JP2014031364A - Compound, method for producing compound, polymer obtained by polymerizing compound, and organic thin film and organic semiconductor element containing polymer - Google Patents

Compound, method for producing compound, polymer obtained by polymerizing compound, and organic thin film and organic semiconductor element containing polymer Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel compound used as a raw material of a polymer which is useful for manufacturing an organic transistor excellent in field effect mobility and for manufacturing an organic solar cell excellent in photoelectric conversion efficiency.SOLUTION: The compound is represented by formula (1). (In the formula, Rand Reach independently represent a C1-C30 alkyl group, a C6-C30 aryl group or a C2-C30 monovalent heterocyclic group, and these groups may have a substituent; Zand Zeach independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (a group represented by -B(OH)), or an organic tin residue; and ring A and ring B each independently represent a heterocyclic ring which may have a substituent.)

Description

本発明は、特定の構造を有する化合物、該化合物の製造方法および該化合物を重合して得られる高分子化合物、並びに該高分子化合物を含む有機薄膜および有機半導体素子に関する。   The present invention relates to a compound having a specific structure, a method for producing the compound, a polymer compound obtained by polymerizing the compound, an organic thin film containing the polymer compound, and an organic semiconductor element.

2つの複素環が架橋された化合物は、架橋により平面性が固定されπ共役が広がること、および、架橋部位に可溶性置換基を導入できることから、塗布法による薄膜形成が可能な高分子化合物の製造に利用され、該高分子化合物は、有機トランジスタ材料や有機太陽電池材料として有用であることが知られている(特許文献1、非特許文献1、非特許文献2)。   A compound in which two heterocycles are cross-linked is fixed in planarity by cross-linking, and π conjugation spreads, and a soluble substituent can be introduced into the cross-linked site, so that a polymer compound capable of forming a thin film by a coating method can be produced. It is known that the polymer compound is useful as an organic transistor material or an organic solar cell material (Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2).

特表2009−506519号公報Special table 2009-506519

Macromolecular Chemistry and Physics 2011,212,428−443.Macromolecular Chemistry and Physics 2011, 212, 428-443. Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 2009,47,2073−2092.Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 2009, 47, 2073-2092.

しかしながら、上記の高分子化合物を用いた有機トランジスタの電界効果移動度や有機太陽電池の光電変換効率は十分なものとは言えなかった。   However, it cannot be said that the field effect mobility of the organic transistor using the polymer compound and the photoelectric conversion efficiency of the organic solar cell are sufficient.

そこで本発明は、電界効果移動度に優れる有機トランジスタの製造に有用な高分子化合物の原料となる新規な化合物を提供することを目的とする。本発明はまた、光電変換効率に優れる有機太陽電池の製造に有用な高分子化合物の原料となる新規な化合物を提供することを目的とする。本発明はさらに、該化合物の製造方法、該化合物を用いて製造される高分子化合物、該高分子化合物を含む有機薄膜、有機半導体素子(特に、有機トランジスタおよび有機太陽電池)を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the novel compound used as the raw material of the high molecular compound useful for manufacture of the organic transistor excellent in a field effect mobility. Another object of the present invention is to provide a novel compound that is a raw material for a polymer compound useful for the production of an organic solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency. The present invention further provides a method for producing the compound, a polymer compound produced using the compound, an organic thin film containing the polymer compound, and an organic semiconductor element (particularly, an organic transistor and an organic solar cell). Objective.

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、以下の本発明に至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied, and as a result, have reached the following present invention.

[1]式(1)で表される化合物。

Figure 2014031364
(式中、
およびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
およびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
[2] 前記環Aおよび環Bが、同一である、[1]に記載の化合物。
[3] 前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、[1]または[2]に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式中、
、R、ZおよびZは、前記と同じ意味を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子またはセレン原子を表す。2個存在するXは、同一でも異なっていてもよい。
Yは、窒素原子または−CR=を表す。2個存在するYは、同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rが2個存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。)
[4] 前記Yが、−CH=である、[3]に記載の化合物。
[5] 前記Xが、硫黄原子である、[3]または[4]に記載の化合物。
[6] 前記RとRが、同一である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の化合物。
[7] 前記RとRが、炭素原子数1〜30のアルキル基である、[6]に記載の化合物。
[8] 前記ZとZが、同一である、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の化合物。
[9] 前記ZとZが、水素原子である、[8]に記載の化合物。
[10] 式(3)で表される化合物と、式(4)で表される化合物および式(5)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を反応させる第一工程と、
Figure 2014031364
(式中、
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)

−Mtl (4)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、リチウム原子またはマグネシウムハライドを表す。)

−Mtl (5)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、前記と同じ意味を表す。)
第一工程で得られた化合物を酸の存在下にて反応させる第二工程と、
を含む、[9]に記載の化合物の製造方法。
[11] 式(A)で表される化合物。

−W−Ar−W−Z (A)
(式中、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。Arは、アリーレン基または2価の複素環基を表す。Wは、式(A−1)で表される基または式(A−2)で表される基を表す。Wは、式(A−3)で表される基または式(A−4)で表される基を表す。)
Figure 2014031364
(式(A−1)〜式(A−4)中、R’、R、RおよびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。環C、環D、環E、および環Fは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
[12] 式(7)で表される化合物、式(8)で表される化合物、または式(9)で表される化合物である[11]に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式(7)〜式(9)中、R’、R、R、R、Z、Z、Ar、環C、環D、環E、および環Fは、前記と同じ意味を表す。)
[13] 式(10)で表される化合物、式(11)で表される化合物、または式(12)で表される化合物である[12]に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式(10)〜式(12)中、R’、R、R、R、Z、およびZは、前記と同じ意味を表す。R、R、R、R10、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)
[14] [1]〜[9]、および[11]〜[13]のいずれか一項に記載の化合物を、単独重合または共重合して得られる高分子化合物。
[15] [14]に記載の高分子化合物を含む、有機薄膜。
[16] 第1の電極と第2の電極とを有し、
該第1の電極と該第2の電極との間に活性層を有し、該活性層に[14]に記載の高分子化合物を含む、有機半導体素子。
[17] 光電変換素子である、[16]に記載の有機半導体素子。
[18] 有機トランジスタである、[16]に記載の有機半導体素子。 [1] A compound represented by formula (1).
Figure 2014031364
(Where
R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups May have a substituent.
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or an organic tin residue. Represent.
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )
[2] The compound according to [1], wherein the ring A and the ring B are the same.
[3] The compound according to [1] or [2], wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (2).
Figure 2014031364
(Where
R 1 , R 2 , Z 1 and Z 2 represent the same meaning as described above.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom. Two X's may be the same or different.
Y represents a nitrogen atom or —CR 3 ═. Two Y's may be the same or different. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or 1 to 30 carbon atoms. These groups may have a substituent. When two R 3 are present, they may be the same or different. )
[4] The compound according to [3], wherein Y is —CH═.
[5] The compound according to [3] or [4], wherein X is a sulfur atom.
[6] The compound according to any one of [1] to [5], wherein R 1 and R 2 are the same.
[7] The compound according to [6], wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms.
[8] The compound according to any one of [1] to [7], wherein Z 1 and Z 2 are the same.
[9] The compound according to [8], wherein Z 1 and Z 2 are hydrogen atoms.
[10] First reaction of the compound represented by the formula (3) with at least one compound selected from the group consisting of the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (5). One process,
Figure 2014031364
(Where
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )

R 1 -Mtl (4)
(Where
R 1 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. It may be.
Mtl represents a lithium atom or a magnesium halide. )

R 2 -Mtl (5)
(Where
R 2 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. May be.
Mtl represents the same meaning as described above. )
A second step of reacting the compound obtained in the first step in the presence of an acid;
The manufacturing method of the compound as described in [9] containing.
[11] A compound represented by the formula (A).

Z 3 -W 1 -Ar 1 -W 2 -Z 4 (A)
(In the formula, Z 3 and Z 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or organic. Represents a tin residue, Ar 1 represents an arylene group or a divalent heterocyclic group, and W 1 represents a group represented by the formula (A-1) or a group represented by the formula (A-2). W 2 represents a group represented by the formula (A-3) or a group represented by the formula (A-4).
Figure 2014031364
(In Formula (A-1) to Formula (A-4), R ′, R 4 , R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or having 6 to 30 carbon atoms. Represents an aryl group or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups may have a substituent, and ring C, ring D, ring E, and ring F are each independently Represents a heterocyclic ring, which may have a substituent.
[12] The compound according to [11], which is a compound represented by formula (7), a compound represented by formula (8), or a compound represented by formula (9).
Figure 2014031364
(In Formula (7) to Formula (9), R ′, R 4 , R 5 , R 6 , Z 3 , Z 4 , Ar 1 , Ring C, Ring D, Ring E, and Ring F are the same as above. Represents meaning.)
[13] The compound according to [12], which is a compound represented by formula (10), a compound represented by formula (11), or a compound represented by formula (12).
Figure 2014031364
(In the formula (10) to Formula (12), R ', R 4, R 5, R 6, Z 3, and Z 4 are, .R 7, R 8 represent the same meanings as defined above, R 9, R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or a monovalent group having 2 to 30 carbon atoms. And these groups may have a substituent.)
[14] A polymer compound obtained by homopolymerizing or copolymerizing the compound according to any one of [1] to [9] and [11] to [13].
[15] An organic thin film comprising the polymer compound according to [14].
[16] having a first electrode and a second electrode;
An organic semiconductor device comprising an active layer between the first electrode and the second electrode, wherein the active layer contains the polymer compound according to [14].
[17] The organic semiconductor element according to [16], which is a photoelectric conversion element.
[18] The organic semiconductor element according to [16], which is an organic transistor.

本発明によれば、電界効果移動度に優れる有機トランジスタの製造に有用な高分子化合物の原料となる新規な化合物、および、光電変換効率に優れる有機太陽電池の製造に有用な高分子化合物の原料となる新規な化合物を提供することができる。また、本発明によれば、該化合物の製造方法、該化合物を用いて製造される高分子化合物、該高分子化合物を含む有機薄膜、有機半導体素子(特に、有機トランジスタおよび有機太陽電池)を提供することができる。
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、高いイオン化ポテンシャルを示す高分子化合物を提供することができる。該高分子化合物を用いることで、開放電圧にも優れる有機太陽電池を提供することができるとともに、イオン化ポテンシャルと大気安定性に相関関係があることが一般的に知られているため、大気安定性にも優れる有機半導体素子(特に、有機トランジスタおよび有機太陽電池)が期待される。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel compound as a raw material for a polymer compound useful for the production of an organic transistor having excellent field effect mobility, and a raw material for a polymer compound useful for the production of an organic solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency A novel compound can be provided. The present invention also provides a method for producing the compound, a polymer compound produced using the compound, an organic thin film containing the polymer compound, and an organic semiconductor element (particularly, an organic transistor and an organic solar cell). can do.
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, a polymer compound exhibiting a high ionization potential can be provided. By using the polymer compound, it is possible to provide an organic solar cell having an excellent open circuit voltage, and it is generally known that there is a correlation between the ionization potential and the atmospheric stability. Organic semiconductor elements (in particular, organic transistors and organic solar cells) are also expected.

本発明の有機トランジスタの一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the other example of the organic transistor of this invention. 本発明の光電変換素子の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the photoelectric conversion element of this invention.

以下、必要に応じて図面を参照することにより、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

<化合物>   <Compound>

Figure 2014031364
(式中、
およびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
およびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
Figure 2014031364
(Where
R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups May have a substituent.
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or an organic tin residue. Represent.
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )

およびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。本発明の化合物の合成の容易さの観点から、RおよびRは、同一であることが好ましく、同一であり、かつ、炭素原子数1〜30のアルキル基であることがより好ましい。 R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups May have a substituent. From the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, R 1 and R 2 are preferably the same, more preferably the same, and more preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

およびRが表すアルキル基は、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。アルキル基が有する炭素原子数は、通常1〜30(シクロアルキル基の場合、通常3〜30)であり、1〜20(シクロアルキル基の場合、3〜20)であることが好ましい。なお、上記の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
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−ヘキサ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。
アルキル基は置換基を有していてもよく、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。
The alkyl group represented by R 1 and R 2 may be either a linear alkyl group or a branched alkyl group, or a cycloalkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is usually 1 to 30 (usually 3 to 30 in the case of a cycloalkyl group), and preferably 1 to 20 (3 to 20 in the case of a cycloalkyl group). The number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
Specific examples of the alkyl group include a straight chain alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, an n-dodecyl group, and an n-hexadecyl group, Examples thereof include branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-ethylhexyl group, and 3,7-dimethyloctyl group, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group.
The alkyl group may have a substituent, and 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.

およびRが表すアリール基は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団であり、ベンゼン環を有する基、縮合環を有する基、独立したベンゼン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。アリール基が有する炭素原子数は、通常6〜30であり、6〜20であることが好ましい。なお、上記の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
アリール基の具体例としては、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、フェニル基が好ましい。
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、1価の複素環基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの基を含む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。
The aryl group represented by R 1 and R 2 is the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to the carbon atom constituting the ring from the aromatic hydrocarbon which may have a substituent, and benzene It includes a group in which two or more selected from a group having a ring, a group having a condensed ring, an independent benzene ring and a condensed ring are directly bonded. The number of carbon atoms that the aryl group has is usually 6 to 30, and preferably 6 to 20. The number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
Specific examples of the aryl group include 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-fluorenyl group, 3-fluorenyl group, 4-fluorenyl group, 4-phenylphenyl group and the like, and a phenyl group is preferable.
Examples of the substituent that the aryl group may have include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a monovalent heterocyclic group, and a halogen atom. Examples of the aryl group containing these groups include 4-hexylphenyl group, 3,5-dimethoxyphenyl group, pentafluorophenyl group and the like. When the aryl group has a substituent, the substituent is preferably an alkyl group.

およびRが表す1価の複素環基は、置換基を有していてもよい複素環式化合物から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団であり、縮合環を有する基、独立した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。1価の複素環基が有する炭素原子数は、通常2〜30であり、3〜20であることが好ましい。なお、上記の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
1価の複素環基の具体例としては、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、2−チエニル基が好ましい。
1価の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。これらの基を含む1価の複素環基としては、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。
The monovalent heterocyclic group represented by R 1 and R 2 is the remaining atom obtained by removing one hydrogen atom directly bonded to the carbon atom constituting the ring from the heterocyclic compound which may have a substituent. It is a group and includes a group in which two or more selected from a group having a condensed ring, an independent heterocyclic ring and a condensed ring are directly bonded. The number of carbon atoms that the monovalent heterocyclic group has is usually 2 to 30, and preferably 3 to 20. The number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
Specific examples of the monovalent heterocyclic group include 2-furyl group, 3-furyl group, 2-thienyl group, 3-thienyl group, 2-pyrrolyl group, 3-pyrrolyl group, 2-oxazolyl group, 2-thiazolyl group. 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, and 2-thienyl group is preferable.
Examples of the substituent that the monovalent 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 heterocyclic group containing these groups include 5-octyl-2-thienyl group and 5-phenyl-2-furyl group. When the monovalent heterocyclic group has a substituent, the substituent is preferably an alkyl group.

置換基としてのアルキル基、アリール基および1価の複素環基の定義や例は、RおよびRが表すアルキル基、アリール基および1価の複素環基の定義や例と同じである。 The definitions and examples of the alkyl group, aryl group and monovalent heterocyclic group as substituents are the same as the definitions and examples of the alkyl group, aryl group and monovalent heterocyclic group represented by R 1 and R 2 .

置換基としてのアルコキシ基は、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。アルコキシ基が有する炭素原子数は、通常1〜30(シクロアルコキシ基の場合、通常3〜30)である。
アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブチルオキシ基、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−ドデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基等の直鎖アルコキシ基、イソプロポキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、2−ブチルオクチルオキシ基、2−ヘキシルデシルオキシ基、2−オクチルドデシルオキシ基等の分岐アルコキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等のシクロアルコキシ基が挙げられる。
The alkoxy group as a substituent may be either a linear alkoxy group or a branched alkoxy group, or a cycloalkoxy group. The number of carbon atoms that the alkoxy group has is usually 1 to 30 (in the case of a cycloalkoxy group, usually 3 to 30).
Specific examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, n-butyloxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, n- Linear alkoxy group such as dodecyloxy group, n-hexadecyloxy group, isopropoxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, tert-butyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 2-butyloctyloxy group, 2- Examples thereof include branched alkoxy groups such as hexyldecyloxy group and 2-octyldodecyloxy group, and cycloalkoxy groups such as cyclopentyloxy group and cyclohexyloxy group.

置換基としてのアルキルチオ基は、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。アルキルチオ基が有する炭素原子数は、通常1〜30(シクロアルキルチオ基の場合、通常3〜30)である。
アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、n−ペンチルチオ基、n−ヘキシルチオ基、n−ヘプチルチオ基、n−オクチルチオ基、n−ドデシルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基等の直鎖アルキルチオ基、イソプロピルチオ基、イソブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、2−ブチルオクチルチオ基、2−ヘキシルデシルチオ基、2−オクチルドデシルチオ基等の分岐アルキルチオ基、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等のシクロアルキルチオ基が挙げられる。
The alkylthio group as a substituent may be either a linear alkylthio group or a branched alkylthio group, or a cycloalkylthio group. The number of carbon atoms that the alkylthio group has is usually 1 to 30 (usually 3 to 30 in the case of a cycloalkylthio group).
Specific examples of the alkylthio group include methylthio group, ethylthio group, n-propylthio group, n-butylthio group, n-pentylthio group, n-hexylthio group, n-heptylthio group, n-octylthio group, n-dodecylthio group, n -Straight chain alkylthio group such as hexadecylthio group, isopropylthio group, isobutylthio group, sec-butylthio group, tert-butylthio group, 2-ethylhexylthio group, 2-butyloctylthio group, 2-hexyldecylthio group, 2- Examples thereof include branched alkylthio groups such as octyldodecylthio group, cycloalkylthio groups such as cyclopentylthio group and cyclohexylthio group.

置換基としてのハロゲン原子としては、ヨウ素原子、臭素原子、塩素原子およびフッ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。   Examples of the halogen atom as a substituent include an iodine atom, a bromine atom, a chlorine atom, and a fluorine atom, and a fluorine atom is preferable.

およびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。本発明の化合物の合成の容易さの観点から、ZおよびZは、同一であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。 Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or an organic tin residue. Represent. From the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, Z 1 and Z 2 are preferably the same and more preferably a hydrogen atom.

およびZが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom represented by Z 1 and Z 2 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

およびZが表すホウ酸エステル残基としては、下記式: Examples of the boric acid ester residue represented by Z 1 and Z 2 include the following formula:

Figure 2014031364
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
で表される基等が挙げられる。
Figure 2014031364
(In the formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.)
The group etc. which are represented by these are mentioned.

およびZが表す有機スズ残基としては、-SnR100 で表される基等が挙げられる。ここで、R100は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基およびアリール基が挙げられる。
1価の有機基として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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル墓、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2一メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
1価の有機基としてのアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
有機スズ残基としては、好ましくは-SnMe、-SnEt、-SnBuまたは-SnPhであり、より好ましくは-SnMe、-SnEtまたは-SnBuである。
なお、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基を表す。
Examples of the organotin residue represented by Z 1 and Z 2 include a group represented by —SnR 100 3 . Here, R 100 represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
Specific examples of the alkyl group as the monovalent organic group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl tomb, and n-pentyl. Group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 21-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, Examples include chain alkyl groups such as 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group, and eicosyl group, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, and adamantyl group. It is done.
Specific examples of the aryl group as the monovalent organic group include a phenyl group and a naphthyl group.
The organotin residues, preferably -SnMe 3, -SnEt 3, a -SnBu 3 or -SnPh 3, more preferably -SnMe 3, a -SnEt 3 or -SnBu 3.
Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.

環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。複素環の炭素原子数は、好ましくは2〜30であり、より好ましくは2〜14であり、さらに好ましくは3〜8である。なお、上記の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
環Aおよび環Bは、本発明の化合物の合成の容易さの観点から、同一であることが好ましく、本発明の化合物を重合して得られる高分子化合物のπ共役がより広がる観点から、5〜6員環であることが好ましく、5員環であることがより好ましい。
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. The number of carbon atoms in the heterocyclic ring is preferably 2 to 30, more preferably 2 to 14, and further preferably 3 to 8. The number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms of the substituent.
Ring A and ring B are preferably the same from the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, and from the viewpoint of further expanding the π conjugation of the polymer compound obtained by polymerizing the compound of the present invention, 5 A 6-membered ring is preferable, and a 5-membered ring is more preferable.

式(1)で表される化合物は、式(2)で表される化合物であることが好ましい。   The compound represented by the formula (1) is preferably a compound represented by the formula (2).

Figure 2014031364
(式中、
、R、ZおよびZは、前記と同じ意味を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子またはセレン原子を表す。2個存在するXは、同一でも異なっていてもよい。
Yは、窒素原子または−CR=を表す。2個存在するYは、同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rが2個存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2014031364
(Where
R 1 , R 2 , Z 1 and Z 2 represent the same meaning as described above.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom. Two X's may be the same or different.
Y represents a nitrogen atom or —CR 3 ═. Two Y's may be the same or different. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or 1 to 30 carbon atoms. These groups may have a substituent. When two R 3 are present, they may be the same or different. )

Xは、本発明の化合物の合成の容易さの観点からは、酸素原子および硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。   X is preferably an oxygen atom or a sulfur atom, more preferably a sulfur atom, from the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention.

Yは、本発明の化合物の合成の容易さの観点からは、−CR=が好ましく、−CH=がより好ましい。 Y is preferably —CR 3 ═, more preferably —CH═, from the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention.

は、水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
で表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基および炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義や例は、RおよびRで表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基および炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義や例と同じである。
R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or 1 to 30 carbon atoms. These groups may have a substituent.
Definitions and examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, the aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms represented by R 3 are R 1 and R 2. Are the same as the definitions and examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, the aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.

で表される炭素原子数1〜30のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブチルオキシ基、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−ドデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基等の直鎖アルコキシ基、イソプロポキシ基、イソブチルオキシ基、sec−ブチルオキシ基、tert−ブチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、2−ブチルオクチルオキシ基、2−ヘキシルデシルオキシ基、2−オクチルドデシルオキシ基等の分岐アルコキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等のシクロアルコキシ基が挙げられる。
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コキシ基の具体例としては、メトキシエトキシ基、ベンジルオキシ基、トリフルオロメトキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 3 include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, n-butyloxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group, and n-heptyloxy. Group, linear alkoxy group such as n-octyloxy group, n-dodecyloxy group, n-hexadecyloxy group, isopropoxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, tert-butyloxy group, 2-ethylhexyloxy group Branched alkoxy groups such as 2-butyloctyloxy group, 2-hexyldecyloxy group and 2-octyldodecyloxy group, and cycloalkoxy groups such as cyclopentyloxy group and cyclohexyloxy group.
Examples of the substituent that the alkoxy group may have include an alkoxy group, an aryl group, and a halogen atom. Specific examples of the alkoxy group having a substituent include a methoxyethoxy group, a benzyloxy group, and a trifluoromethoxy group.

は、本発明の化合物の合成の容易さの観点からは、炭素原子数1〜30のアルキル基、フッ素原子または水素原子を表すことが好ましく、水素原子を表すことがより好ましい。 R 3 preferably represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a fluorine atom or a hydrogen atom, more preferably a hydrogen atom, from the viewpoint of the ease of synthesis of the compound of the present invention.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物としては、例えば、式(1−1)〜式(1−27)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the compound represented by Formula (1) or the compound represented by Formula (2) include compounds represented by Formula (1-1) to Formula (1-27).

Figure 2014031364
Figure 2014031364

Figure 2014031364
Figure 2014031364

式(1−1)〜式(1−27)で表される化合物の中でも、好ましくは、式(1−1)〜式(1−10)で表される化合物であり、より好ましくは、式(1−1)〜式(1−3)で表される化合物であり、更に好ましくは、式(1−1)で表される化合物である。   Among the compounds represented by the formula (1-1) to the formula (1-27), the compounds represented by the formula (1-1) to the formula (1-10) are preferable, and the formula is more preferable. It is a compound represented by (1-1) -Formula (1-3), More preferably, it is a compound represented by Formula (1-1).

およびZがハロゲン原子を表す式(1)で表される化合物は、式(1)で表される化合物の一実施態様である式(1')で表される化合物を、ハロゲン原子またはN−ハロスクシンイミドと反応させることにより、製造することができる。
また、ZおよびZがハロゲン原子を表す式(1)で表される化合物を、ジクロロ(ジフェニルホスフィノフェロセン)パラジウム等のパラジウム触媒存在下において、ピナコレートジボラン等のアルコラートジボランと反応させることにより、ZおよびZがホウ酸エステル残基を表す式(1)で表される化合物を製造することができる。
また、ZおよびZがハロゲン原子を表す式(1)で表される化合物を、ジクロロ(ジフェニルホスフィノフェロセン)パラジウム等のパラジウム触媒存在下において、ヘキサメチルジチン、ヘキサブチルジチン等の有機ジスズ化合物と反応させることにより、ZおよびZが有機スズ残基を表す式(1)で表される化合物を製造することができる。
また、式(1')で表される化合物を、ブチルリチウムやリチウムジイソプロピルアミド等のリチウム試薬によりアニオン化した後、有機スズハライドと反応させることにより、ZおよびZが有機スズ残基を表す式(1)で表される化合物を製造することができる。
さらには、上記の有機スズハライドの代わりに、トリアルコキシボランと反応させた後に、酸で加水分解することにより、ZおよびZがホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)を表す式(1)で表される化合物を製造することができる。
The compound represented by the formula (1) in which Z 1 and Z 2 represent a halogen atom is the same as the compound represented by the formula (1 ′) which is an embodiment of the compound represented by the formula (1). Alternatively, it can be produced by reacting with N-halosuccinimide.
In addition, the compound represented by the formula (1) in which Z 1 and Z 2 represent a halogen atom is reacted with an alcoholate diborane such as pinacholate diborane in the presence of a palladium catalyst such as dichloro (diphenylphosphinoferrocene) palladium. Thus, a compound represented by the formula (1) in which Z 1 and Z 2 represent a boric acid ester residue can be produced.
In addition, a compound represented by the formula (1) in which Z 1 and Z 2 represent a halogen atom is converted into a compound such as hexamethylditine or hexabutylditine in the presence of a palladium catalyst such as dichloro (diphenylphosphinoferrocene) palladium. By reacting with an organic distin compound, a compound represented by the formula (1) in which Z 1 and Z 2 represent an organic tin residue can be produced.
Moreover, after anionizing the compound represented by the formula (1 ′) with a lithium reagent such as butyl lithium or lithium diisopropylamide, and reacting with an organic tin halide, Z 1 and Z 2 represent an organic tin residue. A compound represented by the formula (1) can be produced.
Furthermore, instead of the above organotin halide, Z 1 and Z 2 are reacted with trialkoxyborane and then hydrolyzed with an acid, whereby Z 1 and Z 2 are groups represented by a boric acid residue (—B (OH) 2. It is possible to produce a compound represented by formula (1).

