JP2015105233A - Fullerene derivative - Google Patents

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伊藤 敏幸
Toshiyuki Ito
敏幸 伊藤
恵 松本
Megumi Matsumoto
恵 松本
上谷 保則
Yasunori Kamiya
保則 上谷
吉村 研
Ken Yoshimura
研 吉村
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Tottori University NUC
Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • Y02E10/549Organic PV cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic photoelectric conversion element excellent in photoelectric conversion efficiency.SOLUTION: A fullerene derivative is provided, in which one or more methanofullerene structures formed by bridging two carbon atoms constituting a fullerene ring are included and a carbon atom constituting the methanofullerene structure is replaced by an aryl group, a heteroaryl group, or the like. A composition comprising the fullerene derivative and an electron-donating compound that is a polymeric compound is provided. An organic photoelectric conversion element including the composition is also provided.

Description

本発明は、フラーレン誘導体に関し、さらにはかかるフラーレン誘導体を含む組成物、及びかかるフラーレン誘導体又は組成物を含む層を備える有機光電変換素子に関する。   The present invention relates to a fullerene derivative, and further relates to a composition containing such a fullerene derivative and an organic photoelectric conversion device including a layer containing such fullerene derivative or composition.

電荷輸送性(電子輸送性又は正孔輸送性)を有する有機半導体材料は、有機太陽電池、光センサー等に用いられる有機光電変換素子等への適用が検討されている。例えば、有機半導体材料であるフラーレン誘導体は、有機太陽電池への適用が検討されている。このようなフラーレン誘導体としては、例えば、[6,6]−フェニルC61−酪酸メチルエステル(以下、[60]−PCBMという。)が知られている(非特許文献1参照)。   Application of organic semiconductor materials having a charge transporting property (electron transporting property or hole transporting property) to organic photoelectric conversion elements used in organic solar cells, optical sensors, and the like has been studied. For example, fullerene derivatives that are organic semiconductor materials are being studied for application to organic solar cells. As such a fullerene derivative, for example, [6,6] -phenyl C61-butyric acid methyl ester (hereinafter referred to as [60] -PCBM) is known (see Non-Patent Document 1).

Advanced Functional Materials Vol.13 (2003) 85pAdvanced Functional Materials Vol.13 (2003) 85p

しかしながら、[60]−PCBMを含む層を備える有機光電変換素子は、光電変換効率が必ずしも十分なほどには高くないという問題点がある。   However, an organic photoelectric conversion element including a layer containing [60] -PCBM has a problem that the photoelectric conversion efficiency is not necessarily high enough.

そこで、本発明は、有機光電変換素子に用いた場合に、優れた光電変換効率を実現できるフラーレン誘導体を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the fullerene derivative which can implement | achieve the outstanding photoelectric conversion efficiency, when it uses for an organic photoelectric conversion element.

即ち、本発明は、下記[1]〜[6]を提供する。
[1]下記式(1)で表されるフラーレン誘導体。

Figure 2015105233
(式(1)中、環Fはフラーレン環を表す。n個のC1は環Fを構成する2個の炭素原子を架橋してメタノフラーレン構造を構成する炭素原子を表す。置換基Rをm個有するArは置換基Rをm個有するアリール基又は置換基Rをm個有するヘテロアリール基を表す。置換基Rは下記式(2)で表される構造を有する。Arは、置換基を有していてもよいアリール基(ただし、該置換基からは前記置換基Rは除かれる。)又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を表す。)
Figure 2015105233
(式(2)中、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表す。p及びqはそれぞれ独立に1以上の整数を表す。)
[2]置換基Rを有する前記Arが置換基Rをm個有するアリール基であり、Arがアリール基である、[1]に記載のフラーレン誘導体。
[3][1]又は[2]に記載のフラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物。
[4]前記電子供与性化合物が高分子化合物である、[3]に記載の組成物。
[5][1]又は[2]に記載のフラーレン誘導体を含む層を備える有機光電変換素子。
[6][3]又は[4]に記載の組成物を含む層を備える有機光電変換素子。 That is, the present invention provides the following [1] to [6].
[1] A fullerene derivative represented by the following formula (1).
Figure 2015105233
(In formula (1), ring F represents a fullerene ring. N C1s represent carbon atoms constituting a methanofullerene structure by bridging two carbon atoms constituting ring F. .Ar 2 Ar 1 is having the structure. substituent R representing a heteroaryl group having m pieces an aryl group or a substituent R having the m substituents R represented by the following formula (2) into individual organic is substituted An aryl group which may have a group (however, the substituent R is excluded from the substituent) or a heteroaryl group which may have a substituent, m and n are each independently Represents an integer of 1 or more.)
Figure 2015105233
(In formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent. P and q each independently represent an integer of 1 or more.)
[2] The fullerene derivative according to [1], wherein Ar 1 having substituent R is an aryl group having m substituents R, and Ar 2 is an aryl group.
[3] A composition comprising the fullerene derivative according to [1] or [2] and an electron donating compound.
[4] The composition according to [3], wherein the electron donating compound is a polymer compound.
[5] An organic photoelectric conversion device comprising a layer containing the fullerene derivative according to [1] or [2].
[6] An organic photoelectric conversion device comprising a layer containing the composition according to [3] or [4].

