JP2012097065A - 含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法 - Google Patents

含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】有機半導体材料として有用な含カルコゲン縮合多環式化合物を、より温和な条件で製造する方法の提供。
【解決手段】式(5)
Figure 2012097065

で表される化合物を酸と反応させる工程を有する、式(10)
Figure 2012097065

で表される含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法等に関する。更に、本発明は含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法の中間体として有用な化合物に関する。
有機薄膜トランジスタ等の有機エレクトロニクス分野において有用な有機半導体材料として、含カルコゲン縮合多環式化合物が提案されている(特許文献1)。含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法としては、ジスルフィド結合を含む縮合多環式化合物を遷移金属触媒の存在下、約200℃で加熱する方法が特許文献1に記載されている。
国際公開第2005/087780号
工業的な観点から、従来よりも温和な反応温度で含カルコゲン縮合多環式化合物を製造する方法が求められている。
このような状況下、本発明者らは鋭意検討した結果、以下の本発明に至った。
本発明は、式(5)
Figure 2012097065

で表される化合物を酸と反応させる工程を有する、式(10)
Figure 2012097065

で表される含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法に関する。
各式中、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。
式(5)で表される化合物を酸と反応させた後、反応生成物と塩基とを混合することが好ましい。
式(5)で表される化合物は、下記式(2a)
Figure 2012097065

で表される化合物を酸化する工程と、該工程で得られた下記式(3a)
Figure 2012097065

で表される化合物と下記式(4a)
Figure 2012097065

で表される化合物とを縮合する工程と、を含む方法により得られる化合物であることが好ましい。
上記式(5)で表される化合物は、上記式(2a)表される化合物と上記式(4a)で表される化合物とを縮合する工程と、上記工程で得られた下記式(3b)
Figure 2012097065

で表される化合物(3b)を酸化する工程と、を含む方法により得られる化合物であることも好ましい。
上記式(5)で表される化合物が、下記式(2b)
Figure 2012097065

で表される化合物と下記式(4b)
Figure 2012097065

で表される化合物とを縮合する工程と、該工程で得られた式(3b)で表される化合物を酸化する工程と、を含む方法により得られる化合物であることも好ましい。
上記式(2a)で表される化合物は、下記式(1)
Figure 2012097065

で表される化合物に含まれる水素原子を、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基に置換する工程を含む方法により得られる化合物であることが好ましい。
式(2b)で表される化合物は、式(1)で表される化合物に含まれる水素原子を脱離基に置換する工程を含む方法により得られる化合物であることが好ましい。
式(2a)、(3a)、(4a)、(2b)、(3b)、(4b)、及び(1)中、R、R11、R12、R13、R14、Z及びZは前記と同義である。Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示し、Xは脱離基を示す。脱離基Xは、下記式(6)
Figure 2012097065

で表される基であることが好ましい。
式(6)中、R10はそれぞれ独立に、水酸基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又は炭素数6〜20のアリールオキシ基を示す。分子内の2つのR10は結合して、ホウ素原子とともに環構造を形成していてもよい。
含カルコゲン縮合多環式化合物中のZ及びZがいずれも硫黄原子であることが好ましい。
含カルコゲン縮合多環式化合物中のR11、R12、R13及びR14からなる群から選ばれる少なくとも1つの基が、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、その他のR11、R12、R13及びR14は水素原子であることが好ましい。
本発明はまた、上述の式(3a)、(3b)又は(5)で表される各化合物及び下記式(10−3)
Figure 2012097065

で表される各化合物を提供する。
式(3b)及び(5)において、R12がいずれも水素原子、炭素数1〜20のアルキル基及び炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれる同一の基であり、R11、R13及びR14がいずれも水素原子であることが好ましい。
本発明はまた、式(4)
Figure 2012097065

で表される化合物にアルキルリチウムを反応させる第I’工程と、第I’工程の反応生成物をアルキルスルフィド化又はアルキルセレニド化する第II’工程と、を有する、式(3b)
Figure 2012097065

で表される化合物の製造方法に関する。
各式中、R、R11、R12、R13、R14、Z及びZは式(1)における定義と同義であり、Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子を示す。
第II’工程において、第I’工程の反応生成物に、硫黄又はセレンを反応させた後、式(11)
−X (11)
で表されるハロゲン化アルキルを反応させることにより、第I’工程の反応生成物をアルキルスルフィド化又はアルキルセレニド化することが好ましい。式(11)中、Rは式(3b)における定義と同義であり、Xはハロゲン原子を示す。
式(4)で表される化合物は、式(3)
Figure 2012097065

で表される化合物にハロゲン化剤を反応させる工程を含む方法により得られる化合物であることが好ましい。
式(3)で表される化合物が、式(1c)
Figure 2012097065

で表される化合物と式(4a)
Figure 2012097065

で表される化合物とを縮合する工程を含む方法によって得られる化合物であることが好ましい。
式(3)及び(1c)中、R11、R12、R13、R14、X及びZは式(5)及び(2a)等における定義と同義である。
本発明の製造方法によれば、含カルコゲン縮合多環式化合物が、従来よりも温和な反応温度で製造可能である。また、本発明によれば、含カルコゲン縮合多環式化合物を製造するための中間体として、式(5)、(3a)又は(3b)で表される各化合物が提供される。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る下記一般式(10)で表される含カルコゲン縮合多環式化合物(以下、「含カルコゲン縮合多環式化合物(10)」と記すことがある。)の製造方法は、下記式(5)で表される化合物(以下、「化合物(5)」と記すことがある。)を酸と反応させる工程(以下、「工程4」と記すことがある。)を含む。
工程4に用いられる化合物(5)の製造方法として、以下の工程1A、工程2A及び工程3Aを経由する方法を例示することができる。
工程1A:
下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」と記すことがある。)に含まれる水素原子を、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基に置換する工程
工程2A:
工程1Aで得られた下記式(2a)で表される化合物(以下、「化合物(2a)」と記すことがある。)を酸化する工程
工程3A:
工程2Aで得られた下記式(3a)で表される化合物(以下、「化合物(3a)」と記すことがある。)と下記式(4a)で表される化合物(以下、「化合物(4a)」と記すことがある。)とを縮合する工程
Figure 2012097065
工程4に用いられる化合物(5)の他の製造方法として、以下の工程3Bを例示することができる。
工程3B:
下記式(3b)で表される化合物(以下、「化合物(3b)」と記すことがある。)を酸化する工程
Figure 2012097065
ここで、化合物(3b)は、例えば、前述した工程1Aと後述する工程2Bとを経由して、又は、後述する工程1Bと後述する工程2Cとを経由して得ることができる。
工程2B:
工程1Aで得られた化合物(2a)と化合物(4a)とを縮合する工程
工程1B:
化合物(1)に含まれる水素原子を、脱離基に置換する工程
工程2C:
工程1Bで得られた下記式(2b)で表される化合物(以下、「化合物(2b)」と記すことがある。)と下記式(4b)で表される化合物(以下、「化合物(4b)」と記すことがある。)とを縮合する工程
Figure 2012097065
化合物(4b)のXがハロゲン原子の場合、例えば、市販のハロゲン化ベンゼン化合物等をそのまま使用するか、ベンゼン化合物を公知の方法でハロゲン化して化合物(4b)とすればよく、化合物(4b)のXがアルキルスルホネート基又はアリールスルホネート基の場合、例えば、J. Org. Chem. Soc., 1999, 64, 3266の記載に準じて、化合物(4b)のXがフェノール性水酸基である化合物にアルキルスルホン酸無水物もしくは又はアリールスルホン酸無水物を反応させて化合物(4b)とすればよい。
以下、工程1Aについて説明する。
まず、工程1Aの化合物(1)について説明する。
化合物(1)におけるRは、炭素数1〜20のアルキル基を示す。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−ヘキシルオクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシルデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、及びn−イコシル基が挙げられる。好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、及びn−デシル基、が挙げられる。Rは更に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、及びn−ヘキシル基から、更により好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、及びn−ブチル基から選ばれる。
化合物(1)におけるZはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示す。Zは好ましくは硫黄原子である。Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示す。Zは好ましくは、酸素原子又は硫黄原子であり、さらに好ましくは硫黄原子である。
化合物(1)としては、Z、Z及びRが表1に例示される組み合わせである番号(1−1)〜(1−34)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
好ましい化合物(1)としては、例えば、(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−4)、(1−5)、(1−7)、(1−8)、(1−9)、(1−10)、(1−12)、(1−13)、(1−14)、(1−16)、(1−21),(1−22)、(1−24)、(1−27)、(1−31)、又は(1−33)の化合物、さらに好ましくは、(1−1)、(1−2)、(1−5)、(1−8)、(1−10)、(1−13)、(1−21)、(1−27)、(1−31)、又は(1−33)の化合物が挙げられる。
化合物(1)のZが硫黄である場合の化合物(1)の調製方法として、例えば、下記式(1a):
Figure 2012097065

(式中、Zは上記と同じ意味を示し、Xは臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を示す。)で表される化合物(以下、化合物(1a)と記すことがある。)にアルキルリチウムを反応させる第I工程と、第I工程で得られた反応生成物をアルキルスルフィド化する第II工程とを含む調製方法を挙げることができる。
上記調製方法の溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、及びプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒、並びに、これらの混合溶媒が挙げられる。好ましくは、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びシクロペンチルメチルエーテルが挙げられる。
第I工程で用いられるアルキルリチウムとしては、例えば、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、及びフェニルリチウムが挙げられる。好ましくは、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、及びtert−ブチルリチウムであり、さらに好ましくは、sec−ブチルリチウム、及びtert−ブチルリチウム等が挙げられる。
第I工程の例を更に具体的に説明すると、化合物(1a)を溶媒に溶解又は懸濁させた後、例えば、−40℃以下、好ましくは−55℃〜−110℃、更に好ましくは、−65℃〜−100℃の温度範囲に冷却させた後、アルキルリチウムを化合物(1a)1モルに対して、1モル〜4モル、好ましくは2モル〜4モル加え、更に上記温度範囲で10分〜5時間攪拌する。
第II工程としては、例えば、第I工程で得られた反応生成物に、下記式
−S−S−R
(式中、Rは上記と同じ意味を示す。)
で表されるジアルキルジスルフィド(以下、単にジアルキルジスルフィドと記すことがある)を反応させる工程(以下、「(I)工程」と記すことがある。)、並びに、
第I工程で得られた反応生成物に、硫黄を反応させた後、式(11)
−X (11)
(式中、Rは上記と同じ意味を示し、Xは臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を示す。)
で表されるハロゲン化アルキル(以下、「ハロゲン化アルキル(11)」と記すことがある)を反応させる工程(以下、「(II)工程」と記すことがある。)、
等を挙げることができる。
前項には第II工程として硫黄を用いた場合を例示したが、前項及び後述する第II工程の説明に記載された硫黄は、セレンに置き換えてもよい。
第II工程の(I)工程について説明する。
(I)工程で用いられるジアルキルジスルフィドとしては、例えば、ジメチルジスルフィド、ジエチルジスルフィド、ジ−n−プロピルジスルフィド、ジ−n−ブチルジスルフィド、ジ−n−ヘキシルジスルフィド、ジ−n−オクチルジスルフィド、及びジ−n−デシルジスルフィドが挙げられる。好ましくは、ジメチルジスルフィド、ジエチルジスルフィド、及びジ−n−ヘキシルジスルフィドが挙げられ、更に好ましくは、ジメチルジスルフィド、及びジ−n−ヘキシルジスルフィド等が挙げられる。
(I)工程では、例えば、第I工程で得られた反応生成物に、第I工程に用いられた化合物(1a)1モルに対して、1モル〜4モル、好ましくは2モル〜4モルのジアルキルジスルフィドを加え、反応液を必要に応じて30℃まで昇温させ、10分〜48時間攪拌する。
第I工程及び(I)工程による化合物(1)の調製方法においては、第I工程及び(I)工程をそれぞれ2回に分けて行うことが好ましい。この場合、例えば、まず、化合物(1a)を溶媒に溶解又は懸濁させた後、例えば、−40℃以下、好ましくは−55℃〜−110℃、更に好ましくは、−65℃〜−100℃の温度範囲に冷却させた後、アルキルリチウムを化合物(1a)1モルに対して、1モル〜2モル加え、更に上記温度範囲で反応液を10分〜5時間攪拌する工程(第I工程の1回目)を行い、この工程で得られた反応生成物に、化合物(1a)1モルに対して、0.5モル〜2モルのジアルキルジスルフィドを加え、必要に応じて30℃まで昇温させ、10分から48時間反応液を攪拌する工程((I)工程の1回目)を行い、式(1b):
Figure 2012097065