Figure 2014031364
(式中、R、R、環Aおよび環Bは、前記と同じ意味を表す。)
Figure 2014031364
(Wherein R 1 , R 2 , ring A and ring B represent the same meaning as described above.)

<化合物の製造方法>
上記式(1')で表される化合物は、
式(3)で表される化合物と、式(4)で表される化合物および式(5)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を反応させる第一工程と、
<Method for producing compound>
The compound represented by the above formula (1 ′) is
A first step of reacting a compound represented by formula (3) with at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (4) and a compound represented by formula (5); ,

Figure 2014031364
(式中、
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
−Mtl (4)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、リチウム原子またはマグネシウムハライドを表す。)
−Mtl (5)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、前記と同じ意味を表す。)
第一工程で得られた化合物を酸の存在下にて反応させる第二工程と、
を含む方法により製造することができる。
Figure 2014031364
(Where
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )
R 1 -Mtl (4)
(Where
R 1 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. May be.
Mtl represents a lithium atom or a magnesium halide. )
R 2 -Mtl (5)
(Where
R 2 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. May be.
Mtl represents the same meaning as described above. )
A second step of reacting the compound obtained in the first step in the presence of an acid;
It can manufacture by the method containing.

この際、第一工程で製造される式(6)で表される化合物を精製してから、第二工程の酸性条件にて反応させてもよい。   Under the present circumstances, after refine | purifying the compound represented by Formula (6) manufactured at a 1st process, you may make it react on the acidic conditions of a 2nd process.

Figure 2014031364
(式中、R、R、環Aおよび環Bは、前記と同じ意味を表す。〕
Figure 2014031364
(Wherein R 1 , R 2 , ring A and ring B represent the same meaning as described above.)

第一工程に用いられる、式(4)で表される化合物および式(5)で表される化合物におけるMtlとしては、リチウム原子およびマグネシウムハライドが挙げられる。
Mtlがマグネシウムハライドを表す場合、式(4)で表される化合物または式(5)で表される化合物の具体例としては、メチルマグネシウムクロライド、メチルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウムブロマイド、プロピルマグネシウムクロライド、プロピルマグネシウムブロマイド、ブチルマグネシウムクロライド、ブチルマグネシウムブロマイド、ヘキシルマグネシウムブロマイド、オクチルマグネシウムブロマイド、デシルマグネシウムブロマイド、アリルマグネシウムクロライド、アリルマグネシウムブロマイド、ベンジルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムブロマイド、ナフチルマグネシウムブロマイド、トリルマグネシウムブロマイド等が挙げられる。
Examples of Mtl in the compound represented by formula (4) and the compound represented by formula (5) used in the first step include a lithium atom and magnesium halide.
When Mtl represents magnesium halide, specific examples of the compound represented by formula (4) or the compound represented by formula (5) include methyl magnesium chloride, methyl magnesium bromide, ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, propyl. Magnesium chloride, propyl magnesium bromide, butyl magnesium chloride, butyl magnesium bromide, hexyl magnesium bromide, octyl magnesium bromide, decyl magnesium bromide, allyl magnesium chloride, allyl magnesium bromide, benzyl magnesium chloride, phenyl magnesium bromide, naphthyl magnesium bromide, tolyl magnesium bromide Etc.

Mtlがリチウム原子を表す場合、式(4)で表される化合物または式(5)で表される化合物の具体例としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウム、ナフチルリチウム、ベンジルリチウム、トリルリチウム等が挙げられる。   When Mtl represents a lithium atom, specific examples of the compound represented by Formula (4) or the compound represented by Formula (5) include methyllithium, ethyllithium, propyllithium, butyllithium, phenyllithium, and naphthyllithium. , Benzyl lithium, tolyl lithium and the like.

第一工程の反応は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよいし、溶媒の存在下で行ってもよい。反応温度は特に制限されないが、−80℃〜溶媒の沸点の範囲内の温度で行うことが好ましい。   The reaction in the first step may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, or in the presence of a solvent. The reaction temperature is not particularly limited, but the reaction is preferably performed at a temperature within the range of -80 ° C to the boiling point of the solvent.

第一工程の反応に用いられる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの不飽和炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのエーテル類などが挙げられる。該溶媒は、単一で用いても、混合して用いてもよい。   Solvents used in the first step reaction include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, dimethyl ether, diethyl ether, methyl-t- And ethers such as butyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and dioxane. These solvents may be used alone or in combination.

第一工程の反応後(例えば、水を加えて反応を停止した後)に、生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去する等の通常の後処理を行うことで、式(6)で表される化合物を含有する混合物を得ることができる。混合物はクロマトグラフィーによる分取や再結晶により精製してもよい。   After the reaction in the first step (for example, after the reaction is stopped by adding water), the product is extracted with an organic solvent and subjected to usual post-treatment such as evaporation of the solvent to obtain the formula (6) A mixture containing a compound represented by the formula can be obtained. The mixture may be purified by chromatographic fractionation or recrystallization.

次いで、第二工程において、上記の式(6)で表される化合物を含有する混合物を、酸の存在下にて反応させることにより、式(1')で表される化合物を製造することができる。   Next, in the second step, the compound represented by the formula (1 ′) can be produced by reacting the mixture containing the compound represented by the above formula (6) in the presence of an acid. it can.

第二工程の反応に用いられる酸としては、Lewis酸、Bronsted酸のいずれでもよく、具体例としては、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、安息香酸、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、塩化アルミニウム、塩化スズ(IV)、塩化ケイ素(IV)、塩化鉄(III)、四塩化チタン、塩化亜鉛、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸およびこれらの混合物等が挙げられる。   The acid used in the reaction in the second step may be any of Lewis acid or Bronsted acid. Specific examples include hydrochloric acid, bromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, and oxalic acid. , Benzoic acid, boron trifluoride diethyl ether complex, aluminum chloride, tin (IV) chloride, silicon (IV) chloride, iron (III) chloride, titanium tetrachloride, zinc chloride, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, Examples thereof include trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and mixtures thereof.

第二工程の反応は、酸のみの存在下で行ってもよいし、酸と溶媒の存在下で行ってもよい。反応温度は特に制限されないが、−80℃〜溶媒の沸点の範囲内の温度で行うことが好ましい。   The reaction in the second step may be performed in the presence of an acid alone or in the presence of an acid and a solvent. The reaction temperature is not particularly limited, but the reaction is preferably performed at a temperature within the range of -80 ° C to the boiling point of the solvent.

第二工程の反応に用いられる溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの不飽和炭化水素、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンなどのハロゲン化飽和炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化不飽和炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、tert−ブチルアルコールなどのアルコール類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサンなどのエーテル類、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸などの無機酸などが挙げられる。該溶媒は、単一で用いても、混合して用いてもよい。   Solvents used in the second step reaction include saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane and cyclohexane, unsaturated hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane and chlorobutane. , Halogenated saturated hydrocarbons such as bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, halogenated unsaturated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, methanol, ethanol, propanol, Alcohols such as isopropanol, butanol and tert-butyl alcohol, carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, dimethyl ether, diethyl ether, Le -tert- butyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, ethers such as dioxanes, hydrochloric, hydrobromic, hydrofluoric, sulfuric acid, and inorganic acids such as nitric acid. These solvents may be used alone or in combination.

第二工程の反応後(例えば、水を加えて反応を停止した後)に、生成物を有機溶媒で抽出し、溶媒を留去するなどの通常の後処理を行い、式(1')で表される化合物を製造することができる。必要に応じて、クロマトグラフィーによる分取や再結晶等の精製を更に行ってもよい。   After the reaction in the second step (for example, after adding water to stop the reaction), the product is extracted with an organic solvent and subjected to usual post-treatment such as evaporation of the solvent. The compounds represented can be produced. If necessary, purification such as fractionation by chromatography or recrystallization may be further performed.

<高分子化合物>
本発明の化合物を重合して得られる本発明の高分子化合物の重量平均分子量は、通常3000以上であるが、3000〜1000000であることが好ましい。重量平均分子量が3000より低いと、有機半導体素子作製時の膜形成に欠陥が生じることがあり、1000000より大きいと、溶媒への溶解性や有機半導体素子作製時の塗布性が低下することがある。本発明の高分子化合物の重量平均分子量は、よりに好ましくは8000〜500000であり、更に好ましくは10000〜300000である。
なお、本発明の高分子化合物における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、ポリスチレンの標準試料を用いて算出したポリスチレン換算の重量平均分子量のことを指す。
<Polymer compound>
The weight average molecular weight of the polymer compound of the present invention obtained by polymerizing the compound of the present invention is usually 3000 or more, but preferably 3000 to 1000000. If the weight average molecular weight is lower than 3000, defects may occur in the film formation during the production of the organic semiconductor element, and if it is greater than 1000000, the solubility in a solvent and the coating property during the production of the organic semiconductor element may be reduced. . The weight average molecular weight of the polymer compound of the present invention is more preferably 8,000 to 500,000, still more preferably 10,000 to 300,000.
In addition, the weight average molecular weight in the polymer compound of the present invention refers to a weight average molecular weight in terms of polystyrene calculated using gel permeation chromatography (GPC) and using a polystyrene standard sample.

また、本発明の高分子化合物は、有機半導体素子に用いられる場合、有機半導体素子作製がより容易になるため、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、本発明の高分子化合物を0.01重量%(以下、「wt%」ということがある。)以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することが好ましく、0.1wt%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがより好ましく、0.4wt%以上含む溶液を作製し得る溶解性を有することがさらに好ましい。   In addition, when the polymer compound of the present invention is used in an organic semiconductor element, it is preferable that the solubility in a solvent is high because the production of the organic semiconductor element becomes easier. Specifically, it preferably has a solubility capable of producing a solution containing 0.01% by weight (hereinafter sometimes referred to as “wt%”) of the polymer compound of the present invention, and is preferably 0.1% by weight or more. More preferably, it has a solubility capable of producing a solution containing it, and more preferably has a solubility capable of producing a solution containing 0.4 wt% or more.

本発明の高分子化合物は、上記の本発明の化合物を単独重合または共重合して得られる高分子化合物であり、共重合の相手としては、例えば、ビニレン基、エチニレン基、アリーレン基または2価の複素環基に対して、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基、アリールアルキルスルホネート基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)、ホウ酸エステル残基および有機スズ残基から選ばれる基が2つ置換した化合物が挙げられ、これらの置換基は後述の重合方法に合わせて適宜選択される。 The polymer compound of the present invention is a polymer compound obtained by homopolymerization or copolymerization of the compound of the present invention, and examples of the copolymerization partner include vinylene group, ethynylene group, arylene group or divalent group. A heterocyclic group, a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group, an aryl alkyl sulfonate group, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ), a boric acid ester residue Examples thereof include compounds in which two groups selected from a group and an organic tin residue are substituted, and these substituents are appropriately selected according to the polymerization method described later.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。本発明の高分子化合物の合成の容易さの観点からは、臭素原子またはヨウ素原子であることが好ましく、臭素原子であることがより好ましい。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. From the viewpoint of ease of synthesis of the polymer compound of the present invention, a bromine atom or an iodine atom is preferable, and a bromine atom is more preferable.

アルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基等が挙げられる。
アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基等が挙げられる。
アリールアルキルスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基等が挙げられる。
Examples of the alkyl sulfonate group include a methane sulfonate group, an ethane sulfonate group, and a trifluoromethane sulfonate group.
Examples of the aryl sulfonate group include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group.
Examples of the arylalkyl sulfonate group include a benzyl sulfonate group.

ホウ酸エステル残基としては、下記式:   As the borate ester residue, the following formula:

Figure 2014031364
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
で表される基等が例示される。
Figure 2014031364
(In the formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.)
The group etc. which are represented by these are illustrated.

有機スズ残基としては、-SnR100 で表される基等が挙げられる。ここでR100は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基およびアリール基が挙げられる。
1価の有機基として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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル墓、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2一メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
1価の有機基としてのアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
有機スズ残基としては、好ましくは-SnMe、-SnEt、-SnBuまたは-SnPhであり、より好ましくは-SnMe、-SnEtまたは-SnBuである。
なお、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基を表す。
Examples of the organic tin residue include a group represented by —SnR 100 3 . Here, R 100 represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
Specific examples of the alkyl group as the monovalent organic group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl tomb, and n-pentyl. Group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 21-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, Examples include chain alkyl groups such as 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group, and eicosyl group, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, and adamantyl group. It is done.
Specific examples of the aryl group as the monovalent organic group include a phenyl group and a naphthyl group.
The organotin residues, preferably -SnMe 3, -SnEt 3, a -SnBu 3 or -SnPh 3, more preferably -SnMe 3, a -SnEt 3 or -SnBu 3.
Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.

本発明の高分子化合物が含み得るアリーレン基とは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団であり、ベンゼン環をもつもの、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環または縮合環2個以上が直接結合してものまたはビニレン等の基を介して結合したものが含まれる。アリーレン基の環を構成する炭素原子数は通常6〜60であり、好ましくは6〜20である。   The arylene group that can be contained in the polymer compound of the present invention is the remaining atomic group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the carbon atoms constituting the ring from the aromatic hydrocarbon which may have a substituent. And those having a benzene ring, those having a condensed ring, those having two or more independent benzene rings or condensed rings bonded directly or via a group such as vinylene. The number of carbon atoms constituting the ring of the arylene group is usually 6 to 60, preferably 6 to 20.

アリーレン基の具体例としては、式1〜式12で表されるアリーレン基が挙げられる。   Specific examples of the arylene group include arylene groups represented by Formulas 1 to 12.

Figure 2014031364
Figure 2014031364

Figure 2014031364
Figure 2014031364

(式中、
Rは、水素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30アルコキシ基を表し、複数存在するRは、同一でも異なっていてもよい。
Rが表す炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基および炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義や例は、RおよびRが表す炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基および炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義や例と同じである。
Rが表す炭素原子数1〜30アルコキシ基の定義や例は、Rで表される炭素原子数1〜30のアルコキシ基の定義や例と同じである。)
(Where
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
The definition and examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, the aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms represented by R are the carbons represented by R 1 and R 2. The definition and examples are the same as those of the alkyl group having 1 to 30 atoms, the aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms.
The definition and examples of the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms represented by R are the same as the definition and examples of the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 3 . )

本発明の高分子化合物が含み得る2価の複素環基とは、複素環式化合物から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団であり、縮合環を有する基、独立した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が含まれる。ここで、複素環式化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、リン、ホウ素、ヒ素等のヘテロ原子を環内に含むものをいう。2価の複素環基の環を構成する炭素原子数は通常2〜30であり、好ましくは3〜20である。また、2価の複素環基としては、2価の芳香族複素環基であることが好ましい。   The divalent heterocyclic group that can be contained in the polymer compound of the present invention is the remaining atomic group obtained by removing two hydrogen atoms directly bonded to the carbon atoms constituting the ring from the heterocyclic compound, And a group in which two or more selected from an independent heterocyclic ring and a condensed ring are directly bonded. Here, the heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure in which the elements constituting the ring include not only carbon atoms but also heteroatoms such as oxygen, sulfur, nitrogen, phosphorus, boron, and arsenic in the ring. The thing included in. The number of carbon atoms constituting the ring of the divalent heterocyclic group is usually 2-30, preferably 3-20. Further, the divalent heterocyclic group is preferably a divalent aromatic heterocyclic group.

2価の複素環基の具体例としては、式13〜式60で表される2価の複素環基が挙げられ、本発明の高分子化合物のπ共役がより広がる観点から、5員環を有する式25〜式28、式36、式37、式43,式44、式52〜58および式60が好ましい。また、本発明の高分子化合物のπ共役がより広がる観点から、6員環を有する式15および式18が好ましい。5員環を有する2価の複素環基と6員環を有する2価の複素環基のなかでは、5員環を有する2価の複素環基が好ましい。つまり、5員環を有する式25〜式28、式36、式37、式43,式44、式52〜58および式60がより好ましい。   Specific examples of the divalent heterocyclic group include divalent heterocyclic groups represented by formulas 13 to 60. From the viewpoint of further expanding the π conjugation of the polymer compound of the present invention, a five-membered ring is formed. Formulas 25 to 28, Formula 36, Formula 37, Formula 43, Formula 44, Formulas 52 to 58, and Formula 60 are preferable. Further, from the viewpoint of further expanding the π conjugation of the polymer compound of the present invention, Formula 15 and Formula 18 having a 6-membered ring are preferable. Of the divalent heterocyclic group having a 5-membered ring and the divalent heterocyclic group having a 6-membered ring, a divalent heterocyclic group having a 5-membered ring is preferable. That is, Formula 25-Formula 28, Formula 36, Formula 37, Formula 43, Formula 44, Formula 52-58, and Formula 60 which have a 5-membered ring are more preferable.

Figure 2014031364
Figure 2014031364

Figure 2014031364
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Figure 2014031364
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Figure 2014031364
Figure 2014031364

Figure 2014031364
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Figure 2014031364
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Figure 2014031364
Figure 2014031364

Figure 2014031364
Figure 2014031364

(式中、
Rは前記と同じ意味を表す。
aおよびbは、それぞれ独立に、繰り返し単位数を表し、通常1〜5であり、好ましくは1〜3であり、特に好ましくは1である。)
(Where
R represents the same meaning as described above.
a and b each independently represent the number of repeating units, generally 1 to 5, preferably 1 to 3, and particularly preferably 1. )

本発明の高分子化合物が含有する構造単位の例としては、式70〜式84で表される構造単位が挙げられる。

Figure 2014031364
(式中、Rは前記と同じ意味を表す。R’、R、RおよびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。) Examples of the structural unit contained in the polymer compound of the present invention include structural units represented by Formula 70 to Formula 84.
Figure 2014031364
(In the formula, R represents the same meaning as described above. R ′, R 4 , R 5 and R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or Represents a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups optionally have a substituent.)

R’、R、R、およびR6で表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義、具体例は、前述のRで表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基の定義、具体例と同じである。本発明の化合物の合成の容易さの観点から、R’、R、R、およびRは、同一の基を表すことが好ましく、同一の基を表し、かつ、炭素原子数1〜30のアルキル基を表すことがより好ましい。 Definition of an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms represented by R ′, R 4 , R 5 and R6 Specific examples include the definition of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, the aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms represented by R 1 described above. Same as example. From the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, R ′, R 4 , R 5 , and R 6 preferably represent the same group, represent the same group, and have 1 to 30 carbon atoms. It is more preferable to represent the alkyl group.

本発明の高分子化合物は、式70〜式84で表される構造単位を繰り返し単位として有していてもよく、該構造単位の連鎖を有していてもよい。また、アリーレン基又は2価の複素環基を介して該構造単位が結合した2価の有機基を、繰り返し単位として有していてもよく、該2価の有機基の連鎖を有していてもよい。アリーレン基及び2価の複素環基としては、前述の式1〜式60で表される基が挙げられる。   The polymer compound of the present invention may have a structural unit represented by Formula 70 to Formula 84 as a repeating unit, and may have a chain of the structural unit. In addition, a divalent organic group in which the structural unit is bonded through an arylene group or a divalent heterocyclic group may be included as a repeating unit, and the divalent organic group has a chain. Also good. Examples of the arylene group and the divalent heterocyclic group include groups represented by the above formulas 1 to 60.

<高分子化合物の製造方法>
本発明の高分子化合物の製造方法としては、特に制限されるものではないが、高分子化合物の合成の容易さからは、Suzukiカップリング反応またはStilleカップリング反応を用いる方法が好ましい。
<Method for producing polymer compound>
The method for producing the polymer compound of the present invention is not particularly limited, but a method using a Suzuki coupling reaction or a Stille coupling reaction is preferable from the viewpoint of ease of synthesis of the polymer compound.

Suzukiカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがハロゲン原子を表す場合、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と、式(100)で表される1種類以上の化合物と、必要に応じて式(200)で表される1種類以上の化合物と、をパラジウム触媒および塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。なお、EおよびEで表される2価の基としては、上記の式1〜式60で表される基が好ましい。
100−E1−Q200 (100)
(式中、
1は、ビニレン基、エチニレン基、アリーレン基または2価の複素環基を表す。
100およびQ200は、それぞれ独立に、ホウ酸残基(−B(OH)2で表される基を意味する。)またはホウ酸エステル残基を表す。)
1−E−T2 (200)
(式中、
2は、アリーレン基または2価の複素環基を表す。
1およびT2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基またはアリールアルキルスルホネート基を表す。)
As a method using the Suzuki coupling reaction, for example, when Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) represent a halogen atom, the compound represented by the formula (1) is used. One or more compounds (preferably, one or more compounds represented by formula (2)), one or more compounds represented by formula (100), and optionally formula (200) The manufacturing method which has the process with which 1 or more types of compounds represented by these are made to react in presence of a palladium catalyst and a base is mentioned. As the divalent group represented by E 1 and E 2, the group represented by Formulas 1 to 60 described above are preferred.
Q 100 -E 1 -Q 200 (100)
(Where
E 1 represents a vinylene group, an ethynylene group, an arylene group or a divalent heterocyclic group.
Q 100 and Q 200 each independently represent a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or a boric acid ester residue. )
T 1 -E 2 -T 2 (200)
(Where
E 2 represents an arylene group or a divalent heterocyclic group.
T 1 and T 2 each independently represent a halogen atom, an alkyl sulfonate group, an aryl sulfonate group or an arylalkyl sulfonate group. )

式(100)における、Q100およびQ200で表されるホウ酸エステル残基としては、下記式: In the formula (100), the boric acid ester residue represented by Q 100 and Q 200 is represented by the following formula:

Figure 2014031364
(式中、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表す。)
で表される基等が挙げられる。
Figure 2014031364
(In the formula, Me represents a methyl group, and Et represents an ethyl group.)
The group etc. which are represented by these are mentioned.

式(200)における、TおよびTで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。本発明の高分子化合物の合成の容易さの観点からは、臭素原子またはヨウ素原子であることが好ましく、臭素原子であることがより好ましい。 Examples of the halogen atom represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. From the viewpoint of ease of synthesis of the polymer compound of the present invention, a bromine atom or an iodine atom is preferable, and a bromine atom is more preferable.

式(200)における、TおよびTで表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基およびトリフルオロメタンスルホネート基が挙げられる。
式(200)における、TおよびTで表されるアリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基およびp−トルエンスルホネート基が挙げられる。
式(200)における、TおよびTで表されるアリールアルキルスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が挙げられる。
Examples of the alkyl sulfonate group represented by T 1 and T 2 in the formula (200) include a methane sulfonate group, an ethane sulfonate group, and a trifluoromethane sulfonate group.
Examples of the aryl sulfonate group represented by T 1 and T 2 in the formula (200) include a benzene sulfonate group and a p-toluene sulfonate group.
Examples of the arylalkyl sulfonate group represented by T 1 and T 2 in Formula (200) include a benzyl sulfonate group.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがハロゲン原子を表す場合、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(200)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計と、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、1に近いことが好ましい。具体的には、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(200)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、式(100)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、0.7〜1.4であることが好ましく、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。 When Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) represent a halogen atom, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably the formula (1) 2) one or more compounds represented by formula (2) and the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) and the sum of the number of moles of one or more compounds represented by formula (100) Is preferably close to 1. Specifically, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)) and one or more compounds represented by the formula (200) The ratio of the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (100) to the total number of moles is preferably 0.7 to 1.4, preferably 0.8 to 1.2. More preferably it is.

一方、式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがホウ酸エステル残基またはホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。
)を表す場合、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と、式(200)で表される1種類以上の化合物と、必要に応じて式(100)で表される1種類以上の化合物と、をパラジウム触媒および塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。なお、EおよびEで表される2価の基としては、上記の式1〜式60で表される基が好ましい。
On the other hand, Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) are boric acid ester residues or boric acid residues (groups represented by —B (OH) 2. Means.
), One or more compounds represented by formula (1) (preferably one or more compounds represented by formula (2)) and one or more compounds represented by formula (200) The manufacturing method which has the process of making a compound and 1 or more types of compounds represented by Formula (100) react with presence of a palladium catalyst and a base as needed is mentioned. As the divalent group represented by E 1 and E 2, the group represented by Formulas 1 to 60 described above are preferred.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがホウ酸エステル残基またはホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)を表す場合、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(100)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計と、式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、1に近いことが好ましい。具体的には、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(100)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、0.7〜1.4であることが好ましく、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。 Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) are boric acid ester residues or boric acid residues (meaning groups represented by —B (OH) 2. ), One or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)) and one or more compounds represented by the formula (100) The ratio of the total number of moles of the compound and the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (200) is preferably close to 1. Specifically, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)) and one or more compounds represented by the formula (100) The ratio of the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) to the total number of moles is preferably 0.7 to 1.4, and preferably 0.8 to 1.2. More preferably it is.