本発明のフラーレン誘導体を用いれば、優れた光電変換効率を示す有機光電変換素子を提供することができる。   If the fullerene derivative of this invention is used, the organic photoelectric conversion element which shows the outstanding photoelectric conversion efficiency can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<フラーレン誘導体>
本発明のフラーレン誘導体は、下記式(1)で表されるフラーレン誘導体である。
<Fullerene derivative>
The fullerene derivative of the present invention is a fullerene derivative represented by the following formula (1).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

式(1)中、環Fはフラーレン環を表す。フラーレン環である環Fが由来するフラーレンは特に限定されず、C60フラーレン、C70フラーレン、C82フラーレン、C84フラーレン等のいずれであってもよい。環Fは好ましくはC60フラーレンに由来するフラーレン環である。 In formula (1), ring F represents a fullerene ring. The fullerene from which the ring F which is a fullerene ring is derived is not particularly limited, and may be any of C 60 fullerene, C 70 fullerene, C 82 fullerene, C 84 fullerene and the like. Ring F is preferably a fullerene ring derived from C 60 fullerene.

式(1)中、n個のC1は環Fを構成する2個の炭素原子を架橋してメタノフラーレン構造を構成する炭素原子を表す。   In the formula (1), n C1s represent carbon atoms constituting a methanofullerene structure by bridging two carbon atoms constituting the ring F.

式(1)中、nは1以上の整数である。即ち、本発明のフラーレン誘導体は、置換基Rを有するAr及びArがC1に結合しているメタノフラーレン誘導体(例えば、ビス(メタノ)フラーレン誘導体、トリス(メタノ)フラーレン誘導体、テトラキス(メタノ)フラーレン誘導体を含む。)である。 In formula (1), n is an integer of 1 or more. That is, the fullerene derivative of the present invention is a methanofullerene derivative in which Ar 1 and Ar 2 having a substituent R are bonded to C1 (for example, bis (methano) fullerene derivative, tris (methano) fullerene derivative, tetrakis (methano) Including a fullerene derivative).

式(1)中、C1に結合するArは置換基Rをm個有するアリール基又は置換基Rをm個有するヘテロアリール基を表す。Arが2個以上存在する場合、2個以上のArは互いに異なっていてもよい。Arは、置換基Rをm個有するアリール基であることが好ましい。 In Formula (1), Ar 1 bonded to C 1 represents an aryl group having m substituents R or a heteroaryl group having m substituents R. When two or more Ar 1 are present, the two or more Ar 1 may be different from each other. Ar 1 is preferably an aryl group having m substituents R.

Arである、置換基Rをm個有するアリール基は、水素原子m個が置換基Rで置換された芳香族炭化水素から水素原子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又は縮合環2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合した構造を有する基も含まれる。置換基Rを除くアリール基部分の炭素原子数は、通常6〜60であり、6〜30であることが好ましい。 The aryl group having m substituents R that is Ar 1 is the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon in which m hydrogen atoms are substituted with the substituent R, and the benzene ring is And a group having a structure in which two or more independent benzene rings or two or more condensed rings are bonded directly or via a group such as vinylene. The number of carbon atoms in the aryl group portion excluding the substituent R is usually 6 to 60, and preferably 6 to 30.

置換基Rをm個有するアリール基としては、例えば、置換基Rをm個有するフェニル基、置換基Rをm個有する1−ナフチル基及び置換基Rをm個有する2−ナフチル基が挙げられる。   Examples of the aryl group having m substituents R include a phenyl group having m substituents R, a 1-naphthyl group having m substituents R, and a 2-naphthyl group having m substituents R. .

Arである、置換基Rをm個有するヘテロアリール基は、水素原子m個が置換基Rで置換された複素環式化合物から水素原子1個を除いた残りの原子団をいう。置換基Rを除くヘテロアリール基部分の炭素原子数は通常4〜60程度であり、好ましくは4〜20である。 The heteroaryl group having m substituents R which is Ar 1 refers to the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound in which m hydrogen atoms are substituted with the substituent R. The number of carbon atoms in the heteroaryl group portion excluding the substituent R is usually about 4 to 60, and preferably 4 to 20.

ここで複素環式化合物とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環式構造を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子、硼素原子、珪素原子等のヘテロ原子を環内に含む化合物をいう。このヘテロアリール基としては、芳香族のヘテロアリール基が好ましい。   Here, the heterocyclic compound is not only a carbon atom but also an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silicon atom as an element constituting the cyclic structure among organic compounds having a cyclic structure. A compound containing a heteroatom in the ring. As this heteroaryl group, an aromatic heteroaryl group is preferable.

Arである、置換基Rをm個有するヘテロアリール基の具体例としては、置換基Rをm個有するチエニル基(2−チエニル基、3−チエニル基)、置換基Rをm個有するピロリル基、置換基Rをm個有するフリル基、置換基Rをm個有するピリジル基、置換基Rをm個有するピペリジル基、置換基Rをm個有するキノリル基及び置換基Rをm個有するイソキノリル基が挙げられる。 Specific examples of the heteroaryl group having m substituents R that are Ar 1 include thienyl groups (2-thienyl group, 3-thienyl group) having m substituents R, and pyrrolyl having m substituents R. Group, furyl group having m substituents R, pyridyl group having m substituents R, piperidyl group having m substituents R, quinolyl group having m substituents R, and isoquinolyl having m substituents R Groups.