(式中、R、Z及びXは上記と同じ意味を示す。)
で表される化合物(以下、化合物(1b)と記すことがある。)を生成させる。続いて、生成した化合物(1b)を含む反応生成物を、例えば、−40℃以下、好ましくは−55℃〜−110℃、更に好ましくは、−65℃〜−100℃の温度範囲に冷却させた後、アルキルリチウムを化合物(1b)1モルに対して、0.5モル〜2モル加え、更に上記温度範囲で10分〜5時間反応液を攪拌する工程(第I工程の2回目)を行い、この工程で得られた反応生成物に、化合物(1b)1モルに対して、0.5モル〜2モルのジアルキルジスルフィドを加え、必要に応じて30℃まで昇温させ、10分から48時間反応液を攪拌する工程((I)工程の2回目)を行う。
ここで、例えば、蒸留、再結晶、及びシリカゲルクロマトグラフィー等の精製を行い、一旦、化合物(1b)を単離してもよい。
次に、第II工程の(II)工程について説明する。
(II)工程に用いられるハロゲン化アルキルとしては、例えば、臭化メチル、ヨウ化メチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、臭化−n−プロピル、ヨウ化−n−プロピル、臭化−n−ブチル、ヨウ化−n−ブチル、臭化−n−ヘキシル、ヨウ化−n−ヘキシル、臭化−n−オクチル、ヨウ化−n−オクチル、臭化−n−デシル、ヨウ化−n−デシル、臭化−n−ドデシル、臭化−n−テトラデシル、及び臭化−n−イコシルが挙げられる。好ましくは、臭化メチル、ヨウ化メチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、ヨウ化−n−プロピル、ヨウ化−n−ブチル、及びヨウ化−n−ヘキシル、ヨウ化−n−デシルが挙げられる。ここで用いられる溶媒としては、上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。
(II)工程で用いられる硫黄は、粉砕したものが好ましい。硫黄は、粉体又は上記溶媒に溶解若しくは懸濁させた懸濁液として用いることが好ましい。
(II)工程としては、例えば、第I工程で得られた反応生成物を−40℃以下、好ましくは−55℃〜−110℃、より好ましくは−65℃〜−100℃とした後、第I工程に用いられた化合物(1a)1モルに対して、1モル〜6モル、好ましくは2〜6モルの硫黄を上記温度範囲にて加え、10分から5時間反応液を攪拌し、続いて、ハロゲン化アルキル(11)を化合物(1a)1モルに対して、2モル〜4モルを加え、必要に応じて30℃まで昇温させ、10分から48時間反応液を攪拌する工程等を挙げることができる。
第I工程及び(II)工程による化合物(1)の調製方法において、第I工程と(II)工程の硫黄の混合とをそれぞれ2回に分けて行った後、ハロゲン化アルキル(11)を混合することが好ましい。この場合、例えば、まず、化合物(1a)を溶媒に溶解又は懸濁させ、例えば、−40℃以下、好ましくは−55℃〜−110℃、更に好ましくは、−65℃〜−100℃の温度範囲に冷却させた後、アルキルリチウムを化合物(1a)1モルに対して、1モル〜3モル加え、更に上記温度範囲で10分〜5時間反応液攪拌する(第I工程の1回目)。得られた反応生成物に、化合物(1a)1モルに対して1モル〜3モルの硫黄を加え、第I工程の1回目と同様の温度範囲にて、10分から5時間反応液を攪拌する((II)工程の硫黄の混合1回目)。次に、(II)工程の硫黄の混合1回目で得られた反応生成物に、第I工程の1回目と同様の温度範囲で、アルキルリチウムを化合物(1a)1モルに対して1モル〜3モルを再び加え、10分〜5時間反応液を攪拌する(第I工程の2回目)。続いて、第I工程の2回目で得られた反応生成物に、化合物(1a)1モルに対して1モル〜3モルの硫黄を再び加え、必要に応じて30℃まで昇温させ、10分から5時間反応液を攪拌する((II)工程の硫黄の混合2回目)。さらに、(II)工程の硫黄の混合2回目で得られた反応生成物に、ハロゲン化アルキル(11)を化合物(1a)1モルに対して、2モル〜4モルを加え、必要に応じて30℃まで昇温させ、10分から48時間、反応液を攪拌する。
(I)工程又は(II)工程によって得られた、化合物(1b)及び化合物(1)等を含む反応性生物に対して、例えば、水洗、乾燥、及び溶媒留去等の後処理を行ってもよく、更に、蒸留、再結晶、及びシリカゲルクロマトグラフィー等の精製を行ってもよい。
次に、工程1Aで得られる化合物(2a)について説明する。
化合物(2a)におけるR、Z、及びZは上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。Xは、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示し、同一分子中の2つのXは同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、臭素原子、塩素原子及びヨウ素原子を挙げることができる。
炭素数1〜20のアルキルスルホネート基とは、フッ素原子等を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基とスルホネート基(−OSO−)とからなる基である。例えば、メチルスルホネート基、エチルスルホネート基、及びトリフルオロメチルスルホネート基を挙げることができる。アリールスルホネート基とはアルキル基、及びフッ素原子等を有していてもよいアリール基とスルホネート基とからなる基である。例えば、フェニルスルホネート基、及びp−トルエンスルホネート基を挙げることができる。
ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、及びアリールスルホネート基の中でもハロゲン原子が好ましく、臭素原子及びヨウ素原子がより好ましい。
化合物(2a)としては、Z、Z、R及びXが表2及び表3に例示される組み合わせである番号(2a−1)〜(2a−43)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
Figure 2012097065
好ましい化合物(2a)としては、表2及び3に記載された化合物番号が(2a−1)、(2a−2)、(2a−3)、(2a−5)、(2a−8)、(2a−9)、(2a−10)、(2a−12)、(2a−13)、(2a−14)、(2a−17)、(2a−21)、(2a−22)、(2a−25)、(2a−27)、(2a−28)、(2a−31)、(2a−32)、(2a−33)、(2a−34)、(2a−35)、(2a−36)、(2a−37)、(2a−38)、(2a−39)、(2a−40)、又は(2a−41)である化合物が挙げられる。さらに好ましくは、表2及び3に記載された化合物番号が(2a−1)、(2a−2)、(2a−5)、(2a−8)、(2a−9)、(2a−10)、(2a−13)、(2a−17)、(2a−21)、(2a−25)、(2a−27)、(2a−31)、(2a−33)、(2a−35)、(2a−36)、又は(2a−37)である化合物が挙げられる。
工程1Aにおいて化合物(1)に含まれる水素原子(Zのα位にある水素原子)を、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基に置換する方法は、特に制限されない。化合物(1)に含まれる水素原子をハロゲン原子に置換する方法としては、例えば、化合物(1)とN−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、又はN−ヨードスクシンイミド等のハロゲン化剤とを反応させる方法が好適である。ハロゲン化剤の量は、化合物(1)1モルに対して、2モル〜20モルが好ましく、さらに好ましくは2モル〜10モルである。反応溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、及びヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒、例えば、トルエン、及びキシレン等の芳香族炭化水素溶媒、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、及び1,2−ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、及びシクロペンチルメチルエーテル等のエーテル溶媒、並びに、これらの混合溶媒等が挙げられる。好ましくは、塩化メチレン、クロロホルム、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及び1,4−ジオキサンが挙げられ、さらに好ましくはクロロホルムが挙げられる。この方法によれば、例えば、−20℃〜100℃程度の温度で、溶液中で容易に反応を進行させることができる。反応時間は、例えば、10分〜48時間である。反応終了後は一般的な後処理をし、必要に応じて、蒸留、再結晶、及びシリカゲルクロマトグラフィー等の精製することで化合物(2a)を得ることができる。
次に、工程1Bで得られる化合物(2b)について説明する。化合物(2b)におけるR、Z、及びZは上記と同様なものが挙げられ、同様のものが好ましく、同一分子中の二つのZは同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。Xは、脱離基を示す。
脱離基Xは、化合物(2a)と化合物(4a)、化合物(2b)と化合物(4b)、又は化合物(3a)と化合物(4a)との縮合反応が進行し得るような脱離基であればよい。例えば、下記式(6)で表される基が好適である。
Figure 2012097065
式(6)中、R10はそれぞれ独立に水酸基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又は炭素数6〜20のアリールオキシ基を示し、R10は同一でも異なっていてもよく、2つのR10が結合してホウ素原子とともに環構造を形成していてもよい。
炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、及び1,2−ジメチルプロピル基等の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基が挙げられる。炭素数1〜10のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、及びn−ヘキサノキシ基が挙げられる。炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、1−ナフトキシ基、及び2−ナフトキシ基が挙げられる。
2つのR10が結合してホウ素原子とともに環構造を形成する場合、好ましい例としては、1,3,2−ジオキサボロラン環、4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン環、5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン環、1,3,2−ベンゾジオキサボロール環、及び9−ボラビシクロ3,3,1−ノナン環が挙げられる。
脱離基の具体例としては、式(6)の基以外にも、下記式(7)、(8)及び(9)でそれぞれ表されるような脱離基が挙げられる。
Figure 2012097065
式(7)におけるR20としては、それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基を示し、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、及びn−デシル基が挙げられる。好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、及びn−ヘキシル基であり、さらに好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、及びn−ブチル基である。式(7)中のR20はそれぞれ異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
式(8)におけるXは、ハロゲン原子を示し、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。Xは好ましくは臭素原子、又はヨウ素原子である。
式(9)におけるXは、ハロゲン原子を示し、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。Xは好ましくは臭素原子、又はヨウ素原子である。
化合物(2b)としては、Z、Z、R及びXが表4及び表5に示される組み合わせである番号(2b−1)〜(2a−52)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
Figure 2012097065
好ましい化合物(2b)としては、表4及び5に記載された化合物番号が(2b−1)、(2b−2)、(2b−5)、(2b−8)、(2b−10)、(2b−12)、(2b−13)、(2b−15)、(2b−17)、(2b−19)、(2b−30)、(2b−33)、(2b−38)、(2b−40)、(2b−42)、(2b−45)、(2b−46)、(2b−50)、又は(2b−51)である化合物が挙げられる。さらに好ましくは、化合物番号が(2b−1)、(2b−8)、(2b−10)、(2b−13)、(2b−19)、(2b−30)、(2b−33)、(2b−38)、(2b−40)、(2b−42)、(2b−45)、(2b−46)、(2b−50)、又は(2b−51)である化合物が挙げられる。
化合物(1)の水素原子を脱離基に置換する方法は特に制限されない。脱離基として式(6)で表される基の1種である下記式
Figure 2012097065