Suzukiカップリング反応を具体的に行う方法としては、任意の溶媒中において、触媒としてパラジウム触媒を用い、塩基の存在下で反応させる方法等が挙げられる。   Specific examples of the method for carrying out the Suzuki coupling reaction include a method in which a palladium catalyst is used as a catalyst in an arbitrary solvent and the reaction is performed in the presence of a base.

Suzukiカップリング反応に使用するパラジウム触媒としては、例えば、Pd(0)触媒、Pd(II)触媒等が挙げられ、具体的には、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム等が挙げられるが、反応(重合)操作の容易さ、反応(重合)速度の観点からは、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
パラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)のモル数の合計に対して、通常0.0001〜0.5モル%であり、好ましくは0.0003〜0.1モル%である。
Examples of the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction include Pd (0) catalyst, Pd (II) catalyst, and the like. Specifically, palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetates, dichlorobis (Triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, etc. are mentioned, but from the viewpoint of ease of reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate. , Dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are preferred.
The addition amount of the palladium catalyst is not particularly limited as long as it is an effective amount as a catalyst, but one or more kinds of compounds represented by the formula (1) (preferably one kind represented by the formula (2) The total number of moles of the above compound) is usually 0.0001 to 0.5 mol%, preferably 0.0003 to 0.1 mol%.

Suzukiカップリング反応に使用するパラジウム触媒として、パラジウムアセテート類を用いる場合、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン等のリン化合物を配位子として添加することができる。この場合、配位子の添加量は、パラジウム触媒のモル数の合計に対して、通常0.5〜100モル%であり、好ましくは0.9〜20モル%であり、さらに好ましくは1〜10モル%である。   When using palladium acetate as the palladium catalyst used in the Suzuki coupling reaction, add phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine as ligands Can do. In this case, the addition amount of the ligand is usually 0.5 to 100 mol%, preferably 0.9 to 20 mol%, more preferably 1 to 10 mol%, based on the total number of moles of the palladium catalyst. is there.

Suzukiカップリング反応に使用する塩基としては、無機塩基、有機塩基、無機塩等が挙げられる。無機塩基としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化バリウム等が挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。無機塩としては、例えば、フッ化セシウム等が挙げられる。
塩基の添加量は、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)のモル数の合計に対して、通常0.5〜100モル%であり、好ましくは0.9〜20モル%であり、さらに好ましくは1〜10モル%である。
Examples of the base used for the Suzuki coupling reaction include inorganic bases, organic bases, and inorganic salts. Examples of the inorganic base include potassium carbonate, sodium carbonate, barium hydroxide and the like. Examples of the organic base include triethylamine and tributylamine. Examples of the inorganic salt include cesium fluoride.
The addition amount of the base is usually 0.5 to 100 with respect to the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)). It is mol%, Preferably it is 0.9-20 mol%, More preferably, it is 1-10 mol%.

Suzukiカップリング反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。本発明の高分子化合物の溶媒溶解性の観点からは、トルエンまたはテトラヒドロフランが好ましい。
また、塩基を水溶液として加えることで、2相系で反応させてもよい。塩基として無機塩を用いる場合は、無機塩の溶解性の観点から、通常水溶液として加えて反応させる。なお、塩基を水溶液として加えることで、2相系で反応させる場合は、必要に応じて、第4級アンモニウム塩などの相間移動触媒を加えてもよい。
The Suzuki coupling reaction is usually performed in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solvent solubility of the polymer compound of the present invention, toluene or tetrahydrofuran is preferred.
Moreover, you may make it react by a two-phase system by adding a base as aqueous solution. When an inorganic salt is used as the base, it is usually added and reacted as an aqueous solution from the viewpoint of solubility of the inorganic salt. In addition, when making it react by a two-phase system by adding a base as aqueous solution, you may add phase transfer catalysts, such as a quaternary ammonium salt, as needed.

Suzukiカップリング反応を行う温度は、溶媒にもよるが、通常50〜160℃程度であり、本発明の高分子化合物の高分子量化の観点から、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。反応時間は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常0.1時間〜200時間程度である。1時間〜30時間程度が効率的で好ましい。   Although the temperature at which the Suzuki coupling reaction is carried out depends on the solvent, it is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound of the present invention. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed. The reaction time may end when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 1 to 30 hours is efficient and preferable.

Suzukiカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下において、Pd(0)触媒が失活しない反応系で行うことが好ましい。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で十分脱気された系で行うことが好ましい。
具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と、式(100)で表される1種類以上の化合物または式(200)で表される1種類以上の化合物と、必要に応じて前記式(200)で表される1種類以上の化合物または式(100)で表される1種類以上の化合物を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した溶媒(例えば、トルエン)を加えた後、この溶液に、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した塩基(例えば、炭酸ナトリウム水溶液等)を滴下した後、加熱し、保温しながら(例えば、還流温度で8時間、不活性雰囲気を保持しながら)重合することが挙げられる。
The Suzuki coupling reaction is preferably performed in a reaction system in which the Pd (0) catalyst is not deactivated under an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. For example, it is preferable to carry out in a system sufficiently deaerated with argon gas or nitrogen gas.
Specifically, after the inside of the polymerization vessel (reaction system) is sufficiently substituted with nitrogen gas and degassed, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II), represented by the formula (1), is added to the polymerization vessel. One or more types of compounds (preferably one or more types of compounds represented by formula (2)) and one or more types of compounds represented by formula (100) or one or more types of compounds represented by formula (200) The compound and, if necessary, one or more compounds represented by the formula (200) or one or more compounds represented by the formula (100) are charged, and the polymerization vessel is sufficiently substituted with nitrogen gas, After deaeration, a solvent (for example, toluene) deaerated by bubbling with nitrogen gas in advance is added, and then a base (for example, sodium carbonate) deaerated by bubbling with nitrogen gas is added to the solution. Was added dropwise an aqueous solution, etc.), heating, with thermal insulation (e.g., 8 hours at reflux temperature, while retaining the inert atmosphere), and may polymerize.

Stilleカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがハロゲン原子を表す場合、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、前記式(2)で表される1種類以上の化合物)と、式(300)で表される1種類以上の化合物と、必要に応じて上記式(200)で表される1種類以上の化合物と、をパラジウム触媒の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。なお、Eで表される2価の基としては、上記の式1〜式60で表される基が好ましい。
300−E−Q400 (300)
(式中、
は、ビニレン基、エチニレン基、アリーレン基または2価の複素環基を表す。
300およびQ400は、それぞれ独立に、有機スズ残基を表す。)
As a method using the Stille coupling reaction, for example, when Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) represent a halogen atom, the compound represented by the formula (1) is used. One or more compounds (preferably one or more compounds represented by the formula (2)), one or more compounds represented by the formula (300), and the above formula ( 200), and a production method having a step of reacting with one or more compounds in the presence of a palladium catalyst. As the divalent group represented by E 3, a group represented by Formulas 1 to 60 described above are preferred.
Q 300 -E 3 -Q 400 (300)
(Where
E 3 represents a vinylene group, an ethynylene group, an arylene group or a divalent heterocyclic group.
Q 300 and Q 400 each independently represent an organotin residue. )

式(300)における、Q300およびQ400で表される有機スズ残基としては、-SnR100 で表される基等が挙げられる。ここでR100は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、アルキル基およびアリール基が挙げられる。
1価の有機基として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、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル墓、n−ペンチル基、イソペンチル基、2−メチルブチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2一メチルペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の鎖状アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
1価の有機基としてのアリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
有機スズ残基としては、好ましくは-SnMe、-SnEt、-SnBuまたは-SnPhであり、より好ましくは-SnMe、-SnEtまたは-SnBuである。
なお、Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはブチル基を、Phはフェニル基を表す。
In the formula (300), examples of the organotin residue represented by Q 300 and Q 400 include a group represented by —SnR 100 3 . Here, R 100 represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group and an aryl group.
Specific examples of the alkyl group as the monovalent organic group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl tomb, and n-pentyl. Group, isopentyl group, 2-methylbutyl group, 1-methylbutyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group, 21-methylpentyl group, 1-methylpentyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, Examples include chain alkyl groups such as 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl tomb, octadecyl group, and eicosyl group, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, and adamantyl group. It is done.
Specific examples of the aryl group as the monovalent organic group include a phenyl group and a naphthyl group.
The organotin residues, preferably -SnMe 3, -SnEt 3, a -SnBu 3 or -SnPh 3, more preferably -SnMe 3, a -SnEt 3 or -SnBu 3.
Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZがハロゲン原子を表す場合、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(200)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計と、式(300)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、1に近いことが好ましい。具体的には、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(200)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、式(300)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、0.7〜1.4であることが好ましく、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。 When Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) represent a halogen atom, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably the formula (1) 2) one or more compounds represented by formula (2) and the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) and the sum of the number of moles of one or more compounds represented by formula (300) Is preferably close to 1. Specifically, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)) and one or more compounds represented by the formula (200) The ratio of the total number of moles of one or more compounds represented by the formula (300) to the total number of moles is preferably 0.7 to 1.4, and 0.8 to 1.2. More preferably it is.

一方、式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZが有機スズ残基を表す場合、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と、式(200)で表される1種類以上の化合物と、必要に応じて式(300)で表される1種類以上の化合物を、をパラジウム触媒の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。 On the other hand, when Z 1 and Z 2 in the compound represented by Formula (1) or the compound represented by Formula (2) represent an organotin residue, one or more compounds represented by Formula (1) ( Preferably, one or more compounds represented by formula (2)), one or more compounds represented by formula (200), and optionally one or more compounds represented by formula (300) The manufacturing method which has a process with which a compound is made to react in presence of a palladium catalyst is mentioned.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZが有機スズ残基を表す場合、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(300)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計と、式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、1に近いことが好ましい。具体的には、式(1)で表わされる1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と式(300)で表される1種類以上の化合物のモル数の合計に対して、式(200)で表わされる1種類以上の化合物のモル数の合計の比率が、0.7〜1.4であることが好ましく、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。 When Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) represent an organotin residue, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably (One or more compounds represented by formula (2)) and the total number of moles of one or more compounds represented by formula (300), and the number of moles of one or more compounds represented by formula (200) The total ratio is preferably close to 1. Specifically, one or more compounds represented by the formula (1) (preferably one or more compounds represented by the formula (2)) and one or more compounds represented by the formula (300) The ratio of the total number of moles of one or more compounds represented by formula (200) to the total number of moles is preferably 0.7 to 1.4, and preferably 0.8 to 1.2. More preferably it is.

Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒としては、例えば、Pd(0)触媒、Pd(II)触媒が挙げられる。具体的には、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウムアセテート、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウムが挙げられ、反応(重合)操作の容易さ、反応(重合)速度の観点からは、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムが好ましい。
Stilleカップリング反応に使用するパラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)のモル数の合計に対して、通常0.0001〜0.5モル%であり、好ましくは0.0003〜0.2モル%である。
Examples of the palladium catalyst used in the Stille coupling reaction include a Pd (0) catalyst and a Pd (II) catalyst. Specific examples include palladium [tetrakis (triphenylphosphine)], palladium acetates, dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, Palladium [tetrakis (triphenylphosphine)] and tris (dibenzylideneacetone) dipalladium are preferable from the viewpoints of easy reaction (polymerization) operation and reaction (polymerization) rate.
The addition amount of the palladium catalyst used in the Stille coupling reaction is not particularly limited as long as it is an effective amount as a catalyst, but one or more compounds represented by the formula (1) (preferably the formula (2) ) Is usually 0.0001 to 0.5 mol%, preferably 0.0003 to 0.2 mol%, based on the total number of moles of one or more compounds represented by).

また、Stilleカップリング反応において、必要に応じて配位子や助触媒を用いることもできる。配位子としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(o−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2−フリル)ホスフィン等のリン化合物やトリフェニルアルシン、トリフェノキシアルシン等の砒素化合物が挙げられる。助触媒としてはヨウ化銅、臭化銅、塩化銅、2−テノイル酸銅(I)などが挙げられる。
配位子や助触媒を用いる場合、配位子や助触媒の添加量は、パラジウム触媒のモル数の合計に対して、通常0.5〜100モル%であり、好ましくは0.9〜20モル%であり、さらに好ましくは1〜10モル%である。
Further, in the Stille coupling reaction, a ligand or a cocatalyst can be used as necessary. Examples of the ligand include phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, tri (o-methoxyphenyl) phosphine, tris (2-furyl) phosphine, triphenylarsine, and triphenoxyarsine. Examples include arsenic compounds. Examples of the cocatalyst include copper iodide, copper bromide, copper chloride, and copper (I) 2-thenoylate.
When using a ligand or a cocatalyst, the addition amount of the ligand or the cocatalyst is usually 0.5 to 100 mol%, preferably 0.9 to 20 mol%, based on the total number of moles of the palladium catalyst. More preferably, it is 1 to 10 mol%.

Stilleカップリング反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。本発明の高分子化合物の溶媒溶解性の観点からは、トルエンまたはテトラヒドロフランが好ましい。   The Stille coupling reaction is usually performed in a solvent. Examples of the solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and the like. From the viewpoint of solvent solubility of the polymer compound of the present invention, toluene or tetrahydrofuran is preferred.

Stilleカップリング反応を行う温度は、溶媒にもよるが、通常50〜160℃程度であり、本発明の高分子化合物の高分子量化の観点から、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
前記反応を行う時間(反応時間)は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常0.1時間〜200時間程度である。1時間〜30時間程度が効率的で好ましい。
The temperature at which the Stille coupling reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound of the present invention. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
The time for performing the reaction (reaction time) may be the end point when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 1 to 30 hours is efficient and preferable.

Stilleカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下において、Pd触媒が失活しない反応系で行うことが好ましい。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行うことが好ましい。
具体的には、重合容器(反応系)内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、パラジウム触媒を仕込み、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)、式(300)で表される1種類以上の化合物または式(200)で表される1種類以上の化合物、必要に応じて式(200)で表される1種類以上の化合物または式(300)で表される1種類以上の化合物を仕込み、さらに、重合容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した溶媒(例えば、トルエン等)を加えた後、必要に応じて配位子や助触媒を加え、その後、加熱、昇温しながら(例えば、還流温度で8時間、不活性雰囲気を保持しながら)重合することが挙げられる。
The Stille coupling reaction is preferably performed in a reaction system in which the Pd catalyst is not deactivated in an inert atmosphere such as argon gas or nitrogen gas. For example, it is preferable to carry out in a system sufficiently deaerated with argon gas, nitrogen gas or the like.
Specifically, after the inside of the polymerization vessel (reaction system) is sufficiently substituted with nitrogen gas and degassed, the polymerization vessel is charged with a palladium catalyst, and one or more compounds represented by the formula (1) (preferably Is one or more compounds represented by formula (2)), one or more compounds represented by formula (300) or one or more compounds represented by formula (200), and optionally formula One or more compounds represented by (200) or one or more compounds represented by formula (300) are charged, and the polymerization vessel is sufficiently substituted with nitrogen gas, deaerated, and then preliminarily filled with nitrogen gas. After adding a solvent degassed by bubbling (for example, toluene), a ligand and a co-catalyst are added as necessary, and then heated and heated (for example, at reflux temperature for 8 hours, undisturbed Polymerization while maintaining an active atmosphere) It is below.

式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)を0価ニッケル化合物の存在下において反応させることにより、本発明の高分子化合物を製造することもできる。0価ニッケル化合物としては、ビス(シクロオクタジエン)ニッケルやテトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル等を用いてもよく、また、亜鉛のような還元性金属とNiCl、NiBrのような2価ニッケル化合物を共存させることで反応系内で0価ニッケル化合物を発生させる方法を用いてもよい。
0価ニッケル化合物の存在下において反応させる場合、用いる溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。反応を行う温度は、溶媒にもよるが、通常50〜160℃程度であり、高分子化合物の高分子量化の観点から、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
反応を行う時間(反応時間)は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間〜200時間程度である。1時間〜30時間程度が効率的で好ましい。
By reacting one or more compounds represented by formula (1) (preferably, one or more compounds represented by formula (2)) in the presence of a zerovalent nickel compound, the polymer of the present invention Compounds can also be produced. As the zero-valent nickel compound, bis (cyclooctadiene) nickel, tetrakis (triphenylphosphine) nickel, or the like may be used. Also, a reducing metal such as zinc and divalent nickel such as NiCl 2 and NiBr 2 may be used. You may use the method of generating a zerovalent nickel compound within a reaction system by making a compound coexist.
When the reaction is carried out in the presence of a zerovalent nickel compound, examples of the solvent used include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, toluene, dimethoxyethane, and tetrahydrofuran. The temperature at which the reaction is carried out depends on the solvent, but is usually about 50 to 160 ° C., and preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of increasing the molecular weight of the polymer compound. Alternatively, the temperature may be raised to near the boiling point of the solvent and refluxed.
The reaction time (reaction time) may be the end point when the target degree of polymerization is reached, but is usually about 0.1 to 200 hours. About 1 to 30 hours is efficient and preferable.

式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物におけるZおよびZが水素原子である場合、酸化重合による製造方法も挙げられ、式(1)で表される1種類以上の化合物(好ましくは、式(2)で表される1種類以上の化合物)と、必要に応じ式(400)で表される1種類以上の化合物と、を公知の酸化重合触媒存在下反応させる方法が挙げられる。なお、Eで表されるアリーレン基または2価の複素環基としては、上記の式1〜式60で表される基が好ましい。
酸化重合触媒としては、例えば、金属ハロゲン化物、金属ハロゲン化物とアミン錯体との混合物(金属ハロゲン化物/アミン錯体)等が用いられる。ここで金属ハロゲン化物としては、例えば、銅、鉄、バナジウムまたはクロム等の金属の1価、2価または3価のハロゲン化物を用いることができる。アミン錯体の製造に用いるアミンとしては、例えば、ピリジン、ルチジン、2−メチルイミダゾール、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミンなどのアミンを用いることができる。金属ハロゲン化物/アミン錯体は溶媒中、酸素存在下で金属ハロゲン化物とアミンを混合することによって製造することが可能であり、金属ハロゲン化物とアミンの混合モル比は、通常、金属ハロゲン化物/アミン=1/0.l〜1/200であり、好ましくは1/0.3〜1/100である。
H−E−H (400)
(式中、Eは、アリーレン基または2価の複素環基を表す。〕
In the case where Z 1 and Z 2 in the compound represented by the formula (1) or the compound represented by the formula (2) are hydrogen atoms, a production method by oxidative polymerization is also exemplified, and 1 represented by the formula (1) One or more kinds of compounds (preferably one or more kinds of compounds represented by formula (2)) and, if necessary, one or more kinds of compounds represented by formula (400) in the presence of a known oxidation polymerization catalyst. The method of making it react is mentioned. As the arylene group or a divalent heterocyclic group represented by E 4, groups represented by Formulas 1 to 60 described above are preferred.
As the oxidation polymerization catalyst, for example, a metal halide, a mixture of a metal halide and an amine complex (metal halide / amine complex), or the like is used. Here, as the metal halide, for example, a monovalent, divalent, or trivalent halide of a metal such as copper, iron, vanadium, or chromium can be used. As the amine used for the production of the amine complex, for example, amines such as pyridine, lutidine, 2-methylimidazole, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine can be used. A metal halide / amine complex can be prepared by mixing a metal halide and an amine in a solvent in the presence of oxygen, and the molar ratio of the metal halide to the amine is usually the metal halide / amine. = 1/0. 1 to 1/200, preferably 1 / 0.3 to 1/100.
H-E 4 -H (400)
(In the formula, E 4 represents an arylene group or a divalent heterocyclic group.)

酸化重合における触媒としては、塩化鉄を用いることもできる(Polym. Prep. Japan, Vol.48, 309 (1999))。さらに、銅/アミン触媒系(J. Org. Chem.,64, 2264 (1999)、J. Polym. Sci. PartA, Polym. Chem., 37, 3702 (1999))を用いることにより、高分子化合物の分子量を高めることができる。   As a catalyst in the oxidative polymerization, iron chloride can also be used (Polym. Prep. Japan, Vol. 48, 309 (1999)). Further, a polymer compound is obtained by using a copper / amine catalyst system (J. Org. Chem., 64, 2264 (1999), J. Polym. Sci. Part A, Polym. Chem., 37, 3702 (1999)). The molecular weight of can be increased.

酸化重合における溶媒としては、触媒が被毒を受けない溶媒であれば特に制限なく使用することができる。溶媒としては、例えば、炭化水素溶媒、エーテル系溶媒、アルコール類が挙げられる。ここで、炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ナフタリン、テトラリンが挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジフェニルエーテル、tert−ブチルメチルエーテルが挙げられる。アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2−メトキシエタノールが挙げられる。   As the solvent in the oxidative polymerization, any solvent that does not cause poisoning of the catalyst can be used without particular limitation. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents, ether solvents, and alcohols. Here, examples of the hydrocarbon solvent include toluene, benzene, xylene, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, naphthalene, and tetralin. Examples of the ether solvent include diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diphenyl ether, and tert-butyl methyl ether. Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, and 2-methoxyethanol.

酸化重合における反応温度は、通常−100℃〜100℃であり、好ましくは−50〜50℃程度である。   The reaction temperature in oxidative polymerization is usually -100 ° C to 100 ° C, preferably about -50 to 50 ° C.

さらには、高分子化合物を製造する場合には、高分子化合物の原料となる化合物(以下、「モノマー」ということがある。)を2種類以上混合して重合する方法や、1種類のモノマーを重合した後に2種目のモノマーを添加する方法などが挙げられる。これらの方法を用いることにより、またはこれらの方法を組み合わせることにより、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、マルチブロック共重合体、グラフト共重合体などを製造することが可能である。   Furthermore, in the case of producing a polymer compound, a method of polymerizing a mixture of two or more compounds (hereinafter sometimes referred to as “monomer”) as a raw material of the polymer compound, or a single monomer. Examples thereof include a method of adding a second monomer after polymerization. By using these methods, or by combining these methods, it is possible to produce block copolymers, random copolymers, alternating copolymers, multi-block copolymers, graft copolymers, etc. is there.

本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、有機半導体素子の作製に用いたときに、得られる有機半導体素子の特性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基で保護されていることが好ましい。本発明の高分子化合物における主鎖のπ共役構造と連続したπ共役結合を有しているものが好ましく、アリール基や1価の複素環基で保護されていることが好ましい。   Since the terminal group of the polymer compound of the present invention, if the polymerization active group remains as it is, when used for the production of an organic semiconductor element, there is a possibility that the characteristics and life of the obtained organic semiconductor element may be reduced. It is preferably protected by a stable group. The polymer compound of the present invention preferably has a π-conjugated bond continuous with the π-conjugated structure of the main chain, and is preferably protected with an aryl group or a monovalent heterocyclic group.

本発明の高分子化合物は、式(A)で表される化合物を用いて製造することもできる。
−W−Ar−W−Z (A)
(式中、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。Arは、アリーレン基または2価の複素環基を表す。Wは、式(A−1)で表される基または式(A−2)で表される基を表す。Wは、式(A−3)で表される基または式(A−4)で表される基を表す。)

Figure 2014031364
(式(A−1)〜式(A−4)中、R’、R、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。環C、環D、環E、および環Fは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。) The polymer compound of the present invention can also be produced using a compound represented by the formula (A).
Z 3 -W 1 -Ar 1 -W 2 -Z 4 (A)
(In the formula, Z 3 and Z 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or organic. Represents a tin residue, Ar 1 represents an arylene group or a divalent heterocyclic group, and W 1 represents a group represented by the formula (A-1) or a group represented by the formula (A-2). W 2 represents a group represented by the formula (A-3) or a group represented by the formula (A-4).
Figure 2014031364
(In Formula (A-1) to Formula (A-4), R ′, R 4 , R 5 and R 6 represent the same meaning as described above. Ring C, Ring D, Ring E and Ring F are Each independently represents a heterocycle, which may have a substituent.

環C、環D、環E及び環Fの定義、具体例としては前述の環A及環Bの定義、具体例と同じである。
及びZで表されるハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基の定義、具体例は、前述のZで表されるハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基の定義、具体例と同じである。本発明の化合物の合成の容易さの観点から、Z及びZは、同一の基を表すことが好ましく、水素原子を表すことがより好ましい。
The definitions and specific examples of ring C, ring D, ring E and ring F are the same as the definitions and specific examples of ring A and ring B described above.
Definitions and specific examples of halogen atoms, boric acid ester residues, boric acid residues (meaning groups represented by —B (OH) 2 ) or organotin residues represented by Z 3 and Z 4 are as follows. Definition of the halogen atom represented by Z 1 , borate ester residue, boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or organotin residue, specific examples and The same. From the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, Z 3 and Z 4 preferably represent the same group, and more preferably represent a hydrogen atom.

Arで表されるアリーレン基または2価の複素環基の定義、具体例は、前述のアリーレン基または2価の複素環基の定義、具体例と同じである。本発明の化合物の高分子化合物のπ共役が広がる観点から、2価の複素環基が好ましく、5員環を有する式25〜式28、式36、式37、式43,式44、式52〜58および式60がより好ましい。 The definition and specific examples of the arylene group or divalent heterocyclic group represented by Ar 1 are the same as the definition and specific examples of the arylene group or divalent heterocyclic group described above. From the viewpoint of spreading π conjugation of the polymer compound of the present invention, a divalent heterocyclic group is preferable, and Formulas 25 to 28, Formula 36, Formula 37, Formula 43, Formula 44, and Formula 52 having a five-membered ring are preferable. -58 and Formula 60 are more preferred.