式(1)中、nは、光電変換効率の観点から、1であることが好ましい。またmは、1であることが好ましい。n及びmがともに1であることがさらに好ましい。   In formula (1), n is preferably 1 from the viewpoint of photoelectric conversion efficiency. M is preferably 1. More preferably, n and m are both 1.

置換基Rは下記式(2)で表される構造を有する。   The substituent R has a structure represented by the following formula (2).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

式(2)中、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表す。p及びqはそれぞれ独立に1以上の整数を表す。 In formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent. p and q each independently represents an integer of 1 or more.

、R、Rである1価の置換基としては、ハロゲン原子を有していてもよいアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基が挙げられる。 As monovalent substituents represented by R 1 , R 2 and R 3 , an alkyl group optionally having a halogen atom, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom and an alkoxy optionally having a halogen atom Groups.

、R、Rは水素原子又はハロゲン原子を有していてもよいアルキル基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。Rはアルキル基であることが好ましい。 R 1 , R 2 , and R 3 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group that may have a halogen atom, and more preferably a hydrogen atom. R 3 is preferably an alkyl group.

ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。有機光電変換素子に用いた場合に光電変換効率をより高めることができるので、ハロゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
アリール基、ヘテロアリール基の例としては、後述のArを構成し得る基が挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. When used in an organic photoelectric conversion element, the photoelectric conversion efficiency can be further increased, so that the halogen atom is preferably a fluorine atom.
Examples of the aryl group and heteroaryl group include groups capable of constituting Ar 2 described later.

アルキル基の炭素原子数は、通常1〜20である。アルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、環状であってもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、3−メチルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基及びラウリル基が挙げられる。   The number of carbon atoms of the alkyl group is usually 1-20. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, 3-methylbutyl group, pentyl group, hexyl group and 2-ethylhexyl. Group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and lauryl group.

アルキル基はハロゲン原子を有していてもよく、ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましい。フッ素原子を有するアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基及びパーフルオロオクチル基が挙げられる。   The alkyl group may have a halogen atom, and the halogen atom is preferably a fluorine atom. Examples of the alkyl group having a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, and a perfluorooctyl group.

アルコキシ基の炭素原子数は、通常1〜20である。アルコキシ基中のアルキル基部分は鎖状であっても環状であってもよい。このアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基及びラウリルオキシ基が挙げられる。   The number of carbon atoms of the alkoxy group is usually 1-20. The alkyl group portion in the alkoxy group may be a chain or a ring. Specific examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, Examples include heptyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group and lauryloxy group.

アルコキシ基は、ハロゲン原子を有していてもよく、ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましい。フッ素原子を有するアルコキシ基としては、例えば、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基及びパーフルオロオクチルオキシ基が挙げられる。   The alkoxy group may have a halogen atom, and the halogen atom is preferably a fluorine atom. Examples of the alkoxy group having a fluorine atom include a trifluoromethoxy group, a pentafluoroethoxy group, a perfluorobutoxy group, a perfluorohexyloxy group, and a perfluorooctyloxy group.

式(2)中、qは1〜4であることが好ましく、2〜3であることがさらに好ましい。またpは1〜4であることが好ましく、2〜3であることがさらに好ましい。   In formula (2), q is preferably 1 to 4, and more preferably 2 to 3. Further, p is preferably 1 to 4, and more preferably 2 to 3.

置換基Rは、下記式(3)で表される構造を有することが好ましい。   The substituent R preferably has a structure represented by the following formula (3).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

式(3)中、R、R、R及びqは、前記と同義である。R及びRは前記R、R、Rと同義であって、それぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表す。 In formula (3), R 1 , R 2 , R 3 and q are as defined above. R 4 and R 5 have the same meanings as R 1 , R 2 and R 3, and each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.

式(1)中、Arは、置換基を有していてもよいアリール基(ただし、この置換基からは置換基Rが除かれる。)又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。Arが2個以上存在する場合、2個以上のArは互いに異なっていてもよい。Arは、アリール基であることが好ましい。 In formula (1), Ar 2 is an aryl group which may have a substituent (however, the substituent R is excluded from this substituent) or a heteroaryl group which may have a substituent. Represents. When two or more Ar 2 exist, two or more Ar 2 may be different from each other. Ar 2 is preferably an aryl group.

本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、その化合物又は基を構成するすべての水素原子が無置換である場合、及び1個以上の水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されている場合の両方の態様を含む。   In the present specification, “which may have a substituent” means that all hydrogen atoms constituting the compound or group are unsubstituted, and a part or all of one or more hydrogen atoms are Both embodiments are included when substituted by a substituent.

Arで表されるアリール基は、無置換の芳香族炭化水素から、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又は縮合環2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合した基も含まれる。アリール基の炭素原子数は、通常6〜60であり、6〜30であることが好ましい。なお、前記のアリール基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。
Arで表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基及び2−ナフチル基が挙げられる。
The aryl group represented by Ar 2 is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an unsubstituted aromatic hydrocarbon, a group having a benzene ring, a group having a condensed ring, an independent benzene ring or A group in which two or more fused rings are bonded directly or via a group such as vinylene is also included. The number of carbon atoms of the aryl group is usually 6 to 60, and preferably 6 to 30. The number of carbon atoms of the aryl group does not include the number of carbon atoms of the substituent.
Examples of the aryl group represented by Ar 2 include a phenyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group.