で表される基に置換する方法としては、例えば、J.Am.Chem.Soc.,2006,128,9034記載の方法に準拠して、化合物(1)にBuLiを作用させた後、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランと反応させる方法がある。
また、工程1Aにより、化合物(2a)における2つのXが臭素原子である化合物を得たのち、J.Appl.Poly.Sci.,2009,114,1278記載の方法に準拠して、化合物(2a)にBuLiを作用させた後、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランと反応させる方法により、上記式で表される基に置換された化合物(2a)を得ることができる。
化合物(2a)における水素原子を、式(7)で表されR20がいずれもメチル基である脱離基に置換する方法としては、例えば、J.Am.Chem.Soc.,2003,125,13173記載の方法に準拠して、化合物(1)にBuLiを作用させた後、トリメチルスズクロリドと反応させる方法がある。工程1Aにより、化合物(2a)における2つのXが臭素原子である化合物を得たのち、J.Org.Chem.,1984,49,5250記載の方法に準拠して、化合物(2a)に、BuLiを作用させた後、トリメチルスズクロリドと反応させる方法により、式(7)で表されR20がいずれもメチル基である脱離基によって置換された化合物(2a)を得ることができる。
化合物(2a)における水素原子を、脱離基としての式(8)で表される基に置換する方法としては、例えば、工程1Aにより、化合物(2a)における2つのXが臭素原子である化合物を得たのち、J.Phys.Chem.B,2009,113,8214記載の方法に準拠して、化合物(2a)に、金属マグネシウムを作用させる方法により、式(8)で表されXが臭素原子である脱離基によって置換された化合物(2a)を得ることができる。
化合物(2a)における水素原子を、脱離基としての式(9)で表される基に置換する方法としては、例えば、工程1Aにより、化合物(2a)における2つのXが臭素原子である化合物を得たのち、J.Am.Chem.Soc.,2003,125,3867記載の方法に準拠して、化合物(2a)に、金属亜鉛を作用させる方法により、式(9)で表されXが臭素原子である脱離基に置換された化合物(2a)を得ることができる。
次に、工程2A及び工程3Bについて説明する。工程2A又は工程3Bにおいて化合物(2a)又は化合物(3b)を酸化する方法は特に制限されない。化合物(2a)又は化合物(3b)を酸化する方法としては、例えば、化合物(2a)又は化合物(3b)を過酸化水素、m−クロロ過安息香酸、過安息香酸、過酢酸、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、及びクメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物、並びに、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン等のキノン化合物等の酸化剤と反応させる方法が挙げられる。酸化剤として、好ましくは、過酸化水素、m−クロロ過安息香酸、過安息香酸、過酢酸、及びtert−ブチルハイドロパーオキサイド等の過酸化物であり、さらに好ましくは過酸化水素である。この方法によれば、例えば、−20℃〜100℃、好ましくは0℃〜80℃の温度で、容易に反応を進行させることができる。酸化剤の量としては、化合物(2a)又は化合物(3b)1モルに対し、例えば、1モル〜5モル、好ましくは1.5モル〜3モルである。酸化剤の量が5モル以下であると過酸化の進行(例えば、硫黄原子(−S−)であれば−SO−まで酸化されること)を抑制することができる。反応溶媒としては、例えば、水、酢酸、例えば、ベンゼン、トルエン、及びキシレン等の芳香族炭化水素溶媒、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、及び1,2−ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素溶媒、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及びn−ブタノール等のアルコール溶媒、並びに、これらの混合溶媒等を挙げることができる。好ましくはメタノール、エタノール、及びイソプロパノール等のアルコール溶媒又は酢酸であり、より好ましくは酢酸である。
工程2A及び工程3Bの反応はいずれも、上記の温度範囲程度で、常圧で行うことができることから、温和な条件且つ高収率で目的とする化合物(3a)又は化合物(5)を得ることができる。
化合物(3a)としては、Z、Z、R及びXが表6に示される組み合わせである番号(3a−1)〜(3a−41)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
好ましい化合物(3a)としては、番号が(3a−1)、(3a−2)、(3a−3)、(3a−5)、(3a−8)、(3a−10)、(3a−12)、(3a−13)、(3a−14)、(3a−17)、(3a−21)、(3a−22)、(3a−25)、(3a−27)、(3a−31)、(3a−33)、(3a−35)、(3a−36)、(3a−37)、(3a−38)、(3a−39)、(3a−40)、又は(3a−41)である化合物が挙げられる。化合物(3a)は、さらに好ましくは、番号が(3a−1)、(3a−2)、(3a−8)、(3a−10)、(3a−13)、(3a−17)、(3a−21)、(3a−25)、(3a−27)、(3a−31)、(3a−33)、又は(3a−35)である化合物から選ばれる。
次に、工程2B、工程2C、及び工程3Aについて説明する。工程2Bは化合物(2a)と後述する化合物(4a)とを縮合して化合物(3b)を得る工程であり、工程2Cは化合物(2b)と後述する化合物(4b)とを縮合して化合物(3b)を得る工程であり、工程3Aは化合物(3a)と後述する化合物(4a)とを縮合して化合物(5)を得る工程である。以下、総称して本縮合反応と記すことがある。
化合物(4a)及び化合物(2b)のXが、式(6)で表される基の場合、本縮合反応は、例えば、遷移金属触媒及び塩基の存在下、例えば、0℃〜150℃程度の温度範囲内で、溶液中で容易に反応を進行させることができる。本縮合反応はいずれも、上記の温度範囲程度で、常圧で行うことができることから、温和な条件且つ高収率で化合物(3b)又は化合物(5)を得ることができる。
本縮合反応で用いられる遷移金属触媒としては、例えば、パラジウム触媒及びニッケル触媒が挙げられる。パラジム触媒としては、市販されているものを用いてもよいし、予めパラジウム化合物とホスフィン化合物とから調製したものを用いてもよいし、パラジウム化合物とホスフィン化合物とを、本縮合反応の反応系中で調製してもよい。
パラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(アセテート)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ビス[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム(0)、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロパラジウム(II)、ジブロモビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス(ジメチルフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス(メチルジフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス(トリエチルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロビス[トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)、テトラキス(メチルジフェニルホスフィン)パラジウム(0)、テトラキス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム(0)、及びジクロロビス(1,1’−ジフェニルホスフィノフェロセニル)パラジウム(II)が挙げられる。
パラジム触媒の調製に用いられるパラジウム化合物としては、例えば、トリス(ジベンシリデンアセトン)ジパラジウム(0)、及びトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)・クロロホルム付加体、等の0価のパラジウムを含む化合物、例えば、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、ヨウ化パラジウム(II)、(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2,5−ジエン)ジクロロパラジウム(II)、(2,2’−ビピリジル)ジクロロパラジウム(II)、ビス(アセトニトリル)クロロニトロパラジウム(II)、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム(II)、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム(II)、ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)、ジクロロ(エチレンジアミン)パラジウム(II)、ジクロロ(N,N,N’,N’−テトラメチレンジアミン)パラジウム(II)、ジクロロ(1,10−フェナントロリン)パラジウム(II)、パラジウム(II)アセチルアセトナート、パラジウム(II)ヘキサフルオロアセチルアセトナート、硝酸パラジウム(II)、硫酸パラジウム(II)、及びトリフルオロ酢酸パラジウム(II)等の2価のパラジウムを含む化合物等が挙げられ、好ましくは、酢酸パラジウム(II)、塩化パラジウム(II)、及びトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)が挙げられる。かかるパラジウム化合物は、通常市販されているものが用いられる。
パラジム触媒の調製に用いられるホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(3−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホスフィン、トリス(4−フルオロフェニル)ホスフィン、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(3−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィン、トリ(3−クロロフェニル)ホスフィン、トリ(4−クロロフェニル)ホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2−ジフェニルホスフィノエタン、1,3−ジフェニルホスフィノプロパン、1,4−ジフェニルホスフィノブタン、1,2−ジシクロヘキシルホスフィノエタン、1,3−ジシクロヘキシルホスフィノプロパン、1,4−ジシクロヘキシルホスフィノブタン、1,2−ジメチルホスフィノエタン、1,3−ジメチルホスフィノプロパン、1,4−ジメチルホスフィノブタン、1,2−ジエチルホスフィノエタン、1,3−ジエチルホスフィノプロパン、1,4−ジエチルホスフィノブタン、1,2−ジイソプロピルホスフィノエタン、1,3−ジイソプロピルホスフィノプロパン、1,4−ジイソプロピルホスフィノブタン、トリ−2−フリルホスフィン、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ビフェニル、2−(ジ−tert−ブチルホスフィノ)ビフェニル、2−ジ−tert−ブチルホスフィノ−2’−メチルビフェニル、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−6’−ジメトキシ、1,1’−ビフェニル、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−2’−(N,N−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−メチル−ビフェニル、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)−2’,4’,6’−トリ−イソプロピル1,1’−ビフェニル、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、及び1,1’−ビス(ジ−イソプロピルホスフィノ)フェロセン等が挙げられる。かかるホスフィン化合物としては、市販されているものを用いてもよいし公知の方法に準じて製造したものを用いてもよい。ホスフィン化合物の使用量はパラジウム化合物1モルに対して、例えば、0.5モル〜10モルであり、好ましくは1モル〜5モルである。
本縮合反応で用いられるニッケル触媒としては、例えば、ジクロロビス(1,1’−ジフェニルホスフィノフェロセニル)ニッケル(II)、ジクロロビス(ジフェニルホスフィノ)ニッケル(II)、ジクロロニッケル(II)、及びジヨードニッケル(II)が挙げあれる。
遷移金属触媒の使用量は化合物(2a)、化合物(3a)又は化合物(4b)1モルに対して、遷移金属原子として、例えば、0.0005モル〜0.5モルである。
本縮合反応は、反応溶媒存在下で行うことが好ましい。反応溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、及びキシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、tert−ブチルメチルエーテル、及びエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、及びN,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、並びに、水が挙げられる。反応溶媒は1種を単独で用いてもよいし2種以上を混合して用いてもよい。溶媒は脱気して用いることが好ましい。また、反応で用いる化合物の一部又は全てを反応溶媒に溶解又は懸濁させてから、窒素バブリング等の方法で脱気してもよい。反応溶媒の使用量は、化合物(2a)、化合物(3a)又は化合物(4b)1質量部に対して、例えば、0.5質量部〜200質量部であり、好ましくは2質量部〜100質量部である。
本縮合反応は、塩基存在下で行うことが好ましい。塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化タリウム、水酸化バリウム、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、リチウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸タリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、及びリン酸カリウムが用いられる。塩基の使用量は、化合物(2a)、化合物(3a)又は化合物(4b)1モルに対して、少なくとも0.5モル、好ましくは、少なくとも1モルである。
本縮合反応は、相間移動触媒の存在下に行ってもよい。相間移動触媒としては、例えば、テトラアルキルハロゲン化アンモニウム、テトラアルキル硫酸水素アンモニウム、及びテトラアルキル水酸化アンモニウム等の第4級アンモニウム塩を挙げることができ、好ましくは、テトラ−n−ブチルハロゲン化アンモニウム、及びベンジルトリエチルハロゲン化アンモニウムが挙げられる。反応の雰囲気は大気下でも可能であるが、窒素又はアルゴン等の不活性ガス下で行うことが好ましい。
本縮合反応の反応温度は、例えば、0℃〜150℃の範囲を挙げることができる。本縮合反応の反応時間は、例えば、1分〜96時間の範囲を挙げることができる。本縮合反応終了後、例えば、得られた反応混合物と塩化アンモニウム水溶液とを混合し、必要に応じて水に不溶の有機溶媒を加えて抽出処理をし、得られた有機層を濃縮し、必要に応じてカラムクロマトグラフィー、蒸留、再結晶、及びリサイクルゲルパーミネーションクロマトグラフィー等の精製手段を行うことで、化合物(5)又は化合物(3b)を得ることができる。
工程3A及び工程2Bに用いられる化合物(4a)及び(4b)について説明する。化合物(4a)におけるXは、上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。化合物(4b)におけるXは、上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。
化合物(4a)及び(4b)におけるR11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。
本実施形態における炭素数1〜30のアルキル基は、直鎖、分枝鎖、及び環状のいずれでもよい。炭素数1〜30のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−ヘキシルオクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシルデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基、n−ヘンイコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、n−テトラコシル基、n−ペンタコシル基、n−ヘキサコシル基、n−ヘプタコシル基、n−オクタコシル基、n−ノナコシル基、n−トリアコンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロヘプチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、2−ヘキシルデシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、及びn−イコシル基が挙げられ、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、2−ヘキシルオクチル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、シクロヘキシル基、及びシクロヘプチル基等の炭素数1〜16のアルキル基が挙げられる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基」が有する置換基としては、フッ素原子、及び炭素数1〜30のアルコキシ基等を挙げることができる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基」が有する置換基としては、フッ素原子が好ましい。フッ素原子を有する炭素数1〜30のアルキル基としては、例えば、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロドデシル基、及びパーフルオロトリデシル基が挙げられる。
本実施形態における炭素数1〜30のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、n−イコシルオキシ基、n−ヘンイコシルオキシ基、n−ドコシルオキシ基、n−トリコシルオキシ基、n−テトラコシルオキシ基、n−ペンタコシルオキシ基、n−ヘキサコシルオキシ基、n−ヘプタコシルオキシ基、n−オクタコシルオキシ基、n−ノナコシルオキシ基、及びn−トリアコンチルオキシ基を挙げることができる。好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−ノナデシルオキシ基、及びn−イコシルオキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基」が有する置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数6〜30のアリール基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数4〜30のヘテロアリール基、及び炭素数5〜30のヘテロアラルキル基を挙げることができる。置換基に含まれる水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよい。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基」が有する置換基としては、フッ素原子が好ましい。置換基を有する炭素数1〜30のアルコキシ基としては、例えば、パーフルオロヘキシルオキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基、パーフルオロデシルオキシ基、パーフルオロドデシルオキシ基、パーフルオロトリデシルオキシ基、及びメトキシエトキシエトキシ基等が挙げられる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基」のアリール基としては、単環又は二環のアリール基を挙げることがでる、好ましいアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基、及び2−ナフチル基等を挙げることができる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基」が有する置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数4〜20のヘテロアリール基、及び炭素数5〜20のヘテロアラルキル基を挙げることができる。置換基に含まれる水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよい。
「置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基」としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、及びパーフルオロフェニル等が好ましい。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基」のヘテロアリール基としては、例えば、チエニル基、フリル基、チアゾリル基、チエノ[3,2−b]チエニル基、フロロ[3,2−b]フリル基、チエノ[3,2−b]フリル基、ベンゾ[b]チエニル基、及びベンゾ[b]フリル基等が挙げられる。ヘテロアリール基としては、チエニル基、チアゾリル基、チエノ[3,2−b]チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、及びベンゾ[b]フリル基、より好ましくは、下記化学式
Figure 2012097065