式(A)で表される化合物としては、例えば、式(7)で表される化合物、式(8)で表される化合物、および式(9)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2014031364
〔式(7)〜式(9)中、R’、R、R、R、Z、Z、環C、環D、環E、環F、およびArは、前記と同じ意味を表す。〕 Examples of the compound represented by the formula (A) include a compound represented by the formula (7), a compound represented by the formula (8), and a compound represented by the formula (9).
Figure 2014031364
[In the formulas (7) to (9), R ′, R 4 , R 5 , R 6 , Z 3 , Z 4 , ring C, ring D, ring E, ring F, and Ar 1 are the same as above. Represents meaning. ]

式(7)で表される化合物としては、式(10)で表される化合物が好ましい。
式(8)で表される化合物としては、式(11)で表される化合物が好ましい。
式(9)で表される化合物としては、式(12)で表される化合物が好ましい。

Figure 2014031364
(式(10)〜式(12)中、R’、R、R、R、Z及びZは前記と同じ意味を表す。R、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。) As a compound represented by Formula (7), the compound represented by Formula (10) is preferable.
As a compound represented by Formula (8), the compound represented by Formula (11) is preferable.
As a compound represented by Formula (9), the compound represented by Formula (12) is preferable.
Figure 2014031364
(In the formula (10) to Formula (12), R ', R 4, R 5, .R 7 R 6, Z 3 and Z 4 represent the same meanings as defined above, R 8, R 9, R 10, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or 1 having 2 to 30 carbon atoms. A valent heterocyclic group or an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, which may have a substituent.)

、R、R、R10、R11、R12、R13及びR14で表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基の定義、具体例は、前述のRで表される炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基の定義、具体例と同じである。本発明の化合物の合成の容易さの観点からは、炭素原子数1〜30のアルキル基、フッ素原子を表すことが好ましく、水素原子を表すことがより好ましい。 R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 , an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and the number of carbon atoms The definition and specific examples of the monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms or the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms include the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms represented by the aforementioned R 3 , and 6 to 6 carbon atoms. Definitions and specific examples of 30 aryl groups, monovalent heterocyclic groups having 2 to 30 carbon atoms, or alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms are the same as those described above. From the viewpoint of ease of synthesis of the compound of the present invention, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a fluorine atom are preferable, and a hydrogen atom is more preferable.

式(10)で表される化合物、式(11)で表される化合物及び式(12)で表される化合物は、例えば、式(2)で表される化合物であって、Zが臭素原子であり、かつ、Zが水素原子である化合物、もしくは、Zが水素原子であり、かつ、Zが臭素原子である化合物と、式(13)で表される化合物とを前述のStilleカップリング法で反応させることによって得ることが出来る。

Figure 2014031364
(式中、R、R10、R11、およびR12は前記と同じ意味を表す。) The compound represented by formula (10), the compound represented by formula (11), and the compound represented by formula (12) are, for example, compounds represented by formula (2), wherein Z 1 is bromine. A compound that is an atom and Z 2 is a hydrogen atom, or a compound that Z 1 is a hydrogen atom and Z 2 is a bromine atom, and a compound represented by the formula (13), It can be obtained by reacting with a Stille coupling method.
Figure 2014031364
(Wherein R 9 , R 10 , R 11 , and R 12 represent the same meaning as described above.)

及びZが水素原子である式(10)で表される化合物、式(11)で表される化合物、及び、式(12)で表される化合物は、酸化重合等で高分子量化することも可能である。Z及びZが、同一又は相異なり、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基式(10)で表される化合物、式(11)で表される化合物、及び、式(12)で表される化合物は、上述のSuzukiカップリングやStilleカップリング反応を用いて高分子量化することができる。 The compound represented by the formula (10) in which Z 3 and Z 4 are hydrogen atoms, the compound represented by the formula (11), and the compound represented by the formula (12) are increased in molecular weight by oxidation polymerization or the like. It is also possible to do. Z 3 and Z 4 are the same or different and are a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or an organotin residue formula (10 ), The compound represented by formula (11), and the compound represented by formula (12) can be made high molecular weight using the above-described Suzuki coupling or Stille coupling reaction. .

<有機半導体材料>
有機半導体材料は、本発明の高分子化合物の1種類を単独で含むものであってもよく、また2種類以上を含むものであってもよい。また、有機半導体材料は、キャリア輸送性を高めるため、本発明の高分子化合物に加え、キャリア輸送性を有する低分子化合物または高分子化合物を更に含んでいてもよい。有機半導体材料が、本発明の高分子化合物以外の成分を含む場合は、本発明の高分子化合物を30重量%以上含むことが好ましく、50重量%以上含むことがより好ましい。
<Organic semiconductor materials>
The organic semiconductor material may contain one kind of the polymer compound of the present invention alone, or may contain two or more kinds. Moreover, in order to improve carrier transport property, the organic-semiconductor material may further contain the low molecular compound or polymer compound which has carrier transport property in addition to the polymer compound of this invention. When the organic semiconductor material contains a component other than the polymer compound of the present invention, the polymer compound of the present invention is preferably contained in an amount of 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more.

キャリア輸送性を有する化合物としては、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、オリゴチオフェンおよびその誘導体、オキサジアゾール誘導体、フラーレン類およびその誘導体等の低分子化合物、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体等が挙げられる。   Compounds having carrier transport properties include arylamine derivatives, stilbene derivatives, oligothiophene and derivatives thereof, low molecular compounds such as oxadiazole derivatives, fullerenes and derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene And derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polythienylene vinylene and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof, and the like.

有機半導体材料は、その特性を向上させるために、本発明の高分子化合物以外の高分子化合物材料を高分子バインダーとして含有していてもよい。高分子バインダーとしては、キャリア輸送性を過度に低下させないものが好ましい。   The organic semiconductor material may contain a polymer compound material other than the polymer compound of the present invention as a polymer binder in order to improve the characteristics. As the polymer binder, those that do not excessively lower the carrier transportability are preferable.

高分子バインダーの例としては、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)およびその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)およびその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンが挙げられる。   Examples of polymer binders include poly (N-vinylcarbazole), polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, poly (p-phenylene vinylene) and derivatives thereof, poly (2,5-thienylene vinylene) and derivatives thereof , Polycarbonate, polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride, and polysiloxane.

<有機半導体素子>
本発明の高分子化合物は、高い電荷移動度を有することから、本発明の高分子化合物を含む有機薄膜を有機半導体素子に用いた場合、電極から注入された電荷(電子およびホールを意味する。)、或いは、光吸収によって発生した電荷を効率的に輸送することができる。これらの特性を活かして、本発明の高分子化合物は、光電変換素子(特に、有機太陽電池)、有機トランジスタ、有機エレクトロルミネッセンス素子等の種々の有機半導体素子に好適に用いることができる。以下、これらの有機半導体素子について個々に説明する。
<Organic semiconductor element>
Since the polymer compound of the present invention has high charge mobility, when an organic thin film containing the polymer compound of the present invention is used for an organic semiconductor element, it means charges (electrons and holes) injected from the electrode. ) Or charge generated by light absorption can be efficiently transported. Taking advantage of these characteristics, the polymer compound of the present invention can be suitably used for various organic semiconductor elements such as photoelectric conversion elements (particularly, organic solar cells), organic transistors, and organic electroluminescence elements. Hereinafter, these organic semiconductor elements will be described individually.

(光電変換素子)
本発明の高分子化合物を含む光電変換素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に、本発明の高分子化合物を含む1層以上の活性層を有する。
本発明の高分子化合物を含む光電変換素子の好ましい形態としては、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極と、p型の有機半導体とn型の有機半導体との組成物から形成される活性層を有する。本発明の高分子化合物は、p型の有機半導体として用いることが好ましい。この形態の光電変換素子の動作機構を説明する。透明または半透明の電極から入射した光エネルギーがフラーレン誘導体等の電子受容性化合物(n型の有機半導体)および/または本発明の高分子化合物等の電子供与性化合物(p型の有機半導体)で吸収され、電子とホールが結合した励起子を生成する。生成した励起子が移動して、電子受容性化合物と電子供与性化合物が隣接しているヘテロ接合界面に達すると、界面でのそれぞれのHOMOエネルギーおよびLUMOエネルギーの違いにより電子とホールが分離し、独立に動くことができる電荷が発生する。発生した電荷は、それぞれ電極へ移動することにより外部へ電気エネルギー(電流)として取り出すことができる。
(Photoelectric conversion element)
The photoelectric conversion element containing the polymer compound of the present invention has one or more active layers containing the polymer compound of the present invention between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent.
A preferable form of the photoelectric conversion element containing the polymer compound of the present invention is formed from a composition of a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor. Has an active layer. The polymer compound of the present invention is preferably used as a p-type organic semiconductor. The operation mechanism of the photoelectric conversion element of this embodiment will be described. Light energy incident from a transparent or translucent electrode is an electron-accepting compound (n-type organic semiconductor) such as a fullerene derivative and / or an electron-donating compound (p-type organic semiconductor) such as a polymer compound of the present invention. Absorbed, producing excitons in which electrons and holes are combined. When the generated excitons move and reach the heterojunction interface where the electron-accepting compound and the electron-donating compound are adjacent to each other, electrons and holes are separated due to the difference in HOMO energy and LUMO energy at the interface, Electric charges that can move independently are generated. The generated charges can be taken out as electric energy (current) by moving to the electrodes.

本発明の高分子化合物を用いて製造される光電変換素子は、通常、基板上に形成される。この基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコンが挙げられる。不透明な基板の場合には、反対の電極(即ち、基板から遠い方の電極)が透明または半透明であることが好ましい。   The photoelectric conversion element manufactured using the polymer compound of the present invention is usually formed on a substrate. The substrate may be any substrate that does not chemically change when the electrodes are formed and the organic layer is formed. Examples of the material for the substrate include glass, plastic, polymer film, and silicon. In the case of an opaque substrate, the opposite electrode (that is, the electrode far from the substrate) is preferably transparent or translucent.

本発明の高分子化合物を有する光電変換素子の他の態様は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に、本発明の高分子化合物を含む第1の活性層と、該第1の活性層に隣接して、フラーレン誘導体等の電子受容性化合物を含む第2の活性層を含む光電変換素子である。   In another aspect of the photoelectric conversion element having the polymer compound of the present invention, the first active layer containing the polymer compound of the present invention is interposed between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and the first A photoelectric conversion element including a second active layer containing an electron accepting compound such as a fullerene derivative adjacent to the active layer.

透明または半透明の電極材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(以下、「ITO」ということがある。)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性材料を用いて作製された膜、NESAや、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極材料として、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。   Examples of the transparent or translucent electrode material include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film. Specifically, conductive materials composed of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium tin oxide (hereinafter referred to as “ITO”), indium, zinc oxide, and the like, which are composites thereof. A film prepared using, NESA, gold, platinum, silver, copper, or the like is used, and ITO, indium / zinc / oxide, and tin oxide are preferable. Examples of the method for producing the electrode include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, and the like. Moreover, you may use organic transparent conductive films, such as polyaniline and its derivative (s), polythiophene, and its derivative (s) as an electrode material.

一方の電極は透明でなくてもよく、該電極の電極材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができる。電極材料の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、およびそれらのうち2つ以上の合金、または、1種以上の前記金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステンおよび錫からなる群から選ばれる1種以上の金属との合金、グラファイト、グラファイト層間化合物、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体等が挙げられる。合金としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。   One electrode may not be transparent, and a metal, a conductive polymer, etc. can be used as an electrode material of the electrode. Specific examples of the electrode material include metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, etc. And one or more alloys selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, and tin. Examples thereof include alloys with metals, graphite, graphite intercalation compounds, polyaniline and its derivatives, polythiophene and its derivatives. Examples of the alloy include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, and calcium-aluminum alloy.

光電変換効率を向上させるための手段として、上記の活性層以外の付加的な中間層を使用してもよい。中間層として用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化チタン等の酸化物、PEDOT(ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン)等が挙げられる。   As a means for improving the photoelectric conversion efficiency, an additional intermediate layer other than the above active layer may be used. Examples of the material used for the intermediate layer include alkali metals such as lithium fluoride, halides of alkaline earth metals, oxides such as titanium oxide, and PEDOT (poly-3,4-ethylenedioxythiophene).

活性層は、本発明の高分子化合物を一種単独で含んでいても二種以上を組み合わせて含んでいてもよい。なお、電子供与性化合物、電子受容性化合物は、これらの化合物のエネルギー準位から相対的に決定される。   The active layer may contain the polymer compound of the present invention alone or in combination of two or more. The electron donating compound and the electron accepting compound are relatively determined from the energy levels of these compounds.

電子供与性化合物としては、本発明の高分子化合物のほか、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェンおよびその誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリシランおよびその誘導体、側鎖または主鎖に芳香族アミン残基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体等が挙げられる。   As the electron-donating compound, in addition to the polymer compound of the present invention, for example, pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, oligothiophene and derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, Examples thereof include polysiloxane derivatives having an aromatic amine residue in the side chain or main chain, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polythienylene vinylene and derivatives thereof, and the like.

電子受容性化合物としては、本発明の高分子化合物のほか、例えば、炭素材料、酸化チタン等の金属酸化物、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体、ポリキノリンおよびその誘導体、ポリキノキサリンおよびその誘導体、ポリフルオレンおよびその誘導体、2、9−ジメチル−4、7−ジフェニル−1、10−フェナントロリン(バソクプロイン)等のフェナントレン誘導体、フラーレン、フラーレン誘導体等が挙げられ、好ましくは、酸化チタン、カーボンナノチューブ、フラーレンまたはフラーレン誘導体であり、より好ましくはフラーレンまたはフラーレン誘導体である。   As the electron-accepting compound, in addition to the polymer compound of the present invention, for example, carbon materials, metal oxides such as titanium oxide, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and derivatives thereof, benzoquinone and derivatives thereof, naphthoquinone and derivatives thereof Derivatives, anthraquinones and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof Derivatives, polyfluorenes and derivatives thereof, phenanthrene derivatives such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (bathocuproine), fullerenes, fullerene derivatives Body and the like, preferably, titanium oxide, carbon nanotubes, a fullerene or a fullerene derivative, more preferably a fullerene or a fullerene derivative.

フラーレンまたはフラーレン誘導体としては、C60、C70、C76、C78、C84およびその誘導体が挙げられる。フラーレンの誘導体の具体的構造としては、以下のようなものが挙げられる。 Examples of fullerene or fullerene derivatives include C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , C 84 and derivatives thereof. Specific examples of the fullerene derivative include the following.

Figure 2014031364
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また、フラーレン誘導体の例としては、[6,6]フェニル−C61酪酸メチルエステル(C60PCBM、[6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C70酪酸メチルエステル(C70PCBM、[6,6]-Phenyl C70 butyric acid methyl ester)、[6,6]フェニル−C84酪酸メチルエステル(C84PCBM、[6,6]-Phenyl C84 butyric acid methyl ester)、[6,6]チェニル−C60酪酸メチルエステル([6,6]-Thienyl C60 butyric acid methyl ester)等が挙げられる。   Examples of fullerene derivatives include [6,6] phenyl-C61 butyric acid methyl ester (C60PCBM, [6,6] -Phenyl C61 butyric acid methyl ester), [6,6] phenyl-C70 butyric acid methyl ester (C70PCBM). [6,6] -Phenyl C70 butyric acid methyl ester), [6,6] Phenyl-C84 butyric acid methyl ester (C84PCBM, [6,6] -Phenyl C84 butyric acid methyl ester), [6,6] Examples thereof include C60 butyric acid methyl ester ([6,6] -Thienyl C60 butyric acid methyl ester).

活性層中に本発明の高分子化合物とフラーレン誘導体とを含む場合、フラーレン誘導体の割合が、本発明の高分子化合物100重量部に対して、10〜1000重量部であることが好ましく、20〜500重量部であることがより好ましい。   When the active layer contains the polymer compound of the present invention and the fullerene derivative, the ratio of the fullerene derivative is preferably 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer compound of the present invention. More preferably, it is 500 parts by weight.

活性層の厚さは、好ましくは1nm〜100μmであり、より好ましくは2nm〜1000nmであり、更に好ましくは5nm〜500nmであり、特に好ましくは20nm〜200nmである。   The thickness of the active layer is preferably 1 nm to 100 μm, more preferably 2 nm to 1000 nm, still more preferably 5 nm to 500 nm, and particularly preferably 20 nm to 200 nm.

活性層の製造方法は、如何なる方法で製造してもよいが、例えば、本発明の高分子化合物を含む溶液からの成膜や、真空蒸着法による成膜方法が挙げられる。   The active layer may be produced by any method, and examples thereof include film formation from a solution containing the polymer compound of the present invention and film formation by vacuum deposition.

光電変換素子の好ましい製造方法は、第1の電極と第2の電極とを有し、該第1の電極と該第2の電極との間に活性層を有する光電変換素子の製造方法であって、該第1の電極上に本発明の高分子化合物と溶媒とを含む溶液(「インク」と呼ばれることがある。)を塗布法により活性層を形成する工程、該活性層上に第2の電極を形成する工程を含む製造方法である。   A preferred method for producing a photoelectric conversion element is a method for producing a photoelectric conversion element having a first electrode and a second electrode, and having an active layer between the first electrode and the second electrode. A step of forming an active layer on the first electrode by a coating method using a solution containing the polymer compound of the present invention and a solvent (sometimes referred to as “ink”), a second on the active layer. It is a manufacturing method including the process of forming this electrode.

溶液からの成膜に用いる溶媒は、本発明の高分子化合物を溶解させるものであればよい。該溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン等の不飽和炭化水素系溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル系溶媒が挙げられる。本発明の高分子化合物は、通常、上記溶媒に0.1重量%以上で溶解させることができる。   The solvent used for film formation from a solution may be any one that dissolves the polymer compound of the present invention. Examples of the solvent include unsaturated hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, and tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, and dichloromethane. Halogenated saturated hydrocarbon solvents such as dichloroethane, chlorobutane, bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane and bromocyclohexane, and halogenated unsaturated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene Examples of the solvent include ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran. The polymer compound of the present invention can usually be dissolved in the above solvent at 0.1% by weight or more.

溶液を用いて成膜する場合、スリットコート法、ナイフコート法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スリットコート法、キャピラリーコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ノズルコート法、インクジェット印刷法、スピンコート法が好ましい。   When forming a film using a solution, slit coating method, knife coating method, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, Coating methods such as spray coating, screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, ink jet printing, dispenser printing, nozzle coating, capillary coating, etc. can be used, slit coating, capillary A coating method, a gravure coating method, a micro gravure coating method, a bar coating method, a knife coating method, a nozzle coating method, an ink jet printing method, and a spin coating method are preferable.

成膜性の観点からは、25℃における溶媒の表面張力が15mN/mより大きいことが好ましく、15mN/mより大きく100mN/mよりも小さいことがより好ましく、25mN/mより大きく60mN/mよりも小さいことがさらに好ましい。   From the viewpoint of film formability, the surface tension of the solvent at 25 ° C. is preferably larger than 15 mN / m, more preferably larger than 15 mN / m and smaller than 100 mN / m, larger than 25 mN / m and larger than 60 mN / m. It is more preferable that the value is small.

(有機太陽電池)
本発明の高分子化合物を用いた光電変換素子は、透明または半透明の電極から太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、有機太陽電池として動作させることができる。有機太陽電池を複数集積することにより有機太陽電池モジュールとして用いることもできる。
(Organic solar cell)
The photoelectric conversion element using the polymer compound of the present invention can be operated as an organic solar cell by generating photovoltaic power between the electrodes by irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode. it can. It can also be used as an organic solar cell module by accumulating a plurality of organic solar cells.

また、電極間に電圧を印加した状態、あるいは無印加の状態で、透明または半透明の電極から光を照射することにより、光電流が流れ、有機光センサーとして動作させることができる。有機光センサーを複数集積することにより有機イメージセンサーとして用いることもできる。   Further, by applying light from a transparent or translucent electrode in a state where a voltage is applied between the electrodes or in a state where no voltage is applied, a photocurrent flows and the organic light sensor can be operated. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.

有機太陽電池は、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとり得る。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の支持基板の上にセルが構成され、その上を充填樹脂や保護ガラス等で覆い、支持基板の反対側から光を取り込む構造をとるが、支持基板に強化ガラス等の透明材料を用い、その上にセルを構成してその透明の支持基板側から光を取り込む構造とすることも可能である。
具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ、ポッティングタイプと呼ばれるモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池などで用いられる基板一体型モジュール構造等が知られている。本発明の高分子化合物を用いて製造される有機太陽電池も使用目的や使用場所および環境により、適宜これらのモジュール構造を選択することができる。
The organic solar cell can basically have the same module structure as a conventional solar cell module. The solar cell module generally has a structure in which cells are formed on a support substrate such as metal or ceramic, and the cell is covered with a filling resin or protective glass, and light is taken in from the opposite side of the support substrate. It is also possible to use a transparent material such as tempered glass for the support substrate, configure a cell thereon, and take in light from the transparent support substrate side.
Specifically, a module structure called a super straight type, a substrate type, and a potting type, a substrate integrated module structure used in an amorphous silicon solar cell, and the like are known. The organic solar battery produced using the polymer compound of the present invention can also be appropriately selected from these module structures depending on the purpose of use, place of use and environment.

代表的なスーパーストレートタイプまたはサブストレートタイプのモジュールは、片側または両側が透明で反射防止処理を施された支持基板の間に一定間隔にセルが配置され、隣り合うセル同士が金属リードまたはフレキシブル配線等によって接続され、外縁部に集電電極が配置されており、発生した電力を外部に取り出される構造となっている。基板とセルの間には、セルの保護や集電効率向上のため、目的に応じエチレンビニルアセテート(EVA)等様々な種類のプラスチック材料をフィルムまたは充填樹脂の形で用いてもよい。また、外部からの衝撃が少ないところなど表面を硬い素材で覆う必要のない場所において使用する場合には、表面保護層を透明プラスチックフィルムで構成し、または、上記充填樹脂を硬化させることによって保護機能を付与し、片側の支持基板をなくすことが可能である。支持基板の周囲は、内部の密封およびモジュールの剛性を確保するため金属製のフレームでサンドイッチ状に固定し、支持基板とフレームの間は封止材料で密封シールすることができる。また、セルそのものや支持基板、充填材料および封止材料に可撓性の素材を用いれば、曲面の上に太陽電池を構成することもできる。
ポリマーフィルム等のフレキシブル支持体を用いた太陽電池の場合、ロール状の支持体を送り出しながら順次セルを形成し、所望のサイズに切断した後、周縁部をフレキシブルで防湿性のある素材でシールすることにより電池本体を作製できる。また、Solar Energy Materials and Solar Cells, 48,p383-391記載の「SCAF」とよばれるモジュール構造とすることもできる。更に、フレキシブル支持体を用いた太陽電池は曲面ガラス等に接着固定して使用することもできる。
In a typical super straight type or substrate type module, cells are arranged at regular intervals between support substrates that are transparent on one side or both sides and have been subjected to antireflection treatment. The current collector electrode is connected to the outer edge portion, and the generated power is taken out to the outside. Various types of plastic materials such as ethylene vinyl acetate (EVA) may be used between the substrate and the cell in the form of a film or a filling resin depending on the purpose in order to protect the cell and improve the current collection efficiency. In addition, when used in places where it is not necessary to cover the surface with a hard material, such as where there is little impact from the outside, the protective function can be achieved by configuring the surface protective layer with a transparent plastic film or curing the filling resin. It is possible to eliminate the supporting substrate on one side. The periphery of the support substrate can be fixed in a sandwich with a metal frame in order to ensure internal sealing and module rigidity, and the support substrate and the frame can be hermetically sealed with a sealing material. Further, if a flexible material is used for the cell itself, the support substrate, the filling material, and the sealing material, a solar cell can be formed on the curved surface.
In the case of a solar cell using a flexible support such as a polymer film, cells are sequentially formed while feeding out a roll-shaped support, cut to a desired size, and then the periphery is sealed with a flexible and moisture-proof material. Thus, the battery body can be produced. A module structure called “SCAF” described in Solar Energy Materials and Solar Cells, 48, p383-391 can also be used. Furthermore, a solar cell using a flexible support can be used by being bonded and fixed to a curved glass or the like.

(有機エレクトロルミネッセンス素子)
本発明の高分子化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ということがある。)に用いることもできる。有機EL素子は、少なくとも一方が透明または半透明である一対の電極間に発光層を有する。有機EL素子は、発光層の他にも、正孔輸送層、電子輸送層等を含んでいてもよい。該発光層、正孔輸送層、電子輸送層のいずれかの層中に本発明の高分子化合物が含まれる。発光層中には、本発明の高分子化合物の他にも、電荷輸送材料(電子輸送材料と正孔輸送材料の総称を意味する)を含んでいてもよい。有機EL素子としては、陽極と発光層と陰極とを有する素子、さらに陰極と発光層の間に該発光層に隣接して電子輸送材料を含有する電子輸送層を有する、陽極と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子、さらに陽極と発光層の間に、該発光層に隣接して正孔輸送材料を含む正孔輸送層を有する、陽極と正孔輸送層と発光層と陰極とを有する素子、陽極と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と陰極とを有する素子等が挙げられる。
(Organic electroluminescence device)
The polymer compound of the present invention can also be used in an organic electroluminescence element (hereinafter sometimes referred to as “organic EL element”). The organic EL element has a light emitting layer between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent. The organic EL element may include a hole transport layer, an electron transport layer, and the like in addition to the light emitting layer. The polymer compound of the present invention is contained in any one of the light emitting layer, the hole transport layer, and the electron transport layer. In addition to the polymer compound of the present invention, the light emitting layer may contain a charge transport material (which means a generic term for an electron transport material and a hole transport material). As an organic EL element, an element having an anode, a light emitting layer, and a cathode, and further having an electron transporting layer containing an electron transporting material adjacent to the light emitting layer between the cathode and the light emitting layer, the anode, the light emitting layer, and the electron An element having a transport layer and a cathode, and further having a hole transport layer containing a hole transport material adjacent to the light emitting layer between the anode and the light emitting layer, the anode, the hole transport layer, the light emitting layer, and the cathode And an element having an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode.