Arで表されるヘテロアリール基は、複素環式化合物から水素原子1個を除いた残りの原子団をいう。ヘテロアリール基の炭素原子数は通常4〜60程度であり、好ましくは4〜20である。なお、このヘテロアリール基の炭素原子数には、置換基の炭素原子数は含まれない。前記複素環式化合物とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子、硼素原子、珪素原子等のヘテロ原子を環内に含む化合物をいう。ヘテロアリール基としては、芳香族のヘテロアリール基が好ましい。 The heteroaryl group represented by Ar 2 refers to the remaining atomic group obtained by removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound. The number of carbon atoms in the heteroaryl group is usually about 4 to 60, preferably 4 to 20. The number of carbon atoms in the heteroaryl group does not include the number of carbon atoms in the substituent. The heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure in which the elements constituting the ring are not only carbon atoms but also hetero atoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms, boron atoms, silicon atoms, etc. A compound containing an atom in the ring. As the heteroaryl group, an aromatic heteroaryl group is preferable.

ヘテロアリール基の具体例としては、チエニル基(2−チエニル基、3−チエニル基)、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジル基、キノリル基及びイソキノリル基が挙げられる。   Specific examples of the heteroaryl group include a thienyl group (2-thienyl group, 3-thienyl group), pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, piperidyl group, quinolyl group, and isoquinolyl group.

Arで表される、置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基が有していてもよい置換基は、既に説明したR、R、Rである1価の置換基と同様である。ただし、このアリール基が有していてもよい置換基からは前記置換基Rが除かれる。換言すると「置換基を有していてもよいアリール基」は、置換基Rを有しない。 The substituent which the aryl group which may have a substituent represented by Ar 2 or the heteroaryl group which may have a substituent may have R 1 and R 2 which have already been described. , R 3 is the same as the monovalent substituent. However, the substituent R is excluded from the substituent that the aryl group may have. In other words, the “aryl group optionally having substituent (s)” does not have the substituent R.

前記式(1)で表されるフラーレン誘導体の例としては、具体的には以下に示す化合物が挙げられる。   Specific examples of the fullerene derivative represented by the formula (1) include the following compounds.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

<フラーレン誘導体の製造方法>
本発明のフラーレン誘導体は、例えば、フラーレンおよび下記式(A)で表される化合物を反応させることにより製造することができる。
<Method for producing fullerene derivative>
The fullerene derivative of the present invention can be produced, for example, by reacting fullerene and a compound represented by the following formula (A).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

式(A)中、Ar、Ar、置換基Rは前記と同義である。
フラーレンおよび前記式(A)で表される化合物の反応に用いられるフラーレンの炭素原子数は特に限定されない。用いられ得るフラーレンは、C60フラーレン、C70フラーレン、C82フラーレン、C84フラーレン等のいずれであってもよいが、C60フラーレンを用いることが好ましい。
In formula (A), Ar 1 , Ar 2 , and substituent R are as defined above.
The number of carbon atoms of fullerene used for the reaction of the fullerene and the compound represented by the formula (A) is not particularly limited. The fullerene that can be used may be any of C 60 fullerene, C 70 fullerene, C 82 fullerene, C 84 fullerene, etc., but C 60 fullerene is preferably used.

前記式(A)で表される化合物の好ましい例としては、下記式(B)で表される化合物が挙げられる。   Preferable examples of the compound represented by the formula (A) include a compound represented by the following formula (B).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

フラーレンと前記式(A)で表される化合物とは無溶媒の条件で反応させることも可能であるが、溶媒中で反応させることが好ましい。   Fullerene and the compound represented by the formula (A) can be reacted under solvent-free conditions, but are preferably reacted in a solvent.

反応に用いられ得る溶媒としては、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素溶媒、脂肪族炭化水素溶媒、ハロゲン化脂肪族炭化水素溶媒、二硫化炭素などを用いることができる。これらの中でも芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素溶媒を用いることが好ましい。   As a solvent that can be used for the reaction, an aromatic hydrocarbon solvent, a halogenated aromatic hydrocarbon solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent, a halogenated aliphatic hydrocarbon solvent, carbon disulfide, or the like can be used. Among these, it is preferable to use an aromatic hydrocarbon solvent or a halogenated aromatic hydrocarbon solvent.

芳香族炭化水素溶媒の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、クメン、エチルベンゼン、テトラリンなどが挙げられる。ハロゲン化芳香族炭化水素溶媒の例としては、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ブロモベンゼンなどが挙げられる。溶媒としては、好ましくはクロロベンゼン、ジクロロベンゼンであり、特に好ましくはジクロロベンゼンである。   Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, cumene, ethylbenzene, tetralin and the like. Examples of the halogenated aromatic hydrocarbon solvent include chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, bromobenzene and the like. The solvent is preferably chlorobenzene or dichlorobenzene, and particularly preferably dichlorobenzene.

フラーレン及び前記式(A)で表される化合物の反応は、通常0℃から用いられる溶媒の沸点程度で行われ、50℃〜溶媒の沸点程度で行われることが好ましい。   The reaction between the fullerene and the compound represented by the formula (A) is usually performed at about the boiling point of the solvent used from 0 ° C., and preferably performed at about 50 ° C. to about the boiling point of the solvent.

