合を含むジオキシの置換または非置換の4〜8員環を形成する。別の実施形態では、RはIであり、化学式(1)のRおよびRは結合し、0〜3個の二重結合を含むジオキシの置換または非置換の4〜8員環を形成する。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(3)の構造によって表される:
Figure 2011517701
3a:XはBr
3b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(4)の構造によって表される:
Figure 2011517701
4a:XはBr
4b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(5)の構造によって表される:
Figure 2011517701
5a:XはBr
5b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(6)の構造によって表される:
Figure 2011517701
6a:XはBr
6b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(7)の構造によって表される:
Figure 2011517701
7a:XはBr
7b:XはI
別の実施形態では、RはHであり、化学式(1)のRおよびRは結合し、0〜3個の二重結合を含むジオキシの置換または非置換の4〜8員環を形成する。式中、RがHである場合、RおよびRは非置換の[1,4]ジオキサン環を形成しない。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(8)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(9)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(10)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(11)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12a)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12b)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12c)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12d)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12e)および(12e)−キラルの構造によって表される:
Figure 2011517701
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(12f)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルであり、XはHまたはハロゲンである)。別の実施形態では、XはBrまたはIである。別の実施形態では、XはHである。別の実施形態では、Alkは、エチル、ブチル、オクチル、ヘキシル、またはドデシルである。
別の実施形態では、化学式12(a)〜12(f)の化合物はラセミ混合物である。別の実施形態では、化学式12(a)〜12(f)の化合物はキラルである。
別の実施形態では、RはBrであり、化学式(1)のRおよびRは結合し、0〜3個の二重結合を含むジチオの置換または非置換の4〜8員環を形成する。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(13)の構造によって表される:
Figure 2011517701
13a:XはBr
13b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(14)の構造によって表される:
Figure 2011517701
14a:XはBr
14b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(15)の構造によって表される:
Figure 2011517701
15a:XはBr
15b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(16)の構造によって表される:
Figure 2011517701
16a:XはBr
16b:XはI
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(17)の構造によって表される:
Figure 2011517701
17a:XはBr
17b:XはI
別の実施形態では、RはHであり、化学式(1)のRおよびRは結合し、0〜3個の二重結合を含むジチオの置換または非置換の4〜8員環を形成する。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(18)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(19)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(20)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(21)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(22)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、RおよびRの組み合わせはY−フェニル−Zである。別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(23)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(24)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(42)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルであり、XはHまたはハロゲンである)。別の実施形態では、当該アルキルは、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、またはドデシルである。別の実施形態では、XはBrまたはIである。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(43)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、XはHまたはハロゲンである)。別の実施形態では、Xは臭素またはヨウ素である。
別の実施形態では、化学式(1)の化合物は、化学式(44)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、XはHまたはハロゲンである)。別の実施形態では、XはHである。別の実施形態では、XはBrまたはIである。
「アルキル」基は、一実施形態では、直鎖状の、分鎖状の、および環状のアルキル基を含む飽和脂肪炭化水素を指す。一実施形態では、当該アルキル基は1〜12個の炭素を有する。一実施形態では、当該アルキル基は1〜15個の炭素を有する。別の実施形態では、当該アルキル基は1〜7個の炭素を有する。別の実施形態では、当該アルキル基は1〜6個の炭素を有する。別の実施形態では、当該アルキル基は1〜4個の炭素を有する。当該アルキル基は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシル、チオ、およびチオアルキルから選択される1つ以上の基によって置換され得る。一実施形態では、当該アルキル基はCHである。
「ハロアルキル」基は、1つ以上のハロゲン原子によって置換される、上記で定義したようなアルキル基を指し、一実施形態ではFによって、別の実施形態ではClによって、別の実施形態ではBrによって、別の実施形態ではIによって置換される。
「シクロアルキル」基は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ハロアルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシ、またはチオ、またはチオアルキルから選択される1つ以上の基によって置換され得る、少なくとも1つの飽和炭素環式基を有する環式基を指す。シクロアルキル環の限定されない例は、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、およびシクロオクタンなどである。一実施形態では、当該シクロアルキル基は3〜12員環である。別の実施形態では、当該シクロアルキル基は3〜8員環である。別の実施形態では、当該シクロアルキル基は1〜4個の縮合環から成る。
「アリール」基は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ハロアルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシ、またはチオ、またはチオアルキルから選択される1つ以上の基によって置換され得る、少なくとも1つの炭素環式芳香族基または複素環式芳香族基を有する芳香族基を指す。アリール環の限定されない例は、フェニル、ナフチル、ピラニル、ピロリル、ピラジニル、ピリミジニル、ピラゾリル、ピリジニル、フラニル、チオフェニル、チアゾリル、イミダゾリル、イソオキサゾリル、キノリル、およびイソキノリルなどである。一実施形態では、当該アリール基は3〜12員環である。別の実施形態では、当該アリール基は3〜8員環である。別の実施形態では、当該アリール基は3〜4個の縮合環を含む。
「ヒドロキシル」基は、OH基を指す。
「第一級アミド」基は、当該アミド窒素が2個の水素原子に結合しているアミドを指す。
「第二級アミド」基は、当該アミド窒素が水素原子およびアルキル基に同時に結合しているアミドを指す。一実施形態では、当該アルキル基は1〜12個の炭素原子を含む。別の実施形態では、当該アルキル基は分岐している。別の実施形態では、当該アルキル基は非分岐である。別の実施形態では、当該アルキル基は1〜6個の炭素原子を含む。別の実施形態では、当該アルキル基はメチルである。別の実施形態では、当該アルキル基はエチルである。別の実施形態では、当該アルキル基はイソプロピルである。
「第三級アミド」基は、当該アミド窒素が2つのアルキル基に同時に結合しているアミドを指す。一実施形態では、当該アルキル基は独立して1〜12個の炭素原子を含む。別の実施形態では、当該アルキル基は独立して分岐している。別の実施形態では、当該アルキル基は独立して非分岐である。別の実施形態では、当該アルキル基は独立して1〜6個の炭素原子を含む。別の実施形態では、当該アルキル基はメチルである。別の実施形態では、当該アルキル基はエチルである。別の実施形態では、当該アルキル基はイソプロピルである。
「エステル」基は、当該カルボン酸の水素が、上文で定義されたようなアルキル基またはアリール基によって置換されるカルボン酸を指す。
用語「ハロゲン」は、一実施形態ではF、別の実施形態ではCl、別の実施形態ではBr、別の実施形態ではIを指す。
用語「環」は、3〜10個の原子を含む、単環式または二環式の芳香族または脂肪族の環系を指す。一実施形態では、前記環は、O、N、およびSから選択される0〜4個のヘテロ原子を含む。別の実施形態では、前記環は0〜3個の基と随意に置換される。別の実施形態では、前記環はシクロヘキサンである。別の実施形態では、前記環はシクロペンタンである。別の実施形態では、前記環はベンゼンである。別の実施形態では、前記環はナフタレンである。別の実施形態では、前記環はピペラジンである。別の実施形態では、前記環はキノリンである。
「複素環」基は、一実施形態では、炭素原子に加えて、硫黄、酸素、窒素、またはこれらの任意の組み合わせを、当該環の一部として含む環状構造を指す。別の実施形態では、当該複素環は3〜12員環である。別の実施形態では、当該複素環は6員環である。別の実施形態では、当該複素環は5〜7員環である。別の実施形態では、当該複素環は4〜8員環である。別の実施形態では、当該複素環は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ハロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、シアノ、ニトロ、COH、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシ、チオ、および/またはチオアルキルによって置換され得る。別の実施形態では、当該複素環は、別の飽和または不飽和のシクロアルキルまたは複素環式3〜8員環に結合され得る。別の実施形態では、当該複素環は飽和環である。別の実施形態では、当該複素環は不飽和環である。
用語「置換」は、1つ以上の水素の非水素基との置換を指す。非水素基の限定されない例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、アリール、ヒドロキシル、アルコキシル、シアノ、アミド、カルボキシル、アミノ、ハロゲンなどが挙げられる。
「アルケニル」基は、別の実施形態では、1つ以上の二重結合を有する、直鎖状基、分鎖状基、および環式基を含む不飽和炭化水素を指す。当該アルケニル基は、1つの二重結合、2つの二重結合、3つの二重結合などを有し得る。アルケニル基の例は、エテニル、プロペニル、ブテニル、シクロヘキセニルなどである。当該アルケニル基は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシル、チオ、およびチオアルキルから選択される1つ以上の基によって置換され得る。
「アルキニル」基は、別の実施形態では、1つ以上の三重結合を有する、直鎖状基、分鎖状基、および環式基を含む不飽和炭化水素を指す。当該アルキニル基は、1つの三重結合、2つの三重結合、3つの三重結合などを有し得る。アルキニル基の例は、エチニル、プロピニル、ブチニルなどである。当該アルキニル基は、非置換であり得るか、あるいは、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、カルボニル、アミド、アルキルアミド、ジアルキルアミド、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシル、チオ、およびチオアルキルから選択される1つ以上の基によって置換され得る。
一実施形態では、本発明は、化学式(25)の構造によって表される重合体を提供する:
Figure 2011517701
(式中、A、B、およびCは、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたってブロックとして一様に配置されるか、または、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたって乱雑に配置されるかの何れかになるように、互いに対して任意の順番で配置されてもよく、Aは、下記の構造によって表される単量体単位であり:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
Bは、単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基から成る単量体単位であり、前記単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基は、CN、COOH、C〜C18のアルキル、OH、O−(C〜C18のアルキル)、SH、S−(C〜C18のアルキル)、NH、NH−(C〜C18のアルキル)、またはN(C〜C18のアルキル)を含む1〜3個の基で随意に置換され、
Cは、置換または非置換のビニル基またはアセチレン基から成る単量体単位であって、
oは、1〜10,000の整数であって、
pは、0〜10,000の整数であって、
qは、0〜10,000の整数であって、
rは、2〜10,000の整数であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
Xは、S、Seである。)
別の実施形態では、化学式(25)の重合体において、pおよびqは0であり、XはSまたはSeである。
一実施形態では、化学式(25)の重合体は、下記の構造によって表されるBの単量体単位を含む:
Figure 2011517701
(式中、Xは、O、Te、S、NH、PH、Si(C〜Cのアルキル)、またはBHであって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Y−H、およびY−(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、およびZ−(C〜Cのアルキル)であって、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む、置換または非置換の4〜8員環を形成し、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールである。)
別の実施形態では、Bは下記の構造によって表される単量体単位である:
Figure 2011517701
別の実施形態では、Bは置換または非置換のチオフェンである。
別の実施形態では、Bは下記の構造によって表される単量体単位である:
Figure 2011517701
一実施形態では、化学式(25)の重合体は、下記の構造によって表されるCの単量体単位を含む:
Figure 2011517701
一実施形態では、化学式(25)の重合体は、下記の構造によって表されるCの単量体単位を含む:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であって、
Yは、O、S、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールである。)