で表わされる基が挙げられる。
「置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基」の置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数4〜30のヘテロアリール基、及び炭素数5〜30のヘテロアラルキル基を挙げることができる。置換基に含まれる水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよい。
「置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基」としては、2−チエニル基、2−チエノ[3,2−b]チエニル基、2−ベンゾ[b]チエニル基、5−フルオロ−2−チエニル基、5−ヘキシル−2−チエニル、及び4−ヘキシルオキシ−2−チエニル基等が好ましい。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基」のアラルキル基としては、例えば、下記式
Figure 2012097065

(n1は1〜14の整数を示し、n2及びn3は1〜10の整数を示す。)
で表される基が挙げられる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基」が有する置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数4〜20のヘテロアリール基、及び炭素数5〜20のヘテロアラルキル基を挙げることができる。置換基のアルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、ヘテロアリール基、及びヘテロアラルキル基に含まれる水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよい。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基」が有する置換基としては、フッ素原子が好ましい。
「置換基を有する炭素数7〜30のアラルキル基」としては、例えば、下記式
Figure 2012097065

(n4及びn5は1〜24の整数を示し、n6は1〜23の整数を示す。)
で表される基が挙げられる。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基」のヘテロアラルキル基とは、アラルキル基の芳香環に含まれる炭素原子の少なくとも1つが、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、及びセレン原子等の複素原子に置き換えられた基を意味し、ヘテロアラルキル基としては、例えば、下記式
Figure 2012097065

(n4は1〜26の整数を示し、n5は1〜24の整数を示し、n6は1〜22の整数を示す。)
で表されるヘテロアラルキル基を挙げることができる。
ヘテロアラルキル基は、さらに好ましくは、下記式
Figure 2012097065

(n4は1〜26の整数を示し、n5は1〜24の整数を示し、n6は1〜22の整数を示す。)
で表される基である。
本実施形態における「置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基」の置換基としては、例えば、フッ素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数7〜30のアラルキル基、炭素数4〜30のヘテロアリール基及び炭素数5〜20のヘテロアラルキル基を挙げることができる。置換基に含まれる水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよい。
「置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基」の置換基としては、フッ素原子が好ましい。「置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基」としては、例えば、下記式
Figure 2012097065