フラーレン及び前記式(A)で表される化合物の反応においては、アルコキシド、ルイス塩基化合物を共存させると転化率を向上させることができるために好ましい。   In the reaction of fullerene and the compound represented by the above formula (A), it is preferable that an alkoxide and a Lewis base compound coexist because the conversion rate can be improved.

用いられ得るアルコキシドの例としては、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムブトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムブトキシド、カリウムフェノキシドなどが挙げられる。これらの中でもナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムブトキシド、ナトリウムフェノキシドが好ましく、ナトリウムメトキシドが特に好ましい。   Examples of alkoxides that can be used include sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium butoxide, sodium phenoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, potassium butoxide, potassium phenoxide and the like. Among these, sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium butoxide, and sodium phenoxide are preferable, and sodium methoxide is particularly preferable.

用いられ得るルイス塩基化合物としてはピリジン、ピペリジン、ピリミジン、キノリン、トリエチルアミン、トリフェニルアミンなどが挙げられ、好ましくはピリジン、ピペリジンであり、特に好ましくはピリジンである。   Examples of Lewis base compounds that can be used include pyridine, piperidine, pyrimidine, quinoline, triethylamine, triphenylamine, and the like, preferably pyridine and piperidine, and particularly preferably pyridine.

フラーレン及び前記式(A)で表される化合物の反応は大気中で行うことも可能であるが、副生物を低減して転化率を向上させる観点から、不活性ガス中で反応を行うことが好ましい。不活性ガスの例としては窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられる。   The reaction of fullerene and the compound represented by the formula (A) can be carried out in the atmosphere. However, the reaction can be carried out in an inert gas from the viewpoint of reducing by-products and improving the conversion rate. preferable. Examples of the inert gas include nitrogen gas and argon gas.

フラーレン及び前記式(A)で表される化合物の反応は、光を照射しつつ行ってもよい。光を照射しながら反応させることによって転化率を向上させることができる。光を照射する場合に用いられる光には紫外線領域の波長の光が含まれていることが好ましい。   The reaction of the fullerene and the compound represented by the formula (A) may be performed while irradiating light. The conversion can be improved by reacting while irradiating light. The light used for irradiating light preferably contains light having a wavelength in the ultraviolet region.

反応後、反応生成物を室温まで放冷し、溶媒を減圧留去することで、反応混合物が得られる。   After the reaction, the reaction product is allowed to cool to room temperature, and the solvent is distilled off under reduced pressure to obtain a reaction mixture.

前記反応混合物は、通常、本発明のフラーレン誘導体、反応の副生物及び未反応の原料等を含む。該反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー法により分離精製し、フラーレン誘導体を得ることができる。   The reaction mixture usually contains the fullerene derivative of the present invention, reaction by-products, unreacted raw materials, and the like. The reaction mixture can be separated and purified by silica gel column chromatography to obtain a fullerene derivative.

高純度のフラーレン誘導体を得る精製方法としては、例えば、二硫化炭素と酢酸エステルとを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製する方法、及び、芳香族炭化水素と酢酸エステルとを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製する方法が挙げられる。高純度のフラーレン誘導体を得る精製方法としては、芳香族炭化水素と酢酸エステルを展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製する方法が好ましい。シリカゲルカラムクロマトグラフィーとしては、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィーが好ましい。   As a purification method for obtaining a high-purity fullerene derivative, for example, a method of purifying by silica gel column chromatography using carbon disulfide and acetate as developing solvents, and an aromatic hydrocarbon and acetate as developing solvents. The method of refine | purifying with the used silica gel column chromatography is mentioned. As a purification method for obtaining a high-purity fullerene derivative, a method for purification by silica gel column chromatography using an aromatic hydrocarbon and an acetate as a developing solvent is preferable. As silica gel column chromatography, silica gel flash column chromatography is preferable.

原料である化合物(A)及びフラーレンの使用量、反応時間、反応温度といった反応条件等を適宜調整することで、フラーレン環に結合する構造の数を調節することができ、また分離精製条件を適宜調整することにより、所望の数の構造がフラーレン環に結合したフラーレン誘導体を選択的に得ることができる。   The number of structures bonded to the fullerene ring can be adjusted by appropriately adjusting the reaction conditions such as the amount of compound (A) and fullerene used as raw materials, reaction time, reaction temperature, etc. By adjusting, a fullerene derivative having a desired number of structures bonded to the fullerene ring can be selectively obtained.

化合物(A)は、例えば、ジャーナル・オブ・オーガニックケミストリー(60巻、532〜538ページ、1995年)に記載の方法に準じて製造することが可能である。   Compound (A) can be produced, for example, according to the method described in Journal of Organic Chemistry (60 volumes, pages 532-538, 1995).

<組成物>
本発明のフラーレン誘導体は、電子受容性化合物として用いることも電子供与性化合物として用いることもできるが、電子受容性化合物として用いることが好ましい。本発明のフラーレン誘導体は、例えば有機光電変換素子の電子受容性材料として好適に用いることができる。
<Composition>
The fullerene derivative of the present invention can be used as an electron accepting compound or an electron donating compound, but is preferably used as an electron accepting compound. The fullerene derivative of the present invention can be suitably used, for example, as an electron accepting material for an organic photoelectric conversion element.