別の実施形態では、Cは下記の構造によって表される単量体単位である:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Y−H、およびY−(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、およびZ−(C〜Cのアルキル)であって、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む、置換または非置換の4〜8員環を形成し、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールである。)
一実施形態では、本発明の重合体は、A、B、およびCの単量体単位を含み、A、B、およびCは、互いに対して任意の順序で配置され得る。別の実施形態では、A、B、およびCは、A−B−Cという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、B−A−Cという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、C−B−Aという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、A−C−Bという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、C−A−Bという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、B−C−Aという順序で当該重合体に取り込まれる。別の実施形態では、A、B、およびCは、当該重合体の全体にわたって乱雑に配置される。別の実施形態では、A、B、およびCは、当業者に理解されるように、交互のブロック内の重合体の全体にわたって配置され、このような変化はA、B、Cの任意の順序の任意の形態を含み、任意の所望の間隔にて繰り返される。
一実施形態では、本発明の重合体の単量体単位は、A、B、C、またはこれらの任意の組み合わせである。
別の実施形態では、化学式(25)のpは0である。別の実施形態では、pは0であり、AおよびCは当該重合体の全体にわたって乱雑に配置される。別の実施形態では、pは0であり、AおよびCは重合体の全体にわたって交互のブロックに配置される。別の実施形態では、qは0である。別の実施形態では、qは0であり、AおよびBは当該重合体の全体にわたって乱雑に配置される。別の実施形態では、qは0であり、AおよびBは重合体の全体にわたって交互のブロックに配置される。別の実施形態では、pおよびqは0である。別の実施形態では、pおよびqは0であり、nは2〜500の間である。別の実施形態では、pおよびqは0であり、nは2である。別の実施形態では、pおよびqは0であり、nは4である。別の実施形態では、pおよびqは0であり、nは10である。
一実施形態では、本発明の重合体は、化学式(53)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、Aは下記の構造によって表される単量体単位である:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
式中、nは2〜10,000の整数であって、
、R、およびXは、化学式(25)の重合体に対して定義されている通りである。)
別の実施形態では、化学式(53)の化合物において、XはSまたはSeである。
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(26)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(27)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(28)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(29)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(30)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(31)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(32)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(33)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(34)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(35)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(36)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(37)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(38)の構造によって表される:
Figure 2011517701
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(39)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルである)。別の実施形態では、当該アルキルは、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、またはドデシルである。
別の実施形態では、当該単量体単位Aは、化学式(40)の構造によって表される:
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルである)。別の実施形態では、当該アルキルは、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、またはドデシルである。
一実施形態では、本発明の重合体は導電性重合体である。いくつかの実施形態では、このような重合体は約10S・cm−1の導電度を有するだろう。別の実施形態では、本発明の重合体は、約1〜5S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の重合体は、約5〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の重合体は、約8〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の重合体は、約10〜12S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の重合体は、約10〜100S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の重合体は、約10−2〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。
一実施形態では、導電度測定は、当該分野で知られている任意の方法を通じて、例えば、FLUKE F115のマルチメーター、および、定電流源システム(EG&G PAR 236 Potentiostat/Galvanostat)に連結した2つの探針を用いて行われる。当該電気化学的に調製された重合体は、4探針導電度計を用いた新たに調製された膜を用いて試験できる。
一実施形態では、本発明の重合体はドーパントを含む。別の実施形態では、当該ドーパントはp型である。別の実施形態では、当該p型ドーパントは、Br 、I 、AsF 、ClO 、BF 、またはFeCl である。別の実施形態では、当該ドーパントはn型である。別の実施形態では、当該n型ドーパントは、Li、Na、またはKである。
用語「ドーパント」は、一実施形態では、重合体およびドーパントの混合物を電気伝導性にするために、少量の重合体に添加される物質を指す。本発明の重合体は自己ドープ型と呼ばれてもよく、すなわち、ドーパントと見なされ得るものは、当該重合体に添加されて、重合体およびドーパントの混合物を生成する別の物質であるというよりも、むしろ当該重合体の一体部分である。しかしながら、これらの重合体はドーパントなしで電気伝導性であるが、その導電性の大きさは、ドーパント物質を添加することによって増加できる。
一実施形態では、本発明は、化学式(1)の構造によって表される化合物を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Rは、H、F、Cl、Br、I、SH、OSOCH、またはOSOCFであって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む置換または非置換4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、NR、およびC(R)(R)であって、
Zは、O、S、NR、およびC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
前記方法は、
a)3,4−ジメトキシセレノフェンを求核試薬と反応させ、3,4−置換セレノフェンを生成する段階と:
Figure 2011517701
b)段階a)の3,4−置換セレノフェン(I)を随意に臭素化し、2,5−ジブロモセレノフェンを得る段階と:
Figure 2011517701
c)段階b)の化合物(II)の臭化物を求核試薬で随意に置換し、化学式(1)の化合物を得る段階と、
を含む。)
一実施形態では、本発明の化学式(1)の化合物、および/または重合体、および/または二量体を調製するための方法は、3,4−ジメトキシセレノフェンを求核試薬と反応させ、3,4−置換セレノフェンを生成する段階を含む。別の実施形態では、3,4−ジメトキシセレノフェンは、2,3−ジメトキシブタジエンの二塩化セレンとの縮合によって調製される。別の実施形態では、前記求核試薬は、Y−ring−Z、Y−H、Y−(C〜Cのアルキル)、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,3−ジオール、エタン−1,2−ジチアン、プロパン−1,2−ジチアン、2−メルカプト−エタノール、または3−メルカプト−プロパノールであり、前記求核試薬は随意に置換されるか、あるいは非置換である。
一実施形態では、本発明の化学式(1)の化合物、および/または重合体、および/または二量体を調製するための方法は、段階(a)の3,4−置換セレノフェン(1)を臭素化し、2,5−ジブロモセレノフェンを得る段階を含む。別の実施形態では、当該臭素化段階は酸によって触媒される。別の実施形態では、当該酸はパラ−トルエンスルホン酸である。別の実施形態では、当該臭素化段階は臭素化剤を含む。別の実施形態では、前記臭素化剤は臭素である。別の実施形態では、前記臭素化剤はN−ブロモスクシンイミドである。
一実施形態では、本発明は、化学式(25)の重合体を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、A、B、およびCは、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたってブロックとして一様に配置されるか、または、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたって乱雑に配置されるかの何れかになるように、互いに対して任意の順番で配置してもよく、Aは、下記の構造によって表される単量体単位であり:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
Bは、単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基から成る単量体単位であり、前記単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基は、CN、COOH、C〜C18のアルキル、OH、O−(C〜C18のアルキル)、SH、S−(C〜C18のアルキル)、NH、NH−(C〜C18のアルキル)、またはN(C〜C18のアルキル)を含む1〜3個の基で随意に置換され、
Cは、置換または非置換のビニル基またはアセチレン基から成る単量体単位であって、
oは、1〜10,000の整数であって、
pは、0〜10,000の整数であって、
qは、0〜10,000の整数であって、
rは、2〜10,000の整数であって、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
あるいは、
およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
あるいは、
およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
Figure 2011517701
式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
は、C〜Cのアルキルであって、
Yは、O、S、Se、NR、またはC(R)(R)であって、
Zは、O、S、Se、NR、またはC(R10)(R11)であって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
Xは、S、Seであって、
前記方法は、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと、2,5−ジブロモセレノフェンまたは2,5−ジヨードセレノフェンの単量体単位Aを、Ni(COD)の存在下で、または、前記単量体単位を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって重合する段階を含み、あるいは、前記方法は、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせとセレノフェンの単量体単位Aを、FeClの存在下で重合する、または、前記単量体を電気化学的に重合する段階を含み、前記セレノフェンの単量体単位Aの2位、5位は水素である。)
一実施形態では、化学式(25)の重合体を調製する方法は、Ni(COD)の存在下において、Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位、または、2,5−ジヨードセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(25)の重合体を調製する方法は、FeClの存在下において、Aのセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(25)の重合体を調製する方法は、20〜150℃の間の温度範囲まで前記単量体を加熱することによって、あるいは、前記単量体を重合させることによって、Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位、または、2,5−ジヨードセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(25)の重合体を調製する方法は、Aのセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと電気化学的に重合させる段階を含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(53)の重合体を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Aは下記の構造によって表される単量体単位である:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
式中、nは2〜10,000の整数であって、
、R、およびXは、化学式(25)の重合体に対して定義されている通りであって、
前記方法は、2,5−ジブロモセレノフェンまたは2,5−ジヨードセレノフェンの単量体単位Aを、Ni(COD)の存在下で、または、前記単量体単位を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって重合する段階を含み、あるいは、前記方法は、セレノフェンの単量体単位Aを、FeClの存在下で重合する、または、前記単量体を電気化学的に重合する段階を含み、前記セレノフェンの単量体単位Aの2位、5位は水素である。)
一実施形態では、化学式(53)の重合体を調製する方法は、Ni(COD)の存在下において、Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位、または、2,5−ジヨードセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(53)の重合体を調製する方法は、FeClの存在下において、Aのセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(53)の重合体を調製する方法は、20〜150℃の間の温度範囲まで前記単量体を加熱することによって、あるいは、前記単量体を重合させることによって、Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位、または、2,5−ジヨードセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと重合させる段階を含む。
一実施形態では、化学式(53)の重合体を調製する方法は、Aのセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせと電気化学的に重合させる段階を含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(54)によって表される二量体を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、Aは下記の構造によって表される単量体単位であり:
Figure 2011517701
、R、およびXは、化学式(25)の重合体に対して定義されている通りであって

前記方法は、
a)3,4−ジメトキシセレノフェンを求核試薬と反応させ、3,4−置換セレノフェンを生成する段階と:
Figure 2011517701
b)段階a)の3,4−置換セレノフェン(I)を随意に臭素化し、2,5−ジブロモセレノフェンを得る段階と:
Figure 2011517701
c)段階a)の化合物(I)のセレノフェン、または、段階b)の化合物(II)の臭化物をn−ブチルリチウムおよびCuClで処理する段階と:
Figure 2011517701
を含む。)
一実施形態では、化学式(54)の二量体の調製のための方法は、n−ブチルリチウムおよびCuClを添加する段階を含む。別の実施形態では、n−ブチルリチウムおよびCuClを用いた、段階(a)の化合物(I)のセレノフェン、または、段階(b)の化合物(II)の臭化物の処理は−78℃で開始し、室温まで温める。
一実施形態では、本発明は、化学式(38)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(3)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
3a:XはBr
3b:XはI
前記重合は、前記化合物(3)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(3)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(38)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(41)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを化合物(41)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって化合物(41)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(31)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(4)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
4a:XはBr
4b:XはI
前記重合は、前記化合物(4)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(31)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(8)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを化合物(8)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって化合物(8)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(32)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(5)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
5a:XはBr
5b:XはI
前記重合は、前記化合物(5)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(5)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(32)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(9)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを化合物(9)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって化合物(9)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(33)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(6)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
6a:XはBr
6b:XはI
前記重合は、前記化合物(6)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(6)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(33)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(10)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを化合物(10)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって化合物(10)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(34)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(7)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
7a:XはBr
7b:XはI
前記重合は、前記化合物(7)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(7)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(34)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(11)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを化合物(11)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって化合物(11)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(39)または(40)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルである)。前記方法は、化学式(43)または(12f)の化合物をそれぞれ重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルであり、XはBrまたはIである)。前記重合は、前記化合物(43)または(12f)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(43)または(12f)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(39)または(40)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルである)。前記方法は、化学式(43)または(12f)の化合物をそれぞれ重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
または、
Figure 2011517701
(式中、AlkはC〜C12のアルキルであり、XはHである)。前記重合は、FeClを前記化合物(43)または(12f)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(43)または(12f)を重合させるステップを含む。別の実施形態では、化学式(39)または(40)のアルキルは、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、またはドデシルである。
一実施形態では、本発明は、化学式(26)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(13)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
13a:XはBr
13b:XはI
前記重合は、前記化合物(13)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(13)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(26)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(18)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを前記化合物(18)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(18)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(27)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(14)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
14a:XはBr
14b:XはI
前記重合は、前記化合物(14)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(14)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(27)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(19)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを前記化合物(19)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(19)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(28)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(15)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
15a:XはBr
15b:XはI
前記重合は、前記化合物(15)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(15)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(28)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(20)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを前記化合物(20)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(20)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(29)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(16)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
16a:XはBr
16b:XはI
前記重合は、前記化合物(16)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(16)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(29)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(21)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを前記化合物(21)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(21)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(30)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(17)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
17a:XはBr
17b:XはI
前記重合は、前記化合物(17)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱するステップ、または、前記化合物(17)をNi(COD)触媒と反応させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(30)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(22)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
前記重合は、FeClを前記化合物(22)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(22)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(36)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(43)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
(式中、XはBrまたはIである。)前記重合は、前記化合物(43)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱する段階、または、前記化合物(43)をNi(COD)触媒と反応させる段階を含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(36)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(43)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
(式中、XはHである。)前記重合は、FeClを前記化合物(43)に添加するステップ、または、電気化学的手段によって前記化合物(43)を重合させるステップを含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(37)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(44)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
(式中、XはBrまたはIである。)前記重合は、前記化合物(44)を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱する段階、または、前記化合物(44)をNi(COD)触媒と反応させる段階を含む。
一実施形態では、本発明は、化学式(37)の単量体Aを含む、化学式(53)の重合体の調製のための方法を提供する:
Figure 2011517701
前記方法は、化学式(44)の化合物を重合させるステップを含む:
Figure 2011517701
(式中、XはHである。)前記重合は、FeClを前記化合物(44)に添加する段階、または、電気化学的手段によって前記化合物(44)を重合させる段階を含む。
別の実施形態では、本発明の重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、本発明の重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜60℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を50〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を50〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を40〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を60〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を30〜50℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を100〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。
別の実施形態では、本発明の重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、本発明の重合体は、当該1つまたは複数の単量体を50〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を50〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を70〜90℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を90〜120℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を100〜150℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜80℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を20〜60℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジヨードセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。別の実施形態では、当該重合体は、当該1つまたは複数の単量体を50〜100℃の間の温度範囲まで加熱することによって、化学式Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位を、随意に化学式B、化学式C、またはこれらの任意の組み合わせの単量体単位とともに重合させることによって調製される。
