JP2013163663A - Method for producing fused ring compound - Google Patents

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史敏 垣内
Hiroki Terai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing fused ring compounds, capable of conveniently producing tetrabenzocoronene and its derivatives.SOLUTION: A method for producing fused ring compounds is provided by comprising a ring formation process for obtaining a coronene derivative fused ring compound by reacting a compound expressed by formula (1) [wherein, Rto Rare each H, alkyl which may have substituents, alkoxy which may have substituents, alkylthio which may have substituents, aryl which may have substituents, a monovalent aromatic heterocyclic group which may have substituents or a halogen atom; and ring A, ring B, ring C and ring D are each an aromatic ring which may have substituents] with an oxidizing agent.

Description

本発明は、縮合環化合物の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a fused ring compound.

芳香環が縮合した円盤状の縮合環化合物は、強いπ−π相互作用により、結晶中で縮合環化合物同士の面間隔が非常に短い1次元のカラム構造を形成することが知られている。そのため、このカラム構造に沿った電荷(正孔および電子を意味する。以下同様。)の移動度が高く、有用な有機半導体材料となることが知られており、電界効果型トランジスタ及び太陽電池をはじめとする電子デバイスへの応用が検討されている。   It is known that a disk-shaped condensed ring compound in which an aromatic ring is condensed forms a one-dimensional column structure in which crystals have a very short interplanar spacing due to strong π-π interaction. For this reason, it is known that the charge (which means holes and electrons; the same applies hereinafter) along this column structure has a high mobility and becomes a useful organic semiconductor material. Applications to electronic devices such as the first are being studied.

上記円盤状の縮合環化合物の中でも、ベンゼンと同じ対称性を有するコロネン及びその誘導体がよく知られており、長鎖アルキル基等の官能基を導入したコロネンの誘導体は、高度に秩序だったカラム構造を有する液晶相を形成することから、液晶の材料としても有用である。   Among the above disk-shaped condensed ring compounds, coronene and derivatives thereof having the same symmetry as benzene are well known, and coronene derivatives introduced with functional groups such as long chain alkyl groups are highly ordered columns. Since a liquid crystal phase having a structure is formed, it is also useful as a liquid crystal material.

コロネンの誘導体としては、テトラベンゾ[a,d,j,m]コロネン(以下、「テトラベンゾコロネン」と省略して表記することがある。)が挙げられる。テトラベンゾコロネン及びその電子状態を変化させた誘導体は、電子輸送特性及び自己集積能等の観点から、有機半導体材料等への応用が期待される化合物である。   Examples of the coronene derivative include tetrabenzo [a, d, j, m] coronene (hereinafter sometimes abbreviated as “tetrabenzocoronene”). Tetrabenzocoronene and derivatives thereof whose electronic state is changed are compounds that are expected to be applied to organic semiconductor materials and the like from the viewpoints of electron transport properties and self-integration ability.

テトラベンゾコロネン及びその誘導体を製造する方法としては、非特許文献1に開示された合成方法が挙げられる。この合成方法では、ベンゾフェノン又はその誘導体を出発原料とし、オレフィン中間体を、酸化的光環化反応及びFeClを触媒として用いた分子内環化反応の二段階の反応で環形成し、テトラベンゾコロネン又はその誘導体を合成する。 Examples of the method for producing tetrabenzocoronene and derivatives thereof include the synthesis method disclosed in Non-Patent Document 1. In this synthesis method, benzophenone or a derivative thereof is used as a starting material, and an olefin intermediate is formed into a ring by a two-stage reaction of an oxidative photocyclization reaction and an intramolecular cyclization reaction using FeCl 3 as a catalyst. Alternatively, a derivative thereof is synthesized.

Journal of Organic Chemistry、2010、Vol.75、8069.Journal of Organic Chemistry, 2010, Vol. 75, 8069.

ところが、テトラベンゾコロネン及びその誘導体は、有機半導体材料等として有用な化合物であるが、その製造方法が複雑であった。例えば、上記の非特許文献1の製造方法では、出発原料から目的の生成物までに多数の工程を要する。このように、従来のテトラベンゾコロネンの製造方法は、複雑であること、例えば、多数の工程を要することによって、原料その他の使用する試薬のコストや製造時間の増大が問題であった。   However, tetrabenzocoronene and its derivatives are useful compounds as organic semiconductor materials and the like, but their production methods are complicated. For example, in the production method of Non-Patent Document 1, a number of steps are required from the starting material to the target product. As described above, the conventional method for producing tetrabenzocoronene is complicated, for example, requires a large number of steps, so that the cost of raw materials and other reagents to be used and an increase in production time have been problems.

そこで本発明は、簡便にテトラベンゾコロネン及びその誘導体を製造することが可能な、縮合環化合物の製造方法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the manufacturing method of a condensed ring compound which can manufacture tetrabenzo coronene and its derivative (s) simply.

上記目的を達成するため、本発明の縮合環化合物の製造方法は、式(1)で表される化合物と、酸化剤と、を反応させて、式(2)で表される縮合環化合物を得る環形成工程を含む。

Figure 2013163663

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[式中、
11、R12、R13及びR14は、それぞれ同一又は相異なり、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基又はハロゲン原子を表す。また、R11とR13が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよく、R12とR14が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよい。
A環、B環、C環及びD環は、それぞれ同一又は相異なり、置換基を有していてもよい芳香環を表す。] In order to achieve the above object, the method for producing a fused ring compound of the present invention comprises reacting a compound represented by the formula (1) with an oxidizing agent to produce a fused ring compound represented by the formula (2). The resulting ring formation step.
Figure 2013163663

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[Where:
R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and each has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted alkylthio group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted monovalent aromatic heterocyclic group or a halogen atom. Further, R 11 and R 13 may be bonded to each other to form a cyclic structure that is condensed with the benzene ring to which they are bonded, and R 12 and R 14 are bonded to each other so that they are bonded. You may form the cyclic structure condensed with a benzene ring.
A ring, B ring, C ring and D ring are the same or different and each represents an aromatic ring which may have a substituent. ]

上記本発明の縮合環化合物の製造方法によれば、式(1)で表される化合物から、酸化剤により環化反応させるという1つの環形成工程にて、縮合環化合物を製造することができる。この場合、使用する試薬が通常安価に入手できる酸化剤であり、且つ、上記のような1段階の環形成工程であるため、簡便にテトラベンゾコロネン及びその誘導体を製造することが可能である。   According to the method for producing a fused ring compound of the present invention, the fused ring compound can be produced from the compound represented by the formula (1) in one ring forming step in which a cyclization reaction is performed with an oxidizing agent. . In this case, since the reagent to be used is an oxidizing agent that is usually available at a low cost and is a one-stage ring formation step as described above, tetrabenzocoronene and its derivatives can be easily produced.

上記の縮合環化合物の製造方法において、A環、B環、C環及びD環は、それぞれ同一又は相異なり、置換基を有していてもよいベンゼン環であると好ましい。本発明の製造方法により得られる縮合環化合物の電子輸送特性がより高くなるためである。   In the above method for producing a condensed ring compound, the A ring, the B ring, the C ring, and the D ring are the same or different and are preferably benzene rings that may have a substituent. This is because the condensed ring compound obtained by the production method of the present invention has higher electron transport properties.