(n4は1〜26の整数を示し、n5は1〜24の整数を示し、n6は1〜22の整数を示す。)
で表される基を挙げることができる。
本実施形態における置換シリル基とは、下記式
−Si(R
(式中、Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)
で表される基である。ここで、置換シリル基におけるケイ素原子に結合している3つのアルキル基又はアリール基の炭素数の合計は3〜30である。該アルキル基又は該アリール基1個の炭素数は最大で28である。該アルキル基又は該アリール基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子に置き換わっていてもよい。
置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ(i−プロピル)シリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ジメチルヘキシルシリル基、及びジメチルドデシルシリル基が挙げられる。
化合物(4a)としては、R11、R12、R13、R14及びXが表7〜表23に例示される組み合わせである番号(4a−1)〜(4a−280)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
Figure 2012097065
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Figure 2012097065
Figure 2012097065
好ましい化合物(4a)としては、表7〜23に記載された番号が(4a−1)、(4a−2)、(4a−3)、(4a−6)、(4a−8)、(4a−11)、(4a−13)、(4a−15)、(4a−16)、(4a−17)、(4a−20)、(4a−21)、(4a−24)、(4a−26)、(4a−29)、(4a−32)、(4a−42)、(4a−43)、(4a−44)、(4a−45)、(4a−46)、(4a−47)、(4a−48)、(4a−49)、(4a−50)、(4a−51)、(4a−52)、(4a−54)、(4a−56)、(4a−57)、(4a−59)、(4a−60)、(4a−61)、(4a−62)、(4a−63)、(4a−64)、(4a−65)、(4a−66)、(4a−67)、(4a−68)、(4a−69)、(4a−70)、(4a−71)、(4a−72)、(4a−73)、(4a−74)、(4a−75)、(4a−76)、(4a−77)、(4a−78)、(4a−79)、(4a−80)、(4a−81)、(4a−83)、(4a−84)、(4a−85)、(4a−86)、(4a−87)、(4a−88)、(4a−92)、(4a−95)、(4a−96)、(4a−97)、(4a−98)、(4a−99)、(4a−100)、(4a−101)、(4a−103)、(4a−104)、(4a−105)、(4a−107)、(4a−109)、(4a−110)、(4a−112)、(4a−114)、(4a−124)、(4a−128)、(4a−129)、(4a−134)、(4a−135)、(4a−137)、(4a−138)、(4a−139)、(4a−143)、(4a−147)、(4a−149)、(4a−151)、(4a−156)、(4a−159)、(4a−164)、(4a−169)、(4a−177)、(4a−196)、(4a−197)、(4a−198)、(4a−201)、(4a−203)、(4a−205)、(4a−207)、(4a−208)、(4a−210)、(4a−219)、(4a−225)、(4a−228)、(4a−234)、(4a−235)、(4a−237)、(4a−239)、(4a−246)、(4a−249)、(4a−251)、(4a−253)、(4a−259)、(4a−269)、(4a−270)、(4a−271)、(4a−272)、(4a−274)、(4a−276)、(4a−278)、又は(4a−280)である化合物が挙げられる。
化合物(4a)は、さらに好ましくは、表7〜23に記載された番号が(4a−1)、(4a−2)、(4a−3)、(4a−6)、(4a−42)、(4a−43)、(4a−44)、(4a−45)、(4a−46)、(4a−47)、(4a−48)、(4a−49)、(4a−50)、(4a−51)、(4a−52)、(4a−54)、(4a−56)、(4a−57)、(4a−59)、(4a−64)、(4a−73)、(4a−78)、(4a−80)、(4a−92)、(4a−95)、(4a−101)、(4a−103)、(4a−104)、(4a−105)、(4a−107)、(4a−109)、(4a−110)、(4a−112)、(4a−114)、(4a−124)、(4a−128)、(4a−129)、(4a−156)、(4a−196)、(4a−197)、(4a−269)、(4a−272)、(4a−274)、又は(4a−276)である化合物から選ばれる。
化合物(4b)としては、R11、R12、R13、R14及びXが表24〜表38に例示される組み合わせである番号(4b−1)〜(4b−251)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
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好ましい化合物(4b)としては、表24〜38に記載された番号が(4b−1)、(4b−2)、(4b−3)、(4b−6)、(4b−8)、(4b−10)、(4b−11)、(4b−13)、(4b−15)、(4b−16)、(4b−17)、(4b−20)、(4b−21)、(4b−24)、(4b−26)、(4b−29)、(4b−32)、(4b−42)、(4b−43)、(4b−44)、(4b−45)、(4b−46)、(4b−47)、(4b−48)、(4b−49)、(4b−50)、(4b−51)、(4b−52)、(4b−53)、(4b−54)、(4b−55)、(4b−56)、(4b−57)、(4b−59)、(4b−60)、(4b−61)、(4b−62)、(4b−63)、(4b−64)、(4b−65)、(4b−66)、(4b−67)、(4b−68)、(4b−69)、(4b−70)、(4b−71)、(4b−72)、(4b−73)、(4b−74)、(4b−75)、(4b−76)、(4b−77)、(4b−78)、(4b−79)、(4b−80)、(4b−81)、(4b−82)、(4b−83)、(4b−84)、(4b−85)、(4b−86)、(4b−87)、(4b−88)、(4b−92)、(4b−95)、(4b−96)、(4b−97)、(4b−99)、(4b−100)、(4b−101)、(4b−103)、(4b−105)、(4b−106)、(4b−107)、(4b−108)、(4b−110)、(4b−114)、(4b−115)、(4b−118)、(4b−119)、(4b−121)、(4b−122)、(4b−127)、(4b−129)、(4b−130)、(4b−135)、(4b−139)、(4b−140)、(4b−148)、(4b−158)、(4b−165)、(4b−166)、(4b−167)、(4b−168)、(4b−169)、(4b−171)、(4b−172)、(4b−173)、(4b−174)、(4b−176)、(4b−177)、(4b−178)、(4b−182)、(4b−183)、(4b−185)、(4b−187)、(4b−188)、(4b−190)、(4b−195)、(4b−199)、(4b−205)、(4b−207)、(4b−208)、(4b−210)、(4b−211)、(4b−214)、(4b−217)、(4b−219)、(4b−220)、(4b−221)、(4b−223)、(4b−224)、(4b−225)、(4b−227)、(4b−228)、(4b−229)、(4b−233)、(4b−234)、(4b−240)、(4b−241)、(4b−242)、(4b−243)、(4b−245)、(4b−247)、(4b−248)、(4b−249)、又は(4b−251)である化合物が挙げられる。
化合物(4b)は、さらに好ましくは、表24〜38に記載された番号が(4b−1)、(4b−2)、(4b−3)、(4b−6)、(4b−42)、(4b−43)、(4b−44)、(4b−45)、(4b−46)、(4b−47)、(4b−48)、(4b−49)、(4b−50)、(4b−51)、(4b−52)、(4b−54)、(4b−56)、(4b−57)、(4b−59)、(4b−64)、(4b−73)、(4b−78)、(4b−92)、(4b−95)、(4b−118)、(4b−165)、(4b−166)、(4b−167)、(4b−168)、(4b−185)、(4b−205)、(4b−207)、(4b−208)、(4b−210)、(4b−243)、(4b−245)、又は(4b−247)である化合物から選ばれる。
工程2B又は工程2Cで得られる化合物(3b)について説明する。化合物(3b)における、Z、Z、R、R11、R12、R13及びR14としては、上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。工程2B又は工程2Cで得られる化合物(3b)としては、R、Z、Z、R11、R12、R13及びR14が表39〜表60に例示される組み合わせである番号(3b−1)〜(3b−445)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
Figure 2012097065
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工程2B又は工程2Cで得られる化合物(3b)としては、さらに、下記番号(3b−446)〜(3b−452)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
化合物(3b)として、好ましくは、番号が(3b−1)、(3b−2)、(3b−3)、(3b−5)、(3b−6)、(3b−8)、(3b−10)、(3b−16)、(3b−17)、(3b−18)、(3b−24)、(3b−28)、(3b−31)、(3b−35)、(3b−37)、(3b−41)、(3b−42)、(3b−49)、(3b−51)、(3b−52)、(3b−56)、(3b−57)、(3b−58)、(3b−68)、(3b−73)、(3b−81)、(3b−82)、(3b−83)、(3b−84)、(3b−85)、(3b−86)、(3b−87)、(3b−88)、(3b−89)、(3b−90)、(3b−91)、(3b−93)、(3b−94)、(3b−95)、(3b−96)、(3b−98)、(3b−101)、(3b−103)、(3b−107)、(3b−108)、(3b−110)、(3b−112)、(3b−113)、(3b−114)、(3b−122)、(3b−127)、(3b−137)、(3b−140)、(3b−142)、(3b−148)、(3b−150)、(3b−159)、(3b−160)、(3b−161)、(3b−166)、(3b−167)、(3b−177)、(3b−178)、(3b−181)、(3b−184)、(3b−186)、(3b−202)、(3b−203)、(3b−207)、(3b−212)、(3b−213)、(3b−223)、(3b−225)、(3b−228)、(3b−230)、(3b−239)、(3b−243)、(3b−246)、(3b−248)、(3b−257)、(3b−260)、(3b−269)、(3b−271)、(3b−279)、(3b−291)、(3b−298)、(3b−299)、(3b−300)、(3b−302)、(3b−308)、(3b−314)、(3b−320)、(3b−321)、(3b−325)、(3b−327)、(3b−331)、(3b−332)、(3b−334)、(3b−341)、(3b−344)、(3b−350)、(3b−362)、(3b−375)、(3b−376)、(3b−380)、(3b−381)、(3b−390)、(3b−393)、(3b−394)、(3b−398)、(3b−399)、(3b−404)、(3b−410)、(3b−416)、(3b−434)、(3b−435)、(3b−436)、(3b−437)、(3b−439)、(3b−441)、(3b−442)、(3b−443)、又は(3b−445)である化合物が挙げられる。
化合物(3b)は、さらに好ましくは、番号が(3b−1)、(3b−2)、(3b−5)、(3b−6)、(3b−17)、(3b−18)、(3b−35)、(3b−37)、(3b−81)、(3b−82)、(3b−83)、(3b−84)、(3b−85)、(3b−86)、(3b−87)、(3b−89)、(3b−90)、(3b−93)、(3b−96)、(3b−98)、(3b−103)、(3b−112)、(3b−140)、(3b−142)、(3b−148)、(3b−150)、(3b−159)、(3b−167)、(3b−177)、(3b−178)、(3b−181)、(3b−184)、(3b−202)、(3b−203)、(3b−207)、(3b−223)、(3b−225)、(3b−230)、(3b−239)、(3b−298)、(3b−299)、(3b−300)、(3b−302)、(3b−308)、(3b−325)、(3b−327)、(3b−331)、(3b−332)、(3b−375)、(3b−376)、(3b−380)、(3b−381)、(3b−399)、(3b−437)、(3b−439)、又は(3b−441)である化合物から選ばれる。
化合物(3b)の異なる製造方法として、式(4)
Figure 2012097065

で表される化合物(以下、「化合物(4)」と記すことがある)にアルキルリチウムを反応させる第I’工程と、第I’工程で得られた反応生成物をアルキルスルフィド化する第II’工程とを含む方法を挙げることができる。
式(4)中のZ、R11、R12、R13及びR14は、既に挙げた各化学式中の符号と同様である。Xはそれぞれ独立にハロゲン原子であり、好ましくは臭素原子又はヨウ素原子である。
この方法による化合物(3b)の製造は、具体的には、化合物(1a)にアルキルリチウムを反応させる第I工程と、第I工程で得られた反応生成物をアルキルスルフィド化する第II工程を含む化合物(1)の調製方法と同様の条件で行えばよい。
前項には第II工程として硫黄を用いた場合を例示したが、前項及び後述する第II’工程の説明に記載された硫黄は、セレンに置き換えてもよい。
第II’工程としては、第II工程と同様に、例えば、第I’工程で得られた反応生成物に、ジアルキルジスルフィドを反応させる工程(以下、(I’)工程と記すことがある。)、並びに、第I’工程で得られた反応生成物に、硫黄を反応させた後、ハロゲン化アルキル(11)を反応させる工程(以下、(II’)工程と記すことがある。)等を挙げることができる。
化合物(4)の好ましい具体例としては、R11、R12、R13、R14及びXが表61〜表75に例示される組み合わせである番号(4−1)〜(4−251)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
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化合物(4)として、好ましくは、番号が(4−1)、(4−2)、(4−3)、(4−6)、(4−8)、(4−10)、(4−11)、(4−13)、(4−15)、(4−16)、(4−17)、(4−20)、(4−21)、(4−24)、(4−26)、(4−29)、(4−32)、(4−42)、(4−43)、(4−44)、(4−45)、(4−46)、(4−47)、(4−48)、(4−49)、(4−50)、(4−51)、(4−52)、(4−53)、(4−54)、(4−55)、(4−56)、(4−57)、(4−59)、(4−60)、(4−61)、(4−62)、(4−63)、(4−64)、(4−65)、(4−66)、(4−67)、(4−68)、(4−69)、(4−70)、(4−71)、(4−72)、(4−73)、(4−74)、(4−75)、(4−76)、(4−77)、(4−78)、(4−79)、(4−80)、(4−81)、(4−82)、(4−83)、(4−84)、(4−85)、(4−86)、(4−87)、(4−88)、(4−92)、(4−95)、(4−96)、(4−97)、(4−99)、(4−100)、(4−101)、(4−103)、(4−105)、(4−106)、(4−107)、(4−108)、(4−110)、(4−114)、(4−115)、(4−118)、(4−119)、(4−121)、(4−122)、(4−127)、(4−129)、(4−130)、(4−135)、(4−139)、(4−140)、(4−148)、(4−158)、(4−165)、(4−166)、(4−167)、(4−168)、(4−169)、(4−171)、(4−172)、(4−173)、(4−174)、(4−176)、(4−177)、(4−178)、(4−182)、(4−183)、(4−185)、(4−187)、(4−188)、(4−190)、(4−195)、(4−199)、(4−205)、(4−207)、(4−208)、(4−210)、(4−211)、(4−214)、(4−217)、(4−219)、(4−220)、(4−221)、(4−223)、(4−224)、(4−225)、(4−227)、(4−228)、(4−229)、(4−233)、(4−234)、(4−240)、(4−241)、(4−242)、(4−243)、(4−245)、(4−247)、(4−248)、(4−249)、又は(4−251)である化合物が挙げられる。
化合物(4)は、更に好ましくは、番号が(4−1)、(4−2)、(4−3)、(4−6)、(4−42)、(4−43)、(4−44)、(4−45)、(4−46)、(4−47)、(4−48)、(4−49)、(4−50)、(4−51)、(4−52)、(4−54)、(4−56)、(4−57)、(4−59)、(4−64)、(4−73)、(4−78)、(4−92)、(4−95)、(4−118)、(4−165)、(4−166)、(4−167)、(4−168)、(4−185)、(4−205)、(4−207)、(4−208)、(4−210)、(4−243)、(4−245)、又は(4−247)である化合物から選ばれる。
化合物(4)は、例えば、式(3)
Figure 2012097065

で表される化合物(以下、「化合物(3)」と記すことがある)にハロゲン化剤を反応させる工程を含む方法によって得ることができる。当該工程の具体的な方法としては、工程1Aにおける化合物(1)に代えて化合物(3)を用いること以外は、工程1Aのハロゲン化剤を用いる方法と同様に行えばよい。式(3)中、Z、R11、R12、R13及びR14は式(4)と同義である。
化合物(3)は、例えば、式(1c)
Figure 2012097065