別の実施形態では、Aが化学式(38)によって表される化学式(53)の重合体を調製するための方法は、実施例5および図2に従って準備される。
一実施形態では、本発明の重合体は、Ni(COD)(ニッケル−シクロオクタジエン錯体)の存在下において、Aの2,5−ジブロモセレノフェン単位または2,5−ジヨードセレノフェン単位を、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせとともに重合することによって調製される。別の実施形態では、Ni(COD)は触媒量で添加される。別の実施形態では、化学式(38)の単量体Aを含む化学式(53)の重合体を調製するための方法は、実施例6および図2に従って行われる。
一実施形態では、本発明の化合物、および/または、本発明の重合体および/または二量体は、制限なく、当業者に知られているような任意の方法によって調製されてもよい。
一実施形態では、本発明の重合体は、FeClの存在下において、Aのセレノフェン単位、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせを重合することによって調製される。別の実施形態では、当該反応はクロロホルムの存在下で行われる。別の実施形態では、化学式(38)の単量体Aを含む化学式(53)の重合体を調製するための方法は、実施例4および図2に従って行われる。
一実施形態では、本発明の重合体は、電気化学的にAのセレノフェン単位、単量体単位B、単量体単位C、またはこれらの任意の組み合わせを重合することによって調製される。別の実施形態では、当該反応は、1.3Vから−1V(対フェロセン/フェロセニウム:Fc/Fc)の間の電位を印加することによって行われる。別の実施形態では、当該反応は、0.7Vから−0.9V(対Fc/Fc)の間の電位を印加することによって行われる。別の実施形態では、当該電位は200mV/秒の速度で印加される。別の実施形態では、当該電位は150mV/秒の速度で印加される。別の実施形態では、当該電位は100mV/秒の速度で印加される。別の実施形態では、当該電位は50mV/秒の速度で印加される。別の実施形態では、当該電気化学的手段は図17に従って行われる。
別の実施形態では、本発明の重合体は、当該単量体を臭素化またはヨウ素化し、その後20〜90℃の間で加熱することによって調製される(固体重合)。別の実施形態では、加熱することによって調製された重合体の導電性は、5〜50S・cm−1の範囲内の導電性を提供する。
別の実施形態では、本発明の重合体は電解重合される。別の実施形態では、電気化学的に調製された重合体の導電性は、5〜50S・cm−1の範囲内の高い導電性を示す。別の実施形態では、その酸化電位における本発明の単量体の、反復サイクリックボルタンメトリー(CV)の循環下で重合体が生成される。別の実施形態では、化学式(38)(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)の単量体を含む重合体は、1.2Vにおける反復CVの循環によって調製され(図11および図12で示されている通り)、当該作用電極の表面上に、不溶な中性の深青色または酸化した空色のポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)を生成した。
一実施形態では、本発明の重合体を調製するための方法は、ドーパントを本発明の単量体単位に添加する段階を含む。別の実施形態では、当該ドーパントはp型である。別の実施形態では、p型ドーパントは、Br 、I 、AsF 、ClO 、BF 、またはFeCl を含む。別の実施形態では、当該ドーパントはn型ドーパントである。別の実施形態では、n型ドーパントは、Li、Na、またはKを含む。
一実施形態では、孔を有する導電性重合体膜(p−ドープ型)は、ハロゲン原子(例えば、I、Cl、Br、ICl、ICl、IBr、およびIF)、ルイス酸(例えば、PF、AsF、SbF、BF、BCl、SbCl、BBr、およびSO)、プロトン酸、有機酸、またはアミノ酸(例えば、HF、HCl、HNO、HSO、HClO、FSOH、およびClSOH)、遷移金属化合物(例えば、FeCl、Fe(OCl)、Fe(C1O、Fe(CHSO、TiCl、ZrCl、HfCl、NbF、NbCl、TaCl、MoF、MoCl、WF、WCl、UF、およびLnXであって、式中、Lnはランタノイドであり、Xは陰イオン(例えば、Cl、Br、I、I 、HSO 、SO 2−、NO 、ClO 、BF 、B1212 2−、PF 、AsF 、SbF 、FeCl 、Fe(CN) 3−、およびアリール−SO 等の様々なスルホン酸類の陰イオン)である)を含む従来のp−ドーパントを用いて形成できる。また、OならびにOを用いてもよい。n−ドープ型重合体膜内と同様に、担体として電子を用いる導電性重合体膜は、アルカリ金属類(例えば、Li、Na、K、Rb、およびCs)、アルカリ土類金属類(例えば、Ca、Sr、およびBa)を含む従来のn−ドーパントを利用する。
一実施形態では、本発明の重合体は、それぞれの単量体の従来のp型ドーパントおよびn型ドーパントの後重合を用いてドープされ得る。ドーピング法は一般的に、当該使用したドーパントから生じた対応する対イオンを有する物質において、非局在化したイオン中心を形成するための、酸化還元反応における酸化剤または還元剤での当該膜材料の処理を含む。ドーピング法は、例えば、大気圧内または減圧下におけるドーピング蒸気に対する曝露と、ドーパントを含む溶液中における電気化学的ドーピングと、当該ドーパントを当該重合体と接触させて熱拡散させるステップと、当該半導体材料への当該ドーパントのイオン注入とを含む。
一実施形態では、本発明は、本明細書に記載されている任意の方法に従って調製された化合物、重合体、および/または二量体を提供する。
一実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、10S・cm−1の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約1〜5S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約5〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約8〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約10〜12S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約10〜100S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明の方法に従って調製された本発明の重合体は、約10−2〜1S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。
一実施形態では、本発明は、化学式(45)の構造によって表されるラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、R、R、R、R、R、R、R、またはRは、独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、OH、SH、NH、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R10)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、およびN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、またはC(O)OR11であって、
はC〜Cのアルキルであって、
10はC〜Cのアルキルであって、
11はC〜Cのアルキルであって、
、X、X、またはXは、独立して、O、S、Se、Te、NH、またはPHであって、
nは0〜2の整数である。)
一実施形態では、化合物(45)のR、R、R、R、R、R、R、およびRはHであり、X、X、X、およびXは独立してSeであり、nは0〜1の整数である。別の実施形態では、X、X、X、およびXはSeであり、nは0である。別の実施形態では、X、X、X、およびXはSeであり、nは1である。
一実施形態では、本発明は、化学式(46)の構造によって表されるラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、R、R、R、R、R、R、R、またはRは、独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、OH、SH、NH、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R10)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、およびN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、またはC(O)OR11であって、
はC〜Cのアルキルであって、
10はC〜Cのアルキルであって、
11はC〜Cのアルキルであって、
、X、X、またはXは、独立して、O、S、Se、Te、NH、またはPHであって、
、X、X、およびXはSではない。)
一実施形態では、化合物(46)のR、R、R、R、R、R、R、およびRはHであり、X、X、X、およびXは独立してSeであり、nは0〜1の整数である。別の実施形態では、X、X、X、およびXはSeであり、nは0である。別の実施形態では、X、X、X、およびXはSeであり、nは1である。
一実施形態では、本発明は、化学式(47)の構造によって表されるラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
(式中、R、R、R、R、R、またはRは、独立して、H、F、Cl、Br、I、CN、OH、SH、NH、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、およびN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]、またはC(O)ORであって、
はC〜Cのアルキルであって、
はC〜Cのアルキルであって、
はC〜Cのアルキルであって、
、X、またはXは、独立して、O、S、Se、Te、NH、またはPHであって、
、X、およびXはSではない。)
一実施形態では、化合物(47)のR、R、R、R、R、およびRはHであり、X、X、およびXはSeであり、nは0〜1の整数である。別の実施形態では、X、X、およびXはSeであり、nは0である。
一実施形態では、本発明は、化学式(48)の構造によって表されるラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
一実施形態では、本発明は、化学式(49)の構造によって表されるラジアレン化合物を提供する:
Figure 2011517701
一実施形態では、本発明は、化学式(45)の構造によって表されるラジアレン化合物を調製するための方法を提供する:
Figure 2011517701
(式中、X、X、X、X、R、R、R、R、R、R、R、R、およびnは上記に記載されている通りであって、式中、X、X、X、およびXは同一であり、R、R、R、およびRは同一であり、R、R、R、およびRは同一である)。前記方法は、化学式(50)によって表される化合物をNi(COD)と反応させるステップを含む:
Figure 2011517701
(式中、R、R、およびXは化学式(61)に対して定義された通りであって、
Zは、F、Cl、Br、またはIである。)
一実施形態では、化合物(50)のRおよびRはHであり、XはSであり、nは0〜1の整数である。一実施形態では、化合物(50)のRおよびRはHであり、XはSeであり、nは0〜1の整数である。別の実施形態では、化学式(50)のXはSであり、nは0である。別の実施形態では、化学式(50)のXはSであり、nは1である。別の実施形態では、化学式(50)のXはSeであり、nは0である。別の実施形態では、化学式(50)のXはSeであり、nは1である。
一実施形態では、本発明は、化学式(45)の化合物の調製のための方法を提供し、式中、X、X、X、またはXは異なるか同一であり得、R、R、R、およびRは異なるか同一であり、R、R、R、およびRは異なるか同一であり、前記方法は、化学式(50)の化合物、
Figure 2011517701
化学式(51)の化合物、
Figure 2011517701
化学式(52)の化合物、
Figure 2011517701
および、随意に、化学式(55)の化合物、
Figure 2011517701
をNi(COD)と反応させるステップを含み、式中、R、R、R、R、R、R、R、R、および、X、X、X、およびXは化学式(45)に対して定義された通りであり、Zは、F、Cl、Br、またはIである。
一実施形態では、化学式(45)の化合物の方法は、化学式(50)の化合物をNi(COD)と反応させるステップを含む。一実施形態では、化学式(45)の化合物の方法は、化学式(50)の化合物を、Ni(COD)および1,5−シクロオクタジエンと反応させるステップを含む。別の実施形態では、化学式(45)の化合物の方法は、化学式(50)の化合物を、Ni(COD)、1,5−シクロオクタジエン、およびPhPと反応させるステップを含む。別の実施形態では、化学式(45)の化合物の方法は、化学式(50)の化合物を、Ni(COD)、1,5−シクロオクタジエン、および2,2’−ビピリジルと反応させるステップを含む。
いくつかの実施形態では、化学式(45)の化合物の調製のための方法は、Ni(COD)の存在下において化学式(50)の化合物を反応させるステップを含む。一実施形態では、化学式(46)の化合物および化学式(47)の化合物の混合物が得られる。
別の実施形態では、化学式(45)のラジアレンを調製する方法は、Ni(COD)とともに30〜80℃の間の温度範囲まで化学式(50)の化合物を加熱するステップを含む。別の実施形態では、当該ラジアレンは、Ni(COD)とともに50〜70℃の間の温度範囲まで化学式(50)の化合物を加熱することによって調製される。別の実施形態では、当該ラジアレンは、Ni(COD)とともに40〜60℃の間の温度範囲まで化学式(50)の化合物を加熱することによって調製される。別の実施形態では、当該ラジアレンは、Ni(COD)とともに80〜100℃の間の温度範囲まで化学式(50)の化合物を加熱することによって調製される。別の実施形態では、当該ラジアレンは、Ni(COD)とともに30〜70℃の間の温度範囲まで化学式(50)の化合物を加熱することによって調製される。
一実施形態では、本発明は、正電荷を帯びたポリセレノフェンおよび陰イオンを含む、ポリセレノフェン分散物を対象とする。別の実施形態では、本発明は、正電荷を帯びたポリセレノフェン(25)、または、正電荷を帯びたポリセレノフェン(53)を対象とし、式中、Aは、陰イオンの存在下において、本発明の化学式(26)〜(40)の単量体である。別の実施形態では、本発明は、化学式(26)〜(40)の単量体Aを含む正電荷を帯びたポリセレノフェンを対象とする。別の実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物は水中にある。別の実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物はアルコール中にある。別の実施形態では、当該ポリセレノフェンは、水、アルコール、またはこれらの混合物中にある。
別の実施形態では、当該陰イオンは重合性カルボン酸の陰イオンであり、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、またはポリマレイン酸であるが、これらに限定されない。別の実施形態では、当該陰イオンは重合性スルホン酸の陰イオンであり、例えば、ポリスチレンスルホン酸またはポリビニルスルホンスルホン酸であるが、これらに限定されない。別の実施形態では、当該陰イオンは、ポリ(トルエンスルホン酸)、ポリ(4−エチルベンゼン)スルホン酸、ポリ(樟脳スルホン酸)、ポリ(テトラデシルスルホン酸)、ポリ(ドデシルスルホン酸)、ポリ(メタンスルホン酸)、ポリ(ナフタレンスルホン酸)、ポリ(トリフルオロメタンスルホン酸)、またはこれらの混合物の陰イオンである。これらのポリカルボン酸およびポリスルホン酸も、アクリル酸塩およびスチレン等の、その他の重合可能な単量体を有するビニルカルボン酸およびビニルスルホン酸の共重合体であり得る。別の実施形態では、当該陰イオンは、トシル酸イオン、アクリル酸イオン、マレイン酸イオン、スルホン酸イオン、p−トルエンスルホン酸イオン、4−エチルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン、テトラデシルスルホン酸イオン、ドデシルスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、トリフラート、またはこれらの任意の混合物である。
一実施形態では、本発明は、20〜36時間の間20〜30℃の間の温度で、酸化体、酸、またはポリ酸の存在下において、本発明のセレノフェン化合物を反応させるステップを含む、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法を提供する。別の実施形態では、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法は、20〜36時間の間20〜30℃の間の温度にて、約1:2〜1:5の範囲内の当該セレノフェン化合物および当該酸/ポリ酸のモル比において、酸化体、酸、またはポリ酸の存在下における水溶媒中で、化学式(1)(R=H)、(8)〜(11)、(12a)〜(12e)、(12f)(X=H)、(18)〜(24)、(42)(X=H)、(43)(X=H)、(44)(X=H)のセレノフェン化合物を反応させるステップを含む。別の実施形態では、当該セレノフェン化合物および当該酸/ポリ酸の間のモル比は約1:2.5である。別の実施形態では、当該セレノフェン化合物および当該酸/ポリ酸の間のモル比は約1:3である。別の実施形態では、当該セレノフェン化合物および当該酸/ポリ酸の間のモル比は約1:4である。別の実施形態では、当該セレノフェン化合物および当該酸/ポリ酸の間のモル比は約1:5である。