上記の縮合環化合物の製造方法において、酸化剤が、式(3)で表される化合物であると好ましい。
MX (3)
[式中、Mは周期表における4族から13族の原子を表す。
Xはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、−OSO(Rはアルキル基、アリール基または1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基又は−OCOR(Rはアルキル基、アリール基または1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
nは1〜4の整数を表す。]
In the above method for producing a condensed ring compound, the oxidizing agent is preferably a compound represented by the formula (3).
MX n (3)
[Wherein, M represents a group 4 to group 13 atom in the periodic table.
X is independently a halogen atom, —OSO 2 R a (R a represents an alkyl group, an aryl group or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups optionally have a substituent). Or a group represented by —OCOR b (R b represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups optionally have a substituent). Represents. When two or more X exists, they may be the same or different.
n represents an integer of 1 to 4. ]

より具体的には、酸化剤が、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化鉄(III)、臭化鉄(III)、塩化銅、臭化銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、塩化モリブデン、塩化チタン、四酢酸鉛、トリフルオロ酢酸タリウム及び三フッ化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であると好ましい。なかでも、酸化剤が、塩化アルミニウム及び/又はトリフルオロメタンスルホン酸銅であると好ましい。酸化剤としてこれらの化合物を用いることで、上述した環化反応がより生じ易くなるためである。また、これらの酸化剤は、環化反応の際に光を必要としないことから、より簡便に環形成工程を行うことが可能であるためである。   More specifically, the oxidizing agent is aluminum chloride, aluminum bromide, iron (III) chloride, iron (III) bromide, copper chloride, copper bromide, copper trifluoromethanesulfonate, molybdenum chloride, titanium chloride, four It is preferable that it is at least one compound selected from the group consisting of lead acetate, thallium trifluoroacetate and boron trifluoride. Of these, the oxidizing agent is preferably aluminum chloride and / or copper trifluoromethanesulfonate. This is because the use of these compounds as the oxidizing agent facilitates the above-described cyclization reaction. Moreover, since these oxidizing agents do not require light in the cyclization reaction, it is possible to perform the ring formation step more easily.

また、上記の縮合環化合物の製造方法においては、上記環形成工程の前に、式(1)で表される化合物を特定の方法により合成する工程を実施することが好ましい。即ち、環形成工程の前に、式(4)で表されるアントラキノン誘導体の1位、4位、5位及び8位に、それぞれA環、C環、D環及びB環を置換させて、式(5)で表される中間体1を得る工程と、中間体1中のカルボニル基にメチル基を求核的に付加させて、式(6)で表される中間体2を得る工程と、中間体2中のヒドロキシル基を分子内脱水させることで、式(1)で表される化合物を得る工程と、を行うことが好ましい。

Figure 2013163663

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[式(4)、(5)及び(6)中、R11、R12、R13、R14、A環、B環、C環及びD環は、それぞれ上記と同義である。] Moreover, in the manufacturing method of said condensed ring compound, it is preferable to implement the process of synthesize | combining the compound represented by Formula (1) by a specific method before the said ring formation process. That is, before the ring formation step, the 1-position, 4-position, 5-position and 8-position of the anthraquinone derivative represented by the formula (4) are respectively substituted with the A ring, C ring, D ring and B ring, A step of obtaining intermediate 1 represented by formula (5), a step of nucleophilic addition of a methyl group to the carbonyl group in intermediate 1 to obtain intermediate 2 represented by formula (6), and The step of obtaining a compound represented by the formula (1) by intramolecular dehydration of the hydroxyl group in the intermediate 2 is preferably performed.
Figure 2013163663

Figure 2013163663

Figure 2013163663

[In the formulas (4), (5) and (6), R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , A ring, B ring, C ring and D ring have the same meanings as above. ]

上記の環形成工程の前に行う各工程では、商業的に入手することが容易なアントラキノン誘導体を出発原料とし、そこから3つの工程にて式(1)で表される化合物を合成することができる。したがって、これらの工程を含む縮合環化合物の製造方法では、環形成工程と併せ、合計4つの工程で縮合環化合物を製造することが可能となる。そして、これらの各工程は、それぞれが簡便であるとともに、比較的安価な試薬を用いて行うことができる。そのため、これらの工程を含む本発明の縮合環化合物の製造方法によれば、より一層、簡便に縮合環化合物を製造することができ、しかも、そのためのコスト及び時間を削減することが可能となる。   In each step performed before the above ring formation step, a commercially available anthraquinone derivative is used as a starting material, and a compound represented by the formula (1) can be synthesized in three steps therefrom. it can. Therefore, in the method for producing a condensed ring compound including these steps, it is possible to produce the condensed ring compound in a total of four steps together with the ring formation step. Each of these steps is simple and can be performed using a relatively inexpensive reagent. Therefore, according to the method for producing a fused ring compound of the present invention including these steps, the fused ring compound can be more easily produced, and the cost and time for that can be reduced. .

本発明によれば、従来よりも簡便にテトラベンゾコロネンやその誘導体を製造することが可能な縮合環化合物の製造方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method of the condensed ring compound which can manufacture tetrabenzo coronene and its derivative (s) more simply than before.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

[環形成工程]
本実施形態の縮合環化合物の製造方法は、式(1)で表される化合物と、酸化剤と、を反応させて、式(2)で表される縮合環化合物を得る環形成工程を含む。以下、このような環形成工程について説明する。
[Ring formation process]
The method for producing a fused ring compound of the present embodiment includes a ring forming step of obtaining a fused ring compound represented by the formula (2) by reacting a compound represented by the formula (1) with an oxidizing agent. . Hereinafter, such a ring formation step will be described.

<式(1)で表される化合物>
まず、縮合環化合物を得るための式(1)で表される化合物について説明する。
式(1)において、R11、R12、R13及びR14は、それぞれ互いに同一又は相異なり、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基又はハロゲン原子を表す。また、R11とR13が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよく、R12とR14が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよい。A環、B環、C環及びD環は、互いに同一又は相異なり、芳香環を表す。なお、芳香環には、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環の両方が含まれる。
<Compound represented by Formula (1)>
First, the compound represented by Formula (1) for obtaining a condensed ring compound will be described.
In the formula (1), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different from each other, and each may have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a substituent. An alkoxy group, an alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a monovalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent or a halogen atom. Further, R 11 and R 13 may be bonded to each other to form a cyclic structure that is condensed with the benzene ring to which they are bonded, and R 12 and R 14 are bonded to each other so that they are bonded. You may form the cyclic structure condensed with a benzene ring. A ring, B ring, C ring and D ring are the same or different from each other, and represent an aromatic ring. The aromatic ring includes both aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocyclic rings.

アルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基を除いたアルキル基の炭素原子数は、1〜60であると好ましく、1〜20であることがより好ましい。アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基のいずれでもよく、シクロアルキル基であってもよい。   The alkyl group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkyl group excluding this substituent is preferably 1-60, and more preferably 1-20. The alkyl group may be a linear alkyl group or a branched alkyl group, and may be a cycloalkyl group.

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、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基等の直鎖アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、2−エチルヘキシル基、3,7−ジメチルオクチル基、3,7,11−トリメチルドデシル基、2−ヘキシルデシル基、2−オクチルドデシル基等の分岐アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。   Specific examples of the alkyl group include linear alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, and n-octadecyl group; Isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-ethylhexyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 3,7,11-trimethyldodecyl group, 2-hexyldecyl group, 2-octyldodecyl group Branched alkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

アルキル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基を有しているアルキル基の具体例としては、メトキシエチル基、ベンジル基、トリフルオロメチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that the alkyl group may have include an alkoxy group, an aryl group, and a halogen atom. Specific examples of the alkyl group having a substituent include a methoxyethyl group, a benzyl group, a trifluoromethyl group, and a perfluorohexyl group.

アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。この置換基を除いたアルコキシ基の炭素原子数は、1〜60であると好ましく、1〜20であることがより好ましい。アルコキシ基は、直鎖アルコキシ基、分岐アルコキシ基のいずれでもよく、シクロアルコキシ基であってもよい。   The alkoxy group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkoxy group excluding this substituent is preferably 1-60, and more preferably 1-20. The alkoxy group may be either a linear alkoxy group or a branched alkoxy group, and may be a cycloalkoxy group.

アルコキシ基の具体例としては、n−ブチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、n−ドデシルオキシ基等が挙げられる。アルコキシ基が有していてもよい置換基としては、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。   Specific examples of the alkoxy group include n-butyloxy group, n-hexyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, n-dodecyloxy group and the like. Examples of the substituent that the alkoxy group may have include an aryl group and a halogen atom.

アルキルチオ基は、置換基を有していてもよい。この置換基を除いたアルキルチオ基の炭素原子数は、1〜60であると好ましく、1〜20であることがより好ましい。アルキルチオ基は、直鎖アルキルチオ基、分岐アルキルチオ基のいずれでもよく、シクロアルキルチオ基であってもよい。   The alkylthio group may have a substituent. The number of carbon atoms of the alkylthio group excluding this substituent is preferably 1-60, and more preferably 1-20. The alkylthio group may be a linear alkylthio group or a branched alkylthio group, or may be a cycloalkylthio group.

アルキルチオ基の具体例としては、n−ブチルチオ基、n−ヘキシルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基、n−ドデシルチオ基等が挙げられる。また、アルキルチオ基が有していてもよい置換基としては、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。   Specific examples of the alkylthio group include an n-butylthio group, an n-hexylthio group, a 2-ethylhexylthio group, a 3,7-dimethyloctylthio group, and an n-dodecylthio group. Examples of the substituent that the alkylthio group may have include an aryl group and a halogen atom.

アリール基は、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた原子団であり、ベンゼン環を有する基、縮合環を有する基、独立した芳香環および縮合環から選ばれる2個以上が直接結合した基を含む。上記芳香族炭化水素は、置換基を有していてもよく、したがってアリール基も、それに由来する置換基を有していてもよい。   An aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon, a group having a benzene ring, a group having a condensed ring, an independent aromatic ring, and a condensed group It includes a group in which two or more selected from a ring are directly bonded. The aromatic hydrocarbon may have a substituent, and thus the aryl group may also have a substituent derived therefrom.

置換基を除いたアリール基の炭素原子数は、6〜60であると好ましく、6〜20であることがより好ましい。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、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、4−フェニルフェニル基等が挙げられる。   The number of carbon atoms of the aryl group excluding the substituent is preferably 6 to 60, and more preferably 6 to 20. As the aryl group, phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group, 9-anthracenyl group, 1-pyrenyl group, 2-pyrenyl group, 4-pyrenyl group, 2- Examples include a fluorenyl group, a 3-fluorenyl group, a 4-fluorenyl group, and a 4-phenylphenyl group.

アリール基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基を有するアリール基としては、4−ヘキシルフェニル基、3,5−ジメトキシフェニル基、ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アリール基が置換基を有する場合、置換基としてはアルキル基が好ましい。   Examples of the substituent that the aryl group may have include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a heteroaryl group, and a halogen atom. Examples of the aryl group having a substituent include 4-hexylphenyl group, 3,5-dimethoxyphenyl group, and pentafluorophenyl group. When the aryl group has a substituent, the substituent is preferably an alkyl group.

1価の芳香族複素環基は、芳香族複素環式化合物から、芳香族複素環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた原子団であり、縮合環を有する基、独立した芳香族複素環および縮合環から選ばれる2個以上が直接結合した基を含む。上記芳香族複素環式化合物は、置換基を有していてもよく、したがって1価の芳香族複素環基も、それに由来する置換基を有していてもよい。   A monovalent aromatic heterocyclic group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to a carbon atom constituting an aromatic heterocyclic ring from an aromatic heterocyclic compound, a group having a condensed ring, independently And a group in which two or more selected from the aromatic heterocyclic ring and the condensed ring are directly bonded. The aromatic heterocyclic compound may have a substituent, and thus the monovalent aromatic heterocyclic group may also have a substituent derived therefrom.

置換基を除いた1価の芳香族複素環基が有する炭素原子数は、2〜60であると好ましく、3〜20であることがより好ましい。1価の芳香族複素環基としては、2−フリル基、3−フリル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、2−オキサゾリル基、2−チアゾリル基、2−イミダゾリル基、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−ベンゾフリル基、2−ベンゾチエニル基、2−チエノチエニル基等が挙げられる。   The number of carbon atoms of the monovalent aromatic heterocyclic group excluding the substituent is preferably 2 to 60, and more preferably 3 to 20. The monovalent aromatic heterocyclic group includes 2-furyl group, 3-furyl group, 2-thienyl group, 3-thienyl group, 2-pyrrolyl group, 3-pyrrolyl group, 2-oxazolyl group, 2-thiazolyl group. 2-imidazolyl group, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group, 2-benzofuryl group, 2-benzothienyl group, 2-thienothienyl group and the like.

1価の芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。置換基を有する1価の芳香族複素環基としては、5−オクチル−2−チエニル基、5−フェニル−2−フリル基等が挙げられる。1価の芳香族複素環基が置換基を有する場合、置換基としてはアルキル基が好ましい。   Examples of the substituent that the monovalent aromatic heterocyclic group may have include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl group, and a halogen atom. Examples of the monovalent aromatic heterocyclic group having a substituent include a 5-octyl-2-thienyl group and a 5-phenyl-2-furyl group. When the monovalent aromatic heterocyclic group has a substituent, the substituent is preferably an alkyl group.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が好ましい。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

上述のように、式(1)で表される化合物においては、R11とR13が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよく、R12とR14が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよい。形成される環状構造は、脂肪族環であっても芳香環であってもよく、環を構成する原子として炭素原子以外の原子を含んでいてもよい。炭素原子以外の原子としては酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子等が挙げられる。 As described above, in the compound represented by the formula (1) may be bonded R 11 and R 13 are each other to form a ring structure to which they are fused with a benzene ring bonded, R 12 And R 14 may be bonded to each other to form a cyclic structure condensed with the benzene ring to which they are bonded. The formed cyclic structure may be an aliphatic ring or an aromatic ring, and may contain atoms other than carbon atoms as atoms constituting the ring. As atoms other than carbon atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, silicon atoms and the like can be mentioned.

このような環状構造としては、以下の構造が挙げられる。   Examples of such a cyclic structure include the following structures.