(有機トランジスタ)
有機トランジスタとしては、ソース電極およびドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となり、本発明の高分子化合物を含む活性層と、該電流経路を通る電流量を制御するゲート電極とを備えた構成を有するものが挙げられる。このような構成を有する有機トランジスタとしては、電界効果型有機トランジスタ、静電誘導型有機トランジスタが挙げられる。
(Organic transistor)
The organic transistor has a source electrode and a drain electrode, a current path between these electrodes, an active layer containing the polymer compound of the present invention, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path The thing which has is mentioned. Examples of the organic transistor having such a configuration include a field effect organic transistor and a static induction organic transistor.

電界効果型有機トランジスタは、通常、ソース電極およびドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となり、本発明の高分子化合物を含む活性層と、該電流経路を通る電流量を制御するゲート電極と、活性層とゲート電極との間に配置される絶縁層とを有する有機トランジスタである。特に、ソース電極およびドレイン電極が、活性層に接して設けられており、さらに活性層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられている有機トランジスタが好ましい。   A field-effect organic transistor usually has a source electrode and a drain electrode, a current path between these electrodes, an active layer containing the polymer compound of the present invention, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path. The organic transistor having an active layer and an insulating layer disposed between the gate electrode. In particular, an organic transistor in which a source electrode and a drain electrode are provided in contact with an active layer and a gate electrode is provided with an insulating layer in contact with the active layer interposed therebetween is preferable.

静電誘導型有機トランジスタは、通常、ソース電極およびドレイン電極と、これらの電極間の電流経路となり、本発明の高分子化合物を含む活性層と、該電流経路を通る電流量を制御するゲート電極とを有し、該ゲート電極が活性層中に設けられている有機トランジスタである。特に、ソース電極、ドレイン電極および前記ゲート電極が、前記活性層に接して設けられている有機トランジスタが好ましい。   The electrostatic induction organic transistor usually has a source electrode and a drain electrode, a current path between these electrodes, an active layer containing the polymer compound of the present invention, and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path And the gate electrode is provided in the active layer. In particular, an organic transistor in which a source electrode, a drain electrode, and the gate electrode are provided in contact with the active layer is preferable.

ゲート電極は、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成でき、かつ、ゲート電極に印加した電圧で該電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし型電極構造が挙げられる。   The gate electrode only needs to have a structure in which a current path flowing from the source electrode to the drain electrode can be formed and the amount of current flowing in the current path can be controlled by a voltage applied to the gate electrode. It is done.

図1は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の一例を示す模式断面図である。図1に示す有機トランジスタ100は、基板1と、基板1上に所定の間隔を持って形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、ソース電極5およびドレイン電極6を覆うようにして基板1上に形成された活性層2と、活性層2上に形成された絶縁層3と、ソース電極5とドレイン電極6との間の領域上の絶縁層3を覆うように絶縁層3上に形成されたゲート電極4とを備えるものである。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. An organic transistor 100 shown in FIG. 1 includes a substrate 1, a source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the substrate 1 with a predetermined interval, and a source electrode 5 and a drain electrode 6 so as to cover the substrate 1. Formed on the insulating layer 3 so as to cover the active layer 2 formed on the insulating layer 3, the insulating layer 3 formed on the active layer 2, and the insulating layer 3 on the region between the source electrode 5 and the drain electrode 6. The gate electrode 4 is provided.

図2は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図2に示す有機トランジスタ110は、基板1と基板1上に形成されたソース電極5と、ソース電極5を覆うようにして基板1上に形成された活性層2と、ソース電極5と所定の間隔を持って活性層2上に形成されたドレイン電極6と、活性層2およびドレイン電極6上に形成された絶縁層3と、ソース電極5とドレイン電極6との間の領域上の絶縁層3を覆うように絶縁層3上に形成されたゲート電極4とを備えるものである。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. An organic transistor 110 shown in FIG. 2 includes a substrate 1, a source electrode 5 formed on the substrate 1, an active layer 2 formed on the substrate 1 so as to cover the source electrode 5, a source electrode 5, and a predetermined electrode A drain electrode 6 formed on the active layer 2 with an interval, an insulating layer 3 formed on the active layer 2 and the drain electrode 6, and an insulating layer on a region between the source electrode 5 and the drain electrode 6 And a gate electrode 4 formed on the insulating layer 3 so as to cover 3.

図3は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図3に示す有機トランジスタ120は、基板1と基板1上に形成されたゲート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして基板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4が下部に形成されている絶縁層3の領域の一部を覆うように、絶縁層3上に所定の間隔を持って形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、ソース電極5およびドレイン電極6の一部を覆うように絶縁層3上に形成された活性層2とを備えるものである。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. The organic transistor 120 shown in FIG. 3 includes a substrate 1, a gate electrode 4 formed on the substrate 1, an insulating layer 3 formed on the substrate 1 so as to cover the gate electrode 4, and the gate electrode 4 at the bottom. A source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the insulating layer 3 with a predetermined interval so as to cover a part of the region of the insulating layer 3 formed, and a part of the source electrode 5 and the drain electrode 6 And an active layer 2 formed on the insulating layer 3 so as to cover the surface.

図4は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図4に示す有機トランジスタ130は、基板1と、基板1上に形成されたゲート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして基板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4が下部に形成されている絶縁層3の領域の一部を覆うように絶縁層3上に形成されたソース電極5と、ソース電極5の一部を覆うようにして絶縁層3上に形成された活性層2と、活性層2の一部を覆うように、ソース電極5と所定の間隔を持って絶縁層3上に形成されたドレイン電極6とを備えるものである。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. An organic transistor 130 shown in FIG. 4 includes a substrate 1, a gate electrode 4 formed on the substrate 1, an insulating layer 3 formed on the substrate 1 so as to cover the gate electrode 4, and the gate electrode 4 at the bottom. The source electrode 5 formed on the insulating layer 3 so as to cover a part of the region of the insulating layer 3 formed on the active layer 3 and the active formed on the insulating layer 3 so as to cover a part of the source electrode 5 A layer 2 and a drain electrode 6 formed on the insulating layer 3 at a predetermined interval so as to cover a part of the active layer 2 are provided.

図5は、本発明の有機トランジスタ(静電誘導型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図5に示す有機トランジスタ140は、基板1と、基板1上に形成されたソース電極5と、ソース電極5上に形成された活性層2と、活性層2上に所定の間隔を持って複数形成されたゲート電極4と、ゲート電極4の全てを覆うようにして活性層2上に形成された活性層2a(活性層2aを構成する材料は、活性層2と同一であっても異なっていてもよい)と、活性層2a上に形成されたドレイン電極6とを備えるものである。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (static induction organic transistor) of the present invention. The organic transistor 140 shown in FIG. 5 includes a substrate 1, a source electrode 5 formed on the substrate 1, an active layer 2 formed on the source electrode 5, and a plurality of active transistors 2 with a predetermined interval on the active layer 2. The formed gate electrode 4 and the active layer 2a formed on the active layer 2 so as to cover the gate electrode 4 (the material constituting the active layer 2a is the same as or different from that of the active layer 2). And a drain electrode 6 formed on the active layer 2a.

図6は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図6に示す有機トランジスタ150は、基板1と、基板1上に形成された活性層2と、活性層2上に所定の間隔を持って形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、ソース電極5およびドレイン電極6の一部を覆うようにして活性層2上に形成された絶縁層3と、ソース電極5が下部に形成されている絶縁層3の領域とドレイン電極6が下部に形成されている絶縁層3の領域とをそれぞれ一部覆うように、絶縁層3上に形成されたゲート電極4とを備えるものである。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. An organic transistor 150 shown in FIG. 6 includes a substrate 1, an active layer 2 formed on the substrate 1, a source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the active layer 2 with a predetermined interval, and a source electrode. 5 and a part of the drain electrode 6 so as to cover part of the drain electrode 6, the insulating layer 3 formed on the active layer 2, the region of the insulating layer 3 where the source electrode 5 is formed below, and the drain electrode 6 are formed below. And a gate electrode 4 formed on the insulating layer 3 so as to partially cover each region of the insulating layer 3.

図7は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図7に示す有機トランジスタ160は、基板1と、基板1上に形成されたゲート電極4と、ゲート電極4を覆うようにして基板1上に形成された絶縁層3と、ゲート電極4が下部に形成されている絶縁層3の領域を覆うように形成された活性層2と、活性層2の一部を覆うように活性層2上に形成されたソース電極5と、活性層2の一部を覆うように、ソース電極5と所定の間隔を持って活性層2上に形成されたドレイン電極6とを備えるものである。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. The organic transistor 160 shown in FIG. 7 includes a substrate 1, a gate electrode 4 formed on the substrate 1, an insulating layer 3 formed on the substrate 1 so as to cover the gate electrode 4, and the gate electrode 4 at the bottom. An active layer 2 formed so as to cover the region of the insulating layer 3 formed on the active layer 2, a source electrode 5 formed on the active layer 2 so as to cover a part of the active layer 2, and one of the active layers 2 A source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the active layer 2 with a predetermined interval are provided so as to cover the portion.

図8は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図8に示す有機トランジスタ170は、ゲート電極4と、ゲート電極4上に形成された絶縁層3と、絶縁層3上に形成された活性層2と、活性層2上に所定の間隔を持って形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、を備えるものである。この場合、ゲート電極4は基板1を兼ねる構成となっている。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. An organic transistor 170 shown in FIG. 8 has a gate electrode 4, an insulating layer 3 formed on the gate electrode 4, an active layer 2 formed on the insulating layer 3, and a predetermined interval on the active layer 2. A source electrode 5 and a drain electrode 6 formed in the above manner. In this case, the gate electrode 4 also serves as the substrate 1.

図9は、本発明の有機トランジスタ(電界効果型有機トランジスタ)の他の例を示す模式断面図である。図9に示す有機トランジスタ180は、ゲート電極4と、ゲート電極4上に形成された絶縁層3と、絶縁層3上に所定の間隔を持って形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、ソース電極5およびドレイン電極6の一部を覆うように絶縁層3上に形成された活性層2とを備えるものである。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic transistor (field effect organic transistor) of the present invention. The organic transistor 180 shown in FIG. 9 includes a gate electrode 4, an insulating layer 3 formed on the gate electrode 4, a source electrode 5 and a drain electrode 6 formed on the insulating layer 3 with a predetermined interval, The active layer 2 is formed on the insulating layer 3 so as to cover a part of the source electrode 5 and the drain electrode 6.

図10は、本発明の光電変換素子の模式断面図である。光電変換素子300は、基板1と、基板1上に形成された第1の電極7aと、第1の電極7a上に形成された活性層2と、活性層2上に形成された第2の電極7bとを備えるものである。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the photoelectric conversion element of the present invention. The photoelectric conversion element 300 includes a substrate 1, a first electrode 7a formed on the substrate 1, an active layer 2 formed on the first electrode 7a, and a second electrode formed on the active layer 2. The electrode 7b is provided.

上記の本発明の有機トランジスタにおいては、活性層2および/または活性層2aは、本発明の高分子化合物を含有する膜によって構成され、ソース電極5とドレイン電極6との間の電流通路(チャネル)となる。また、ゲート電極4は、電圧を印加することにより電流通路(チャネル)を通る電流量を制御する。   In the organic transistor of the present invention described above, the active layer 2 and / or the active layer 2a is constituted by a film containing the polymer compound of the present invention, and a current path (channel) between the source electrode 5 and the drain electrode 6 is formed. ) The gate electrode 4 controls the amount of current passing through the current path (channel) by applying a voltage.

このような電界効果型有機トランジスタは、公知の方法、例えば特開平5−110069号公報記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機トランジスタは、特開2004−006476号に公報記載の方法等の公知の方法により製造することができる。   Such a field effect organic transistor can be produced by a known method, for example, a method described in JP-A-5-110069. The electrostatic induction organic transistor can be produced by a known method such as the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-006476.

基板1の材料は、有機トランジスタの特性を阻害しない材料であればよい。基板としては、ガラス基板、フレキシブルなフィルム基板、プラスチック基板を用いることができる。   The material of the substrate 1 may be any material that does not hinder the characteristics of the organic transistor. As the substrate, a glass substrate, a flexible film substrate, or a plastic substrate can be used.

絶縁層3の材料は、電気の絶縁性が高い材料であればよく、SiOx、SiNx、Ta25、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、有機ガラス、フォトレジスト等を用いることができるが、低電圧化の観点からは、誘電率の高い材料を用いることが好ましい。 The material of the insulating layer 3 may be any material having high electrical insulation, and SiO x , SiN x , Ta 2 O 5 , polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl phenol, organic glass, photoresist, and the like can be used. From the viewpoint of lowering the voltage, it is preferable to use a material having a high dielectric constant.

絶縁層3の上に活性層2を形成する場合は、絶縁層3と活性層2の界面特性を改善するため、シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁層3の表面を処理して表面改質した後に活性層2を形成することも可能である。   When the active layer 2 is formed on the insulating layer 3, the surface of the insulating layer 3 is treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent in order to improve the interface characteristics between the insulating layer 3 and the active layer 2. It is also possible to form the active layer 2 after the modification.

電界効果型トランジスタの場合、電子やホール等の電荷は、一般に絶縁層と活性層の界面付近を通過する。従って、この界面の状態がトランジスタの移動度に大きな影響を与える。そこで、界面状態を改良して特性を向上させる方法として、シランカップリング剤による界面の制御が提案されている(例えば、表面化学、2007年、第28巻、第5号、p.242−248)。   In the case of a field effect transistor, charges such as electrons and holes generally pass near the interface between the insulating layer and the active layer. Therefore, the state of this interface greatly affects the mobility of the transistor. Therefore, as a method for improving the interface state and improving the properties, control of the interface with a silane coupling agent has been proposed (for example, Surface Chemistry, 2007, Vol. 28, No. 5, p. 242-248). ).

シランカップリング剤の例としては、アルキルクロロシラン類(オクチルトリクロロシラン(OTS)、オクタデシルトリクロロシラン(ODTS)、フェニルエチルトリクロロシラン等)、アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)等のシリルアミン化合物が挙げられる。また、表面処理剤で処理する前に、絶縁層表面をオゾンUV処理、Oプラズマ処理してもよい。 Examples of silane coupling agents include alkylchlorosilanes (octyltrichlorosilane (OTS), octadecyltrichlorosilane (ODTS), phenylethyltrichlorosilane, etc.), alkylalkoxysilanes, fluorinated alkylchlorosilanes, and fluorinated alkylalkoxysilanes. And silylamine compounds such as hexamethyldisilazane (HMDS). In addition, the surface of the insulating layer may be subjected to ozone UV treatment or O 2 plasma treatment before treatment with the surface treatment agent.

このような処理によって、絶縁層として用いられるシリコン酸化膜等の表面エネルギーを制御することができる。また、表面処理により、活性層を構成している膜の絶縁層上での配向性が向上し、より高い電界効果移動度が得られる。   By such treatment, the surface energy of the silicon oxide film or the like used as the insulating layer can be controlled. Further, the surface treatment improves the orientation of the film constituting the active layer on the insulating layer, and higher field effect mobility can be obtained.

ゲート電極4には、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の金属や、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物(ITO)等の材料を用いることができる。
これらの材料は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、ゲート電極4としては、高濃度にドープされたシリコン基板を用いることも可能である。高濃度にドープされたシリコン基板は、ゲート電極としての性能とともに、基板としての性能も併有する。このような基板としての性能も有するゲート電極4を用いる場合には、基板1とゲート電極4とが接している有機トランジスタにおいて、基板1を省略してもよい。
The gate electrode 4 includes metals such as gold, platinum, silver, copper, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, low-resistance polysilicon, low-resistance amorphous silicon, tin oxide, indium oxide, indium / tin oxide. A material such as (ITO) can be used.
These materials may be used alone or in combination of two or more. Note that a highly doped silicon substrate can be used as the gate electrode 4. A highly doped silicon substrate has not only the performance as a gate electrode but also the performance as a substrate. When the gate electrode 4 having such a performance as a substrate is used, the substrate 1 may be omitted in the organic transistor in which the substrate 1 and the gate electrode 4 are in contact with each other.

ソース電極5およびドレイン電極6は、低抵抗の材料から構成されることが好ましく、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン等から構成されることが特に好ましい。これらの材料は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。   The source electrode 5 and the drain electrode 6 are preferably made of a low-resistance material, and particularly preferably made of gold, platinum, silver, copper, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum or the like. These materials may be used alone or in combination of two or more.

上記の有機トランジスタにおいて、ソース電極5およびドレイン電極6と、活性層2との間には、更に他の化合物から構成された層が介在していてもよい。このような層としては、電子輸送性を有する低分子化合物、ホール輸送性を有する低分子化合物、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、これらの金属と有機化合物との錯体、ヨウ素、臭素、塩素、塩化ヨウ素等のハロゲン、硫酸、無水硫酸、二酸化硫黄、硫酸塩等の酸化硫黄化合物、硝酸、二酸化窒素、硝酸塩等の酸化窒素化合物、過塩素酸、次亜塩素酸等のハロゲン化化合物、アルキルチオール化合物、芳香族チオール類、フッ素化アルキル芳香族チオール類等の芳香族チオール化合物等からなる層が挙げられる。   In the organic transistor, a layer made of another compound may be interposed between the source electrode 5 and the drain electrode 6 and the active layer 2. Examples of such layers include low molecular compounds having electron transport properties, low molecular compounds having hole transport properties, alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, complexes of these metals with organic compounds, iodine, bromine, Halogens such as chlorine and iodine chloride, sulfur oxide compounds such as sulfuric acid, sulfuric anhydride, sulfur dioxide and sulfate, nitric oxide compounds such as nitric acid, nitrogen dioxide and nitrate, halogenated compounds such as perchloric acid and hypochlorous acid, Examples thereof include layers made of aromatic thiol compounds such as alkyl thiol compounds, aromatic thiols, and fluorinated alkyl aromatic thiols.

また、上記の有機トランジスタを作製した後には、有機トランジスタを保護するため、有機トランジスタ上に保護膜を形成することが好ましい。これにより、有機トランジスタが大気から遮断され、有機トランジスタの特性の低下を抑制することができる。また、有機トランジスタの上に駆動する表示デバイスを形成する場合、その形成工程における有機トランジスタへの影響も該保護膜により低減することができる。   In addition, after the organic transistor is manufactured, it is preferable to form a protective film on the organic transistor in order to protect the organic transistor. Thereby, an organic transistor is interrupted | blocked from air | atmosphere and the fall of the characteristic of an organic transistor can be suppressed. Further, when a display device to be driven is formed on an organic transistor, the protective film can also reduce the influence on the organic transistor in the formation process.

保護膜を形成する方法としては、有機トランジスタを、UV硬化樹脂、熱硬化樹脂や無機のSiONx膜等で覆う方法等が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うため、有機トランジスタを作製後、有機トランジスタを大気にさらすことなく(例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中等で)保護膜を形成することが好ましい。 Examples of the method for forming the protective film include a method of covering the organic transistor with a UV curable resin, a thermosetting resin, an inorganic SiON x film, or the like. In order to effectively block the atmosphere, it is preferable to form a protective film after the organic transistor is manufactured without exposing the organic transistor to the atmosphere (for example, in a dry nitrogen atmosphere or in a vacuum).

このように構成された有機トランジスタの一種である電界効果型トランジスタは、アクティブマトリックス駆動方式の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素駆動スイッチング素子等として適用できる。そして、上述した本実施形態の電界効果型トランジスタは、活性層として、本発明の高分子化合物を含有し、そのことによりキャリア移動度に優れた活性層とを備えているため、その電界効果移動度が高いものとなる。したがって、十分な応答速度を持つディスプレイの製造等に有用である。   A field effect transistor, which is a kind of organic transistor configured as described above, can be applied as a pixel drive switching element of an active matrix drive type liquid crystal display or an organic electroluminescence display. The field effect transistor according to the present embodiment described above includes the polymer compound of the present invention as an active layer, and thereby includes an active layer excellent in carrier mobility. The degree will be high. Therefore, it is useful for manufacturing a display having a sufficient response speed.

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.

(質量分析)
質量分析は、AccuTOF TLC JMS−T100TD(日本電子製)を用いて行った。
(Mass spectrometry)
Mass spectrometry was performed using AccuTOF TLC JMS-T100TD (manufactured by JEOL Ltd.).

(NMR分析)
NMR測定は、化合物を重クロロホルムまたは重アセトンに溶解させ、NMR装置(Varian社製、INOVA300)を用いて行った。
(NMR analysis)
The NMR measurement was performed by dissolving the compound in deuterated chloroform or deuterated acetone and using an NMR apparatus (manufactured by Varian, INOVA300).

(分子量分析)
高分子化合物の数平均分子量および重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィ(GPC、Waters社製、商品名:Alliance GPC 2000)を用いて求めた。測定する高分子化合物は、オルトジクロロベンゼンに溶解させ、GPCに注入した。
GPCの移動相にはオルトジクロロベンゼンを用いた。カラムは、TSKgel GMHHR−H(S)HT(2本連結、東ソー製)を用いた。検出器にはUV検出器を用いた。
(Molecular weight analysis)
The number average molecular weight and the weight average molecular weight of the polymer compound were determined using gel permeation chromatography (GPC, manufactured by Waters, trade name: Alliance GPC 2000). The polymer compound to be measured was dissolved in orthodichlorobenzene and injected into GPC.
Orthodichlorobenzene was used for the mobile phase of GPC. As the column, TSKgel GMHHR-H (S) HT (two linked, manufactured by Tosoh Corporation) was used. A UV detector was used as the detector.

(イオン化ポテンシャル分析)
高分子化合物を含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは、光電子分光装置(理研計器製AC−2)を用いて測定した。具体的には、高分子化合物を0.5重量%の濃度でo−ジクロロベンゼンに溶解させることで塗布溶液を調製し、該塗布溶液を、石英基板上にスピンコートしたものを試料として測定した。なお、各工程は室温かつ大気中にて行った。
(Ionization potential analysis)
The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound was measured using a photoelectron spectrometer (AC-2 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). Specifically, a coating solution was prepared by dissolving a polymer compound in o-dichlorobenzene at a concentration of 0.5% by weight, and the coating solution was measured by spin coating on a quartz substrate as a sample. . Each process was performed at room temperature and in the atmosphere.

実施例1
(化合物3の合成)

Figure 2014031364
100mL三口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物1(0.4g,1.8mmol)および乾燥THF(5.4mL)を加え、80℃に加熱した。その後、n−ペンタデシルマグネシウムブロミド−THF溶液(10.9mL,5.4mmol)を同温で加え、2時間攪拌した。続いて、水(10mL)を加えることで反応を終了させ、反応溶液をクロロホルムで2回抽出した。得られた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液で2回、飽和食塩水で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製することで化合物2を得た。化合物2の得量は512mg、収率は34%であった。 Example 1
(Synthesis of Compound 3)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL three-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 1 (0.4 g, 1.8 mmol) and dry THF (5.4 mL) were added and heated to 80 ° C. Thereafter, n-pentadecylmagnesium bromide-THF solution (10.9 mL, 5.4 mmol) was added at the same temperature, and the mixture was stirred for 2 hours. Subsequently, the reaction was terminated by adding water (10 mL), and the reaction solution was extracted twice with chloroform. The obtained organic layer was washed twice with saturated aqueous ammonium chloride solution and once with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 2. The yield of Compound 2 was 512 mg, and the yield was 34%.

H−NMR(300MHz、CO(CD):δ(ppm)=7.25(d,2H),7.20(d、2H)、3.83(s,2H),2.0−1.0(m、56H)、0.93(t、6H)。 1 H-NMR (300 MHz, CO (CD 3 ) 2 ): δ (ppm) = 7.25 (d, 2H), 7.20 (d, 2H), 3.83 (s, 2H), 2.0 -1.0 (m, 56H), 0.93 (t, 6H).

Figure 2014031364
100mL三口フラスコ内を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物2(0.5g、0.77mmol)、酢酸(40mL)およびトリフルオロ酢酸(20mL)を加え、80℃で1時間に加熱した。反応終了後、反応溶液を水300mLに注ぎ、トルエンで2回抽出した。得られた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製することで、化合物3を得た。化合物3の得量は451mg、収率は93%であった。同様の方法により、化合物3をさらに合成した。
Figure 2014031364
After the inside of the 100 mL three-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 2 (0.5 g, 0.77 mmol), acetic acid (40 mL) and trifluoroacetic acid (20 mL) were added, and the mixture was heated at 80 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 300 mL of water and extracted twice with toluene. The obtained organic layer was washed three times with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 3. The yield of Compound 3 was 451 mg, and the yield was 93%. Compound 3 was further synthesized by the same method.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.44(d,1H),7.34(d,1H),7.05(d,1H),6.98(d,1H),2.16(m,2H),1.72(m,2H),1.24(m,52H),0.87(t,6H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.44 (d, 1H), 7.34 (d, 1H), 7.05 (d, 1H), 6.98 (d, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.72 (m, 2H), 1.24 (m, 52H), 0.87 (t, 6H).