本発明のフラーレン誘導体を有機光電変換素子の電子受容性材料として用いる場合には、本発明のフラーレン誘導体のみを単独で用いることもできるが、フラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物として用いることが好ましい。
この組成物が含み得る電子供与性化合物は、高分子化合物であることが好ましい。
When the fullerene derivative of the present invention is used as an electron-accepting material for an organic photoelectric conversion element, only the fullerene derivative of the present invention can be used alone. It is preferable.
The electron donating compound that can be contained in the composition is preferably a polymer compound.

<有機光電変換素子>
本発明のフラーレン誘導体を用いる有機光電変換素子は、一対の電極と、該一対の電極間に本発明のフラーレン誘導体を含む層を有する。本発明のフラーレン誘導体を電子受容性化合物として用いる場合、有機光電変換素子は、上述したように本発明のフラーレン誘導体のみを含む層を備えていてもよく、本発明のフラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物を含む層を備えていてもよい。
<Organic photoelectric conversion element>
The organic photoelectric conversion element using the fullerene derivative of the present invention has a pair of electrodes and a layer containing the fullerene derivative of the present invention between the pair of electrodes. When the fullerene derivative of the present invention is used as an electron-accepting compound, the organic photoelectric conversion element may include a layer containing only the fullerene derivative of the present invention as described above, and the fullerene derivative and the electron-donating compound of the present invention. And a layer containing a composition containing.

本発明のフラーレン誘導体を用いる有機光電変換素子としては、
1.少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、該一対の電極間に設けられ、電子受容性化合物として本発明のフラーレン誘導体を含有する第1の有機層と、該第1の有機層に接合するように設けられた電子供与性化合物を含有する第2の有機層とを有する有機光電変換素子、及び
2.少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、該一対の電極間に設けられ、電子受容性化合物として本発明のフラーレン誘導体及び電子供与性化合物を含有する有機層を少なくとも1層有する有機光電変換素子が好ましい。
As an organic photoelectric conversion element using the fullerene derivative of the present invention,
1. A pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, a first organic layer provided between the pair of electrodes and containing the fullerene derivative of the present invention as an electron-accepting compound, and the first organic layer 1. an organic photoelectric conversion device having a second organic layer containing an electron donating compound provided so as to be bonded; An organic photoelectric device having a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, and at least one organic layer provided between the pair of electrodes and containing the fullerene derivative of the present invention and an electron-donating compound as an electron-accepting compound A conversion element is preferred.

ヘテロ接合界面を多く含むという観点からは、前記2.の構成の有機光電変換素子がより好ましい。   From the viewpoint of including many heterojunction interfaces, the above-mentioned 2. The organic photoelectric conversion element of the structure is more preferable.

また、本発明の有機光電変換素子には、一対の電極のうちの少なくとも一方の電極と該有機光電変換素子中の有機層との間に付加的な層を設けてもよい。付加的な層としては、例えば、正孔又は電子を輸送する電荷輸送層及びバッファ層が挙げられる。バッファ層に用いられる材料としては、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物又は酸化物が挙げられ、具体的にはフッ化リチウムが挙げられる。また、酸化チタン等の無機半導体の微粒子を用いることもできる。   Moreover, you may provide an additional layer in the organic photoelectric conversion element of this invention between the at least one electrode of a pair of electrodes, and the organic layer in this organic photoelectric conversion element. Examples of the additional layer include a charge transport layer and a buffer layer that transport holes or electrons. Examples of the material used for the buffer layer include halides or oxides of alkali metals or alkaline earth metals, and specifically lithium fluoride. In addition, fine particles of an inorganic semiconductor such as titanium oxide can be used.

前記2.の有機光電変換素子において、有機層中のフラーレン誘導体の量は、電子供与性化合物100重量部に対して、10重量部〜1000重量部であることが好ましく、50重量部〜500重量部であることがより好ましい。   2. In the organic photoelectric conversion device, the amount of the fullerene derivative in the organic layer is preferably 10 parts by weight to 1000 parts by weight, and 50 parts by weight to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electron donating compound. It is more preferable.

本発明のフラーレン誘導体を含む層(有機層)は、本発明のフラーレン誘導体を含む組成物を含む層であることが好ましく、本発明のフラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物を含む層であることがより好ましい。該有機層の厚さは、通常、1nm〜100μmであり、好ましくは2nm〜1000nmであり、より好ましくは5nm〜500nmであり、さらに好ましくは20nm〜200nmである。   The layer (organic layer) containing the fullerene derivative of the present invention is preferably a layer containing a composition containing the fullerene derivative of the present invention, and a layer containing a composition containing the fullerene derivative of the present invention and an electron donating compound. It is more preferable that The thickness of the organic layer is usually 1 nm to 100 μm, preferably 2 nm to 1000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm, and further preferably 20 nm to 200 nm.

前記電子供与性化合物は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。低分子化合物としては、例えば、フタロシアニン、金属フタロシアニン、ポルフィリン、金属ポルフィリン、オリゴチオフェン、テトラセン、ペンタセン及びルブレンが挙げられる。   The electron donating compound may be a low molecular compound or a high molecular compound. Examples of the low molecular weight compound include phthalocyanine, metal phthalocyanine, porphyrin, metal porphyrin, oligothiophene, tetracene, pentacene, and rubrene.