一実施形態では、本発明は、20〜36時間の間20〜30℃の間の温度で、酸のFe(III)塩またはポリ酸のFe(III)塩の存在下において、本発明のセレノフェン化合物を反応させるステップを含む、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法を提供する。別の実施形態では、本発明のセレノフェン化合物は、化合物(1)(R=H)、(8)〜(11)、(12a)〜(12e)、(12f)(X=H)、(18)〜(24)、(42)(X=H)、(43)(X=H)、(44)(X=H)、またはこれらの任意の混合物を含む。
別の実施形態では、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法は、酸またはポリ酸の使用を含む。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(スチレンスルホン酸)(PSSA)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(トルエンスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(4−エチルベンゼン)スルホン酸である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(樟脳スルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(テトラデシルスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(ドデシルスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(メタンスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(ナフタレンスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸はポリ(トリフルオロメタンスルホン酸)である。別の実施形態では、当該ポリ酸は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリスチレンスルホン酸、またはポリビニルスルホン酸である。別の実施形態では、当該ポリ酸は、本明細書で上述したポリ酸を含む共重合体である。別の実施形態では、当該酸は、トシル酸、アクリル酸、マレイン酸、スルホン酸、p−トルエンスルホン酸、4−エチルベンゼンスルホン酸、樟脳スルホン酸、テトラデシルスルホン酸、ドデシルスルホン酸、メタンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、またはこれらの任意の混合物である。
一実施形態では、本発明は、酸化体、および酸/ポリ酸の存在下において、本発明のセレノフェン化合物を反応させるステップを含む、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法を提供する。別の実施形態では、当該酸化体はFe(III)塩であり、例えば、FeCl、Fe(ClO、ならびに、有機酸および無機酸の鉄(III)塩であるが、これらに限定しない。別の実施形態では、当該酸化体は、アルカリまたはアンモニウムの過硫酸塩、アルカリ過ホウ酸塩、および、テトラフルオロホウ酸銅等の銅塩である。別の実施形態では、当該酸化体はHである。別の実施形態では、当該酸化体は過硫酸ナトリウムである。別の実施形態では、当該酸化体は添加された硫酸鉄(III)である。別の実施形態では、当該酸化体はこれらの混合物である。別の実施形態では、当該酸化体は、硫酸鉄(III)および過硫酸ナトリウムの混合物である。別の実施形態では、当該酸化体は、随意に、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、モリブデンイオン、およびバナジウムイオン等の金属イオンの触媒量の存在下において、空気または酸素である。
別の実施形態では、ポリセレノフェン分散物の調製のための方法は、12〜24時間撹拌するステップを含む。別の実施形態では、当該反応物は24〜30時間撹拌される。別の実施形態では、当該反応物は30〜36時間撹拌される。
別の実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物の調製のための方法は、20〜25℃の間の温度範囲で行われる。別の実施形態では、当該反応は、20〜30℃の間の温度範囲で行われる。別の実施形態では、当該反応は、25〜30℃の間の温度範囲で行われる。別の実施形態では、当該反応は、30〜35℃の間の温度範囲で行われる。別の実施形態では、当該反応は、20〜40℃の間の温度範囲で行われる。
一実施形態では、本発明のセレノフェン分散物は水中にある。別の実施形態では、当該セレノフェン分散物はアルコール中にある。別の実施形態では、当該セレノフェン分散物は、水、アルコール、またはこれらの混合物中にある。
別の実施形態では、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)、および、ポリ(スルホン酸スチレン)―(PEDOT:PSS)は、実施例25に従って調製される。
一実施形態では、過硫酸ナトリウム(Na)、および、硫酸鉄(III)(Fe(SO)を用いた、セレノフェン化合物(1)(R=H)、(8)〜(11)、(12a)〜(12e)、(12f)(X=H)、(18)〜(24)、(42)(X=H)、(43)(X=H)、(44)(X=H)の酸化によって重合工程を開始し、湿式処理可能な水分散液(ゲル粒子)をもたらす。
一実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物は、回転塗布によって様々な基材(例えば、ガラス、プラスチック)に塗布される。当該ポリセレノフェン分散物は、80〜100℃で焼鈍することによって、または、室温(20〜30℃)で乾燥することによって、様々な基材に塗布され導電性膜が得られる。別の実施形態では、当該基材は任意の固体表面であり、例えば、ガラス、プラスチック、金属などであるが、これらに限定されない。
一実施形態では、本発明の重合体は導電性重合体であり、当該ポリセレノフェンは導電性膜を形成する。別の実施形態では、本発明の導電性重合体および導電性膜は、5.5eV以下の仕事関数を有する。別の実施形態では、本発明の導電性重合体および導電性膜は、4.8〜5.5eVの範囲内の仕事関数を有する。これにより、当該陽極から隣接した半導性正孔輸送体および/またはエミッターへの良好な正孔注入が可能になる。
一実施形態では、基材上に塗布されたポリセレノフェン分散物は、透明な導電性電極を形成する。別の実施形態では、当該ポリセレノフェン分散物は約10S・cm−1の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約1〜5S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約5〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約8〜10S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約10〜12S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約10〜100S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。別の実施形態では、本発明のポリセレノフェン分散物は、約10−2〜1S・cm−1の間の範囲内の導電度を有する。
別の実施形態では、基材上に塗布された本発明の重合体、分散物、および化合物は半導性を与える。
別の実施形態では、本発明は、本発明の化合物/重合体、分散物、または二量体を組み込んでいる電子機器を提供し、このような化合物/重合体、分散物、または二量体は、光起電機器、エレクトロクロミックな機器、電気泳動機器、有機薄膜トランジスター、または有機メモリ機器の内部に組み込まれる。
別の実施形態では、前記電子機器は有機発光機器であり、本発明の重合体または分散物が当該機器内に組み込まれている。別の実施形態では、当該重合体は、正孔注入層または正孔輸送体のうち少なくとも1つである。別の実施形態では、本発明のセレノフェン分散物は、ITO(酸化インジウムスズ)の代替物として用いてもよい。
一実施形態では、トランジスターは、本発明の化合物/重合体/分散物、または二量体から成り、その導電性を利用する。別の実施形態では、本発明の化合物/重合体、分散物、または二量体は、電子正孔伝導層として用いられる。別の実施形態では、本発明の化合物/重合体/分散物、または二量体は、活性半導体として用いられる。別の実施形態では、本発明の化合物/重合体/分散物、または二量体は、光吸収変換装置として用いられる。
一実施形態では、本発明は、第1の電極と、第2の電極と、当該第1の電極および当該第2の電極の間に挿入された発光層と、当該発光層および当該第1の電極の間に挿入された、正孔輸送層および正孔注入層のうちの少なくとも1つであり、当該正孔輸送層および当該正孔注入層のうちの前記少なくとも1つが前記導電性重合体から得られるものと、を含む有機発光機器を提供する。別の実施形態では、当該層は本発明の重合体から成る。
一実施形態では、電気機器、例えば、本発明の導電性重合体/分散物を含む光電子機器が提供される。別の実施形態では、当該電気機器は、陽極と、陰極と、当該陽極および陰極の間の有機半導層とを含む。当該導電性重合体は、当該陽極および陰極の間の層内に提供され得る。当該導電性重合体が正孔注入材料として用いられる場合、当該導電性重合体を含む層は、当該陽極および当該有機半導層の間に配置されることが好ましい。当該導電性重合体が電子輸送材料として用いられる場合、当該導電性重合体を含む層は、当該陰極および当該有機半導層の間、または、当該有機半導層の中に配置されることが好ましい。当該有機半導層は、発光性であることが好ましい。当該陽極は、酸化インジウムスズ(ITO)を含むことが好ましい。
一実施形態では、電気機器、例えば、発光機器内の電荷注入層として、エレクトロクロミックな表示部内の構成要素として、電界効果トランジスター内の電極として、ITOの代替物としての光電池として、本発明の導電性重合体/分散物を含む光電子機器が提供される。
別の実施形態では、本発明の化合物/重合体/分散物、または二量体を含む本発明の機器は、例えば、撮像用途または電子用途において用いることができる。別の実施形態では、当該機器は、電界効果トランジスター、発光ダイオード、光電池、または表示バックプレーンとして用いることができる。
当該有機半導層は、正孔輸送体、電子輸送体、および発光性材料のうちの1つ以上を含み得る。1つ以上のさらなる有機半導層は、当該陽極および陰極の間に形成され得る。当該陽極および陰極の一方または両方は、当該導電性重合体組成物を独立して含み得る。
一実施形態では、当該導電性重合体または分散組成物は、回転塗布またはインクジェット印刷によって電気機器上に堆積させる。当該導電性重合体は水溶液中に堆積し得る。当該組成物は、当該高分子電解質を架橋するように堆積した後に加熱され得る。この加熱段階は、被覆層の堆積の前に行ってもよい。
一実施形態では、当該導電性重合体/分散物は、インクジェット印刷法による堆積に適した形態にある。
回転塗布は、電子発光材料のパターン形成が不必要な機器、例えば、照明用途または単純単色分割表示部に特に適切である。
インクジェット印刷は、高度情報含有表示部、具体的には、フルカラー表示部に特に適切である。OLEDのインクジェット印刷については、例えば、欧州特許第0880303号明細書(特許文献1)に記載されており、本明細書で参照することにより盛り込まれている。
一実施形態では、本発明の導電性重合体/分散物は、当該マトリックスおよび塩イオンの間の相互作用の強度を変化させ、それによって導電性を変化させるように、当該マトリックスおよび/または当該塩を変更することによって導電性を調整できる。しかしながら、マトリックスとして用いてもよい材料の種類を制限できるマトリックスは、水溶性であることが望ましい。PEGは標準的な固体電解質である。
一実施形態では、当該機器の多層が溶液処理によって形成される場合、当業者は、例えば、その後の層の堆積前の1つの層の架橋、あるいはこれらの層の第1の層が形成される材料が当該第2の層を堆積させるのに用いられる溶媒に可溶でないような、隣接層のための材料の選択による隣接層の混合を防止する技術に気づくだろう。
代替案として、1つの層は、その後の層のための堆積に用いられる溶媒に実質的に不溶にするために、溶液からの堆積により形成された後に熱処理されることが好ましい。このようにして、架橋を回避することができる。
一実施形態では、本発明の重合体/二量体/分散物、およびラジアレンがエレクトロクロミックな機器に用いられ、前記重合体は高い着色効率を有する。別の実施形態では、当該着色効率は500〜800cm/Cの間である。別の実施形態では、当該着色効率は700〜850cm/Cの間である。別の実施形態では、Aが化学式(12)の単量体である重合体(53)の着色効率は773cm/Cである。
下記の実施例は、本発明の好適な実施形態をより完全に説明するために示されている。しかしながら、決して本発明の広範な範囲を制限するものであるとこれらを解釈してはならない。
実施例1
3,4−ジメトキシセレノフェンの合成
10〜20℃でSOCl(5.4g、40mmol)をセレン粉末(3.2g、40mmol)に添加することによってSeClを調製した。20分後、これに10mLのヘキサンを添加し、その得られた反応混合物を3時間室温で撹拌した。SeClの澄んだ茶色の溶液を生成した((a)Maaninen, A.; Chivers, T.; Parvez, M.; Pietikaeinen, J.; Laitinen, R. S. Inorg. Chem. 1999, 38, 4093、 (b)Zade, S. S.; Panda, S.; Singh, H. B.; Wolmershauser, G. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 665)。
不活性雰囲気下における−78℃(ドライアイス/アセトン浴)のヘキサン(240mL)中にて、2,3−ジメトキシ−1,3−ブタジエン(3)(Pozzo, J-L.; Clavier, G. M.; Colomes, M.; Bouas-Laurent, H. Tetrahedron, 1997, 53, 6377)(4.0g、35mmol)、およびCHCOONa(8.2g、100mmol)の十分に撹拌した混合物に、ヘキサン中で新たに調製したSeClの溶液を添加した。その得られた帯黄色の溶液を−78℃で1時間さらに撹拌し、その後冷却浴から取り出し、その反応混合物を1時間にわたって室温に至らしめ、さらに4時間撹拌した。中性のシリカゲルを用いて当該反応混合物を濾過し、ヘキサンで洗浄した。その残留物を濃縮し、淡黄色の油を得た。低温のヘキサン中における再結晶によってその未精製生成物を精製し、白色で結晶性の固体である4(2.80g、42%)を得た。融点:43〜45℃。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 6.55 (s, 2H), 3.85 (s, 6H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 148.9, 96.0, 57.0; MS EI (70 eV), m/z: 192 (M, 100%), 149, 134, 93; Anal calcd. for CSe: C, 37.71; H, 4.22; Found. C, 38.05; H, 4.23。4のH NMRは、報告されたデータと十分一致した(Dian, G.; Merlet, N.; Barbey, G. J Electroanal Chem. 1987, 238, 225-237)。77Se NMR (250 MHz, CDCl) δ = 377.9 ppm。
実施例2
3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS;39)の合成
乾燥トルエン(100mL)中において、6当量のエチレングリコール、および、触媒量のp−トルエンスルホン酸(150mg)とともに、4の溶液(500mg、2.62mmol)を50〜55℃で6時間撹拌した。その反応の完了を薄層クロマトグラフィー(TLC)によって監視した。減圧下でトルエンを除去し、その残留物を水(100mL)で希釈した。その混合物をエーテルで抽出した(3×50mL)。その混合した有機層を希釈したNaHCO溶液および塩水で洗浄し、その後濃縮した。シリカゲル(ヘキサン)上でのクロマトグラフィーを用いたその未精製残留物の精製によって、無色の液体である5(255mg、52%)を得た。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 6.79 (s, 2H), 4.17 (s, 4H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 142.7, 101.7, 64.3。5のスペクトルデータは、3,4−エチレンジオキシセレノフェン(5)に関して報告されたデータと一致した(Aqad, E.; Lakshmikantham, M. V.; Cava, M. P. Org. Lett. 2001, 3, 4283-4285)。77Se NMR (250 MHz, CDCl) δ = 374.9 ppm。
実施例3
2,5−ジブロモ−3,4−エチレンジオキシセレノフェンの合成