Figure 2013163663
Figure 2013163663

上記の環状構造を表す式において、Rは、それぞれ同一又は相異なり、水素原子、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基またはハロゲン原子を表す。Rで表されるアルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基またはハロゲン原子の定義及び具体例は、前述のR11〜R14で表されるアルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基またはハロゲン原子の定義及び具体例と同じである。 In the formulas representing the above cyclic structures, R 2 is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a monovalent aromatic heterocyclic group or a halogen atom. The definition and specific examples of the alkyl group, aryl group, monovalent aromatic heterocyclic group or halogen atom represented by R 2 are as follows: alkyl group, aryl group, monovalent group represented by the aforementioned R 11 to R 14 . The definition and specific examples of the aromatic heterocyclic group or halogen atom are the same.

式(1)において、A環、B環、C環及びD環は、それぞれ同一又は相異なり、芳香環を表す。当該芳香環は、置換基を有していてもよい。芳香環の炭素原子数は、好ましくは2〜60であり、より好ましくは2〜22であり、さらに好ましくは3〜14である。この炭素原子数には、芳香環が有する置換基の炭素原子数は含まれない。
芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、ピレン環、ペリレン環、フルオレン環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾピロール環、キノリン環、イソキノリン環、チエノ[3,2−b]チオフェン環、チエノ[2,3−b]チオフェン環、ジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェン環等が挙げられる。
In the formula (1), A ring, B ring, C ring and D ring are the same or different and each represents an aromatic ring. The aromatic ring may have a substituent. The number of carbon atoms in the aromatic ring is preferably 2 to 60, more preferably 2 to 22, and further preferably 3 to 14. The number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent that the aromatic ring has.
As the aromatic ring, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, tetracene ring, pyrene ring, perylene ring, fluorene ring, oxazole ring, thiazole ring, furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyrazine ring, Pyrimidine ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, benzopyrrole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, thieno [3,2-b] thiophene ring, thieno [2,3-b] thiophene ring, dithieno [3,2-b: 2 ′, 3′-d] thiophene ring and the like.

A環、B環、C環及びD環は、少なくとも一つが置換基を有していてもよいベンゼン環であることが好ましく、二つが置換基を有していてもよいベンゼン環であることがより好ましく、三つが置換基を有していてもよいベンゼン環であることがさらに好ましく、全てが置換基を有していてもよいベンゼン環であることが特に好ましい。なお、A環、B環、C環及びD環が有していてもよい置換基としては、上記R11〜R14として例示した置換基と同じものが例示できる。 At least one of the A ring, the B ring, the C ring, and the D ring is preferably a benzene ring that may have a substituent, and two may be benzene rings that may have a substituent. More preferably, three are benzene rings which may have a substituent, and more preferably all are benzene rings which may have a substituent. Incidentally, A ring, as the ring B, C and D rings have substituent which may have, the same thing can be exemplified as the substituents exemplified as the R 11 to R 14.

A環、B環、C環及びD環の少なくとも一つが置換基を有していているベンゼン環である場合、ベンゼン環に結合した置換基は、縮合環への結合手に対してオルト位及び/又はパラ位に位置していることが好ましく、パラ位に位置していることがより好ましい。A環、B環、C環又はD環がこのように位置に置換基を有するベンゼン環であると、得られる縮合環化合物の電子輸送特性が、より高くなるためである。   When at least one of the A ring, the B ring, the C ring, and the D ring is a benzene ring having a substituent, the substituent bonded to the benzene ring is in the ortho position with respect to the bond to the condensed ring. It is preferably located in the para position, and more preferably located in the para position. This is because when the A ring, the B ring, the C ring, or the D ring is a benzene ring having a substituent at such a position, the electron transport property of the obtained condensed ring compound becomes higher.

式(1)で表される化合物としては、例えば、以下の式(1−1)〜式(1−9)で表される化合物が挙げられ、式(1−1)〜式(1−5)で表される化合物が好ましく、式(1−1)で表される化合物、式(1−2)で表される化合物および式(1−4)で表される化合物が好ましい。   As a compound represented by Formula (1), the compound represented by the following formula | equation (1-1)-Formula (1-9) is mentioned, for example, Formula (1-1)-Formula (1-5) The compound represented by Formula (1-1), the compound represented by Formula (1-2), and the compound represented by Formula (1-4) are preferable.

Figure 2013163663
Figure 2013163663

<酸化剤>
酸化剤とは、上述した式(1)で表される化合物から電子を引き抜くことができる化合物である。酸化剤は、溶媒等の他の試薬や、式(1)で表される化合物における意図した部分(具体的には、A環、B環、C環及びD環。)以外の部分と反応しないものであると好ましい。また、酸化剤は光を照射しなくとも反応が円滑に進行し、かつ、十分な収率で式(2)で表される化合物が得られるものであるとより好ましい。
<Oxidizing agent>
An oxidizing agent is a compound that can extract electrons from the compound represented by the above formula (1). The oxidizing agent does not react with other reagents such as a solvent or other than the intended portion (specifically, A ring, B ring, C ring and D ring) in the compound represented by formula (1). It is preferable that it is. Further, it is more preferable that the oxidant is a compound that can smoothly react without irradiation with light and can obtain the compound represented by the formula (2) with a sufficient yield.

酸化剤としては、下記の式(3)で表される化合物が挙げられる。
MX (3)
[式中、Mは周期表における4族から13族の原子を表す。
Xは、ハロゲン原子、−OSO(Rはアルキル基、アリール基または1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基又は−OCOR(Rはアルキル基、アリール基または1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
nは1〜4の整数を表す。]
Examples of the oxidizing agent include compounds represented by the following formula (3).
MX n (3)
[Wherein, M represents a group 4 to group 13 atom in the periodic table.
X represents a halogen atom, —OSO 2 R a (R a represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups may have a substituent). Or a group represented by —OCOR b (R b represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups may have a substituent). When two or more X exists, they may be the same or different.
n represents an integer of 1 to 4. ]

式(3)において、Mは周期表における4族から13族の原子であり、周期表における4族から13族の金属原子であることが好ましく、アルミニウム原子、鉄原子、銅原子、モリブデン原子、チタン原子、鉛原子、タリウム原子がより好ましい。   In the formula (3), M is a group 4 to group 13 atom in the periodic table, preferably a group 4 to group 13 metal atom in the periodic table, an aluminum atom, an iron atom, a copper atom, a molybdenum atom, Titanium atoms, lead atoms, and thallium atoms are more preferable.

式(3)において、Xで表されるハロゲン原子としては、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、フッ素原子及び塩素原子が好ましい。   In the formula (3), examples of the halogen atom represented by X include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.

式(3)において、Rはアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rで表される、アルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基の定義及び具体例は、前述のR11〜R14で表されるアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基の定義及び具体例と同じである。 In Formula (3), R a represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups may have a substituent. The definition and specific examples of the alkyl group, aryl group or monovalent aromatic heterocyclic group represented by R a are the alkyl group, aryl group or monovalent aromatic represented by the aforementioned R 11 to R 14. The definition and specific examples of the heterocyclic group are the same.

式(3)において、Rはアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rで表される、アルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基の定義及び具体例は、前述のR11〜R14で表されるアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基の定義及び具体例と同じである。 In Formula (3), Rb represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups may have a substituent. The definition and specific examples of the alkyl group, aryl group or monovalent aromatic heterocyclic group represented by R b are as follows: the alkyl group, aryl group or monovalent aromatic represented by the aforementioned R 11 to R 14. The definition and specific examples of the heterocyclic group are the same.