で表される化合物(以下、化合物(1c)と記すことがある)と式(4a)
Figure 2012097065

で表される化合物(化合物(4a))とを縮合する工程を含む方法によって得ることができる。当該工程の具体的な方法としては、上述の工程3Aにおける、化合物(3a)に代えて化合物(1c)を用い、化合物(5)に代えて化合物(3)を得ること以外は、工程3Aと同様に行えばよい。式中、Z、X、X、R11、R12、R13及びR14は、上記各式と同義である。
化合物(3)としては、番号(4−1)〜(4−251)の化合物(4)のXが水素原子に置換された化合物を例示することができる。
工程3A又は工程3Bで得られる化合物(5)、すなわち、工程4に用いられる化合物(5)について説明する。化合物(5)における、Z、Z、R、R11、R12、R13及びR14としては、上記と同様のものが挙げられ、上記と同様のものが好ましい。化合物(5)において、2つのR12は互いに同一であることが好ましい。化合物(5)としては、表76〜97に例示される番号(5−1)〜(5−445)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
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化合物(5)としては、さらに、下記化学式で表わされる番号(5−446)〜(5−452)の化合物を挙げることができる。
Figure 2012097065
化合物(5)として、好ましくは、表76〜97に記載の番号が(5−1)、(5−2)、(5−3)、(5−5)、(5−6)、(5−8)、(5−10)、(5−16)、(5−17)、(5−18)、(5−24)、(5−28)、(5−31)、(5−35)、(5−37)、(5−41)、(5−42)、(5−49)、(5−51)、(5−52)、(5−56)、(5−57)、(5−58)、(5−68)、(5−73)、(5−81)、(5−82)、(5−83)、(5−84)、(5−85)、(5−86)、(5−87)、(5−88)、(5−89)、(5−90)、(5−91)、(5−93)、(5−94)、(5−95)、(5−96)、(5−98)、(5−101)、(5−103)、(5−107)、(5−108)、(5−110)、(5−112)、(5−113)、(5−114)、(5−122)、(5−127)、(5−137)、(5−140)、(5−142)、(5−148)、(5−150)、(5−159)、(5−160)、(5−161)、(5−166)、(5−167)、(5−177)、(5−178)、(5−181)、(5−184)、(5−186)、(5−202)、(5−203)、(5−207)、(5−212)、(5−213)、(5−223)、(5−225)、(5−228)、(5−230)、(5−239)、(5−243)、(5−246)、(5−248)、(5−257)、(5−260)、(5−269)、(5−271)、(5−279)、(5−291)、(5−298)、(5−299)、(5−300)、(5−302)、(5−308)、(5−314)、(5−320)、(5−321)、(5−325)、(5−327)、(5−331)、(5−332)、(5−334)、(5−341)、(5−344)、(5−350)、(5−362)、(5−375)、(5−376)、(5−380)、(5−381)、(5−390)、(5−393)、(5−394)、(5−398)、(5−399)、(5−404)、(5−410)、(5−416)、(5−434)、(5−435)、(5−436)、(5−437)、(5−439)、(5−441)、(5−442)、(5−443)、又は(5−445)である化合物が挙げられる。
化合物(5)は、さらに好ましくは、番号が(5−1)、(5−2)、(5−5)、(5−6)、(5−17)、(5−18)、(5−35)、(5−37)、(5−81)、(5−82)、(5−83)、(5−84)、(5−85)、(5−86)、(5−87)、(5−89)、(5−90)、(5−93)、(5−96)、(5−98)、(5−103)、(5−112)、(5−140)、(5−142)、(5−148)、(5−150)、(5−159)、(5−167)、(5−177)、(5−178)、(5−181)、(5−184)、(5−202)、(5−203)、(5−207)、(5−223)、(5−225)、(5−230)、(5−239)、(5−298)、(5−299)、(5−300)、(5−302)、(5−308)、(5−325)、(5−327)、(5−331)、(5−332)、(5−375)、(5−376)、(5−380)、(5−381)、(5−399)、(5−437)、(5−439)、又は(5−441)である化合物から選ばれる。
工程4は、化合物(5)に酸を反応させる工程である。酸としては、具体的に、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸、燐酸及び前記酸の混合物等が挙げられる。好ましくは、トリフルオロメタンスルホン酸、メタンスルホン酸及び硫酸である。酸は必要に応じて、水等で希釈して使用してもよい。
工程4を具体的に説明すると、例えば、酸に対して化合物(5)をそのまま又はクロロホルム等の溶媒に希釈してから加え、−20℃〜100℃程度で1分〜48時間程度、反応混合物を攪拌する。この際、P等の脱水剤の存在下で反応を行ってもよい。反応終了後、反応混合物を水と混合し、必要に応じて、有機溶媒を加え、有機層を分液する。得られた溶液(有機層)をそのまま用いてもよいが、好ましくは、濃縮した後、ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基等の塩基を加えて、化合物(5)と塩基とを混合する。化合物(5)と塩基とは、好ましくは50℃から該溶媒の沸点までの温度で、例えば、1分〜48時間混合される。
その後、一般的な後処理を行い、必要に応じてカラムクロマトグラフィー、蒸留、再結晶、及びリサイクルゲルパーミネーションクロマトグラフィー等の通常の精製手段を行うことで、化合物(10)を得ることができる。
上記後処理を行う前に、必要に応じて、さらに、工程4を繰り返して行ってもよい。
工程4は温和な条件で進行させることができる。また、工程4は、100℃よりも低い温度で行うことが可能である。有機半導体材料として有用な含カルコゲン縮合多環式化合物(10)を従来よりも温和な条件で製造することが可能である。
かくして得られた含カルコゲン縮合多環式化合物(10)において、R11、R12、R13及びR14のうち少なくも1つが、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数6〜30のアリール基、又は炭素数4〜30のヘテロアリール基であることが好ましい。より好ましくは、R11、R13及びR14が水素原子であり、R12が炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基である。R11、R12、R13及びR14におけるアルキル基及びアルコキシ基の炭素数は、好ましくは4〜16である。含カルコゲン縮合多環式化合物(10)が、かかる程度の長鎖アルキル基又はアルコキシ基を有していることにより、成膜のための塗布加工性が向上する傾向があることから好ましい。
含カルコゲン縮合多環式化合物(10)の具体例としては、表98〜表116に例示される番号(10−1)〜(10−445)の化合物が挙げられる。
Figure 2012097065
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含カルコゲン縮合多環式化合物(10)としては、さらに、下記化学式で表わされる番号(10−446)〜(10−452)の化合物が挙げられる。
Figure 2012097065
好ましい化合物(10)として、例えば、番号が(10−1)、(10−2)、(10−3)、(10−5)、(10−6)、(10−8)、(10−10)、(10−35)、(10−37)、(10−41)、(10−42)、(10−49)、(10−51)、(10−52)、(10−56)、(10−57)、(10−58)、(10−68)、(10−73)、(10−81)、(10−82)、(10−83)、(10−84)、(10−85)、(10−86)、(10−87)、(10−88)、(10−89)、(10−90)、(10−91)、(10−93)、(10−94)、(10−95)、(10−96)、(10−98)、(10−101)、(10−103)、(10−107)、(10−108)、(10−110)、(10−112)、(10−113)、(10−114)、(10−177)、(10−178)、(10−181)、(10−184)、(10−186)、(10−202)、(10−203)、(10−207)、(10−212)、(10−213)、(10−223)、(10−225)、(10−228)、(10−230)、(10−239)、(10−243)、(10−246)、(10−248)、(10−257)、(10−260)、(10−269)、(10−271)、(10−279)、(10−291)、(10−298)、(10−299)、(10−300)、(10−302)、(10−325)、(10−327)、(10−331)、(10−332)、(10−334)、(10−341)、(10−344)、(10−350)、(10−362)、(10−375)、(10−376)、(10−380)、(10−381)、(10−398)、(10−399)、(10−404)、(10−410)、又は(10−416)である化合物が挙げられる。
化合物(10)は、さらに好ましくは、番号が(10−1)、(10−2)、(10−5)、(10−6)、(10−35)、(10−37)、(10−81)、(10−82)、(10−83)、(10−84)、(10−85)、(10−86)、(10−87)、(10−89)、(10−90)、(10−93)、(10−96)、(10−98)、(10−103)、(10−112)、(10−177)、(10−178)、(10−181)、(10−184)、(10−202)、(10−203)、(10−207)、(10−223)、(10−225)、(10−230)、(10−239)、(10−298)、(10−299)、(10−300)、(10−302)、(10−325)、(10−327)、(10−331)、(10−332)、(10−375)、(10−376)、(10−380)、(10−381)、又は(10−399)である化合物から選ばれる。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
参考例 <3,4−ジメチルスルファニルチオフェンの合成>
3,4−ジブロモチオフェン(0.30g、1.2mmol)をジエチルエーテル6mLに溶解し、−78℃まで冷却したあと、同温度にてt−BuLiを1.59M含むペンタン溶液(0.78mL、1.2mmol)を滴下した。さらに同温度にて30分間撹拌後、硫黄粉末(0.04g、1.2mmol)を加え、同温度で30分間攪拌した。同温度下、再度t−BuLiを1.59M含むペンタン溶液(0.78mL、1.2mmol)を滴下し、30分間撹拌した。その後、硫黄粉末(0.04g、1.2mmol)を加え、同温度で30分間攪拌させた後、緩やかに室温まで昇温させ、そのまま1時間攪拌した。この溶液を0℃に冷却させ、ヨウ化メチル(0.39g、2.7mmol)を加えた後、緩やかに室温まで昇温させ、そのまま2時間攪拌した。その後、水とクロロホルムを加えた後、有機層を分離し、水層をクロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:ヘキサン=1:1)で精製することで、3,4−ジメチルスルファニルチオフェンを0.19g得た(収率87%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.02(s,2H)、2.46(s,6H)
(1)ビス(5−ヘキシルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェン(式(10)で表され、R11、R13及びR14が水素原子、R12がn−ヘキシル基、Z及びZがいずれも硫黄原子である含カルコゲン縮合多環式化合物)の合成
Figure 2012097065
製造例1(工程1)
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンの合成
3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(0.18g、1.0mmol)をクロロホルム10mLに溶解し、得られた溶解液にN−ブロモスクシンイミド0.38gを室温(約20℃)にて徐々に加えた。得られた混合液を室温にてさらに4時間撹拌後、水を加え、有機層と水層とに分離した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後の有機層を濃縮して、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製して、2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン0.26gを得た(収率77%)。
H−NMR(CDCl、δppm):2.41(s,6H)
製造例2(工程2B)
2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンの合成
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(2.2g、6.6mmol)をテトラヒドロフラン(THF)270mLに溶解し、得られた溶解液に4−n−ヘキシル−1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン(4.74g、16.4mmol)、及び炭酸ナトリウム水溶液(2.0M、89mL)を加えた。得られた混合液を室温にて窒素でバブリングした。この混合液に、PdCl(dppf)(0.54g、0.7mmol)を加えた後、85℃で7時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、塩化アンモニウム水溶液を加えた。次いで水層と有機層とに分離した。水層中に含まれる生成物はTHFにより抽出し、有機層と混合した。混合された有機層は、水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後反応液を濃縮し粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラム及び分取ゲルパーミネーションクロマトグラフィーを用いて分取することによって、2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンを1.88g得た(収率51%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.60(d,J=8.4Hz,4H)、7.25(d,J=8.4Hz,4H)、2.65(t,J=7.6Hz,4H)、2.31(s,6H)、1.71−1.60(m、4H)、1.40−1.29(m,12H)、0.90(t,J=6.8Hz,6H)
製造例3(工程3B)
2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの合成
2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(1.40g、2.8mmol)を酢酸70mLに溶解し、そこに室温にて35%過酸化水素水(0.60g、6.2mmol)を滴下した。滴下終了後、得られた反応液を50℃まで昇温し、同温度にてさらに5.5時間撹拌した。途中で35%過酸化水素水を0.3g追加した。次に、反応液を室温まで冷却した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及びクロロホルムを加え、有機層と水層とに分離した。水層中に含まれる生成物はクロロホルムで抽出して有機層と混合した。混合された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をヘキサンで洗浄することによって、2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンを0.99g得た(収率66%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.45(d,J=8.1Hz,1.6H)、7.36(d,J=8.1Hz,2.4H)、7.28−7.24(m,4H)、3.28(s、3.6H)、3.09(s、2.4H)、2.70−2.63(m,4H)、1.70−1.53(m,4H)、1.42−1.28(m,12H)、0.92−0.87(m,6H)
MS−FD:528(M+)
製造例4(工程4)
ビス(5−ヘキシルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェンの合成
2,5−ビス(4’−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン(0.30g、0.6mmol)、及びP(0.03g、0.2mmol)をトリフルオロメタンスルホン酸10.3mLに溶解させ反応液を得た。該溶解液を50℃まで昇温した後、同温度にて3時間撹拌し、続いて室温まで冷却し、反応液を得た。反応液を水103mLに加え、析出した固体をろ別した。析出した固体を水で洗浄後、得られた固体をピリジン90mLに溶解し、得られた溶解液が還流するまで加熱しながら10時間撹拌した。溶解液を室温まで冷却した後、溶解液に水及びクロロホルムを加えた。得られた有機層及び水層を分離し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥してから、濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラム及びゲルパーミネーションクロマトグラフィーを用いて精製することによって、ビス(5−ヘキシルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェンを0.08g得た(収率31%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.65(d,J=7.3Hz,2H)、7.57(d,J=1.0Hz,2H)、7.19(dd,J=7.3,1.0Hz,2H)、2.73(t,J=7.0Hz,4H)、1.73−1.63(m,4H)、1.40−1.29(m,12H)、0.90(t,J=6.8Hz,6H)
製造例5(工程2A)
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの合成