0℃のCHCl(25mL)中の5の撹拌溶液(500mg、2.65mmol)に、N−ブロモスクシンイミド(NBS:845mg、5.30mmol)を添加した。0℃で1時間撹拌した後、その得られた反応混合物を水(50mL)で希釈した。その得られた水層をCHCl(3×25mL)で抽出した。その混合した有機相を水に続いて塩水で洗浄し、その後濃縮した。シリカゲル(ヘキサン)上でのクロマトグラフィーを用いたその未精製残留物の精製によって、白色で結晶性の固体である6(870mg、95%)を得た。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 4.24 (s); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 140.6, 86.6, 64.6. MS EI (70 eV), m/z: 350.1, 348 (M, 100%), 346.1, 187, 95。2,5−ジブロモ−3,4−エチレンジオキシセレノフェン、すなわち、DBEDOS(6)の単結晶を、低温でCHCl溶液から成長させた。融点測定または元素分析の間に、当該化合物を重合させた。
実施例4
2,5−ジヨード−3,4−エチレンジオキシセレノフェン(DIEDOS)の合成
0℃のCHCl(16mL)およびAcOH(8mL)中の5の撹拌溶液(420mg、2.20mmol)に、N−ヨードスクシンイミド(NIS:1.0g、4.40mmol)を添加した。その反応混合物を室温に至らしめ、さらに4時間撹拌し、その後水(40mL)で希釈した。その得られた水層をCHCl(3×20mL)で抽出した。その混合した有機相を水に続いて塩水で洗浄し、その後濃縮した。シリカゲル(ヘキサン:酢酸エチル、10:1)上でのクロマトグラフィーを用いたその未精製残留物の精製によって、白色で結晶性の固体である7(810mg、83%)を得た。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 4.24 (s); 13C NMR (100 MHz, ベンゼン) δ 144.9, 63.9, 51.8。
実施例5
ヘキシル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C;12)の合成
乾燥トルエン(35mL)中における、3,4−ジメトキシセレノフェン(250mg、1.31mmol)、1,2−オクタンジオール(400mg、2.74mmol)、および触媒量のNaHSO(50mg)の溶液を70℃で48時間撹拌した。その反応の完了を薄層クロマトグラフィー(TLC)によって監視した。減圧下でトルエンを除去し、その残留物を水(50mL)で希釈した。その混合物をヘキサンで抽出した(3×50mL)。その混合した有機層をHO、塩水で洗浄し、乾燥し(MgSO)、その後濃縮した。シリカゲル(60〜230個のメッシュ;溶離剤としてヘキサン)上でのクロマトグラフィーを用いたその未精製残留物の精製によって、無色の液体であるEDOS−C(255mg、72%)を得た。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 6.76 (s, 2H), 4.14−4.04 (m, 2H), 3.84 (dd, J = 11.7 Hz, 8.5 Hz, 1H), 1.71−1.48 (m, 2H); 1.42−1.24 (m, 8H), 0.89 (t, J = 6.5 Hz, 3H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) 143.1, 142.6, 101.2, 101.1, 73.4, 68.0, 31.6, 30.6, 29.1, 24.9, 22.5, 14.0; MS EI (70 eV), 274.3, 164.2。
実施例6
エチル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C;12a)の合成
実施例5に記載されているように、1,2−ブタンジオールを用いてEDOS−Cを調製した。H NMR (CDCl, 250 MHz), 1.03( t, J=7.5 Hz, 3H), 1.60−1.70 ( m, 2H), 3.83( dd, J=11.25 Hz, J=8 Hz, 1H), 4.1 (dd, J=11 Hz, J=4 Hz, 1H), 3.95−4.06 (m, 1H), 6.73 (s, 2H). 13C NMR (C, 400 MHz), 9.15, 23.60. 67.45, 74.30, 101.37, 101.41, 143.09, 143.53. MS (ESI). m/z 217.12。
実施例7
ブチル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C;12b)の合成
実施例4に記載されているように、1,2−ヘキサンジオールを用いてEDOS−Cを調製した。H NMR (CDCl, 250 MHz). 0.91(t, J=7 Hz,3H), 1.34−1.361( m, 6H), 3,83 (dd, J=8.5 Hz, J=3 Hz, 1H), 4.07 (dd, J=7 Hz, J=2 Hz, 1H), 4.01−4.10 (m, 1H), 6.73 (s, 2H). 13C NMR (C, 400 MHz). 13.80, 22.33, 26.84, 30.19, 67.78, 73.16, 101.39, 101.41, 143.10, 143.56. MS (ESI). m/z 245.18。
実施例8
オクチル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C;12c)の合成
実施例4に記載されているように、1,2−デカンジオールを用いてEDOS−Cを調製した。H NMR (CDCl, 250 MHz). 0.86( t, J=6.25 Hz, 3H), 1.25−1.56( m, 14H), 3.83 (dd, J=11.75 Hz, J=8.5 Hz, 1H), 4.09 (dd, J=11.75 Hz, J=2.25 Hz, 1H), 4.01−4.10 (m, 1H), 6.73 (s, 1H). 13C NMR (C, 400 MHz). 14.10, 22.82, 24.96, 29.36, 29.50, 29.53, 31.98, 67.80, 73.19, 101.41, 101.44, 143.12, 143.57. MS (ESI). m/z 301.28。
実施例9
ドデシル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C12;12d)の合成
実施例4に記載されているように、1,2−テトラデカンジオールを用いてEDOS−C12を調製した。H NMR (CDCl, 250 MHz). 0.86( t, J=6.25 Hz, 3H), 1.24−1.56( m, 21H), 3.83 (dd, J=11.5 Hz, J=8.5 Hz, 1H), 4.09 (dd, J=11.75 Hz, J=2.25 Hz, 1H), 4.01−4.09 (m, 1H), 6.73 (s, 2H). 13C NMR (C, 400 MHz). 14.12, 22.87, 24.98, 29.54, 29.58, 29.62, 29.75., 29.86, 29.87, 29.89, 30.54, 32.09, 67.81, 73.19, 101.42, 101.44, 143.12. 143.57. MS (ESI). m/z 357.39。
実施例10
キラルなヘキシル置換3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C(C);12e−キラル)の合成
実施例4に記載されているように、キラルな1,2−オクタンジオールを用いてキラルなEDOS−Cを調製した。H NMR (250 MHz, CDCl) δ 6.75 (s, 2H), 4.02−4.14 (m, 2H), 3.83 (dd, J = 11.7 Hz, 8.5 Hz, 1H), 1.70−1.50 (m, 2H); 1.40−1.20 (m, 8H), 9.50−8.50 (m, 3H)。
実施例11
3,4−エチレンジオキシセレノフェンの化学重合
EDOS(5)の酸化重合
室温の乾燥CHCl(40mL)中における無水FeCl(650mg、4mmol)の十分に撹拌した懸濁液に、5の溶液(10mLの乾燥CHCl中において、150mg、0.8mmol)を滴下して添加した。その得られた反応混合物を50℃まで温め、さらに同温で18時間撹拌した。室温でその反応混合物を冷却した後、MeOH(20mL)を添加した。その得られた暗黒色の懸濁液を、室温でさらに2時間撹拌した。その生成した黒色の固体を濾過によって分離し、その後MeOHで洗浄した。MeOH、アセトン、およびヘキサンでそれぞれソックスレー抽出を反復することによって、その黒色の固体をさらに精製した。その黒色の固体を乾燥し、粉末であるPEDOS(2)(120mg)を得た。元素分析データ:C, 30.41 ; H, 2.05。
実施例12
2,5−ジブロモ−3,4−エチレンジオキシセレノフェンの固体重合
典型的な実験手順において、結晶性DBEDOS(6)(300mg)を、止め栓を取り付けた50mLの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを50℃で24時間加熱し、その間に当該DBEDOSの本来の白色が黒色に変化した。当該物質の色変化の連鎖(白色から→灰色→暗黒色)、および、そのフラスコ内の茶色の臭素蒸気の出現は、当該固体重合の進行を示した。その反応の完了後、その得られた黒色のPEDOSを回収し、250mgの臭素ドープの重合体(セレノフェン環1個当たり43%のBr のドーピングレベルをもたらす)を得た。不活性雰囲気内(ArまたはN)、または、真空封止した試料瓶内で当該反応を行うことは、当該生成物の重合時間または特性に対していかなる明確な影響も有しなかった。元素分析データ:C, 28.53; H, 2.18。
実施例13
DIEDOSの固体重合
典型的な実験手順において、結晶性DIEDOS(7)(200mg)を、止め栓を取り付けた50mLの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを80℃で3日加熱し、その間に当該DIEDOSの本来の白色が黒色に変化した。そのフラスコ内のヨウ素蒸気の出現は、当該固体重合の進行を示した。その反応の完了後、その得られた黒色のPEDOSを回収し、140mgのヨウ素ドープの重合体(セレノフェン環1個当たり32%のI のドーピングレベルをもたらす)を得た。元素分析データ:C, 18.85; H, 1.44; I, 55.52。
実施例14
2,5−ジブロモ−3,4−エチレンジオキシセレノフェンの遷移金属触媒重合
室温の10mLのDMF中における2,2’−ビピリジルの撹拌溶液(100mg、64mmol)に、1,5−シクロオクタジエン(66mg、0.08mL、60mmol)、およびNi(COD)(180mg、65mmol)を添加した。6mLのDMF中におけるDBEDOS(6)の溶液(200mg、57mmol)を、その室温の得られた溶液に滴下して添加し、その反応混合物を60℃まで温めた。その反応混合物を60℃で18時間撹拌し、黒色の沈殿物を得た。その後、その得られた混合物を100mLのMeOHに注ぎ込み、その黒色の沈殿物を濾過によって分離し、その後MeOHでの洗浄を反復した。MeOH、アセトン、およびヘキサンでそれぞれソックスレー抽出を反復することによって、その黒色の固体をさらに精製した。その黒色の固体を乾燥し、粉末であるPEDOS(2)(100mg)を得た。元素分析データ:C, 34.06; H, 2.45。
実施例15
固体重合した2,5−ジブロモ−3,4−エチレンジオキシセレノフェンの脱ドーピング
室温のCHCN(75mL)中における調製されたままの固体合成したPEDOS(250mg)の十分に挽いた粉末の懸濁液に、ヒドラジン水和物(2.2mL)を添加した。その得られた混合物を室温で一晩撹拌した。その黒色の固体を濾過によって回収し、アセトンおよびヘキサンでソックスレー抽出を反復することによって精製した。元素分析データ:C, 33.37; H, 2.15; N. 0.68。
実施例16
セレノフェンおよびポリセレノフェンの電解重合および電気化学測定
Princeton Applied Research製VF263Aポテンショスタットで電解重合を行い、当該作用電極としてITOで被覆したスライドガラス(7mm×50mm×0.6mm、Rs=8〜12Ω/□、Delta Technologies社)を、当該対極として金フラグを、当該参照電極としてAg/AgClを用いた。用いた電解質は、PC中における0.1MのLiBFであった。当該ポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜を、全ての初期酸素を除去するために窒素で泡立てた0.1MのLiBF/PC中における0.01Mの単量体溶液から、0.93〜0.98Vの定電位での電解質中において、0.7cm×3.2cmのサイズを有するITOで被覆したガラス上で調製した。コンピューターに接続したV−570のUV-vis-NIR分光光度計上で、分光電気化学データを記録した。当該作用電極がITOで被覆したスライドガラスであり、当該対極が白金線であり、Ag/AgClが擬似参照電極として用いられる三電極電池集合体を用いた。ビーコインスツルメンツ社製Dektak 6M Manualによって膜厚を測定する。PEDOS−C膜の分光電気化学データおよびEDデータを下記の表に示す。
Figure 2011517701
当該アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン(EDOS−C)(化合物(12):(12a)〜(12e))は、上記の表に示すように、0.93〜0.98V(対AgCl)の定電位を非常に速くかつ効率的に用いて電解重合され、0.1MのLiBF/PC中において電気活性の高いポリ(アルキル−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜を形成できる。図28は、単量体を含まない電解質中におけるPEDOS−C膜のCV比較図を示す。当該PEDOS膜は、−0.84Vから−0.14Vにわたる広範な酸化還元ピークを示し、−0.95Vの酸化開始電位を生じ、これは0.29VでのPEDOTの−0.55Vにおける酸化開始電位より低い。側基PEDOS−C(n=2)中におけるアルキル鎖の長さの増加は狭範な酸化ピークの形成を引き起こし、図28に示すようなより高い正電位において、先に広範なショルダーが生じ、その後容量性電流が生じる。同時に、当該PEDOS−C膜は酸化還元ピークを示す。
標準的な三電極、1つの区画配置内において、PAR製ポテンショスタットのモデル263Aを用いて全ての電気化学測定を行った。擬似参照電極、対極、および作用極としての役割をそれぞれ果たす、Ag/AgCl線、Pt線、およびPt円板電極(直径1.6mm、BASi)を当該機器に装備した。Pt円板電極をアルミナで、その後超音波処理によって研磨し、−0.23Vから1.25V(対Ag/AgCl飽和NaCl電極(BASi))の間で循環させることによって0.5MのHClO中でさらに電解研磨した。当該電解質媒体は、無水アセトニトリルおよび0.1Mの過塩素酸テトラブチルアンモニウム(TBAPC)を電解質として含んだ。最小で15分間、乾燥Nで全ての電気化学溶液を洗浄した。これらの条件下で、Fc/Fcは0.34Vを示す。単量体の濃度は、〜20μmolの3,4−エチレンジオキシセレノフェン(3mL中に2μL、d=1.802gr/mL)である。重合後、ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)で被覆した電極をジクロロメタンで洗浄し、可溶な数量体を除去した。これら研究の結果を、図10〜13、および図29で説明する。
実施例17
分光電気化学
JASCO V−570のUV-vis-NIR分光光度計でUV−IR石英光学セル(100−QX、Hellma)を用いてスペクトルを測定した。酸化インジウムスズ(5〜15Ω、Delta Technologies社、スティルウォーター)で被覆したガラスを作用電極として用いて、当該重合体の光学スペクトルを得た。残りの電気的配置は、実施例14で明記したのと同様である。炭酸プロピレン(PC)中における0.1Mの過塩素酸テトラブチルアンモニウム中で膜を電着させ、15回の循環に対して50mV/sでの−0.5Vから1.2VまでのCVによる〜20μmolは、0.8V(安定な酸化状態)で終了した。ジクロロメタンで膜を洗浄し、必要になるまで真空下に置いた。これらの条件下で、Fc/Fcは0.34Vを示す。この研究の結果を図14で示し、PEDOS−Cの比較データを図29で示す。
実施例18
導電性の測定
二探針法によって導電性を測定した。2mmのガラス管の内部に試料を圧迫し、当該試料の長さは1〜2mmであった。標準的なマルチメーター(F115、FLUKE社)を用いた。場合により、四探針法によって導電性を測定した。このような場合、当該試料を約10ケルビンに冷却した。半導体の通常の温度依存性を観測した。このような測定の結果を図15に示す。
実施例19
ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS)、および、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)のエレクトロクロミック特性の比較(図22)
0.93V(対Ag/AgCl)の定電位において3.2cm×0.7cmの寸法を有し、0.03Cの電荷を通す酸化インジウムスズ(ITO)で被覆したガラス上でPEDOS膜を電着させ、〜100nmの厚さを有する膜を形成した。これらの条件で得られたPEDOS膜は、UV-vis-NIRスペクトルからのπ−π遷移の開始によって決定された通り、約1.42eVのバンドギャップ(873nm)を有する。これは666nm(λmax)で55%の高い対照比、および、212cm/CのCE(図23のデータに基づき、T(%)=82.51、T(%)=27.59、および、Q=2.25mC/cm)も示す。当該対照比がその最大値の95%に達する場合、測定される漂白時間および着色時間は0.4秒および0.6秒である。従って、PEDOSの対照比および着色効率は、その最大値の95%において51%の対照比、および、183cm/CのCEを有するPEDOTのものより良好である(図22)。
実施例20
ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜
の分光電気化学測定
0.1MのLiBF/炭酸プロピレン(PC)中において、0.98V(対Ag/AgCl)の定電位を用い、ITOで被覆したガラス上でEDOS−C(化合物(12))を電解重合した。図29(d)に示すように、−0.9Vから0.5Vの範囲の様々な電位において、当該得られたPEDOS−C膜から一連のスペクトルを回収した。−0.9Vの印加電位において、当該重合体の中性型は、686nmと763nm(λmax)における2つの鋭いピーク、および632nmにおける1つのショルダーピークに分裂する、特徴的なπ−πバンド間遷移を示す。その分裂は振電結合に起因し、これはその重合体骨格に沿った高度な規則性を示唆する。その中性重合体のπ−π遷移の開始として画定されるバンドギャップ(E)は、PEDOS−Cに対して1.54eV(805nm)という計算結果がでており、これはPEDOSに対するものより約0.12eV高い。PEDOS−Cに対して計算した(PBC/B3LYP/6−31G(d))バンドギャップは1.64eVであり、これは計算したPEDOSのバンドギャップ(1.66eV)と実質的に同一である。従って、UV吸収の開始時点から得たPEDOSおよびPEDOS−Cのバンドギャップの間における、観測した0.12eVの実験的差異は、PEDOS−Cにおける実質的により高い固体配列および/または剛性が理由で、PEDOSと比較してより鋭いPEDOS−CのUVスペクトルの結果である。印加電位が増加するにつれて、686nmと763nmにおける吸収ピークは減少し、一方で、ポーラロン(〜1,100nm)およびバイポーラロンのピーク(NIRにおいて、分光光度計の測定範囲の外に生じるピーク)は増加する。ドーピングレベルが高くなるにつれ、そのポーラロンのピークは最大強度に達し、その後減少し始め、一方で、そのバイポーラロンのピークは増加し続ける。重要なことに、PEDOS−C膜を、吸収性の暗青色の中性状態と、透過性が高くかつ無色に近い酸化状態の間で切り換える。
実施例21
ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜
の透過率の測定
0.98V(対Ag/AgCl)の定電位において、(0.03C、0.04C、0.05C、0.06C、0.08C、および0.1Cの)増加していく堆積電荷にて電解重合を通じて得たPEDOS−C膜を、3秒のステップ間隔(ITOで被覆したガラス上の0.1MのLiBF/PC中)で−0.9Vおよび0.5V(対Ag/AgCl)の間を切り換えた。763nmにおける透過率値を、各膜の電解重合の電荷の関数として図25に示す。その膜を切り換える一方で、λmax(763nm)における透過百分率(%T)を、時間の関数として同時に監視した(図24)。0.05Cの電荷を用いて、最大の対照比(Δ%T)に達した。重大なことに、PEDOS−C膜が、非常に高い対照比、記録的な高さのCE、速い切換時間、および優良かつ長期間の安定性という異常な組み合わせを示す。PEDOS−C膜のΔ%Tは88%に達し(図25および図24aを参照)、これは報告された任意の電解重合材料の最大のΔ%T、すなわち、PProDOT−Bzのそれよりわずか1%低い(図22を参照)。当該対照比がその最大値の95%に達する場合、その測定される漂白時間およびその着色時間は0.6秒である(図26)。従って、PEDOS−C膜は、アルキルPEDOT誘導体と同程度の交換時間を有する。着色効率は、EC材料の最も重要な特性の1つである。溶液中にてITOで被覆したガラス上におけるPEDOS−CのCE値は、773cm/C(T(%)=90.43、T(%)=2.23、および、Q=2.08mC/cm)に達し、これは、大幅に劣った対照比を有する次に最大の既知のCE(PEDOT−MEHBのそれ)より高い(図22を参照)。PEDOS−C膜は、エレクトロクロミック材料としてのPEDOS、PEDOT、およびPEDOTの誘導体膜より優れている。
実施例22
ポリ(ヘキサン−3,4−エチレンジオキシセレノフェン)(PEDOS−C)膜
の安定性の測定
PEDOS−C膜に対する安定性の測定を、不活性ガスを用いて洗浄することなく空気にさらした電気化学セル内において、ITOで被覆したガラス上の膜に対する切換循環数の関数として対照比を測定することによって行った。3秒間隔で−0.9Vと0.5Vとの間で電位を切り換える10,000回の循環の後でその対照比は48%を保ち(図27)、PEDOS−C膜は安定性が高いことを示す。
実施例23
ラジアレンの調製および特性評価
カップリング反応の手順。乾燥DMF(10mL)中における1,5−シクロオクタジエン(0.6mL)、およびPhP(1.20g、4.58mmol)の撹拌溶液に、室温でNi(COD)(1.26g、4.58mmol)を添加した。DMF(8mL)中における3,4−ジブロモチオフェン(1.00g、4.13mmol)の溶液をこの混合物に滴下して添加し、室温で30分撹拌した。その得られた混合物を70℃で24時間加熱した。冷却後、その反応混合物を氷冷水(100mL)に注ぎ込み、その生成物をCHCl(3×60mL)で抽出した。その混合した有機層を、水(50mL)、塩水で洗浄し、その後濃縮した。シリカゲル(ヘキサン)上のクロマトグラフィー精製によって2つの化合物を得た。より速度の速い成分はベンゾ[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’’]チオフェン(収率:40%)であり、より速度の遅い成分はシクロオクタ[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’’:7,8−c’’’]テトラチオフェン(収率:40%)である。
ベンゼン[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’]トリチオフェン(1a):白色の固体、融点:237〜238℃(DSC測定によれば240℃の開始、融点:236〜238℃)、H NMR (250 MHz, CDCl) δ 7.67 (s, 6H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 132.3, 117.4; UV−vis (CHCN中):λmax=317、304、254、および247。
ベンゼン[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’]トリセレノフェン(1b):ベンゼン[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’]トリチオフェンの調製に適用した環状数量体化の手順に従って、3,4−ジブロモセレノフェンから白色の固体であるこの化合物を調製した。融点:224℃(分解)、H NMR (250 MHz, CDCl) δ 8.33 (s, 6H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 135.9, 122.8; UV−vis (CHCN中):λmax=337、322、266、および258。
シクロオクタ[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’’:7,8−c’’’]テトラチオフェン(2a):白色の固体、融点:298〜299℃(DSC測定によれば300℃の開始、融点:300〜301℃)、H NMR (250 MHz, CDCl) δ 7.21 (s, 8H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 137.0, 124.4; UV−vis (CHCN中):λmax=255。
シクロオクタ[1,2−c:3,4−c’:5,6−c’’:7,8−c’’’]テトラセレノフェン(2b):化合物(4)および(6)の調製に適用した環状数量体化の手順に従って、3,4−ジブロモセレノフェンから白色の固体であるこの化合物を調製した。融点:〜230℃(分解)、H NMR (250 MHz, CDCl) δ 7.82 (s, 8H); 13C NMR (62.5 MHz, CDCl) δ 140.9, 128.9; UV−vis (CHCN中):λmax=271。
下記の表は、図7に従って調製し、選択したラジアレン化合物の収率を提供する:
Figure 2011517701
1a:X=S
1b:X=Se
Figure 2011517701
2a:X=S
2b:X=Se
Figure 2011517701
吸収特性
(1a)、(1b)、(2a)、および(2b)の化合物のUVスペクトル(図19)は、250〜270nm周辺で強い吸収ピークを示し、これはチオフェン単位およびセレノフェン単位による吸収に対応する。化合物(1a)の最も強い吸収ピーク(254nm)は、親チオフェンの吸収(231nm)と比較して23nm(0.49eV)青方偏移する。17nm(0.31eV)の同様の青方偏移は、親セレノフェン(249nm)と比較して化合物(1b)(266nm)に対して観測される。これらの青方偏移は、ほとんど化合物(1a)および(1b)内の複素環間の共役に起因する。
サイクリックボルタンメトリー(CV)の結果
擬似参照電極、対極、および作用極としてそれぞれAg/AgCl線、Pt線、およびPt円板電極(直径1.6mm、BASi)を装備した標準的な三電極、1つの区画配置内において、PAR製ポテンショスタットのモデル263Aを用いて全ての電気化学測定を行った。10mV/sの掃引速度で、支持電解質である無水アセトニトリルおよび0.1Mの過塩素酸テトラブチルアンモニウム(TBAPC)中において当該サイクリックボルタンメトリー実験を行った。これらの条件下で、Fc/Fcカップルを各実験の終わりに測定し、全ての結果はFc/Fc=0.37Vを基準とした。少なくとも15分間、乾燥Nで全ての電気化学溶液を洗浄した。
化合物(1a)、(1b)、(2a)、および(2b)の酸化還元挙動を、サイクリックボルタンメトリー(CV)によって検討した(図20)。−2Vまでの電位において還元ピークを観測されなかった。全ての酸化ピークは不可逆であり、これはCV条件下におけるこれら分子の数量体化を示している可能性がある。ラジアレン(1a)および(1b)は、それらに対応するより高い環状数量体(2a)および(2b)より約0.2V低い電位で酸化した。
実施例24
ラジアレンの結晶化
室温でのクロロホルム溶液の遅蒸発によって、化合物(1a)および(1b)の単結晶を成長させた(実施例21で示した通り)。(1a)および(1b)のX線構造を図18に示し、実験データおよび計算した(B3LYP/6−31G(d))構造データを表2に示す。その計算した結合長は、実験値と非常に近い(0.01Å以内、表2)。(1a)および(1b)は、両方とも事実上平面状である(中央の6員環内の平均的な二面角は、化合物(1a)に関してはわずか2.2°、化合物(1b)に関しては3.0°である)。(1a)および(1b)の計算した(B3LYP/6−31G(d))最適構造は平面状であり、D3h対称を有する(振動数解析により確認した)。驚くべきことに、(1a)および(1b)の両方の中における中央の6員環内の結合長は、芳香族C−C結合にしては異常に長く、(1a)の中央環内では平均1.451Åであり、(1b)の中央環内では平均1.457Åである。比較すると、ベンゼン内のC−C結合長は著しくより短く、1.40Åである。エキソ環状二重結合は比較的短く、(1a)および(1b)内でそれぞれ1.371Åおよび1.363Åである。当該6員環に隣接する全てのエキソ環状結合長は、C−C二重結合の範囲内にある。従って、(1a)および(1b)が当該ラジアレン族と一致するということは明白である。興味深いことに、それらの親類似体とは対照的に、[6]ラジアレン(1a)および(1b)は平面状骨格を有する。
化合物(1a)および(1b)は、良好な電子輸送のために十分に組織化している。
表2:測定し、計算した(B3LYP/6−31G(d)にて)(1a)および(1b)の結合長(Å)および結合角(角度(°))(化合物(2)の値を比較のために与える)。
Figure 2011517701
実施例25
ポリ(3,4−エチレンジオキシセレノフェン)、および、ポリ(スルホン酸スチレン)―PEDOS:PSSの調製のための方法
Figure 2011517701
過硫酸ナトリウム(0.21g)を撹拌しながら、20mLの水中における3,4−エチレンジオキシセレノフェン(0.12g、0.06mmol)(1)、および、1.67gのポリ(スチレンスルホン酸)(18重量%、分子量:4,000)の溶液に添加し、15分後、0.002gの硫酸鉄(III)を添加し、その後室温で24時間撹拌した。この間に、その組成物は暗青色に変化して(2)を得た。その組成物をガラス膜基材上に被覆した。その被覆した膜を95℃で乾燥した。
本発明の特定の特徴が本明細書で説明および記載されているものの、多くの修正、置換、変更、および同等物はここで当業者に想到されるだろう。それ故、添付の請求項の範囲は、本発明の厳密な趣旨に含まれるような全ての修正および変更を含むことを目的としている。
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701
Figure 2011517701

Claims (1)

  1. 化学式(25)によって表される10〜100S・cm−1の範囲の導電度を有する重合体。
    Figure 2011517701
    (式中、A、B、およびCは、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたってブロックとして一様に配置されるか、または、A、B、およびCが当該重合体の全体にわたって乱雑に配置されるかの何れかになるように、互いに対して任意の順番で配置してもよく、Aは、下記の構造によって表される単量体単位であり:
    Figure 2011517701
    または
    Figure 2011517701
    Bは、単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基から成る単量体単位であり、前記単環式または二環式のアリール基、またはヘテロアリール基は、CN、COOH、C〜C18のアルキル、OH、O−(C〜C18のアルキル)、SH、S−(C〜C18のアルキル)、NH、NH−(C〜C18のアルキル)、またはN(C〜C18のアルキル)を含む1〜3個の基で随意に置換され、
    Cは、置換または非置換のビニル基またはアセチレン基から成る単量体単位であって、
    oは、1〜10,000の整数であって、
    pは、0〜10,000の整数であって、
    qは、0〜10,000の整数であって、
    rは、2〜10,000の整数であって、
    は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、S、O、NH、Y−H、またはY−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
    は、H、F、Cl、Br、I、C〜Cのアルキル、Z−H、またはZ−(C〜Cのアルキル)であり、RがHである場合、RはC〜Cのアルキルではなく、
    あるいは、
    およびRは結合し、0〜3個の二重結合、および、O、N、Se、またはSから選択される0〜3個のヘテロ原子を含む4〜8員環を形成し、前記4〜8員環は、C〜C12のアルキル、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル、(C〜Cのアルキル)−アリール、(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、前記(C〜Cのアルキル)−アリール基、(C〜Cのアルキル)−シクロアルキル基、および(C〜Cのアルキル)−ヘテロアリール基の前記アリール基、シクロアルキル基、およびヘテロアリール基は、ハロゲン化物、C〜Cのアルキル、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基で随意に置換され、
    あるいは、
    およびRは結合し、下記の構造を有するY−ring−Zを形成し、
    Figure 2011517701
    式中、Y−ring−Zの前記環は、ハロゲン化物、CN、COH、OH、SH、NH、CO−(C〜Cのアルキル)、O−(C〜Cのアルキル)、S−(C〜Cのアルキル)、NH(C〜Cのアルキル)、N(R)(R)、NHC(O)(C〜Cのアルキル)、またはN[(C〜Cのアルキル)][C(O)(C〜Cのアルキル)]を含む1〜3個の基によって随意に置換されるシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアリールであって、
    は、C〜Cのアルキルであって、
    は、C〜Cのアルキルであって、
    Yは、O、S、Se、NR、およびC(R)(R)であって、
    Zは、O、S、Se、NR、およびC(R10)(R11)であって、
    は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
    は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
    は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
    は、H、C〜Cのアルキル、またはC(O)(C〜Cのアルキル)であって、
    10は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
    11は、H、CN、C〜Cのアルキル、OH、SH、NH、またはアリールであって、
    Xは、S、Seである。)
JP2010523645A 2007-09-10 2008-09-10 セレノフェンおよびセレノフェン系重合体、それらの調製物、およびその使用 Pending JP2011517701A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US93597807P 2007-09-10 2007-09-10
US60/935,978 2007-09-10