酸化剤の好ましい例としては、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化鉄(III)、臭化鉄(III)、塩化銅、臭化銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、塩化モリブデン、塩化チタン、四酢酸鉛、トリフルオロ酢酸タリウム及び三フッ化ホウ素等が挙げられる。   Preferred examples of the oxidizing agent include aluminum chloride, aluminum bromide, iron (III) chloride, iron (III) bromide, copper chloride, copper bromide, copper trifluoromethanesulfonate, molybdenum chloride, titanium chloride, and lead tetraacetate. , Thallium trifluoroacetate and boron trifluoride.

なかでも、反応の収率を上げる観点からは、酸化剤として、塩化アルミニウム及び/又はトリフルオロメタンスルホン酸銅を用いることが好ましく、塩化アルミニウムとトリフルオロメタンスルホン酸銅を組み合わせて用いることがより好ましい。   Among these, from the viewpoint of increasing the yield of the reaction, it is preferable to use aluminum chloride and / or copper trifluoromethanesulfonate as the oxidizing agent, and it is more preferable to use a combination of aluminum chloride and copper trifluoromethanesulfonate.

環形成工程において、酸化剤の使用量は、1モルの式(1)で表される化合物に対して、4〜1000モルであることが好ましく、8〜500モルであるとより好ましい。酸化剤を好適な使用量とすることで、環形成工程を良好に進行させることが可能となる。   In the ring formation step, the amount of the oxidizing agent used is preferably 4 to 1000 mol, more preferably 8 to 500 mol, relative to 1 mol of the compound represented by formula (1). It becomes possible to make a ring formation process advance favorably by making an oxidizing agent into a suitable usage-amount.

<式(2)で表される縮合環化合物>
上述した環形成工程により、式(2)で表される縮合環化合物が得られる。なお、式(2)中のR11、R12、R13及びR14、並びにA環、B環、C環及びD環は、それぞれ上記式(1)の場合と同義である。
<Fused Ring Compound Represented by Formula (2)>
The condensed ring compound represented by Formula (2) is obtained by the ring formation step described above. In addition, R < 11 >, R <12> , R <13> and R < 14 > in Formula (2), and A ring, B ring, C ring, and D ring are synonymous with the case of said Formula (1), respectively.

このような縮合環化合物としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。   Examples of such fused ring compounds include the following compounds.

Figure 2013163663

<反応条件>
上述した環形成工程における反応温度は、−20〜200℃であることが好ましい。反応を効率的に進行させる観点からは、0℃以上がより好ましく、20℃以上がさらに好ましい。また、副反応を抑える観点からは、150℃以下がより好ましく、100℃以下がさらに好ましい。
Figure 2013163663

<Reaction conditions>
The reaction temperature in the ring formation step described above is preferably -20 to 200 ° C. From the viewpoint of allowing the reaction to proceed efficiently, 0 ° C. or higher is more preferable, and 20 ° C. or higher is more preferable. Moreover, from a viewpoint of suppressing a side reaction, 150 degrees C or less is more preferable, and 100 degrees C or less is further more preferable.

また、反応時間は、1分〜200時間であると好ましい。反応を十分に進行させる観点からは、1時間以上がより好ましい。   The reaction time is preferably 1 minute to 200 hours. From the viewpoint of sufficiently allowing the reaction to proceed, one hour or more is more preferable.

環形成工程における反応は、無溶媒で行っても溶媒の存在下で行ってもよいが、溶媒の存在下で行うことが好ましい。溶媒を使用する場合、用いる溶媒は環化反応に対して不活性な溶媒であればよく、一種単独で用いてもよく、複数の溶媒を混合した混合溶媒としてもよい。溶媒としては、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素溶媒;ニトロベンゼン等の芳香族炭化水素溶媒;テトラヒドロフラン、アニソール等のエーテル系溶媒;ニトロメタン等の非プロトン性極性溶媒;二硫化炭素等が挙げられる。式(1)で表される化合物の溶解性が高いことから、二硫化炭素が好ましい。   The reaction in the ring formation step may be performed in the absence of a solvent or in the presence of a solvent, but is preferably performed in the presence of a solvent. When using a solvent, the solvent used should just be an inert solvent with respect to a cyclization reaction, may be used individually by 1 type, and is good also as a mixed solvent which mixed several solvent. Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbon solvents such as nitrobenzene; ether solvents such as tetrahydrofuran and anisole; aprotic polar solvents such as nitromethane; carbon disulfide and the like. Can be mentioned. Carbon disulfide is preferred because of the high solubility of the compound represented by formula (1).

反応は、空気中で行っても、不活性ガス雰囲気下で行ってもよいが、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが、副反応を抑制する観点から好ましい。   The reaction may be carried out in air or in an inert gas atmosphere, but it is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon from the viewpoint of suppressing side reactions.

<環形成工程における反応>
環形成工程では、上述したように、式(1)で表される化合物と、酸化剤と、を反応させて、式(2)で表される縮合環化合物を得る。このような環形成工程での反応は、形式的に、式(1)で表される化合物に存在する二つのメチリデン基と、それらに近接するA環、B環、C環及びD環との間で共有結合を四つ形成して、環構造を形成する反応である。これらの共有結合は、同時に形成されるのではなく、順不同に逐次的に形成される。
<Reaction in ring formation step>
In the ring formation step, as described above, the compound represented by the formula (1) is reacted with the oxidizing agent to obtain the condensed ring compound represented by the formula (2). The reaction in such a ring formation step is formally made up of two methylidene groups present in the compound represented by the formula (1) and the A ring, B ring, C ring and D ring adjacent thereto. This is a reaction in which four covalent bonds are formed between them to form a ring structure. These covalent bonds are not formed simultaneously, but sequentially in random order.

例えば、環形成工程では、下式のように逐次的な反応が進行する。

Figure 2013163663
For example, in the ring formation step, a sequential reaction proceeds as shown in the following formula.
Figure 2013163663

ところで、本実施形態の縮合環化合物の製造方法で製造可能な化合物の一例であるテトラベンゾコロネンは、下記の式(9)で表されるRやRの位置に置換基を有すると、式(10)で表されるRの位置に置換基を有するものよりも、より高い電子輸送特性を示すため、より特性の高い有機半導体となり得る。なお、R及びRとしては、上記のA環〜D環が有していてもよい置換基と同じものが例示できる。なかでも、R及びRで表される置換基としてアルキル基、アルコキシ基又はアルキルチオ基を有していると、より高い電子輸送特性を示すため好ましい。 Incidentally, it tetrabenzoporphyrins coronene, which is an example of possible compounds produced by the production method of a fused ring compound of the present embodiment, when having a substituent at the position of R 3 and R 4 represented by the following formula (9), Since it exhibits higher electron transport properties than those having a substituent at the position of R 5 represented by formula (10), it can be an organic semiconductor with higher properties. In addition, as R < 3 > and R < 4 >, the same thing as the substituent which said A ring-D ring may have can be illustrated. Especially, it is preferable to have an alkyl group, an alkoxy group, or an alkylthio group as a substituent represented by R 3 and R 4 because higher electron transport properties are exhibited.