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(2.34g、7.0mmol)を酢酸150mLに溶解し、得られた溶解液に35%過酸化水素水(0.78g、8.0mmol)を滴下した後、得られた反応液を60℃まで昇温し、同温度にて12時間撹拌した。途中、35%過酸化水素水を0.77g追加した。反応終了後、得られた反応液を室温まで冷却し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及びクロロホルムを添加し、混合した後、有機層及び水層に分離した。有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥してから濃縮し粗生成物を得た。得られた粗生成物を、シリカゲルカラムを用いて精製することによって、2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンを1.65g得た(収率64%)。
H−NMR(CDCl、δppm):3.21(s,2.4H)、3.09(s,3.6H)
製造例6(工程3A)
2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの合成
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン(0.08g、0.2mmol)をTHF9mLに溶解し、得られた溶解液に4−n−ヘキシル−1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン(0.17g、0.6mmol)、及び炭酸セシウム水溶液(2.0M、2.9mL)を加えた。得られた混合液を室温にて窒素でバブリングした後、PdCl(dppf)(0.09g、0.01mmol)を加え、さらに、80℃まで昇温して16時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、塩化アンモニウム水溶液を加え、有機層及び水層に分離した。水層中に含まれる生成物はTHFで抽出し、有機層と混合した。混合された有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、次いで硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮し粗生成物を得た。得られた粗生成物を、薄層クロマトグラフィーを用いて分取することによって、2,5−ビス(4’−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンを0.05g得た(収率41%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.45(d,J=8.1Hz,2.5H)、7.36(d,J=8.1Hz,1.5H)、7.28−7.24(m,4H)、3.28(s、2.3H)、3.09(s、3.7H)、2.70−2.63(m,4H)、1.70−1.53(m,4H)、1.42−1.28(m,12H)、0.92−0.87(m,6H)
(2)ビス(5−ペンチルオキシベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェン((式(10)で表され、R11、R13及びR14が水素原子、R12がn−ペンチルオキシ基、3つのZが硫黄原子である含カルコゲン縮合多環式化合物)の合成
下記合成経路にしたがって、含カルコゲン縮合多環式化合物を合成した。
Figure 2012097065
製造例7
1−n−ペンチルオキシ−4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼンの合成
1−ブロモ−4−n−ペンチルオキシベンゼン(25g、103mmol)をジエチルエーテル500mLに溶解し、得られた溶解液を−78℃に冷却した。この溶解液に−78℃で、t−BuLi/ペンタン溶液(関東化学製、t−BuLi濃度1.76M)117mLを45分かけて滴下し、同温度にてさらに30分撹拌した後、45分かけて0℃まで昇温し、0℃で1時間撹拌した。得られた反応液を再び−78℃に冷却し、2−イソプロピル−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(31.2mL、154mmol)を滴下し、同温度にてさらに3時間撹拌した後、室温まで昇温し、室温で3時間撹拌した。得られた反応液に飽和食塩水及びエーテルを加え、有機層と水層とに分離し、有機層は、水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムにて精製することにより、1−n−ペンチルオキシ−4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼンを得た(収率98%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.74(d,J=8.6Hz,2H)、6.88(d,J=8.6Hz,2H)、3.97(t,J=6.5Hz,2H)、1.73−1.81(m,2H)、1.20−1.50(m、4H)、1.33(s,12H)、0.93(t,J=7.0Hz,3H)
製造例8(工程2A)
2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンの合成
2,5−ジブロモ−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(9g、27mmol)をTHF1000mLに溶解し、得られた溶解液に4−n−ペンチルオキシ−1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン(21.1g、72.7mmol)、及び炭酸ナトリウム水溶液(2.0M、364mL)を加えた。次いで、得られた混合液を室温にて窒素でバブリングした。この混合液に、PdCl(dppf)(2.2g、2.7mmol)を加えた後、85℃まで昇温し、同温度で4.5時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、塩化アンモニウム水溶液を加え、有機層と水層とに分離した。水層中に含まれる生成物はTHFで抽出し、有機層と混合した。混合された有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物を、シリカゲルカラムを用いて精製することによって、2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンを13.7g得た(収率100%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.60(d,J=8.6Hz,4H)、6.95(d,J=8.6Hz,4H)、4.00(t,J=6.5Hz,4H)、2.96(s,6H)1.76−1.84(m,4H)、1.38−1.48(m、8H)、0.94(t,J=7.0Hz,6H)
製造例9(工程3A)
2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの合成
酢酸250mLに2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(5g、10mmol)を加え、得られた混合物を50℃に昇温し溶解後、室温まで冷却した。この溶解液に35%過酸化水素水(2.1g、22mmol)を加え室温で撹拌した。その後、NMRで2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェンが確認されなくなるまで、35%過酸化水素水を少量加えることを繰り返し、合計で3.9gの35%過酸化水素水を加えた。得られた反応液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、有機物をクロロホルムで抽出した。抽出された有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮して、2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンを5.3g得た(収率99%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.46(d,J=8.6Hz,1.9H)、7.38(d,J=8.6Hz,2.1H)、6.94−6.98(m,4H)、3.98−4.03(m,4H)、3.25(s,3.2H)、3.09(s、2.8H)、1.70−1.90(m,4H)、1.30−1.50(m,8H)、0.94(t,J=7.0Hz,6H)
製造例10(工程4)
ビス(5−ペンチルオキシベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェンの合成
メタンスルホン酸211mLにP1.3gを加えた溶液を0℃に冷却後、2,5−ビス(4−n−ペンチルオキシフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン(12.5g、23.5mmol)を含むクロロホルム溶液(211mL)を30分かけて滴下した。得られた反応液を50℃まで昇温し、合計12時間撹拌した。水2111mLに、攪拌後の反応液を加え、有機層と水層とに分液した。有機層は水で洗浄し、濃縮した。得られたオイルにピリジン1877mLを加え、還流しながら4時間撹拌した。得られたピリジン溶液を室温まで冷却した後、水及びクロロホルムを加えて有機層と水層とに分液した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物のシリカゲルカラムカラムクロマトグラフィーにおいて、ヘキサン/クロロホルム=3/1の展開溶媒で溶出する成分を除いた後、展開溶媒を酢酸エチルに変えて溶出する成分を回収し、7.1gの混合物を得た。
メタンスルホン酸120mLにP0.7gを加えた溶液を0℃に冷却後、先に得られた7.1gの混合物をクロロホルム120mLに溶解した溶液を15分かけて滴下した。得られた反応液を50℃まで昇温し、さらに同温度で4時間撹拌した。得られた反応液に、水1200mLに加え、水層と有機層とに分液した後、有機層を水で洗浄し、有機層を濃縮した。得られたオイルにピリジン1000mLを加え、還流しながら2.5時間撹拌した。
得られたピリジン溶液を室温まで冷却後濃縮し、さらに、水及びクロロホルムを加えて水層と有機層とに分液した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。得られたオイルをシリカゲルカラムにより精製し、引き続きトルエンから再結晶することにより、ビス(5−ペンチルオキシベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェンを0.43g得た(収率4%)。
H−NMR(CDCl、δppm):7.72(d,J=8.6Hz,2H)、7.36(s,2H)、7.05(d,J=8.6Hz,2H)、4.05(t,J=6.5Hz,4H)、1.80−1.90(m,4H)、1.38−1.56(m,12H)、0.96(t,J=7.3Hz,6H)
2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの異なる製造例(製造例11〜13)
Figure 2012097065
製造例11
2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェンの製造例
2,5−ジブロモチオフェン(15.0g、62.0mmol)をTHF300mLに溶解し、得られた溶解液に4−ヘキシル−1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン(48.25g、167.4mmol)及び炭酸ナトリウム水溶液(2.0M、387.5mL)を加えた後、室温にて窒素でバブリングし、懸濁液を得た。この懸濁液に、PdCl(dppf)・ジクロロメタン錯体(5.06g、6.2mmol)を加え、40℃で6時間撹拌した。得られた反応溶液を室温まで冷却後、有機層を分液し、水層中に含まれる生成物は更にクロロホルムで抽出し、有機層とクロロホルム層とを併せて濃縮した。得られた濃縮物にクロロホルムを加え、得られたクロロホルム層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮し、粗生成物を得た。粗生成物は、シリカゲルカラム(展開溶媒:ヘキサン)で精製した後、さらに、再結晶(再結晶溶媒:ヘキサン)することで、2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェンを5.70g得た(収率23%)。
得られた2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェンの分析結果は以下のとおりである。
H−NMR(CDCl、δppm):7.53(d,J=8.1Hz,4H)、7.23(s,2H)、7.19(d,J=8.1Hz,4H)、2.61(t,J=7.6Hz,4H)、1.68−1.57(m、4H)、1.40−1.25(m,12H)、0.89(t,J=6.8Hz,6H)
HRMS(EI):404.2535(M+).Calcd for C2836S:404.2538.
製造例12
3,4−ジブロモ−2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェン(化合物(4−6))の製造例
製造例11及び製造例11に準じて得られた2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェン(9.90g、24.47mmol)をクロロホルム79mLに溶解した。該溶解液を0℃まで冷却した後、臭素(7.97g、49.87mmol)を含むクロロホルム溶液(4mL)を滴下し、さらに、同温度にて3.5時間撹拌した。得られた反応溶液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、分液して得られた有機層を水及び飽和食塩水で順次、洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮して粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン)で精製することで、3,4−ジブロモ−2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェン(化合物(4−6))を11.80g得た(収率86%)。
得られた化合物(4−6)の分析結果は以下のとおりである。
H−NMR(CDCl、δppm):7.57(d,J=8.1Hz,4H)、7.27(d,J=8.1Hz,4H)、2.66(t,J=7.6Hz,4H)、1.71−1.60(m、4H)、1.40−1.26(m,12H)、0.90(t,J=6.8Hz,6H)
HRMS(EI):560.0722(M+).Calcd for C2834BrS:560.0748.
製造例13
2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(化合物(3b−6))の製造例
窒素雰囲気下、3,4−ジブロモ−2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)チオフェン(1.00g、1.78mmol)をTHF22mLに溶解し、−78℃まで冷却した。該溶液に、t−BuLiの1.55Mペンタン溶液(1.72mL、2.67mmol)を滴下し、−78℃にて30分攪拌した(以上、第I’工程)。第I’工程で得られた反応溶液に硫黄粉末(0.069g、2.15mmol)を加え、1時間攪拌した(以上、第V’工程)。第V’工程で得られた反応溶液に、t−BuLiの1.55Mペンタン溶液(1.72mL、2.67mmol)を滴下し、30分攪拌したのち硫黄粉末(0.063g、1.96mmol)を加えた。同温度で1時間攪拌後、緩やかに室温まで昇温しそのまま1時間攪拌した(以上、第VI’工程)。第VI’工程で得られた反応溶液を0℃に冷却し、ヨードメタン(0.606g、4.27mmol)を加えた後、緩やかに室温まで昇温させ2時間攪拌した。得られた反応溶液に水及びクロロホルムを加えて分液した。得られた有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレータ−により濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムおよび分取ゲルパーミネーションクロマトグラフィーにて精製することで、2,5−ビス(4−ヘキシルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(化合物(3b−6))を0.447g得た(収率51%)。
得られた化合物(3b−6)の分析結果は以下のとおりである。
H−NMR(CDCl、δppm):7.60(d,J=8.4Hz,4H)、7.25(d,J=8.4Hz,4H)、2.65(t,J=7.6Hz,4H)、2.31(s,6H)、1.71−1.60(m、4H)、1.40−1.29(m,12H)、0.90(t,J=6.8Hz,6H)
HRMS(EI):496.2281(M+).Calcd for C3040:496.2292.
ビス(5−エチルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェン(化合物(10−3)の製造例(製造例14及び15)
製造例14
(2,5−ビス(4−エチルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン製造例)
2,5−ビス(4−エチルフェニル)−3,4−ジメチルスルファニルチオフェン(15.0g、39.0mmol)を酢酸600mLに70℃にて溶解し、得られた溶解液に同温にて35.4重量%の過酸化水素を含む水溶液(7.7g、過酸化水素として79.9mmol)を1時間かけて滴下後、同温度にて10時間撹拌した。次に、亜硫酸ナトリウム水溶液(20重量%)150mLを70℃にて加え、同温度にて1時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、クロロホルム500mLを加え、有機層と水層とに分離した。水層中に含まれる生成物はクロロホルム150mLで2回抽出して有機層と混合した。混合された有機層を水300mLで3回洗浄し、水酸化ナトリウム水溶液(20重量%)を室温にて加えて水層がpH10〜12となるように調整し、さらに、室温にて30分間撹拌した後、有機層と水層とに分離した。得られた有機層に水300mL及び硫酸水溶液(5重量%)を加えて水層をpH6〜8に調整し、有機層と水層とに分離した。分離された有機層は硫酸マグネシウムで乾燥した後濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をn−ヘプタンからの再結晶により精製することによって、下記式
Figure 2012097065