US12944408P 2008-06-26 2008-06-26
US61/129,444 2008-06-26
PCT/IL2008/001212 WO2009034571A2 (en) 2007-09-10 2008-09-10 Selenophenes and selenophene-based polymers, their preparation and uses thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011517701A true JP2011517701A (ja) 2011-06-16

Family

ID=40452659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010523645A Pending JP2011517701A (ja) 2007-09-10 2008-09-10 セレノフェンおよびセレノフェン系重合体、それらの調製物、およびその使用

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100283040A1 (ja)
EP (1) EP2190832A2 (ja)
JP (1) JP2011517701A (ja)
KR (1) KR20100061838A (ja)
WO (1) WO2009034571A2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163433A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Air Products & Chemicals Inc 複素環式縮合セレノフェンモノマー
JP2010174243A (ja) * 2009-01-14 2010-08-12 Air Products & Chemicals Inc セレン含有導電性ポリマー及び導電性ポリマーの製造方法
JP2013155229A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Daicel Corp 有機半導体用有機ヘテロ高分子及びそれを用いた半導体デバイス

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5898689B2 (ja) * 2010-12-09 2016-04-06 カシナ ライラ イノバ ファーマシューティカルズ プライベート リミテッド 置換4−(アリールアミノ)セレノフェノピリミジン化合物およびその使用方法
US8513377B2 (en) 2011-03-02 2013-08-20 The University Of Connecticut Selenium-based monomers and conjugated polymers, methods of making, and use thereof
WO2014018472A1 (en) 2012-07-23 2014-01-30 The University Of Connecticut Electrochromic copolymers from precursors, method of making, and use thereof
US10585322B2 (en) 2014-04-15 2020-03-10 The Regents Of The University Of California Methods for producing electrochromic films by low temperature condensation of polyoxometalates
US10323178B2 (en) 2014-05-16 2019-06-18 The University Of Connecticut Color tuning of electrochromic devices using an organic dye
CN104387398B (zh) * 2014-10-14 2018-04-24 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一种液晶化合物及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6050194A (ja) * 1983-08-30 1985-03-19 Shinko Kagaku Kogyo Kk ポリセレノフエンの製造法
JPS61192725A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Mitsui Toatsu Chem Inc セレノフエン重合体の製造方法
WO2007059838A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Merck Patent Gmbh Process of preparing regioregular polymers
JP2009533530A (ja) * 2006-04-13 2009-09-17 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 導電性ポリマー組成物

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795242A (en) * 1985-05-22 1989-01-03 University Of California Conducting substituted polyisothianaphthenes
JPH0275625A (ja) * 1988-09-13 1990-03-15 Toyobo Co Ltd 導電性重合体
JPH02170823A (ja) * 1988-12-23 1990-07-02 Toyobo Co Ltd 導電性重合体
JPH02180922A (ja) * 1988-12-29 1990-07-13 Toyobo Co Ltd 導電性重合体
SG176316A1 (en) * 2001-12-05 2011-12-29 Semiconductor Energy Lab Organic semiconductor element
KR20070112791A (ko) * 2005-03-11 2007-11-27 메르크 파텐트 게엠베하 티오펜 및 셀레노펜 함유 단량체, 올리고머 및 중합체
US8431682B2 (en) * 2005-11-24 2013-04-30 Merck Patent Gmbh Regioregular polyselenophenes
US20070238854A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Heterocyclic Fused Isothiazole and Isoselenazole Monomers and Conducting Polymers
US20080191172A1 (en) * 2006-12-29 2008-08-14 Che-Hsiung Hsu High work-function and high conductivity compositions of electrically conducting polymers
US7981323B2 (en) * 2007-07-13 2011-07-19 Konarka Technologies, Inc. Selenium containing electrically conductive copolymers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6050194A (ja) * 1983-08-30 1985-03-19 Shinko Kagaku Kogyo Kk ポリセレノフエンの製造法
JPS61192725A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Mitsui Toatsu Chem Inc セレノフエン重合体の製造方法
WO2007059838A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Merck Patent Gmbh Process of preparing regioregular polymers
JP2009533530A (ja) * 2006-04-13 2009-09-17 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 導電性ポリマー組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013035945; AQAD,E. et al: 'Synthesis of 3,4-ethylenedioxyselenophene (EDOS): a novel building block for electron-rich pi-conjug' Organic Letters Vol.3, No.26, 2001, p.4283-4285 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010163433A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Air Products & Chemicals Inc 複素環式縮合セレノフェンモノマー
JP2010174243A (ja) * 2009-01-14 2010-08-12 Air Products & Chemicals Inc セレン含有導電性ポリマー及び導電性ポリマーの製造方法
JP2013155229A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Daicel Corp 有機半導体用有機ヘテロ高分子及びそれを用いた半導体デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009034571A3 (en) 2010-01-07
WO2009034571A4 (en) 2010-02-25
WO2009034571A8 (en) 2010-04-15
KR20100061838A (ko) 2010-06-09
US20100283040A1 (en) 2010-11-11
EP2190832A2 (en) 2010-06-02
WO2009034571A2 (en) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011517701A (ja) セレノフェンおよびセレノフェン系重合体、それらの調製物、およびその使用
Data et al. Unusual properties of electropolymerized 2, 7-and 3, 6-carbazole derivatives
Ming et al. Chalcogenodiazolo [3, 4-c] pyridine based donor–acceptor–donor polymers for green and near-infrared electrochromics
EP2123690A1 (en) Polymer having unit obtained by condensation of difluorocyclopentanedione ring and aromatic ring, organic thin film using the same, and organic thin film device
JP5638060B2 (ja) エレクトロクロミック材料とその製造方法
Feng et al. Low-potential electrosynthesis of a novel nitrogen analog of PEDOT in an ionic liquid and its optoelectronic properties
Yadav et al. Poly (3, 4-ethylenedioxyselenophene): effect of solvent and electrolyte on electrodeposition, optoelectronic and electrochromic properties
Lin et al. Synthesis and electro-optical properties of new conjugated hybrid polymers from EDOT end-capped dibenzothiophene and dibenzofuran
Qin et al. Poly (3, 4-dioxythiophene) soft nano-network with a compatible ion transporting channel for improved electrochromic performance
Zhao et al. Two novel ambipolar donor–acceptor type electrochromic polymers with the realization of RGB (red-green-blue) display in one polymer
Chen et al. Electropolymerization of DA type EDOT-based monomers consisting of camphor substituted quinoxaline unit for electrochromism with enhanced performance
Gu et al. Design of twisted conjugated molecular systems towards stable multi-colored electrochromic polymers
Algi et al. A novel terthienyl based polymer electrochrome with peripheral BODIPY
Kuai et al. Self-assembled flexible metallo-supramolecular film based on Fe (II) ion and triphenylamine-subsituted alkyl terpyridine towards electrochromic application
Chou et al. Synthesis and characterization of new asymmetric thieno [3, 4-b] pyrazine-based D− π− A− A type small molecular donors with near-infrared absorption and their photovoltaic applications
Idzik et al. Electrochemical and spectral properties of meta-linked 1, 3, 5-tris (aryl) benzenes and 2, 4, 6-tris (aryl)-1-phenoles, and their polymers
Yiğit et al. Electrochemical and spectroelectrochemical studies of poly (2, 5-di-2, 3-dihydrothieno [3, 4-b][1, 4] dioxin-5-ylthienyl) derivatives bearing azobenzene, coumarine and fluorescein dyes: Effect of chromophore groups on electrochromic properties
Lowe et al. Pendant thioether polymer for redox capacitor cathodes
JP2004525946A (ja) チオフェン類およびそれらから誘導される重合体
Ie et al. Functional oligothiophenes toward molecular wires in single-molecular electronics
Takimiya et al. Synthesis, structures, and properties of two isomeric naphthodithiophenes and their methyl, methylthio, and 2-thienyl derivatives; application to conductive charge-transfer complexes and low-bandgap polymers
Dai et al. Dithenylpyrrole structure bridged with phenyl or biphenyl rings: Molecular configuration and electrochromic properties
Hacioglu et al. Multipurpose acetic acid functionalized carbazole derivatives: Synthesis, electrochemical properties and electrochromic device applications
CN107964091B (zh) 一种多功能双极性导电聚合物及其制备方法与应用
Cheng et al. Effect of substituents on electrochemical and optical properties of thienyl-derivatized polypyrenes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110801

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130723

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140401