特に、本実施形態の環形成工程によれば、式(9)で表されるR及びRの位置に置換基を導入しやすい。これに対し、従来のテトラベンゾコロネンの製造方法では、反応時の立体障害等によって式(10)で表されるRの位置に置換基が導入され易く、上述したRやRの位置には置換基を導入することが困難であった。したがって、本実施形態の縮合環化合物の製造方法は、従来よりも有機半導体として特性が高いテトラベンゾコロネンを製造できるという効果も奏するものである。 In particular, according to the ring formation step of this embodiment, it is easy to introduce a substituent at the positions of R 3 and R 4 represented by the formula (9). On the other hand, in the conventional method for producing tetrabenzocoronene, a substituent is easily introduced at the position of R 5 represented by the formula (10) due to steric hindrance during the reaction, and the positions of R 3 and R 4 described above. It was difficult to introduce a substituent into. Therefore, the method for producing a condensed ring compound of the present embodiment also has an effect that tetrabenzocoronene having higher characteristics as an organic semiconductor can be produced.

Figure 2013163663
Figure 2013163663

[式(1)で表される化合物の製造方法]
本実施形態の縮合環化合物の製造方法においては、上述した環形成工程よりも前に、環形成工程の出発原料である式(1)で表される化合物を、以下のような方法にて製造する工程を実施することが好ましい。すなわち、式(1)で表される化合物は、商業的に入手することが容易なアントラキノン誘導体を出発物質として用いる簡便な方法で製造することができる。
[Production Method of Compound Represented by Formula (1)]
In the method for producing a fused ring compound of the present embodiment, the compound represented by formula (1), which is a starting material for the ring formation step, is produced by the following method prior to the ring formation step described above. It is preferable to carry out the process. That is, the compound represented by the formula (1) can be produced by a simple method using a commercially available anthraquinone derivative as a starting material.

式(1)で表される化合物の製造方法としては、まず、アントラキノン誘導体の1位、4位、5位及び8位に、それぞれA環、C環、D環及びB環に対応する芳香環を置換させて、次いで、9位及び10位のカルボニル基にメチル基を求核的に付加させる。この求核的付加により9位及び10位の炭素原子はカルボニル基由来のヒドロキシル基及びメチル基を有することとなる。そして、こうして生じたヒドロキシル基を分子内脱水させることで、9位及び10位の炭素にメチリデン基を有する式(1)で表される化合物を得ることができる。   As a method for producing the compound represented by the formula (1), first, an aromatic ring corresponding to the A ring, the C ring, the D ring and the B ring at the 1-position, 4-position, 5-position and 8-position of the anthraquinone derivative, respectively. And then a nucleophilic addition of a methyl group to the 9 and 10 position carbonyl groups. By this nucleophilic addition, the 9th and 10th carbon atoms have a hydroxyl group and a methyl group derived from a carbonyl group. And the compound represented by Formula (1) which has a methylidene group in carbon of 9th-position and 10th-position can be obtained by carrying out intramolecular dehydration of the hydroxyl group produced in this way.

出発物質であるアントラキノン誘導体としては、上記式(4)により表され、目的とする式(1)で表される化合物のR11〜R14に対応する位置にR11〜R14を有するものを用いる。そのようなアントラキノン誘導体の具体例としては、以下のものが挙げられる。 The anthraquinone derivative as a starting material, represented by the above formula (4), those having an R 11 to R 14 in a position corresponding to the R 11 to R 14 of the compound represented by the formula (1) for the purpose Use. Specific examples of such anthraquinone derivatives include the following.

Figure 2013163663
Figure 2013163663

次に、アントラキノン誘導体の1位、4位、5位及び8位に、それぞれA環、C環、D環及びB環を置換させて、式(5)で表される中間体1を製造する。中間体1は、例えば、下記の式(8−1)〜式(8−3)で表されるボロン酸エステルをアントラキノン誘導体と反応させることによって得ることができる。式(8−1)〜式(8−3)中のXは、A環〜D環のいずれかを表し、適宜選択することができる。

Figure 2013163663
Next, the 1st, 4th, 5th and 8th positions of the anthraquinone derivative are respectively substituted with the A ring, the C ring, the D ring and the B ring to produce the intermediate 1 represented by the formula (5). . Intermediate 1 can be obtained, for example, by reacting a boronic acid ester represented by the following formula (8-1) to formula (8-3) with an anthraquinone derivative. X in the formula (8-1) to the formula (8-3) represents any of the A ring to the D ring and can be appropriately selected.
Figure 2013163663

この反応では、RuH(CO)(PPh等の錯体を触媒として使用することで、アントラキノン誘導体の1位、4位、5位及び8位に、選択的に各芳香環を導入することができる。特に、かかる触媒を用いることにより、アシル基又はその誘導体からなる官能基を有するベンゼン環において、それらの官能基に対してオルト位にアリール基を導入することができる。さらに、ピナコロン等の溶媒を用いることで、当該反応の競争反応である還元反応を抑制しながら、A環〜D環の導入反応を進行させることが可能となる。 In this reaction, by using a complex such as RuH 2 (CO) (PPh 3 ) 3 as a catalyst, each aromatic ring is selectively introduced into the 1st, 4th, 5th and 8th positions of the anthraquinone derivative. be able to. In particular, by using such a catalyst, an aryl group can be introduced in the ortho position with respect to those functional groups in a benzene ring having a functional group composed of an acyl group or a derivative thereof. Furthermore, by using a solvent such as pinacolone, the introduction reaction of the A-ring to the D-ring can be advanced while suppressing the reduction reaction that is a competitive reaction of the reaction.

次に、中間体1の9位及び10位のカルボニル基にメチル基を求核的に付加させる反応を行い、式(6)により表される中間体2を得る。この求核的付加に用いられるメチル化剤としては、中間体1の9位及び10位のカルボニル炭素に求核的にメチル基を導入できるものであって、アントラキノン誘導体の他の部分と反応しないものが好適である。メチル化剤の具体例としては、メチルリチウム及びGrignard試薬等が挙げられる。   Next, a reaction for nucleophilic addition of a methyl group to the 9th and 10th carbonyl groups of intermediate 1 is performed to obtain intermediate 2 represented by formula (6). As the methylating agent used for this nucleophilic addition, a methyl group can be introduced nucleophilically into the 9th and 10th carbonyl carbons of Intermediate 1 and does not react with other parts of the anthraquinone derivative. Those are preferred. Specific examples of the methylating agent include methyl lithium and Grignard reagent.

なお、上記メチル化反応において得られる中間体2は、分子内に導入された2つのメチル基の立体配置が異なるジアステレオマーの混合物として得られるが、後述の脱水反応後に得られる化合物は同一となるため、次の工程に区別無く用いることが可能である。   The intermediate 2 obtained in the methylation reaction is obtained as a mixture of diastereomers having different steric configurations of two methyl groups introduced into the molecule, but the compounds obtained after the dehydration reaction described later are the same. Therefore, it can be used without distinction in the next step.

そして、上記のようにして得た中間体2に対し、メチル化により生じたヒドロキシル基を分子内脱水させることで、当該部分にメチリデン基を形成させる。これにより、式(1)で表される化合物が得られる。なお、この脱水反応は公知の方法によって行うことができる。   And the methylidene group is formed in the said part by carrying out the intramolecular dehydration of the hydroxyl group produced by methylation with respect to the intermediate body 2 obtained as mentioned above. Thereby, the compound represented by Formula (1) is obtained. This dehydration reaction can be performed by a known method.

以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples will be shown below for illustrating the present invention in more detail, but the present invention is not limited to these examples.