実施例2
(化合物4の合成)

Figure 2014031364
100mL三口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物3(0.887g,1.4mmol)、乾燥DMF(140mL)およびN−ブロモ琥珀酸イミド(554mg,3.11mmol)を加え、60℃で4時間加熱した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却した後、水(200ml)を加え、トルエン(50mL)で2回抽出した。
得られた有機層を飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(50mL)、飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。中圧分取カラムで精製することで化合物4を得た。化合物4の得量は1.02g,収率は93%であった。 Example 2
(Synthesis of Compound 4)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL three-necked flask was put under a nitrogen gas atmosphere, Compound 3 (0.887 g, 1.4 mmol), dry DMF (140 mL) and N-bromosuccinimide (554 mg, 3.11 mmol) were added, and 60 Heat at 4 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, water (200 ml) was added, and the mixture was extracted twice with toluene (50 mL).
The obtained organic layer was washed with saturated aqueous sodium thiosulfate solution (50 mL) and saturated brine (50 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure. Compound 4 was obtained by purification with an intermediate pressure preparative column. The yield of Compound 4 was 1.02 g, and the yield was 93%.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.40(s,1H),6.95(s,1H),2.16(m,2H),1.72(m,2H),1.24(m,52H),0.87(t,6H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.40 (s, 1H), 6.95 (s, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.72 (m, 2H), 1.24 (m, 52H), 0.87 (t, 6H).

実施例3
(高分子化合物Aの合成)

Figure 2014031364
100mL四口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(157mg,0.20mmol)および乾燥THF(5mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(9.16mg,0.01mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.6mg,0.04mmol)、3Mリン酸カリウム水溶液(1mL)を加え、80℃に加熱した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した化合物5(77.6mg,0.20mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を5分間かけて80℃で滴下し、80℃で3時間攪拌した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気したフェニルボロン酸(122mg,0.45mmol)の乾燥THF(7mL)溶液、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(9.16mg,1μmol)およびトリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.6mg,4μmol)を加え、80℃で2時間攪拌した後、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(1.7g)および水(15g)を加え、さらに80℃で2時間攪拌した。得られた反応溶液中の水層を除去後、有機層を水(20g)で1回、10wt%酢酸水溶液(20g)で2回、水(20g)で1回洗浄した後、アセトン(136mL)により再沈殿させた。得られた固体をカラムクロマトグラフィ(SiO)で精製し、メタノールにより再沈殿することで、高分子化合物Aを112mg得た。高分子化合物Aのポリスチレン換算の数平均分子量は4.3×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.3×10であった。なお、高分子化合物Aを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.6eVであった Example 3
(Synthesis of polymer compound A)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (157 mg, 0.20 mmol) and dry THF (5 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Then, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (9.16 mg, 0.01 mmol), tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.6 mg, 0.04 mmol), 3M aqueous potassium phosphate solution (1 mL) were added. And heated to 80 ° C. To this reaction solution, a dry THF (5 mL) solution of Compound 5 (77.6 mg, 0.20 mmol) degassed by argon gas bubbling for 30 minutes was added dropwise at 80 ° C. over 5 minutes, and then at 80 ° C. for 3 hours. Stir. To this reaction solution, a solution of phenylboronic acid (122 mg, 0.45 mmol) dehydrated by argon gas bubbling for 30 minutes in dry THF (7 mL), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (9.16 mg, 1 μmol) and After adding tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.6 mg, 4 μmol) and stirring at 80 ° C. for 2 hours, sodium N, N-diethyldithiocarbamate trihydrate (1.7 g) and water ( 15 g) was added, and the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After removing the aqueous layer in the obtained reaction solution, the organic layer was washed once with water (20 g), twice with 10 wt% aqueous acetic acid (20 g) and once with water (20 g), and then with acetone (136 mL). By reprecipitation. The obtained solid was purified by column chromatography (SiO 2 ) and reprecipitated with methanol to obtain 112 mg of polymer compound A. The number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound A was 4.3 × 10 4 , and the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 1.3 × 10 5 . The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound A was 5.6 eV.

実施例4
(高分子化合物Bの合成)

Figure 2014031364
100mL四口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(106mg,0.135mmol)および乾燥トルエン(15mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、化合物6(73.8mg,0.150mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(2.75mg,3μmol)およびトリス(o−トルイル)ホスフィン(3.65mg,12μmol)を加え、100℃で3時間攪拌した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気したフェニルブロマイド(70mg,0.45mmol)の乾燥トルエン(6.2mL)溶液を100℃で加え、100℃で2時間攪拌し、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(0.8g)および水(6.8g)を加え、さらに80℃で2時間攪拌した。得られた反応溶液中の水層を除去後、有機層を水(7.5g)で1回、10wt%酢酸水溶液(7.5g)で2回、水(7.5g)で1回洗浄した後、アセトン(100mL)により再沈殿させた。得られた固体をカラムクロマトグラフィ(SiO)で精製し、メタノールにより再沈殿することで、高分子化合物Bを75mg得た。高分子化合物Bのポリスチレン換算の数平均分子量は2.5×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は8.7×10であった。なお、高分子化合物Bを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.4eVであった。 Example 4
(Synthesis of polymer compound B)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (106 mg, 0.135 mmol) and dry toluene (15 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Then, compound 6 (73.8 mg, 0.150 mmol), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (2.75 mg, 3 μmol) and tris (o-toluyl) phosphine (3.65 mg, 12 μmol) were added, and at 100 ° C. Stir for 3 hours. To this reaction solution, a dry toluene (6.2 mL) solution of phenyl bromide (70 mg, 0.45 mmol) deaerated by argon gas bubbling for 30 minutes was added at 100 ° C., stirred at 100 ° C. for 2 hours, N, Sodium N-diethyldithiocarbamate trihydrate (0.8 g) and water (6.8 g) were added, and the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hr. After removing the aqueous layer in the obtained reaction solution, the organic layer was washed once with water (7.5 g), twice with 10 wt% acetic acid aqueous solution (7.5 g), and once with water (7.5 g). Then, it was reprecipitated with acetone (100 mL). The obtained solid was purified by column chromatography (SiO 2 ) and reprecipitated with methanol to obtain 75 mg of polymer compound B. The polymer compound B had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 2.5 × 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 8.7 × 10 4 . The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound B was 5.4 eV.

実施例5
(高分子化合物Cの合成)

Figure 2014031364
100mL四口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(157mg,0.20mmol)および乾燥THF(5mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(9.16mg,1μmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.6mg,4μmol)および3Mリン酸カリウム水溶液(1mL)を加え、80℃に攪拌した。この反応溶液に対して、80℃において30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した化合物7(78.4mg,0.20mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を5分間かけて滴下し、80℃で3時間攪拌した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気したフェニルボロン酸(122mg,0.45mmol)の乾燥THF(7mL)溶液、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(9.16mg,1μmol)およびトリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.6mg,4μmol)を80℃で加え、80℃で2時間攪拌し、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(1.7g)および水(15g)を加え、さらに80℃で2時間攪拌した。得られた反応溶液中の水層を除去後、有機層を水(20g)で1回、10wt%酢酸水溶液(20g)で2回、水(20g)で1回洗浄した後、アセトン(136mL)により再沈殿させた。得られた固体をカラムクロマトグラフィ(SiO)で精製し、メタノールにより再沈殿することで高分子化合物Cを120mg得た。高分子化合物Cのポリスチレン換算の数平均分子量は5.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.1×10であった。なお、高分子化合物Cを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.4eVであった。 Example 5
(Synthesis of polymer compound C)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (157 mg, 0.20 mmol) and dry THF (5 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (9.16 mg, 1 μmol), tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.6 mg, 4 μmol) and 3M aqueous potassium phosphate solution (1 mL) were added, and the mixture was heated to 80 ° C. Stir. To this reaction solution, a dry THF (5 mL) solution of Compound 7 (78.4 mg, 0.20 mmol) degassed by argon gas bubbling at 80 ° C. for 30 minutes was added dropwise over 5 minutes, and then at 80 ° C. for 3 hours. Stir. To this reaction solution, a solution of phenylboronic acid (122 mg, 0.45 mmol) dehydrated by argon gas bubbling for 30 minutes in dry THF (7 mL), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (9.16 mg, 1 μmol) and Tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.6 mg, 4 μmol) was added at 80 ° C., and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours to give sodium N, N-diethyldithiocarbamate trihydrate (1.7 g) and Water (15 g) was added, and the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After removing the aqueous layer in the obtained reaction solution, the organic layer was washed once with water (20 g), twice with 10 wt% aqueous acetic acid (20 g) and once with water (20 g), and then with acetone (136 mL). By reprecipitation. The obtained solid was purified by column chromatography (SiO 2 ) and reprecipitated with methanol to obtain 120 mg of polymer compound C. The number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound C was 5.6 * 10 < 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 1.1 * 10 < 5 >. The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound C was 5.4 eV.

実施例6
(有機トランジスタ1の作製および評価)
高分子化合物Aを含む溶液を用いて、図3に示す構造を有する有機トランジスタ1を作製した。
ゲート電極となる高濃度にドーピングされたn−型シリコン基板の表面を熱酸化し、シリコン酸化膜(以下、「熱酸化膜」という。)を形成した。熱酸化膜は絶縁層として機能する。次に、フォトリソグラフィー工程により、熱酸化膜上にソース電極およびドレイン電極を作製した。該ソース電極および該ドレイン電極は、熱酸化膜側からクロム(Cr)層と金(Au)層とを有し、チャネル長が20μm、チャネル幅が2mmであった。こうして得られた熱酸化膜、ソース電極およびドレイン電極を形成した基板を、アセトンで超音波洗浄を行ない、オゾンUVクリーナーでUVオゾン処理を行なった。その後、β−フェネチルトリクロロシランで熱酸化膜の表面処理を行った。次に、表面処理した熱酸化膜、ソース電極およびドレイン電極上に、0.5重量%の高分子化合物Aのオルトジクロロベンゼン溶液を1000rpmの回転速度でスピンコートし、有機半導体層(活性層)を形成した。その後、窒素雰囲気下において、有機半導体層を170℃で30分間加熱し、有機トランジスタ1を作製した。
Example 6
(Production and Evaluation of Organic Transistor 1)
Using a solution containing the polymer compound A, an organic transistor 1 having the structure shown in FIG. 3 was produced.
The surface of the heavily doped n-type silicon substrate to be the gate electrode was thermally oxidized to form a silicon oxide film (hereinafter referred to as “thermal oxide film”). The thermal oxide film functions as an insulating layer. Next, a source electrode and a drain electrode were formed on the thermal oxide film by a photolithography process. The source electrode and the drain electrode had a chromium (Cr) layer and a gold (Au) layer from the thermal oxide film side, and had a channel length of 20 μm and a channel width of 2 mm. The substrate on which the thermal oxide film, the source electrode and the drain electrode thus obtained were formed was subjected to ultrasonic cleaning with acetone and UV ozone treatment with an ozone UV cleaner. Thereafter, the surface treatment of the thermal oxide film was performed with β-phenethyltrichlorosilane. Next, the surface-treated thermal oxide film, the source electrode and the drain electrode are spin-coated with an orthodichlorobenzene solution of 0.5% by weight of polymer compound A at a rotational speed of 1000 rpm, and an organic semiconductor layer (active layer) Formed. Thereafter, in a nitrogen atmosphere, the organic semiconductor layer was heated at 170 ° C. for 30 minutes to produce an organic transistor 1.

得られた有機トランジスタ1のゲート電圧Vg、ソース・ドレイン間電圧Vsdを変化させ、トランジスタ特性を測定した。電界効果移動度は、2.7×10−3cm/Vsであった。 The transistor characteristics were measured by changing the gate voltage Vg and the source-drain voltage Vsd of the organic transistor 1 obtained. The field effect mobility was 2.7 × 10 −3 cm 2 / Vs.

実施例7
(有機トランジスタ2の作製および評価)
高分子化合物Aに代えて高分子化合物Bを用いたこと以外は、実施例6と同様にして有機トランジスタ2を作製した。
Example 7
(Production and evaluation of organic transistor 2)
Organic transistor 2 was produced in the same manner as in Example 6 except that polymer compound B was used in place of polymer compound A.

得られた有機トランジスタ2のゲート電圧Vg、ソース・ドレイン間電圧Vsdを変化させ、トランジスタ特性を測定した。電界効果移動度は、7.4×10−2cm/Vsであった。 The transistor characteristics were measured by changing the gate voltage Vg and the source-drain voltage Vsd of the organic transistor 2 obtained. The field effect mobility was 7.4 × 10 −2 cm 2 / Vs.

実施例8
(有機トランジスタ3の作製および評価)
高分子化合物Aに代えて高分子化合物Cを用いたこと以外は、実施例6と同様にして有機トランジスタ3を作製した。
Example 8
(Production and evaluation of organic transistor 3)
An organic transistor 3 was produced in the same manner as in Example 6 except that the polymer compound C was used in place of the polymer compound A.

得られた有機トランジスタ3のゲート電圧Vg、ソース・ドレイン間電圧Vsdを変化させ、トランジスタ特性を測定した。電界効果移動度は、3.1×10−2cm/Vsであった。 The transistor characteristics were measured by changing the gate voltage Vg and the source-drain voltage Vsd of the organic transistor 3 obtained. The field effect mobility was 3.1 × 10 −2 cm 2 / Vs.

実施例9
(有機太陽電池1の作製および評価)
スパッタ法により成膜された約150nmの膜厚のITOがパターニングされたガラス基板を、有機溶媒、アルカリ洗剤および超純水で洗浄し、乾燥させた。その後、紫外線オゾン(UV−O3)装置を用いて、該ガラス基板に紫外線オゾン(UV−O3)処理を施した。
次に、ポリ(3,4)エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸を水に溶解させた懸濁液(HCスタルクビーテック社製、商品名:Bytron P TP AI 4083)を孔径0.45μmのフィルターでろ過した。ろ過後の懸濁液を、上記の基板のITO側にスピンコートして40nmの厚みで成膜した。次いで、大気中において、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させ、有機層を形成した。
次に、高分子化合物AおよびフラーレンC60PCBM(フェニルC61−酪酸メチルエステル)(phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製・商品名:E100))を、高分子化合物AおよびC60PCBM(重量比で、高分子化合物A/C60PCBM=1/3)をオルトジクロロベンゼンに溶解し、インク1(重量%で、高分子化合物AおよびC60PCBMの合計は2.0重量%)を製造した。次いで、該インク1を、上記の基板の有機層側にスピンコートして100nmの厚みで活性層を成膜した。このようにして作製した活性層の光吸収端波長端は750nmであった。
次に、SIGMA ALDRICH社より購入したTitanium(IV)isopropoxide 97%を、1重量%の濃度となるようにイソプロパノールに混合させ、該混合液を、上記の基板の活性層側にスピンコートして10nmの膜厚でホール輸送層を成膜した。次いで、Alを約70nmの膜厚で真空蒸着し、光電変換素子である有機太陽電池1を製造した。得られた有機太陽電池1の形状は、2mm×2mmの正方形であった。
得られた有機太陽電池1に、ソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm2)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は8.88mA/cm2であり、Voc(開放端電圧)は1.10Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.61であり、光電変換効率(η)は6.03%であった。
Example 9
(Production and Evaluation of Organic Solar Cell 1)
A glass substrate on which ITO with a thickness of about 150 nm formed by sputtering was patterned was washed with an organic solvent, an alkaline detergent and ultrapure water, and dried. Thereafter, the glass substrate was subjected to ultraviolet ozone (UV-O 3 ) treatment using an ultraviolet ozone (UV-O 3 ) apparatus.
Next, a suspension in which poly (3,4) ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid is dissolved in water (trade name: Bytron P TP AI 4083, manufactured by HC Starck B-Tech Co., Ltd.) is filtered with a filter having a pore diameter of 0.45 μm. Filtered. The suspension after filtration was spin-coated on the ITO side of the substrate to form a film with a thickness of 40 nm. Subsequently, it was dried on the hot plate at 200 ° C. for 10 minutes in the air to form an organic layer.
Next, polymer compound A and fullerene C60PCBM (phenyl C61-butyric acid methyl ester, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd., trade name: E100)) are polymer compound A and C60PCBM (by weight ratio). Polymer Compound A / C60PCBM = 1/3) was dissolved in orthodichlorobenzene to produce Ink 1 (by weight percent, the sum of Polymer Compound A and C60PCBM was 2.0 weight percent). Next, the ink 1 was spin-coated on the organic layer side of the substrate to form an active layer with a thickness of 100 nm. The active layer thus fabricated had a light absorption edge wavelength end of 750 nm.
Next, 97% of Titanium (IV) isopropoxide purchased from SIGMA ALDRICH was mixed with isopropanol to a concentration of 1% by weight, and the mixture was spin-coated on the active layer side of the substrate to 10 nm. A hole transport layer was formed with a thickness of. Subsequently, Al was vacuum-deposited with a film thickness of about 70 nm, and the organic solar cell 1 which is a photoelectric conversion element was manufactured. The shape of the obtained organic solar cell 1 was a 2 mm × 2 mm square.
The obtained organic solar cell 1 is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (product name: OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance: 100 mW / cm 2 ), and the generated current and voltage are measured. The photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor were determined by measurement. Jsc (short circuit current density) is 8.88 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 1.10 V, ff (fill factor) is 0.61, and photoelectric conversion efficiency (η ) Was 6.03%.

実施例10
(化合物9の合成)

Figure 2014031364
100mL三口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物1(5g、22.7mmol)および乾燥THF(300mL)を加え、80℃に加熱した。その後、n−ドデシルマグネシウムブロミドのジエチルエーテル溶液(90.8mL、90.8mmol)を同温で加え、2.5時間攪拌した。続いて、水(30mL)を加えることで反応を終了させ、さらに酢酸10mLを加え、反応溶液をクロロホルムで2回抽出した。得られた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液で2回、飽和食塩水で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製することで化合物8を得た。化合物8の得量は8.5g、収率は67%であった。 Example 10
(Synthesis of Compound 9)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL three-neck flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 1 (5 g, 22.7 mmol) and dry THF (300 mL) were added, and the mixture was heated to 80 ° C. Thereafter, a diethyl ether solution of n-dodecylmagnesium bromide (90.8 mL, 90.8 mmol) was added at the same temperature and stirred for 2.5 hours. Subsequently, the reaction was terminated by adding water (30 mL), 10 mL of acetic acid was further added, and the reaction solution was extracted twice with chloroform. The obtained organic layer was washed twice with saturated aqueous ammonium chloride solution and once with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 8. The yield of compound 8 was 8.5 g, and the yield was 67%.

Figure 2014031364
100mL三口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物8(8.5g、15.2mmol)、酢酸(200mL)およびトリフルオロ酢酸(50mL)を加え、80℃で1時間に加熱した。反応終了後、反応溶液を水200mLに注ぎ、トルエンで2回抽出した。得られた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製することで、化合物9を得た。化合物9の得量は6.28g(11.6mmol)、収率は76%であった。
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL three-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 8 (8.5 g, 15.2 mmol), acetic acid (200 mL) and trifluoroacetic acid (50 mL) were added, and the mixture was heated at 80 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 200 mL of water and extracted twice with toluene. The obtained organic layer was washed three times with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography to obtain compound 9. The yield of Compound 9 was 6.28 g (11.6 mmol), and the yield was 76%.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.44(d,1H),7.34(d,1H),7.05(d,1H),6.98(d,1H),2.16(m,2H),1.72(m,2H),1.24(m,40H),0.87(t,6H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.44 (d, 1H), 7.34 (d, 1H), 7.05 (d, 1H), 6.98 (d, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.72 (m, 2H), 1.24 (m, 40H), 0.87 (t, 6H).

実施例12
(化合物10の合成)

Figure 2014031364
500mL三口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物9(6.28g、11.6mmol)、クロロホルム(100mL)、酢酸(100mL)およびN−ブロモ琥珀酸イミド(4.53g,25.4mmol)を加え、65℃で1時間加熱した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却した後、水(300ml)を加え、クロロホルム(100mL)で2回抽出した。得られた有機層を飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(50mL)、飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。ヘキサン/クロロホルム混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=8:1(vol/vol))を溶出溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製することで化合物10を得た。化合物10の得量は6.74g、収率は83%であった。 Example 12
(Synthesis of Compound 10)
Figure 2014031364
After the gas in the 500 mL three-necked flask was placed under a nitrogen gas atmosphere, Compound 9 (6.28 g, 11.6 mmol), chloroform (100 mL), acetic acid (100 mL) and N-bromosuccinimide (4.53 g, 25.25). 4 mmol) was added and heated at 65 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, water (300 ml) was added, and the mixture was extracted twice with chloroform (100 mL). The obtained organic layer was washed with saturated aqueous sodium thiosulfate solution (50 mL) and saturated brine (50 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure. Compound 10 was obtained by purification by silica gel column chromatography using hexane / chloroform mixed solvent (hexane: chloroform = 8: 1 (vol / vol)) as an elution solvent. The yield of compound 10 was 6.74 g, and the yield was 83%.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.40(s,1H),6.95(s,1H),2.16(m,2H),1.72(m,2H),1.24(m,40H),0.87(t,6H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.40 (s, 1H), 6.95 (s, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.72 (m, 2H), 1.24 (m, 40H), 0.87 (t, 6H).

実施例13
(化合物11の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物10(2.0g,2.85mmol)および乾燥THF(80mL)を加え、均一溶液とした。その後、反応溶液を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(7.5mL,12mmol)を同温で加えた。その後、反応溶液を1時間かけて室温まで昇温し、同温にて3時間攪拌した。その後、反応溶液を−78℃に冷却し、トリブチルスズクロリド(3.5g,10.8mmol)を加え、反応溶液を1時間かけて室温まで昇温し、同温にて1時間攪拌した。その後、水(100mL)を加えることで反応を終了させ、酢酸エチル(50mL)で2回抽出した。得られた有機層を水(50mL)で1回、飽和食塩水(50mL)で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた溶液をろ過後、得られたろ液をシリカゲルカラムに通過させ、得られた溶液をエバポレーターで濃縮した。得られた粗精製物を、クロロホルムを溶出溶媒として用いたリサイクルGPC(日本分析工業社製、LC−250HS)で精製することで、化合物11を得た。化合物11の得量は3.00g、収率は93%であった。 Example 13
(Synthesis of Compound 11)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 10 (2.0 g, 2.85 mmol) and dry THF (80 mL) were added to obtain a homogeneous solution. Thereafter, the reaction solution was cooled to −78 ° C., and a hexane solution of n-butyllithium (7.5 mL, 12 mmol) was added at the same temperature. Thereafter, the reaction solution was warmed to room temperature over 1 hour and stirred at the same temperature for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to −78 ° C., tributyltin chloride (3.5 g, 10.8 mmol) was added, the reaction solution was warmed to room temperature over 1 hour, and stirred at the same temperature for 1 hour. Thereafter, water (100 mL) was added to terminate the reaction, and the mixture was extracted twice with ethyl acetate (50 mL). The obtained organic layer was washed once with water (50 mL) and once with saturated brine (50 mL), and dried over anhydrous sodium sulfate. After the obtained solution was filtered, the obtained filtrate was passed through a silica gel column, and the obtained solution was concentrated by an evaporator. The obtained crude product was purified by recycle GPC (manufactured by Nippon Analytical Industries, LC-250HS) using chloroform as an elution solvent to obtain Compound 11. The yield of compound 11 was 3.00 g, and the yield was 93%.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.47(s,1H),6.95(s,1H),2.16(m,2H),1.53(m,78H),0.87(t,24H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.47 (s, 1H), 6.95 (s, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.53 (m, 78H), 0.87 (t, 24H).

実施例14
(高分子化合物Dの合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体をアルゴンガス雰囲気下とした後、化合物11(244mg,0.218mmol)、Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, Volume 47, Issue 13, pages 3399-3408, 2009に記載の方法に従って合成した化合物12(75mg,0.218mmol)、トリス(2−トリル)ホスフィン(5.97mg,0.0196mmol)および脱水トルエン(6mL)を加え均一溶液とした後、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(2.99mg,0.00327mmol)を加え、105℃で4.5時間攪拌し、さらに、120℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液にフェニルブロミド(100mg)を加え、2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、該反応溶液を、メタノール(200mL)および37wt%の濃塩酸(20mL)の混合溶液に注いだ。析出した固体をろ過することで回収し、得られた固体を円筒ろ紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトンおよびヘキサンでそれぞれ3時間洗浄した。その後、円筒ろ紙内に残った残渣をトルエン(15mL)に溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(0.18g)および水(2.0mL)を加え、90℃で3時間攪拌を行った。水層を分液にて除去後、得られた有機層を水(50mL)で2回、3wt%酢酸水溶液(50mL)で2回、水(50mL)で2回洗浄した後、得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体をろ過後、乾燥し、得られた固体をo−ジクロロベンゼン(8mL)に再度溶解させた後、アルミナ/シリカゲルカラムを通過させた。得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させ、得られた固体をろ過後、乾燥することで、高分子化合物Dを52mgを得た。高分子化合物Dのポリスチレン換算の数平均分子量は2.1×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.1×10であった。なお、高分子化合物Dを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.33eVであった。 Example 14
(Synthesis of polymer compound D)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed under an argon gas atmosphere, the method described in Compound 11 (244 mg, 0.218 mmol), Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, Volume 47, Issue 13, pages 3399-3408, 2009 Compound 12 (75 mg, 0.218 mmol), tris (2-tolyl) phosphine (5.97 mg, 0.0196 mmol) and dehydrated toluene (6 mL) were added to make a homogeneous solution, and then degassed by bubbling with argon gas for 30 minutes. I worried. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (2.99 mg, 0.00327 mmol) was added, and the mixture was stirred at 105 ° C. for 4.5 hours, and further stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, phenyl bromide (100 mg) was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred for 2 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was poured into a mixed solution of methanol (200 mL) and 37 wt% concentrated hydrochloric acid (20 mL). The precipitated solid was collected by filtration, and the obtained solid was put into a cylindrical filter paper and washed with methanol, acetone and hexane for 3 hours using a Soxhlet extractor. Thereafter, the residue remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in toluene (15 mL), sodium diethyldithiocarbamate (0.18 g) and water (2.0 mL) were added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. After removing the aqueous layer by liquid separation, the obtained organic layer was washed twice with water (50 mL), twice with 3 wt% aqueous acetic acid (50 mL), and twice with water (50 mL), and then the obtained solution Was poured into methanol to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried, and the obtained solid was dissolved again in o-dichlorobenzene (8 mL), and then passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a solid, and the obtained solid was filtered and dried to obtain 52 mg of polymer compound D. The number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound D was 2.1 * 10 < 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 4.1 * 10 < 4 >. The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound D was 5.33 eV.