で表される2,5−ビス(4−エチルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン(15.4g、37.0mmol)の白色結晶を収率95%で得た。
得られた2,5−ビス(4−エチルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェンの分析結果は以下の通りである。
H−NMR(δ、CDCl): 1.29(t×d、6H)、3.10(s、3H)、3.28(s、3H)、7.29(d×d、4H)、7.37(d、2H)、7.46(d、2H)
製造例15
(ビス(5−エチルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェン(化合物(10−3)の製造例)
攪拌子、温度計を取り付けたフラスコに97%硫酸20mLを加え、系内を窒素置換した後、該硫酸を0℃に冷却した。冷却された硫酸に製造例14で得られた2,5−ビス(4−エチルフェニル)−3,4−ジメチルスルフィニルチオフェン(2.00g、4.80mmol)を混合液の温度が2℃を超えないように、30分間かけて少しずつ加え、さらに、0℃で6時間攪拌し反応溶液を調製した。攪拌子、温度計を取り付けた別のフラスコに水150mLを仕込み、この水に、該反応溶液を加えた。水と該反応溶液との混合液の温度は20℃を超えないように少しずつ該反応溶液が加えられた。得られた反応溶液を5℃にて18時間静置した後、濾過を行い、濾上物を水、炭酸水素ナトリウム水溶液(5重量%)、水、メタノールの順序で洗浄した。得られた濾上物をトルエンに加え、炭酸ナトリウム水溶液(5重量%)を加えた後、70℃にて溶解し、有機層と水層とに分離した。有機層は70℃にてさらに水で2回洗浄した後濃縮し、粗生成物を得た。得られた粗生成物をトルエンからの再結晶により精製することによって、式(10−3)
Figure 2012097065

で表されるビス(5−エチルベンゾ[4,5]チエノ)[3,2−c:2’,3’−e]チオフェン(化合物(10−3)、1.06g、3.01mmol)の白黄色結晶を収率63%で得た。
得られた化合物(10−3)の分析結果は以下の通りである。
H−NMR(δ、CDCl): 1.32(t、6H)、2.80(q、4H)、7.28(d、2H)、7.70(s、2H)、7.76(d、2H)
LC−HRMS(APPI+):calcd for C2016、352.0408;found 352.0406
本発明の製造方法によれば、含カルコゲン縮合多環式化合物を、従来よりも温和な条件で製造可能である。

Claims (20)

  1. 式(5)
    Figure 2012097065

    [式中、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。]
    で表される化合物を酸と反応させる工程を有することを特徴とする式(10)
    Figure 2012097065

    [式中、Z、Z、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。]
    で表される含カルコゲン縮合多環式化合物の製造方法。
  2. 前記式(5)の化合物を酸と反応させた後、反応生成物と塩基とを混合することを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3. 前記式(5)で表される化合物が、
    下記式(2a)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z及びZは前記と同義である。Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示す。]
    で表される化合物を酸化する工程と、
    前記工程で得られた式(3a)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z、Z及びXは前記と同義である。]
    で表される化合物と式(4a)
    Figure 2012097065

    [式中、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。Xは脱離基を示す。]
    で表される化合物とを縮合する工程と、
    を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
  4. 前記式(5)で表される化合物が、
    式(2a)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z及びZは前記と同義である。Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示す。]
    で表される化合物と式(4a)
    Figure 2012097065

    [式中、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。Xは脱離基を示す。]
    で表される化合物とを縮合する工程と、
    前記工程で得られた式(3b)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z、Z、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。]で表される化合物を酸化する工程と、
    を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
  5. 前記式(5)で表される化合物が、
    式(2b)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z及びZは前記と同義である。Xは脱離基を示す。]
    で表される化合物と式(4b)
    Figure 2012097065

    [式中、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示す。]
    で表される化合物とを縮合する工程と、
    前記工程で得られた式(3b)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z、Z、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。]で表される化合物を酸化する工程と、
    を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
  6. 前記式(2a)で表される化合物が、
    下記式(1)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z、及びZは前記と同義である。]
    で表される化合物に含まれる水素原子を、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基に置換する工程、
    を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項3又は4記載の製造方法。
  7. 前記式(2b)で表される化合物が、
    下記式(1)
    Figure 2012097065

    [式中、R、Z、及びZは前記と同義である。]
    で表される化合物に含まれる水素原子を脱離基に置換する工程、
    を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項5記載の製造方法。
  8. 前記脱離基が、式(6)
    Figure 2012097065

    [式中、R10はそれぞれ独立に、水酸基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又は炭素数6〜20のアリールオキシ基を示す。分子内の2つのR10は結合して、ホウ素原子とともに環構造を形成していてもよい。]
    で表される脱離基であることを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項記載の製造方法。
  9. 及びZがいずれも硫黄原子であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の製造方法。
  10. 11、R12、R13及びR14からなる群から選ばれる少なくとも1つの基が、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のアルコキシ基、炭素数6〜30のアリール基又は炭素数7〜30のアラルキル基であり、その他のR11、R12、R13及びR14は水素原子であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項記載の製造方法。
  11. 式(10−3)
    Figure 2012097065

    で表される含カルコゲン縮合多環式化合物。
  12. 式(5)
    Figure 2012097065

    [式中、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。]
    で表される化合物。
  13. 前記式(5)におけるR12がいずれも水素原子、炭素数1〜20のアルキル基及び炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群から選ばれる同一の基であり、R11、R13及びR14がいずれも水素原子であることを特徴とする請求項12記載の化合物。
  14. 式(3b)
    Figure 2012097065

    [式中、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。]
    で表される化合物。
  15. 前記式(3b)におけるR12がいずれも水素原子、炭素数1〜20のアルキル基及び炭素数1〜20のアルコキシ基からなる群より選ばれる同一の基であり、R11、R13及びR14がいずれも水素原子であることを特徴とする請求項14記載の化合物。
  16. 式(4)
    Figure 2012097065

    [式中、Xはそれぞれ独立にハロゲン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数7〜30のアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜30のヘテロアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数4〜30のヘテロアリール基、又は、−Si(R(Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜30のアリール基を示す。)で表される置換シリル基を示す。]
    で表される化合物にアルキルリチウムを反応させる第I’工程と、
    前記第I’工程の反応生成物をアルキルスルフィド化又はアルキルセレニド化する第II’工程と、
    を有することを特徴とする式(3b)
    Figure 2012097065

    [式中、Z、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。Rはそれぞれ独立に炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示す。]
    で表される化合物の製造方法。
  17. 前記第II’工程において、前記第I’工程の反応生成物に、硫黄又はセレンを反応させた後、式(11)
    −X (11)
    [式中、Rは前記と同義であり、Xはハロゲン原子を示す。]
    で表されるハロゲン化アルキルを反応させることにより、前記第I’工程の反応生成物をアルキルスルフィド化又はアルキルセレニド化することを特徴とする請求項16記載の製造方法。
  18. 前記式(4)で表される化合物が、
    式(3)
    Figure 2012097065

    [式中、Z、R11、R12、R13及びR14は前記と同義である。]
    で表される化合物にハロゲン化剤を反応させる工程を含む方法により得られる化合物であることを特徴とする請求項16又は17記載の製造方法。
  19. 前記式(3)で表される化合物が、式(1c)
    Figure 2012097065

    [式中、Zは前記と同義である。Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子を示す。]
    で表される化合物と式(4a)
    Figure 2012097065

    [式中、R11、R12、R13及びR14は、前記と同義である。Xは脱離基を示す。]
    で表される化合物とを縮合する工程を含む方法によって得られる化合物であることを特徴とする請求項18記載の製造方法。
  20. 式(3a)
    Figure 2012097065

    [式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基を示し、Zはそれぞれ独立に、硫黄原子又はセレン原子を示し、Zは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示し、Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキルスルホネート基又は炭素数6〜20のアリールスルホネート基を示す。]
    で表される化合物。
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