(合成例1:1,4,5,8−テトラフェニルアントラキノンの合成)

Figure 2013163663
(Synthesis Example 1: Synthesis of 1,4,5,8-tetraphenylanthraquinone)
Figure 2013163663

充分に乾燥したフラスコに磁気撹拌子を入れ、還流冷却管及び吹き込み管を取り付け、吹き込み管を減圧/窒素ラインに繋いだ。このフラスコに、アントラキノン(52.2mg、0.25mmol)、フェニルボロン酸エステル(476.1mg、2.5mmol)及びRuH(CO)(PPh錯体(46.1mg、0.05mmol)を加えた。次に、フラスコ内を窒素ガスで置換した後、ピナコロン0.5mLを加えた。これらの混合物を、還流条件で24時間反応させた。そして、生じた沈殿をろ過し、クロロホルムで洗浄することにより、収率28%(36.4mg、0.071mmol)で目的とする生成物である1,4,5,8−テトラフェニルアントラキノンを得た。得られた生成物の分析結果は以下の通りである。
HRMS(ESI)calcd for [M+K] (C3824KO) m/z 551.1413. Found 551.1406.
A magnetic stir bar was placed in a well-dried flask, a reflux condenser and a blow tube were attached, and the blow tube was connected to a vacuum / nitrogen line. To this flask was added anthraquinone (52.2 mg, 0.25 mmol), phenylboronic acid ester (476.1 mg, 2.5 mmol) and RuH 2 (CO) (PPh 3 ) 3 complex (46.1 mg, 0.05 mmol). added. Next, after replacing the inside of the flask with nitrogen gas, 0.5 mL of pinacolone was added. These mixtures were reacted under reflux conditions for 24 hours. Then, the resulting precipitate was filtered and washed with chloroform to obtain 1,4,5,8-tetraphenylanthraquinone which is the target product in a yield of 28% (36.4 mg, 0.071 mmol). It was. The analysis results of the obtained product are as follows.
HRMS (ESI) calcd for [M + K] + (C 38 H 24 KO 2 ) m / z 551.1413. Found 551.1406.

(合成例2:9,10−ジメチル−1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの合成)

Figure 2013163663
(Synthesis Example 2: Synthesis of 9,10-dimethyl-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol)
Figure 2013163663

充分に乾燥したフラスコに磁気撹拌子を入れ、還流冷却管、吹き込み管を取り付け、吹き込み管を減圧/窒素ラインに繋いだ。このフラスコに、脱水THF10mL、メチルリチウムのジエチルエーテル溶液(1.03M、9.7mL、10mmol)を加えた。フラスコを−78oCに冷却した後、合成例1で得た1,4,5,8−テトラフェニルアントラキノンを加えた。この反応溶液を室温まで昇温させ、一晩反応させた。その後、反応溶液に希塩酸を0℃で加えて、溶液を酸性にした。得られた溶液をジクロロメタンで抽出した。   A magnetic stir bar was placed in a well-dried flask, a reflux condenser and a blower tube were attached, and the blower tube was connected to a vacuum / nitrogen line. To this flask, 10 mL of dehydrated THF and a diethyl ether solution of methyllithium (1.03 M, 9.7 mL, 10 mmol) were added. After the flask was cooled to −78 ° C., 1,4,5,8-tetraphenylanthraquinone obtained in Synthesis Example 1 was added. The reaction solution was warmed to room temperature and reacted overnight. Thereafter, dilute hydrochloric acid was added to the reaction solution at 0 ° C. to make the solution acidic. The resulting solution was extracted with dichloromethane.

生成物の単離は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(内径=30mm、カラム長=140mm、溶離液ヘキサン:ジクロロメタン=5:1)で行った。このようにして目的生成物である9,10−ジメチル−1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールの、ジアステレオマー(シス体、トランス体)の混合物を得た。その収率は58%(315.6mg、0.58mmol)であった。得られた生成物の分析結果は以下の通りである。
ジアステレオマーA(167.3mg、31%)
H−NMR(CDCl):δ(ppm)=1.86(s、6H、CH)、6.90(s、4H、ArH)、7.10−7.40(m、20H、ArH).
ジアステレオマーB(148.3mg、27%)
H−NMR(CDCl):δ(ppm)=1.86(s、6H、CH)、6.90(s、4H、ArH)、7.10−7.40(m、20H、ArH).
The product was isolated by silica gel column chromatography (inner diameter = 30 mm, column length = 140 mm, eluent hexane: dichloromethane = 5: 1). Thus, the diastereomer (cis isomer, trans isomer) of the desired product 9,10-dimethyl-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol A mixture of was obtained. The yield was 58% (315.6 mg, 0.58 mmol). The analysis results of the obtained product are as follows.
Diastereomer A (167.3 mg, 31%)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 1.86 (s, 6H, CH 3 ), 6.90 (s, 4H, ArH), 7.10-7.40 (m, 20H, ArH) ).
Diastereomer B (148.3 mg, 27%)
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 1.86 (s, 6H, CH 3 ), 6.90 (s, 4H, ArH), 7.10-7.40 (m, 20H, ArH) ).

(合成例3:9,10−ジメチレン−1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセンの合成)

Figure 2013163663
(Synthesis Example 3: Synthesis of 9,10-dimethylene-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene)
Figure 2013163663

フラスコに、合成例2で得た9,10−ジメチル−1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン−9,10−ジオールのジアステレオマーの混合物(247.5mg、0.454mmol)、ヨウ化ナトリウム(680.4mg、4.54mmol)、ホスフィン酸ナトリウム一水和物(481.3mg、4.54mmol)及び酢酸12mLを加えた。この混合物を、還流条件で2時間反応させた。反応溶液を室温まで冷却した後、水を加えた。得られた溶液をジクロロメタンで抽出した。   A mixture of diastereomers of 9,10-dimethyl-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol obtained in Synthesis Example 2 (247.5 mg, 0 .454 mmol), sodium iodide (680.4 mg, 4.54 mmol), sodium phosphinate monohydrate (481.3 mg, 4.54 mmol) and 12 mL of acetic acid were added. This mixture was reacted for 2 hours under reflux conditions. After the reaction solution was cooled to room temperature, water was added. The resulting solution was extracted with dichloromethane.

生成物の単離はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(内径=15mm、カラム長=150mm、溶離液ヘキサン:ジクロロメタン=10:1)で行った。このようにして、目的とする生成物である9,10−ジメチレン−1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセンを得た。その収率は84%(193.5mg、0.380mmol)であった。得られた生成物の分析結果は以下の通りである。
H−NMR(CDCl):δ(ppm)=4.85(s、4H、CH)、7.26−7.41(m、16H、ArH)、7.42−7.50(m、8H、ArH).
The product was isolated by silica gel column chromatography (inner diameter = 15 mm, column length = 150 mm, eluent hexane: dichloromethane = 10: 1). In this way, 9,10-dimethylene-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene, which is the target product, was obtained. The yield was 84% (193.5 mg, 0.380 mmol). The analysis results of the obtained product are as follows.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 4.85 (s, 4H, CH 2 ), 7.26-7.41 (m, 16H, ArH), 7.42-7.50 (m , 8H, ArH).