合成例1
(化合物14の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガス気流雰囲気下とした後、化合物13(Luminescence Technology社製,3.70g,5.4mmoll)、ビス(ピナコラト)ジボロン(3.00g,11.8mmol)、酢酸カリウム(2.59g,26.4mmol)、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(0.09g,0.1mmol)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(0.06g,0.1mmol)および無水1,4−オキサン(300mL)を室温下にて加え、15時間120℃で過熱攪拌した。得られた反応溶液をセライトろ過し、得られたセライトをクロロホルム(200mL)を用いて、5回洗浄した。得られたろ液をエバポレータにて濃縮し、得られた残渣にクロロホルム(200mL)を加え、80℃にて加熱攪拌した後、アセトニトリル(400mL)を加え、攪拌しながら室温まで放冷し、さらに室温にて1時間攪拌した。得られた固体をろ取し、アセトニトリル(100mL)を用いて2回洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、化合物14を得た。化合物14の得量は2.25g(0.24mmol)、収率は53.4%であった。 Synthesis example 1
(Synthesis of Compound 14)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed under a nitrogen gas stream atmosphere, Compound 13 (Luminescence Technology, 3.70 g, 5.4 mmol), bis (pinacolato) diboron (3.00 g, 11.8 mmol), potassium acetate ( 2.59 g, 26.4 mmol), [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) dichloride dichloromethane adduct (0.09 g, 0.1 mmol), 1,1′-bis (diphenylphosphine) Fino) ferrocene (0.06 g, 0.1 mmol) and anhydrous 1,4-oxane (300 mL) were added at room temperature, and the mixture was stirred with heating at 120 ° C. for 15 hours. The obtained reaction solution was filtered through Celite, and the obtained Celite was washed 5 times with chloroform (200 mL). The obtained filtrate was concentrated with an evaporator, chloroform (200 mL) was added to the obtained residue, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C., then acetonitrile (400 mL) was added, and the mixture was allowed to cool to room temperature with stirring. For 1 hour. The obtained solid was collected by filtration, washed twice with acetonitrile (100 mL), and then dried under reduced pressure to obtain compound 14. The yield of compound 14 was 2.25 g (0.24 mmol), and the yield was 53.4%.

H−NMR(CDCl3):δ(ppm)=8.93(d、2H)、7.72(d、2H)、4.07(m、4H)、1.85(m、2H)、1.37(s、24H)、1.50−1.15(m、16H)、0.95−0.80(d、12H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 8.93 (d, 2H), 7.72 (d, 2H), 4.07 (m, 4H), 1.85 (m, 2H), 1.37 (s, 24H), 1.50-1.15 (m, 16H), 0.95-0.80 (d, 12H).

実施例15
(高分子化合物Eの合成)

Figure 2014031364
100mLの四つ口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(150mg,0.191mmol)および乾燥クロロベンゼン(4mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(8.75mg,0.00956mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.1mg,0.0382mmol)および3Mリン酸カリウム水溶液(2mL)を加え、80℃に加熱した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングにより脱気した化合物14(148mg,0.191mmol)の乾燥THF(4mL)溶液を5分間かけて滴下し、80℃で2時間攪拌した。この反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気したフェニルボロン酸(20mg,0.164mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を加え、80℃で2時間攪拌した後、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム二水和物(2.15g)およびイオン交換水(10mL)を加え、90℃で2時間加熱した。得られた反応液中の水層を除去後、得られた有機層をイオン交換水(20mL)で2回、10wt%酢酸水溶液(20mL)で2回、イオン交換水(20mL)で2回洗浄した後、メタノール(50mL)に注いで固体を析出させた。得られた固体をo−ジクロロベンゼン(11mL)に再溶解させ、次いで、カラムクロマトグラフィ(SiOおよびアルミナ)を通過させ、得られた溶液をメタノール(50mL)に注いで固体を析出させた。得られた固体をろ過し、乾燥することにより、高分子化合物Eを66mg得た。高分子化合物Eのポリスチレン換算の数平均分子量は2.3×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.7×10であった。なお、高分子化合物Eを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.34eVであった。 Example 15
(Synthesis of polymer compound E)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed under a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (150 mg, 0.191 mmol) and dry chlorobenzene (4 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Then, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (8.75 mg, 0.00956 mmol), tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.1 mg, 0.0382 mmol) and 3M aqueous potassium phosphate solution (2 mL) were added. And heated to 80 ° C. To this reaction solution, a dry THF (4 mL) solution of Compound 14 (148 mg, 0.191 mmol) degassed by argon gas bubbling for 30 minutes was added dropwise over 5 minutes and stirred at 80 ° C. for 2 hours. To this reaction solution, a solution of phenylboronic acid (20 mg, 0.164 mmol) deaerated by argon gas bubbling for 30 minutes in dry THF (5 mL) was added, stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then sodium diethyldithiocarbamate. Hydrate (2.15 g) and ion-exchanged water (10 mL) were added and heated at 90 ° C. for 2 hours. After removing the aqueous layer in the obtained reaction solution, the obtained organic layer was washed twice with ion-exchanged water (20 mL), twice with 10 wt% acetic acid aqueous solution (20 mL), and twice with ion-exchanged water (20 mL). Then, it was poured into methanol (50 mL) to precipitate a solid. The obtained solid was redissolved in o-dichlorobenzene (11 mL), then passed through column chromatography (SiO 2 and alumina), and the resulting solution was poured into methanol (50 mL) to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried to obtain 66 mg of polymer compound E. The number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound E was 2.3 * 10 < 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 4.7 * 10 < 4 >. The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound E was 5.34 eV.

合成例2
(化合物16の合成)

Figure 2014031364
100mLの四つ口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物15(1.2g,3.0mmol)、ビス(ピナコラト)ジボラン(2.29g,9.0mmol)、酢酸カリウム(1.77g,18mmol)および[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリドジクロロメタン付加物(294mg,0.36mmol)を加えた後、さらに、1,4−ジオキサン(45mL)を加えた。得られた反応混合物を10分間窒素ガスバブリングし、十分に脱気した。これを100℃で6時間加熱還流しながら撹拌した。得られた反応混合物を室温に冷却後、ろ過することで酢酸カリウムを除去し、得られたろ液を減圧下で濃縮した。ヘキサン/酢酸エチル混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=1:1(vol/vol))を溶出溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、メタノールで再結晶することにより化合物16を得た。化合物16の得量は613mg、収率は56%であった。 Synthesis example 2
(Synthesis of Compound 16)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, compound 15 (1.2 g, 3.0 mmol), bis (pinacolato) diborane (2.29 g, 9.0 mmol), potassium acetate (1. 77 g, 18 mmol) and [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) dichloride dichloromethane adduct (294 mg, 0.36 mmol), followed by further 1,4-dioxane (45 mL). added. The resulting reaction mixture was bubbled with nitrogen gas for 10 minutes and thoroughly degassed. This was stirred while heating to reflux at 100 ° C. for 6 hours. The obtained reaction mixture was cooled to room temperature and then filtered to remove potassium acetate, and the obtained filtrate was concentrated under reduced pressure. Compound 16 was obtained by purification by silica gel column chromatography using a hexane / ethyl acetate mixed solvent (hexane: ethyl acetate = 1: 1 (vol / vol)) as an elution solvent and recrystallization from methanol. The yield of Compound 16 was 613 mg, and the yield was 56%.

H−NMR(CDCl3):δ(ppm)=8.26(s、2H)、3.86(s、6H)、3.08−3.03(m、4H)、1.90(quint、4H)、1.49(quint、4H)、1.03(t、6H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 8.26 (s, 2H), 3.86 (s, 6H), 3.08-3.03 (m, 4H), 1.90 (quint) 4H), 1.49 (quint, 4H), 1.03 (t, 6H).

実施例16
(高分子化合物Fの合成)

Figure 2014031364
100mLの四つ口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(219.3mg,0.279mmol)および乾燥THF(10mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(7.68mg,0.00279mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(11.1mg,0.0382mmol)および3Mリン酸カリウム水溶液(1mL)を加え、80℃に加熱した。得られた反応溶液に対して、30分間アルゴンガスバブリングにより脱気した化合物16(100mg,0.279mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を5分間かけて滴下し、その後、80℃で6時間攪拌した。得られた反応溶液を室温まで冷却し、メタノールに注ぐことで固体を析出させた後、得られた固体をろ過して回収した。得られた固体を、アセトンを用いて3時間ソックスレー洗浄し、続いて、ヘキサンを用いて3時間ソックスレー抽出を行い、得られたヘキサン溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体をろ取した後、展開溶媒にo−ジクロロベンゼンを展開溶媒としてアルミナ/シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、得られたオルトジクロロベンゼン溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体をろ過し、乾燥することにより、高分子化合物Fを105mg得た。高分子化合物Fのポリスチレン換算の数平均分子量は1.7×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は3.2×10であった。なお、高分子化合物Eを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.44eVであった。 Example 16
(Synthesis of polymer compound F)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (219.3 mg, 0.279 mmol) and dry THF (10 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Then, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (7.68 mg, 0.00279 mmol), tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (11.1 mg, 0.0382 mmol) and 3M aqueous potassium phosphate solution (1 mL) were added. And heated to 80 ° C. To the obtained reaction solution, a dry THF (5 mL) solution of Compound 16 (100 mg, 0.279 mmol) degassed by argon gas bubbling for 30 minutes was added dropwise over 5 minutes, and then stirred at 80 ° C. for 6 hours. did. The obtained reaction solution was cooled to room temperature and poured into methanol to precipitate a solid, and then the obtained solid was collected by filtration. The obtained solid was subjected to Soxhlet washing with acetone for 3 hours, followed by Soxhlet extraction with hexane for 3 hours, and the obtained hexane solution was poured into methanol to precipitate a solid. After the obtained solid was collected by filtration, purification was performed by alumina / silica gel column chromatography using o-dichlorobenzene as a developing solvent, and the resulting orthodichlorobenzene solution was poured into methanol to precipitate a solid. . The obtained solid was filtered and dried to obtain 105 mg of polymer compound F. The number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound F was 1.7 × 10 4 , and the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 3.2 × 10 4 . The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound E was 5.44 eV.

実施例17
(有機太陽電池2の作製および評価)
高分子化合物Dおよび電子受容性化合物であるフラーレンC70PCBM(フェニルC71−酪酸メチルエステル)(Phenyl C71-butyric acid methyl ester、アメリカンダイソース社製、商品名:ADS71BFA)を、高分子化合物DおよびC70PCBM(重量比で、高分子化合物D/C70PCBM=2/1)をオルトジクロロベンゼンに溶解させ、得られた溶液を、孔径0.5μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過することで、インク2(重量%で、高分子化合物DおよびC70PCBMの合計は2.25重量%)を製造した。
Example 17
(Production and Evaluation of Organic Solar Cell 2)
Polymer compound D and electron-accepting compound fullerene C70PCBM (Phenyl C71-butyric acid methyl ester, manufactured by American Dye Source, trade name: ADS71BFA) were combined with polymer compound D and C70PCBM ( The polymer compound D / C70PCBM = 2/1) was dissolved in orthodichlorobenzene at a weight ratio, and the resulting solution was filtered with a Teflon (registered trademark) filter having a pore diameter of 0.5 μm to obtain ink 2 (weight). %, The sum of polymer compound D and C70PCBM was 2.25 wt%).

スパッタ法により成膜された約150nmの膜厚のITOがパターニングされたガラス基板を、有機溶媒、アルカリ洗剤および超純水で洗浄し、乾燥させた。その後、紫外線オゾン(UV−O3)装置を用いて、該ガラス基板に紫外線オゾン(UV−O3)処理を施した。
次に、PEDOT:PSS溶液(ヘレウス社製CleviosP VP AI4083)を孔径0.45μmのフィルターでろ過した。ろ過後のPEDOT:PSS溶液を、上記の基板のITO側にスピンコートして50nmの厚みで成膜した。次いで、大気中において、ホットプレート上で120℃で10分間加熱することにより、有機層を形成した。
次に、上記インク2を、上記の基板の有機層にスピンコートして100nmの厚みで活性層を成膜した。このようにして作製した活性層の光吸収端波長端は680nmであった。
次に、真空蒸着機によりカルシウムを膜厚4nmで蒸着し、次いで、アルミニウムを膜厚100nmで蒸着することにより、光電変換素子である有機太陽電池2を作製した。なお、金属蒸着の際の真空度は、1.0×10-3〜9×10-3Paであった。得られた有機太陽電池2の形状は、2mm×2mmの正方形であった。
得られた有機太陽電池2に、ソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm2)を用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は7.90mA/cm2であり、Voc(開放端電圧)は0.96Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.41であり、光電変換効率(η)は3.08%であった。
A glass substrate on which ITO with a thickness of about 150 nm formed by sputtering was patterned was washed with an organic solvent, an alkaline detergent and ultrapure water, and dried. Thereafter, the glass substrate was subjected to ultraviolet ozone (UV-O 3 ) treatment using an ultraviolet ozone (UV-O 3 ) apparatus.
Next, the PEDOT: PSS solution (CleviosP VP AI4083 manufactured by Heraeus) was filtered through a filter having a pore diameter of 0.45 μm. The PEDOT: PSS solution after filtration was spin-coated on the ITO side of the substrate to form a film with a thickness of 50 nm. Subsequently, the organic layer was formed in the air | atmosphere by heating on a hotplate at 120 degreeC for 10 minute (s).
Next, the ink 2 was spin-coated on the organic layer of the substrate to form an active layer with a thickness of 100 nm. The active layer thus fabricated had a light absorption edge wavelength end of 680 nm.
Next, the organic solar cell 2 which is a photoelectric conversion element was produced by vapor-depositing calcium with a film thickness of 4 nm with a vacuum evaporation machine, and then vapor-depositing aluminum with a film thickness of 100 nm. The vacuum degree during the metal deposition was 1.0 × 10 -3 ~9 × 10 -3 Pa. The shape of the obtained organic solar cell 2 was a 2 mm × 2 mm square.
The obtained organic solar cell 2 is irradiated with a certain amount of light using a solar simulator (trade name: OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance: 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.). The photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor were determined by measurement. Jsc (short-circuit current density) is 7.90 mA / cm 2 , Voc (open-circuit voltage) is 0.96 V, ff (fill factor) is 0.41, and photoelectric conversion efficiency (η ) Was 3.08%.

実施例18
(有機太陽電池3の作製および評価)
高分子化合物Dに代えて高分子化合物Fを用いたこと以外は、実施例17と同様にして有機太陽電池3を作製した。活性層の光吸収端波長端は680nmであった。
Example 18
(Production and Evaluation of Organic Solar Cell 3)
An organic solar cell 3 was produced in the same manner as in Example 17 except that the polymer compound F was used in place of the polymer compound D. The light absorption edge wavelength end of the active layer was 680 nm.

得られた有機太陽電池3に、ソーラシミュレーターを用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は5.36mA/cm2であり、Voc(開放端電圧)は0.97Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.51であり、光電変換効率(η)は2.62%であった。 The obtained organic solar cell 3 was irradiated with constant light using a solar simulator, and the generated current and voltage were measured to obtain photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor. Jsc (short circuit current density) is 5.36 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.97 V, ff (fill factor) is 0.51, and photoelectric conversion efficiency (η ) Was 2.62%.

実施例19
(化合物17の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物3(3.0g,4.87mmol)、およびTHF(50mL)を加えた。その後、N−ブロモ琥珀酸イミド(0.85g,4.78mmol)を加え、室温で7時間攪拌した。その後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(3mL)を加えて反応を停止させ、反応溶液を飽和食塩水で洗浄した。その後、分液した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣を、シリカゲルカラムクロマトグラフィによって精製することで化合物17を1.84g得た。収率は54%であった。 Example 19
(Synthesis of Compound 17)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was replaced with nitrogen gas, Compound 3 (3.0 g, 4.87 mmol) and THF (50 mL) were added. Thereafter, N-bromosuccinimide (0.85 g, 4.78 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 7 hours. Then, saturated sodium thiosulfate aqueous solution (3 mL) was added to stop the reaction, and the reaction solution was washed with saturated brine. Thereafter, the separated organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue obtained was purified by silica gel column chromatography to obtain 1.84 g of compound 17. The yield was 54%.

H−NMR(300MHz,CDCl):δ(ppm)=0.84(t、6H)、1.24(m、52H)、1.66(m、2H)、2.16(m、2H)、6.95(s、1H)、7.06(d、1H)、7.43(d、1H)。 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.84 (t, 6H), 1.24 (m, 52H), 1.66 (m, 2H), 2.16 (m, 2H) ), 6.95 (s, 1H), 7.06 (d, 1H), 7.43 (d, 1H).

実施例20
(化合物19の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物18(0.77g,1.04mmol)、およびTHF(50mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングすることによって脱気した。その後、化合物17(1.50g,2.15mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(19.5mg,0.02mmol)およびトリス(o−トルイル)ホスフィン(26mg,0.08mmol)を加え、80℃で4時間攪拌した。その後、反応溶液を飽和食塩水で洗浄した。その後、分液した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣を、シリカゲルカラムクロマトグラフィによって精製することで、化合物19を1.18g得た。収率は79%であった。 Example 20
(Synthesis of Compound 19)
Figure 2014031364
After replacing the gas in the 100 mL flask with nitrogen gas, Compound 18 (0.77 g, 1.04 mmol) and THF (50 mL) were added, and degassed by bubbling with argon gas for 30 minutes. Compound 17 (1.50 g, 2.15 mmol), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (19.5 mg, 0.02 mmol) and tris (o-toluyl) phosphine (26 mg, 0.08 mmol) were then added. In addition, the mixture was stirred at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, the reaction solution was washed with saturated brine. Thereafter, the separated organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 1.18 g of compound 19. The yield was 79%.

H−NMR(300MHz,CDCl):δ(ppm)=0.86(t、12H)、1.24(m、52H)、1.74(m、104H)、2.19(m、4H)、7.05(s、2H)、7.08(d、22H)。 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.86 (t, 12H), 1.24 (m, 52H), 1.74 (m, 104H), 2.19 (m, 4H) ), 7.05 (s, 2H), 7.08 (d, 22H).

実施例21
(化合物20の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物19(1.18g,0.83mmol)、およびDMF(83mL)を加え、80℃で攪拌した。その後、N−ブロモ琥珀酸イミド(0.85g,4.78mmol)を80℃で加え、80℃で2時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(3mL)と水(40mL)を加えた。反応溶液をトルエンで2回抽出したのち、得られた有機層を、飽和食塩水で洗浄した。その後、分液した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣を、シリカゲルカラムクロマトグラフィによって精製することで化合物20を615mg得た。収率は47%であった。 Example 21
(Synthesis of Compound 20)
Figure 2014031364
After replacing the gas in the 100 mL flask with nitrogen gas, Compound 19 (1.18 g, 0.83 mmol) and DMF (83 mL) were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. Thereafter, N-bromosuccinimide (0.85 g, 4.78 mmol) was added at 80 ° C., and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, saturated sodium thiosulfate aqueous solution (3 mL) and water (40 mL) were added. The reaction solution was extracted twice with toluene, and the obtained organic layer was washed with saturated brine. Thereafter, the separated organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 615 mg of compound 20. The yield was 47%.

H−NMR(300MHz、CDCl):δ(ppm)=0.84(t、12H)、1.24(m、40H)、1.75(m、4H)、2.20(m、4H)、7.03(s、2H)、7.14(d、2H)、7.18(d、2H)、7.42(s、2H)。 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) = 0.84 (t, 12H), 1.24 (m, 40H), 1.75 (m, 4H), 2.20 (m, 4H) ), 7.03 (s, 2H), 7.14 (d, 2H), 7.18 (d, 2H), 7.42 (s, 2H).

実施例22
(高分子化合物Gの合成)

Figure 2014031364
還流管を取り付けた100mL四口フラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物20(75.6mg、0.048mmol)、化合物3(29.5mg、0.06mmol)及び乾燥トルエン(12mL)を加え、アルゴンガスで30分間バブリングすることによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.10mg、1.2μmol)及びトリス(o−トルイル)ホスフィン(1.48mg、4.8μmol)を加え、100℃で3時間攪拌した。その後、得られた混合溶液に、アルゴンガスで30分間バブリングすることによって脱気したフェニルブロマイド(70.7mg、0.45mmol)のo−ジクロロベンゼン溶液(6.2mL)を加え、100℃で1時間攪拌した。その後、N、N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(0.3g)と水(2.7g)とを加え、100℃で3時間攪拌した。得られた反応溶液を静置し、分液した有機層を水および10重量%酢酸水溶液で洗浄した。その後、分液した有機層をアセトン(40mL)に滴下し、析出物を得た。得られた析出物を、o−ジクロロベンゼンを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムで精製し、その後、得られたo−ジクロロベンゼン溶液をメタノール(40mL)に注ぎ、固体を析出させ、得られた固体を濾過した。ソックスレー抽出器を用いて、得られた固体を、アセトンで3時間洗浄し、乾燥させることで、高分子化合物Gを70mg得た。収率は55%であった。得られた高分子化合物Gのポリスチレン換算の数平均分子量は1.3×10、重量平均分子量は5.5×10であった。 Example 22
(Synthesis of polymer compound G)
Figure 2014031364
After replacing the gas in the 100 mL four-necked flask equipped with a reflux tube with nitrogen gas, Compound 20 (75.6 mg, 0.048 mmol), Compound 3 (29.5 mg, 0.06 mmol) and dry toluene (12 mL) were added. In addition, degassing was performed by bubbling with argon gas for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) (1.10 mg, 1.2 μmol) and tris (o-toluyl) phosphine (1.48 mg, 4.8 μmol) were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 3 hours. Thereafter, an o-dichlorobenzene solution (6.2 mL) of phenyl bromide (70.7 mg, 0.45 mmol) deaerated by bubbling with argon gas for 30 minutes was added to the obtained mixed solution, and 1 at 100 ° C. Stir for hours. Thereafter, sodium N, N-diethyldithiocarbamate trihydrate (0.3 g) and water (2.7 g) were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 3 hours. The obtained reaction solution was allowed to stand, and the separated organic layer was washed with water and a 10% by weight aqueous acetic acid solution. Thereafter, the separated organic layer was added dropwise to acetone (40 mL) to obtain a precipitate. The obtained precipitate was purified by a silica gel column using o-dichlorobenzene as a developing solvent, and then the obtained o-dichlorobenzene solution was poured into methanol (40 mL) to precipitate a solid, and the obtained solid Was filtered. The obtained solid was washed with acetone for 3 hours using a Soxhlet extractor and dried to obtain 70 mg of polymer compound G. The yield was 55%. The obtained polymer compound G had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 1.3 × 10 4 and a weight average molecular weight of 5.5 × 10 4 .

実施例23
(化合物21の合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物4(500mg,0.637mmol)および乾燥THF(15mL)を加え、均一溶液とした。その後、反応溶液を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(2.0mL,3.2mmol)を同温で加えた。その後、反応溶液を1時間かけて室温まで昇温し、同温にて3時間攪拌した。その後、反応溶液を−78℃に冷却し、トリブチルスズクロリド(1.04g,3.2mmol)を加え、反応溶液を1時間かけて室温まで昇温し、同温にて1時間攪拌した。その後、水(50mL)を加えることで反応を終了させ、酢酸エチル(30mL)で2回抽出した。得られた有機層を水(30mL)で1回、飽和食塩水(30mL)で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた溶液を濾過後、得られた濾液をシリカゲルカラムに通過させ、得られた溶液をエバポレーターで濃縮した。得られた粗精製物を、クロロホルムを溶出溶媒として用いたリサイクルGPC(日本分析工業社製、LC−250HS)で精製することで、化合物21を得た。化合物21の得量は512mg、収率は66%であった。 Example 23
(Synthesis of Compound 21)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed in a nitrogen gas atmosphere, Compound 4 (500 mg, 0.637 mmol) and dry THF (15 mL) were added to obtain a homogeneous solution. Thereafter, the reaction solution was cooled to −78 ° C., and a hexane solution of n-butyllithium (2.0 mL, 3.2 mmol) was added at the same temperature. Thereafter, the reaction solution was warmed to room temperature over 1 hour and stirred at the same temperature for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was cooled to −78 ° C., tributyltin chloride (1.04 g, 3.2 mmol) was added, the reaction solution was warmed to room temperature over 1 hour, and stirred at the same temperature for 1 hour. The reaction was then terminated by adding water (50 mL) and extracted twice with ethyl acetate (30 mL). The obtained organic layer was washed once with water (30 mL) and once with saturated brine (30 mL), and dried over anhydrous sodium sulfate. After filtering the obtained solution, the obtained filtrate was passed through a silica gel column, and the obtained solution was concentrated with an evaporator. The obtained crude purified product was purified by recycled GPC (manufactured by Nippon Analytical Industries, Ltd., LC-250HS) using chloroform as an elution solvent to obtain Compound 21. The yield of compound 21 was 512 mg, and the yield was 66%.

H−NMR (CDCl):δ(ppm)=7.47(s,1H),6.95(s,1H),2.16(m,2H),1.53(m,90H),0.87(t,24H)。 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ (ppm) = 7.47 (s, 1H), 6.95 (s, 1H), 2.16 (m, 2H), 1.53 (m, 90H), 0.87 (t, 24H).