(実施例1:テトラベンゾ[a,d,j,m]コロネンの合成)

Figure 2013163663
(Example 1: Synthesis of tetrabenzo [a, d, j, m] coronene)
Figure 2013163663

充分に乾燥したシュレンク管に磁気撹拌子を入れ、還流冷却管、吹き込み管を取り付け、吹き込み管を減圧/窒素ラインに繋いだ。このシュレンク管に、合成例3で得た9,10−ジメチレン-1,4,5,8−テトラフェニル−9,10−ジヒドロアントラセン(25.5mg、0.05mmol)、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)(1.8082グラム、5.0mmol)及び塩化アルミニウム(III)(673.5mg、5.1mmol)を加えた。シュレンク管内を窒素ガスで置換した後、二硫化炭素10mLを加えた。反応溶液を室温で12時間撹拌した後、希塩酸溶液に注いで反応を停止させた。この反応により生じた固体をろ過し、クロロホルム、炭酸水素ナトリウム水溶液、水、クロロホルムで洗浄することにより、収率55%(13.9mg、0.028mmol)で目的とする生成物であるテトラベンゾ[a,d,j,m]コロネンを得た。得られた生成物の分析結果は以下の通りである。
MS(MALDI) m/z 500 [M]
A magnetic stir bar was placed in a fully dried Schlenk tube, a reflux condenser and a blow tube were attached, and the blow tube was connected to a vacuum / nitrogen line. To this Schlenk tube, 9,10-dimethylene-1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-dihydroanthracene (25.5 mg, 0.05 mmol) obtained in Synthesis Example 3 and copper trifluoromethanesulfonate ( II) (1.8082 grams, 5.0 mmol) and aluminum (III) chloride (673.5 mg, 5.1 mmol) were added. After replacing the Schlenk tube with nitrogen gas, 10 mL of carbon disulfide was added. The reaction solution was stirred at room temperature for 12 hours, and then poured into a diluted hydrochloric acid solution to stop the reaction. The solid produced by this reaction was filtered and washed with chloroform, aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water and chloroform, and the target product tetrabenzo [a was obtained in a yield of 55% (13.9 mg, 0.028 mmol). , D, j, m] coronene was obtained. The analysis results of the obtained product are as follows.
MS (MALDI) m / z 500 [M] +

Claims (6)

式(1)で表される化合物と、酸化剤と、を反応させて、
式(2)で表される縮合環化合物を得る環形成工程を含む、縮合環化合物の製造方法。
Figure 2013163663

Figure 2013163663

[式中、
11、R12、R13及びR14は、それぞれ同一又は相異なり、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基又はハロゲン原子を表す。また、R11とR13が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよく、R12とR14が互いに結合して、それらが結合しているベンゼン環と縮合する環状構造を形成してもよい。
A環、B環、C環及びD環は、それぞれ同一又は相異なり、置換基を有していてもよい芳香環を表す。]
Reacting the compound represented by the formula (1) with an oxidizing agent,
The manufacturing method of a condensed ring compound including the ring formation process of obtaining the condensed ring compound represented by Formula (2).
Figure 2013163663

Figure 2013163663

[Where:
R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are the same or different and each has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. Represents an optionally substituted alkylthio group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted monovalent aromatic heterocyclic group or a halogen atom. Further, R 11 and R 13 may be bonded to each other to form a cyclic structure that is condensed with the benzene ring to which they are bonded, and R 12 and R 14 are bonded to each other so that they are bonded. You may form the cyclic structure condensed with a benzene ring.
A ring, B ring, C ring and D ring are the same or different and each represents an aromatic ring which may have a substituent. ]
前記A環、前記B環、前記C環及び前記D環が、それぞれ同一又は相異なり、置換基を有していてもよいベンゼン環である、請求項1記載の縮合環化合物の製造方法。   The method for producing a condensed ring compound according to claim 1, wherein the A ring, the B ring, the C ring, and the D ring are the same or different and are benzene rings that may have a substituent. 前記酸化剤が、式(3)で表される化合物である、請求項1又は2記載の縮合環化合物の製造方法。
MX (3)
[式中、Mは周期表における4族から13族の原子を表す。
Xは、ハロゲン原子、−OSO(Rはアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基又は−OCOR(Rはアルキル基、アリール基又は1価の芳香族複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基を表す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
nは1〜4の整数を表す。]
The manufacturing method of the condensed ring compound of Claim 1 or 2 whose said oxidizing agent is a compound represented by Formula (3).
MX n (3)
[Wherein, M represents a group 4 to group 13 atom in the periodic table.
X represents a halogen atom, —OSO 2 R a (R a represents an alkyl group, an aryl group, or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups optionally have a substituent). Or a group represented by —OCOR b (R b represents an alkyl group, an aryl group or a monovalent aromatic heterocyclic group, and these groups optionally have a substituent). When two or more X exists, they may be the same or different.
n represents an integer of 1 to 4. ]
前記酸化剤が、
塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化鉄(III)、臭化鉄(III)、塩化銅、臭化銅、トリフルオロメタンスルホン酸銅、塩化モリブデン、塩化チタン、四酢酸鉛、トリフルオロ酢酸タリウム及び三フッ化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である、請求項3記載の縮合環化合物の製造方法。
The oxidizing agent is
Aluminum chloride, aluminum bromide, iron (III) chloride, iron (III) bromide, copper chloride, copper bromide, copper trifluoromethanesulfonate, molybdenum chloride, titanium chloride, lead tetraacetate, thallium trifluoroacetate and trifluoride The method for producing a fused ring compound according to claim 3, which is at least one compound selected from the group consisting of boron halides.
前記酸化剤が、塩化アルミニウム及び/又はトリフルオロメタンスルホン酸銅である、請求項4記載の縮合環化合物の製造方法。   The method for producing a condensed ring compound according to claim 4, wherein the oxidizing agent is aluminum chloride and / or copper trifluoromethanesulfonate. 前記環形成工程の前に、
式(4)で表されるアントラキノン誘導体の1位、4位、5位及び8位に、それぞれ前記A環、前記C環、前記D環及び前記B環を置換させて、式(5)で表される中間体1を得る工程と、
前記中間体1中のカルボニル基にメチル基を求核的に付加させて、式(6)で表される中間体2を得る工程と、
前記中間体2中のヒドロキシル基を分子内脱水させることで、前記式(1)で表される化合物を得る工程と、を行う、請求項1〜5のいずれか一項に記載の縮合環化合物の製造方法。
Figure 2013163663

Figure 2013163663

Figure 2013163663

[式(4)、(5)及び(6)中、R11、R12、R13、R14、A環、B環、C環及びD環は、それぞれ上記と同義である。]
Before the ring formation step,
In the formula (5), the 1-position, 4-position, 5-position and 8-position of the anthraquinone derivative represented by the formula (4) are respectively substituted with the A ring, the C ring, the D ring and the B ring. Obtaining intermediate 1 represented,
A step of nucleophilic addition of a methyl group to the carbonyl group in intermediate 1 to obtain intermediate 2 represented by formula (6);
The condensed ring compound according to any one of claims 1 to 5, wherein a step of obtaining a compound represented by the formula (1) by dehydrating a hydroxyl group in the intermediate 2 in a molecule is performed. Manufacturing method.
Figure 2013163663

Figure 2013163663

Figure 2013163663

[In the formulas (4), (5) and (6), R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , A ring, B ring, C ring and D ring have the same meanings as above. ]
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104447802A (en) * 2014-11-07 2015-03-25 南京邮电大学 Large-plane construction unit based on benzothiadiazole and derivative of large-plane construction unit
CN117776834A (en) * 2023-12-26 2024-03-29 深圳方寸达科技有限公司 Preparation method of parylene material monomer

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