実施例24
(高分子化合物Hの合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体をアルゴンガス雰囲気下とした後、化合物21(176mg,0.146mmol)、国際公開第2011/052712号に記載の方法に従って合成した化合物23(100mg,0.146mmol)、トリス(2−トリル)ホスフィン(4.0mg,0.013mmol)および脱水トルエン(5mL)を加え均一溶液とした後、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(2.01mg,0.0022mmol)を加え、105℃で4.5時間攪拌し、さらに、120℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液にフェニルブロミド(100mg)を加え、2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、該反応溶液を、メタノール(200mL)および37wt%の濃塩酸(20mL)の混合溶液に注いだ。析出した固体を濾過して集め、得られた固体を円筒ろ紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトンおよびヘキサンでそれぞれ3時間洗浄した。その後、円筒濾紙内に残った残渣をトルエン(15mL)に溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(0.18g)および水(2.0mL)を加え、90℃で3時間攪拌を行った。水層を分液して除去後、得られた有機層を水(50mL)で2回、3wt%酢酸水溶液(50mL)で2回、水(50mL)で2回洗浄した後、得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体を濾過後、乾燥させ、得られた固体をo−ジクロロベンゼン(8mL)に再度溶解させた後、アルミナ/シリカゲルカラムを通過させた。得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させ、得られた固体を濾過後、乾燥させることで、高分子化合物Hを57mg得た。高分子化合物Hのポリスチレン換算の数平均分子量は2.3×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.7×10であった。 Example 24
(Synthesis of polymer compound H)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed under an argon gas atmosphere, Compound 21 (176 mg, 0.146 mmol), Compound 23 (100 mg, 0.146 mmol) synthesized according to the method described in WO 2011/052712, Tris ( 2-Tolyl) phosphine (4.0 mg, 0.013 mmol) and dehydrated toluene (5 mL) were added to obtain a homogeneous solution, and then degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (2.01 mg, 0.0022 mmol) was added, and the mixture was stirred at 105 ° C. for 4.5 hours, and further stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, phenyl bromide (100 mg) was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred for 2 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was poured into a mixed solution of methanol (200 mL) and 37 wt% concentrated hydrochloric acid (20 mL). The precipitated solid was collected by filtration, and the obtained solid was placed in a cylindrical filter paper and washed with methanol, acetone and hexane for 3 hours using a Soxhlet extractor. Thereafter, the residue remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in toluene (15 mL), sodium diethyldithiocarbamate (0.18 g) and water (2.0 mL) were added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. The aqueous layer was separated and removed, and the obtained organic layer was washed twice with water (50 mL), twice with 3 wt% aqueous acetic acid (50 mL) and twice with water (50 mL), and then the obtained solution Was poured into methanol to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried, and the obtained solid was dissolved again in o-dichlorobenzene (8 mL), and then passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a solid, and the obtained solid was filtered and dried to obtain 57 mg of polymer compound H. The number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound H was 2.3 × 10 4 , and the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 4.7 × 10 4 .

実施例25
(高分子化合物Iの合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体をアルゴンガス雰囲気下とした後、化合物11(263mg,0.235mmol)、化合物24(80.0mg,0.235mmol)、トリス(2−トリル)ホスフィン(6.40mg,0.021mmol)および脱水トルエン(12mL)を加え均一溶液とした後、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(3.22mg,0.0035mmol)を加え、105℃で4.5時間攪拌し、さらに、120℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液にフェニルブロミド(100mg)を加え、2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、該反応溶液を、メタノール(200mL)および37wt%の濃塩酸(20mL)の混合溶液に注いだ。析出した固体を濾過して集め、得られた固体を円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトンおよびヘキサンでそれぞれ3時間洗浄した。その後、円筒濾紙内に残った残渣をo−ジクロロベンゼン(6mL)に溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(0.20g)および水(2.0mL)を加え、90℃で3時間攪拌を行った。水層を分液にて除去後、得られた有機層を水(50mL)で2回、3wt%酢酸水溶液(50mL)で2回、水(50mL)で2回洗浄した後、得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体を濾過後、乾燥させ、得られた固体をo−ジクロロベンゼン(8mL)に再度溶解させた後、アルミナ/シリカゲルカラムを通過させた。得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させ、得られた固体を濾過後、乾燥させることで、高分子化合物Iを82mg得た。高分子化合物Iのポリスチレン換算の数平均分子量は1.3×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は3.7×10であった。 Example 25
(Synthesis of polymer compound I)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed under an argon gas atmosphere, Compound 11 (263 mg, 0.235 mmol), Compound 24 (80.0 mg, 0.235 mmol), Tris (2-tolyl) phosphine (6.40 mg, 0.45 mmol). 021 mmol) and dehydrated toluene (12 mL) were added to make a homogeneous solution, and then degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (3.22 mg, 0.0035 mmol) was added, and the mixture was stirred at 105 ° C. for 4.5 hours, and further stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, phenyl bromide (100 mg) was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred for 2 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was poured into a mixed solution of methanol (200 mL) and 37 wt% concentrated hydrochloric acid (20 mL). The precipitated solid was collected by filtration, and the obtained solid was placed in a cylindrical filter paper and washed with methanol, acetone and hexane for 3 hours using a Soxhlet extractor. Thereafter, the residue remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in o-dichlorobenzene (6 mL), sodium diethyldithiocarbamate (0.20 g) and water (2.0 mL) were added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. After removing the aqueous layer by liquid separation, the obtained organic layer was washed twice with water (50 mL), twice with 3 wt% aqueous acetic acid (50 mL), and twice with water (50 mL), and then the obtained solution Was poured into methanol to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried, and the obtained solid was dissolved again in o-dichlorobenzene (8 mL), and then passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a solid, and the obtained solid was filtered and dried to obtain 82 mg of polymer compound I. The number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound I was 1.3 * 10 < 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 3.7 * 10 < 4 >.

実施例26
(高分子化合物Jの合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体をアルゴンガス雰囲気下とした後、化合物21(190mg,0.158mmol)、化合物25(72.0mg,0.157mmol)、トリス(2−トリル)ホスフィン(4.3mg,0.014mmol)および脱水トルエン(9mL)を加え均一溶液とした後、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(2.16mg,0.00236mmol)を加え、105℃で4.5時間攪拌し、さらに、120℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液にフェニルブロミド(50mg)を加え、2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、該反応溶液を、メタノール(200mL)および37wt%の濃塩酸(20mL)の混合溶液に注いだ。析出した固体を濾過して集め、得られた固体を円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトンおよびヘキサンでそれぞれ3時間洗浄した。その後、円筒濾紙内に残った残渣をトルエン(15mL)に溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(0.13g)および水(1.0mL)を加え、90℃で3時間攪拌を行った。水層を分液して除去後、得られた有機層を水(50mL)で2回、3wt%酢酸水溶液(50mL)で2回、水(50mL)で2回洗浄した後、得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体を濾過後、乾燥し、得られた固体をo−ジクロロベンゼン(8mL)に再度溶解させた後、アルミナ/シリカゲルカラムを通過させた。得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させ、得られた固体を濾過後、乾燥させることで、高分子化合物Jを105mg得た。高分子化合物Jのポリスチレン換算の数平均分子量は2.1×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.3×10であった。なお、高分子化合物Jを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.42eVであった。 Example 26
(Synthesis of polymer compound J)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was placed under an argon gas atmosphere, Compound 21 (190 mg, 0.158 mmol), Compound 25 (72.0 mg, 0.157 mmol), Tris (2-tolyl) phosphine (4.3 mg, 0.35 mmol). 014 mmol) and dehydrated toluene (9 mL) to make a homogeneous solution, and then degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (2.16 mg, 0.00236 mmol) was added, and the mixture was stirred at 105 ° C. for 4.5 hours, and further stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, phenyl bromide (50 mg) was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred for 2 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was poured into a mixed solution of methanol (200 mL) and 37 wt% concentrated hydrochloric acid (20 mL). The precipitated solid was collected by filtration, and the obtained solid was placed in a cylindrical filter paper and washed with methanol, acetone and hexane for 3 hours using a Soxhlet extractor. Thereafter, the residue remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in toluene (15 mL), sodium diethyldithiocarbamate (0.13 g) and water (1.0 mL) were added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. The aqueous layer was separated and removed, and the obtained organic layer was washed twice with water (50 mL), twice with 3 wt% aqueous acetic acid (50 mL) and twice with water (50 mL), and then the obtained solution Was poured into methanol to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried, and the obtained solid was dissolved again in o-dichlorobenzene (8 mL), and then passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a solid, and the obtained solid was filtered and dried to obtain 105 mg of polymer compound J. The polymer compound J had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 2.1 × 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 4.3 × 10 4 . The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound J was 5.42 eV.

実施例27
(高分子化合物Kの合成)

Figure 2014031364
100mLフラスコ内の気体をアルゴンガス雰囲気下とした後、化合物21(200mg,0.166mmol)、European Journal of Organic Chemistry、2011、25、4841-4852に記載の方法に従って合成した化合物26(104.0mg,0.166mmol)およびトリス(2−トリル)ホスフィン(4.5mg,0.015mmol)、脱水トルエン(11mL)を加え均一溶液とした後、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(2.28mg,0.0025mmol)を加え、105℃で4.5時間攪拌し、さらに、120℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液にフェニルブロミド(50mg)を加え、2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、該反応溶液を、メタノール(200mL)および37wt%の濃塩酸(20mL)の混合溶液に注いだ。析出した固体を濾過して集め、得られた固体を円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出器を用いて、メタノール、アセトンおよびヘキサンでそれぞれ3時間洗浄した。その後、円筒濾紙内に残った残渣をトルエン(15mL)に溶解させ、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム(0.18g)および水(2.0mL)を加え、90℃で3時間攪拌を行った。水層を分液して除去後、得られた有機層を水(50mL)で2回、3wt%酢酸水溶液(50mL)で2回、水(50mL)で2回洗浄した後、得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させた。得られた固体を濾過後、乾燥させ、得られた固体をo−ジクロロベンゼン(8mL)に再度溶解させた後、アルミナ/シリカゲルカラムを通過させた。得られた溶液をメタノールに注ぐことで固体を析出させ、得られた固体を濾過後、乾燥させることで、高分子化合物Kを124mg得た。高分子化合物Kのポリスチレン換算の数平均分子量は2.3×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は4.7×10であった。なお、高分子化合物Kを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.19eVであった。 Example 27
(Synthesis of polymer compound K)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL flask was put under an argon gas atmosphere, Compound 21 (200 mg, 0.166 mmol), Compound 26 (104.0 mg) synthesized according to the method described in European Journal of Organic Chemistry, 2011, 25, 4841-4852 , 0.166 mmol), tris (2-tolyl) phosphine (4.5 mg, 0.015 mmol) and dehydrated toluene (11 mL) to obtain a homogeneous solution, and then degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Thereafter, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (2.28 mg, 0.0025 mmol) was added, and the mixture was stirred at 105 ° C. for 4.5 hours, and further stirred at 120 ° C. for 2 hours. Thereafter, phenyl bromide (50 mg) was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred for 2 hours. Thereafter, the obtained reaction solution was cooled to room temperature, and the reaction solution was poured into a mixed solution of methanol (200 mL) and 37 wt% concentrated hydrochloric acid (20 mL). The precipitated solid was collected by filtration, and the obtained solid was placed in a cylindrical filter paper and washed with methanol, acetone and hexane for 3 hours using a Soxhlet extractor. Thereafter, the residue remaining in the cylindrical filter paper was dissolved in toluene (15 mL), sodium diethyldithiocarbamate (0.18 g) and water (2.0 mL) were added, and the mixture was stirred at 90 ° C. for 3 hours. The aqueous layer was separated and removed, and the obtained organic layer was washed twice with water (50 mL), twice with 3 wt% aqueous acetic acid (50 mL) and twice with water (50 mL), and then the obtained solution Was poured into methanol to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried, and the obtained solid was dissolved again in o-dichlorobenzene (8 mL), and then passed through an alumina / silica gel column. The obtained solution was poured into methanol to precipitate a solid, and the obtained solid was filtered and dried to obtain 124 mg of polymer compound K. The number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer compound K was 2.3 × 10 4 , and the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 4.7 × 10 4 . The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound K was 5.19 eV.

実施例28
(高分子化合物Lの合成)

Figure 2014031364
100mLの四つ口フラスコ内の気体を窒素ガス雰囲気下とした後、化合物10(180.0mg,0.257mmol)および乾燥クロロベンゼン(5mL)を加え、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気した。その後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(11.76mg,0.0128mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(14.91mg,0.051mmol)および3Mリン酸カリウム水溶液(2mL)を加え、80℃に加熱した。その後、得られた反応溶液に、30分間アルゴンガスバブリングにより脱気した化合物7(50.5mg,0.129mmol)および化合物14(100.0mg,0.129mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を5分間かけて滴下し、80℃で2時間攪拌した。その後、得られた反応溶液に、30分間アルゴンガスバブリングによって脱気したフェニルブロマイド(100mg,0.68mmol)の乾燥THF(5mL)溶液を加え、80℃で2時間攪拌した後、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム二水和物(2.89g)およびイオン交換水(29mL)を加え、90℃で2時間加熱した。得られた反応液中の水層を除去後、得られた有機層をイオン交換水(20mL)で2回、10wt%酢酸水溶液(20mL)で2回、イオン交換水(20mL)で2回洗浄した後、メタノール(50mL)に注いで固体を析出させた。得られた固体をo−ジクロロベンゼン(11mL)に再溶解させ、次いで、カラムクロマトグラフィ(SiOおよびアルミナ)を通過させ、得られた溶液をメタノール(50mL)に注いで固体を析出させた。得られた固体を濾過し、乾燥させることにより、高分子化合物Lを59mg得た。高分子化合物Lのポリスチレン換算の数平均分子量は2.7×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は5.2×10であった。なお、高分子化合物Lを含む有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.31eVであった。 Example 28
(Synthesis of polymer compound L)
Figure 2014031364
After the gas in the 100 mL four-necked flask was placed under a nitrogen gas atmosphere, Compound 10 (180.0 mg, 0.257 mmol) and dry chlorobenzene (5 mL) were added, and degassed by argon gas bubbling for 30 minutes. Then, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (11.76 mg, 0.0128 mmol), tri-tert-butylphosphonium tetrafluoroborate (14.91 mg, 0.051 mmol) and 3M aqueous potassium phosphate solution (2 mL) were added. And heated to 80 ° C. Thereafter, a dry THF (5 mL) solution of Compound 7 (50.5 mg, 0.129 mmol) and Compound 14 (100.0 mg, 0.129 mmol) degassed by argon gas bubbling for 30 minutes was added to the obtained reaction solution. The solution was added dropwise over a period of time and stirred at 80 ° C for 2 hours. Then, a dry THF (5 mL) solution of phenyl bromide (100 mg, 0.68 mmol) deaerated by argon gas bubbling for 30 minutes was added to the obtained reaction solution, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then sodium diethyldithiocarbamate. Dihydrate (2.89 g) and ion-exchanged water (29 mL) were added, and the mixture was heated at 90 ° C. for 2 hours. After removing the aqueous layer in the obtained reaction solution, the obtained organic layer was washed twice with ion-exchanged water (20 mL), twice with 10 wt% acetic acid aqueous solution (20 mL), and twice with ion-exchanged water (20 mL). Then, it was poured into methanol (50 mL) to precipitate a solid. The obtained solid was redissolved in o-dichlorobenzene (11 mL), then passed through column chromatography (SiO 2 and alumina), and the resulting solution was poured into methanol (50 mL) to precipitate a solid. The obtained solid was filtered and dried to obtain 59 mg of polymer compound L. The number average molecular weight of polystyrene conversion of the high molecular compound L was 2.7 * 10 < 4 >, and the weight average molecular weight of polystyrene conversion was 5.2 * 10 < 4 >. The ionization potential of the organic thin film containing the polymer compound L was 5.31 eV.

実施例29
(有機太陽電池4の作製および評価)
高分子化合物Dに代えて高分子化合物Jを用いたこと以外は、実施例17と同様にして有機太陽電池4を作製した。活性層の光吸収端波長端は800nmであった。
Example 29
(Production and Evaluation of Organic Solar Cell 4)
An organic solar cell 4 was produced in the same manner as in Example 17 except that the polymer compound J was used in place of the polymer compound D. The light absorption edge wavelength end of the active layer was 800 nm.

得られた有機太陽電池4に、ソーラシミュレーターを用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は6.60mA/cm2であり、Voc(開放端電圧)は0.83Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.61であり、光電変換効率(η)は3.34%であった。 The obtained organic solar cell 4 was irradiated with constant light using a solar simulator, and the generated current and voltage were measured to obtain photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor. Jsc (short circuit current density) is 6.60 mA / cm 2 , Voc (open circuit voltage) is 0.83 V, ff (fill factor) is 0.61, and photoelectric conversion efficiency (η ) Was 3.34%.

実施例30
(有機太陽電池5の作製および評価)
高分子化合物Dに代えて高分子化合物Kを用いたこと以外は、実施例17と同様にして有機太陽電池5を作製した。活性層の光吸収端波長端は760nmであった。
Example 30
(Production and Evaluation of Organic Solar Cell 5)
An organic solar cell 5 was produced in the same manner as in Example 17 except that the polymer compound K was used in place of the polymer compound D. The light absorption edge wavelength end of the active layer was 760 nm.

得られた有機太陽電池5に、ソーラシミュレーターを用いて一定の光を照射し、発生する電流と電圧を測定して光電変換効率、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターを求めた。Jsc(短絡電流密度)は4.99mA/cm2であり、Voc(開放端電圧)は0.87Vであり、ff(フィルファクター(曲線因子))は0.60であり、光電変換効率(η)は2.60%であった。 The obtained organic solar cell 5 was irradiated with constant light using a solar simulator, and the generated current and voltage were measured to obtain photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density, open-circuit voltage, and fill factor. Jsc (short circuit current density) is 4.99 mA / cm 2 , Voc (open end voltage) is 0.87 V, ff (fill factor) is 0.60, and photoelectric conversion efficiency (η ) Was 2.60%.

実施例23
(有機トランジスタ4の作製および評価)
高分子化合物Aに代えて高分子化合物Gを用いたこと以外は、実施例6と同様にして有機トランジスタ4を作製した。
Example 23
(Production and Evaluation of Organic Transistor 4)
An organic transistor 4 was produced in the same manner as in Example 6 except that the polymer compound G was used in place of the polymer compound A.

得られた有機トランジスタ4のゲート電圧Vg、ソース・ドレイン間電圧Vsdを変化させ、トランジスタ特性を測定した。電界効果移動度は、4.5×10−2cm/Vsであった。 The gate voltage Vg and source-drain voltage Vsd of the obtained organic transistor 4 were changed, and transistor characteristics were measured. The field effect mobility was 4.5 × 10 −2 cm 2 / Vs.

1…基板、2、2a…活性層、3…絶縁層、4…ゲート電極、5…ソース電極、
6…ドレイン電極、7a…第1の電極、7b…第2の電極、100、110、120、130、140、150、160、170、180…有機トランジスタ、300…光電変換素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2, 2a ... Active layer, 3 ... Insulating layer, 4 ... Gate electrode, 5 ... Source electrode,
6 ... drain electrode, 7a ... first electrode, 7b ... second electrode, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180 ... organic transistor, 300 ... photoelectric conversion element.

Claims (18)

式(1)で表される化合物。
Figure 2014031364
(式中、
およびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
およびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
The compound represented by Formula (1).
Figure 2014031364
(Where
R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups May have a substituent.
Z 1 and Z 2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or an organic tin residue. Represent.
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )
前記環Aおよび環Bが、同一である、請求項1に記載の化合物。   The compound according to claim 1, wherein the ring A and ring B are the same. 前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物である、請求項1または2に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式中、
、R、ZおよびZは、前記と同じ意味を表す。
Xは、酸素原子、硫黄原子またはセレン原子を表す。2個存在するXは、同一でも異なっていてもよい。
Yは、窒素原子または−CR=を表す。2個存在するYは、同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、フッ素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数2〜30の1価の複素環基または炭素原子数1〜30のアルコキシ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。Rが2個存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。)
The compound of Claim 1 or 2 whose compound represented by said Formula (1) is a compound represented by Formula (2).
Figure 2014031364
(Where
R 1 , R 2 , Z 1 and Z 2 represent the same meaning as described above.
X represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom. Two X's may be the same or different.
Y represents a nitrogen atom or —CR 3 ═. Two Y's may be the same or different. R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, or 1 to 30 carbon atoms. These groups may have a substituent. When two R 3 are present, they may be the same or different. )
前記Yが、−CH=である、請求項3に記載の化合物。   4. A compound according to claim 3, wherein Y is -CH =. 前記Xが、硫黄原子である、請求項3または4に記載の化合物。   The compound according to claim 3 or 4, wherein X is a sulfur atom. 前記RとRが、同一である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to claim 1 , wherein R 1 and R 2 are the same. 前記RとRが、炭素原子数1〜30のアルキル基である、請求項6に記載の化合物。 The compound according to claim 6, wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms. 前記ZとZが、同一である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 1 to 7, wherein Z 1 and Z 2 are the same. 前記ZとZが、水素原子である、請求項8に記載の化合物。 The compound according to claim 8, wherein Z 1 and Z 2 are hydrogen atoms. 式(3)で表される化合物と、式(4)で表される化合物および式(5)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を反応させる第一工程と、
Figure 2014031364
(式中、
環Aおよび環Bは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)

−Mtl (4)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、リチウム原子またはマグネシウムハライドを表す。)

−Mtl (5)
(式中、
は、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mtlは、前記と同じ意味を表す。)
第一工程で得られた化合物を酸の存在下にて反応させる第二工程と、
を含む、請求項9に記載の化合物の製造方法。
A first step of reacting a compound represented by formula (3) with at least one compound selected from the group consisting of a compound represented by formula (4) and a compound represented by formula (5); ,
Figure 2014031364
(Where
Ring A and ring B each independently represent a heterocycle, and the heterocycle may have a substituent. )

R 1 -Mtl (4)
(Where
R 1 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. It may be.
Mtl represents a lithium atom or a magnesium halide. )

R 2 -Mtl (5)
(Where
R 2 represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups have a substituent. It may be.
Mtl represents the same meaning as described above. )
A second step of reacting the compound obtained in the first step in the presence of an acid;
The manufacturing method of the compound of Claim 9 containing this.
式(A)で表される化合物。

−W−Ar−W−Z (A)
(式中、ZおよびZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基(−B(OH)で表される基を意味する。)または有機スズ残基を表す。Arは、アリーレン基または2価の複素環基を表す。Wは、式(A−1)で表される基または式(A−2)で表される基を表す。Wは、式(A−3)で表される基または式(A−4)で表される基を表す。)
Figure 2014031364
(式(A−1)〜式(A−4)中、R’、R、RおよびRは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。環C、環D、環E、および環Fは、それぞれ独立に、複素環を表し、該複素環は置換基を有していてもよい。)
A compound represented by formula (A).

Z 3 -W 1 -Ar 1 -W 2 -Z 4 (A)
(In the formula, Z 3 and Z 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a boric acid ester residue, a boric acid residue (meaning a group represented by —B (OH) 2 ) or organic. Represents a tin residue, Ar 1 represents an arylene group or a divalent heterocyclic group, and W 1 represents a group represented by the formula (A-1) or a group represented by the formula (A-2). W 2 represents a group represented by the formula (A-3) or a group represented by the formula (A-4).
Figure 2014031364
(In Formula (A-1) to Formula (A-4), R ′, R 4 , R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or having 6 to 30 carbon atoms. Represents an aryl group or a monovalent heterocyclic group having 2 to 30 carbon atoms, and these groups may have a substituent, and ring C, ring D, ring E, and ring F are each independently Represents a heterocyclic ring, which may have a substituent.
式(7)で表される化合物、式(8)で表される化合物、または式(9)で表される化合物である請求項11に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式(7)〜式(9)中、R’、R、R、R、Z、Z、Ar、環C、環D、環E、および環Fは、前記と同じ意味を表す。)
The compound according to claim 11, which is a compound represented by formula (7), a compound represented by formula (8), or a compound represented by formula (9).
Figure 2014031364
(In Formula (7) to Formula (9), R ′, R 4 , R 5 , R 6 , Z 3 , Z 4 , Ar 1 , Ring C, Ring D, Ring E, and Ring F are the same as above. Represents meaning.)
式(10)で表される化合物、式(11)で表される化合物、または式(12)で表される化合物である請求項12に記載の化合物。
Figure 2014031364
(式(10)〜式(12)中、R’、R、R、R、Z、およびZは、前記と同じ意味を表す。R、R、R、R10、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1〜30のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基または炭素原子数2〜30の1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)
The compound according to claim 12, which is a compound represented by formula (10), a compound represented by formula (11), or a compound represented by formula (12).
Figure 2014031364
(In the formula (10) to Formula (12), R ', R 4, R 5, R 6, Z 3, and Z 4 are, .R 7, R 8 represent the same meanings as defined above, R 9, R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms or a monovalent group having 2 to 30 carbon atoms. And these groups may have a substituent.)
請求項1〜9、および11〜13のいずれか一項に記載の化合物を、単独重合または共重合して得られる高分子化合物。   The high molecular compound obtained by homopolymerizing or copolymerizing the compound as described in any one of Claims 1-9 and 11-13. 請求項14に記載の高分子化合物を含む、有機薄膜。   An organic thin film comprising the polymer compound according to claim 14. 第1の電極と第2の電極とを有し、
該第1の電極と該第2の電極との間に活性層を有し、該活性層に請求項14に記載の高分子化合物を含む、有機半導体素子。
A first electrode and a second electrode;
The organic-semiconductor element which has an active layer between this 1st electrode and this 2nd electrode, and contains the high molecular compound of Claim 14 in this active layer.
光電変換素子である、請求項16に記載の有機半導体素子。   The organic-semiconductor element of Claim 16 which is a photoelectric conversion element. 有機トランジスタである、請求項16に記載の有機半導体素子。   The organic-semiconductor element of Claim 16 which is an organic transistor.
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