高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体が挙げられる。
前記電子供与性化合物は、塗布性の観点からは、高分子化合物であることが好ましい。
Examples of the polymer compound include polyvinyl carbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine structure in the side chain or main chain, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, Examples include polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polythienylene vinylene and derivatives thereof, and polyfluorene and derivatives thereof.
The electron donating compound is preferably a polymer compound from the viewpoint of coatability.

有機光電変換素子の光電変換効率を高めることができるので、前記電子供与性化合物は、下記式(4)で表される構造単位及び下記式(5)で表される構造単位からなる群から選ばれる構造単位を有する高分子化合物であることが好ましく、下記式(4)で表される構造単位を有する高分子化合物であることがより好ましい。   Since the photoelectric conversion efficiency of the organic photoelectric conversion element can be increased, the electron donating compound is selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (4) and a structural unit represented by the following formula (5). The polymer compound having a structural unit is preferably a polymer compound having a structural unit represented by the following formula (4).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

式(4)及び式(5)中、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14及びR15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子を有していてもよいアルキル基、ハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。 In formula (4) and formula (5), R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15 are each independently a hydrogen atom, halogen The alkyl group which may have an atom, the alkoxy group which may have a halogen atom, or the aryl group which may have a substituent is represented.

式(4)中、R及びRで表される、ハロゲン原子を有していてもよいアルキル基及びハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基の定義及び具体例は、前述のR、R及びRで表されるハロゲン原子を有していてもよいアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基及びハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基の定義及び具体例と同じである。R及びRで表される、置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、前述のArで表される置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同様である。ここで、R及びRで表される「置換基を有していてもよいアリール基」が有し得る「置換基」には前記置換基Rが含まれる。 In formula (4), the definition and specific examples of the alkyl group which may have a halogen atom and the alkoxy group which may have a halogen atom represented by R 6 and R 7 are as described above for R 1. Definitions and specific examples of the alkyl group which may have a halogen atom represented by R 2 and R 3 , the aryl group which may have a substituent and the alkoxy group which may have a halogen atom Is the same. The definition and specific examples of the aryl group optionally having substituents represented by R 6 and R 7 are the definition of the aryl group optionally having substituents represented by Ar 2 and The same as the specific example. The “substituent” that the “aryl group optionally having substituent (s)” represented by R 6 and R 7 may have includes the substituent R.

式(4)中、有機光電変換素子の光電変換効率を高めることができるので、R及びRのうちの少なくとも一方が、炭素原子数1〜20のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数4〜8のアルキル基であることがより好ましい。 In formula (4), since the photoelectric conversion efficiency of the organic photoelectric conversion element can be increased, it is preferable that at least one of R 6 and R 7 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, More preferably, it is an alkyl group of several 4-8.

式(5)中、R〜R15で表される、ハロゲン原子を有していてもよいアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基及びハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基の定義及び具体例は、前述のR、R、Rで表されるハロゲン原子を有していてもよいアルキル基及び置換基を有していてもよいアリール基及びハロゲン原子を有していてもよいアルコキシ基の定義及び具体例と同じである。R〜R15で表される、置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例は、前述のArで表される置換基を有していてもよいアリール基の定義及び具体例と同様である。ここで、R〜R15で表される「置換基を有していてもよいアリール基」が有し得る「置換基」には前記置換基Rが含まれる。 In formula (5), R 8 to R 15 , an alkyl group which may have a halogen atom, an aryl group which may have a substituent, and an alkoxy which may have a halogen atom The definitions and specific examples of the group include an alkyl group which may have a halogen atom represented by the aforementioned R 1 , R 2 and R 3 , an aryl group which may have a substituent, and a halogen atom. The definition and specific examples of the alkoxy group which may be used are the same. The definition and specific examples of the aryl group which may have a substituent represented by R 8 to R 15 include the definition of the aryl group which may have a substituent represented by Ar 2 and The same as the specific example. The “substituent” that the “aryl group optionally having substituent (s)” represented by R 8 to R 15 may have includes the substituent R.

式(5)中、モノマーの合成の行いやすさの観点からは、R〜R15は水素原子であることが好ましい。また、有機光電変換素子に用いた場合に光電変換効率を高めることができるので、R及びRは、炭素原子数1〜20のアルキル基又は炭素原子数6〜20のアリール基であることが好ましく、炭素原子数5〜8のアルキル基又は炭素原子数6〜15のアリール基であることがより好ましい。 In formula (5), R 8 to R 15 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of ease of monomer synthesis. Further, it can be increased photoelectric conversion efficiency when used in an organic photoelectric conversion element, R 8 and R 9 is an alkyl group or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms Is preferable, and an alkyl group having 5 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms is more preferable.

電子供与性化合物として用いられる高分子化合物の具体例としては、例えば、下記式(6)で表される繰り返し単位からなる高分子化合物が挙げられる。   Specific examples of the polymer compound used as the electron donating compound include a polymer compound composed of a repeating unit represented by the following formula (6).

Figure 2015105233
Figure 2015105233

本発明のフラーレン誘導体を含む組成物を含む層、及び本発明のフラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物を含む層の製造方法は、特に制限されず、例えば、本発明のフラーレン誘導体を含む溶液からの成膜による方法が挙げられる。   The production method of the layer containing the composition containing the fullerene derivative of the present invention and the layer containing the composition containing the fullerene derivative of the present invention and the electron donating compound is not particularly limited. For example, the fullerene derivative of the present invention The method by the film-forming from the solution containing is mentioned.

溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、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、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炭化水素溶媒、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、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炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶媒が挙げられる。前記フラーレン誘導体は、通常、前記溶媒に0.1重量%以上溶解させることができる。   Examples of solvents used for film formation from solution include toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene and other hydrocarbon solvents, carbon tetrachloride, chloroform, Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chlorobutane, bromobutane, chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran Can be mentioned. The fullerene derivative can usually be dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by weight or more.

前記溶液は、さらに高分子化合物を含んでいてもよい。該溶液に用いられる溶媒の具体例としては、前述の溶媒が挙げられるが、高分子化合物の溶解性の観点からは、炭化水素であることが好ましく、トルエン、キシレン及びメシチレンがより好ましい。   The solution may further contain a polymer compound. Specific examples of the solvent used in the solution include the solvents described above. From the viewpoint of the solubility of the polymer compound, hydrocarbons are preferable, and toluene, xylene, and mesitylene are more preferable.

溶液からの成膜には、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、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、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。   For film formation from solution, 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, spray coating method, screen printing method, flexographic method Coating methods such as a printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a dispenser printing method, a nozzle coating method, a capillary coating method can be used, and a spin coating method, a flexographic printing method, an ink jet printing method, and a dispenser printing method are preferable.

本発明の有機光電変換素子は、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(例えば、本発明のフラーレン誘導体又は該フラーレン誘導体を含む組成物)を含む層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよい。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。不透明な基板を用いる場合には、反対の電極(即ち、基板から遠い方の電極)が透明又は半透明であることが好ましい。   The organic photoelectric conversion element of the present invention is usually formed on a substrate. This substrate may be any substrate that does not chemically change when an electrode is formed and a layer containing an organic substance (for example, the fullerene derivative of the present invention or a composition containing the fullerene derivative) is formed. Examples of the material for the substrate include glass, plastic, polymer film, and silicon. When an opaque substrate is used, the opposite electrode (that is, the electrode far from the substrate) is preferably transparent or translucent.

前記の透明又は半透明の電極の例としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜が挙げられる。透明又は半透明の電極の材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、NESA、金、白金、銀及び銅が挙げられ、ITO、IZO及び酸化スズが好ましい。電極の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法及びメッキ法が挙げられる。また、透明又は半透明の電極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及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 include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film. Examples of the material of the transparent or translucent electrode include indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), NESA, gold, platinum, silver, and copper. ITO, IZO and tin oxide are preferred. Examples of the electrode forming method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a plating method. Moreover, you may use organic transparent electrically conductive films, such as a polyaniline and its derivative (s), polythiophene, and its derivative (s) as a transparent or translucent electrode.

不透明な電極の材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができる。一対の電極のうちの一方の電極は、仕事関数の小さい材料が好ましい。仕事関数の小さい材料としては、例えば、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、及びこれらの金属のうちの2つ以上の金属の合金、これらの金属のうちの1つ以上の金属と、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、錫のうちの1つ以上の金属との合金、グラファイト、及び、グラファイト層間化合物が挙げられる。合金の例としては、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−インジウム合金及びカルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。   As an opaque electrode material, a metal, a conductive polymer, or the like can be used. One of the pair of electrodes is preferably made of a material having a low work function. Examples of materials having a low work function include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and the like. And alloys of two or more of these metals, one or more of these metals and gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, tin And alloys with one or more metals, graphite, and graphite intercalation compounds. Examples of alloys include magnesium-silver alloys, magnesium-indium alloys, magnesium-aluminum alloys, indium-silver alloys, lithium-aluminum alloys, lithium-magnesium alloys, lithium-indium alloys, and calcium-aluminum alloys.

有機光電変換素子は、透明又は半透明の電極側に太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力を発生させ、有機薄膜太陽電池として動作させることができる。有機薄膜太陽電池を複数個集積することにより有機薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。   The organic photoelectric conversion element can be operated as an organic thin film solar cell by generating photovoltaic power between the electrodes by irradiating light such as sunlight on the transparent or translucent electrode side. It can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells.

また、有機光電変換素子は、電極間に電圧を印加した状態で、透明又は半透明の電極側に光を照射することにより、光電流を流すことができる。このようにすれば有機光電変換素子を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個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。   Moreover, the organic photoelectric conversion element can flow a photocurrent by irradiating light to the transparent or translucent electrode side in the state which applied the voltage between electrodes. In this way, the organic photoelectric conversion element can be operated as an organic light sensor. It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.

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。本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Examples are given below to illustrate the present invention in more detail. The present invention is not limited to the following examples.

試薬および溶媒は市販品をそのまま使用するか、乾燥剤存在下で蒸留精製して使用した。C60フラーレンはフロンティアカーボン社製の製品を使用した。
H NMR及び13C NMRスペクトルはJEOL MH500で測定し、テトラメチルシラン(TMS)を内部標準に使用した。赤外吸収スペクトルはFT−IR 8000を使用して測定した。MALDI−TOF MSスペクトルはBRUKER AutoFLEX−T2で測定した。
Reagents and solvents were either commercial products used as they were, or distilled and purified in the presence of a desiccant. As C 60 fullerene, a product manufactured by Frontier Carbon Co. was used.
1 H NMR and 13 C NMR spectra were measured with JEOL MH500, and tetramethylsilane (TMS) was used as an internal standard. Infrared absorption spectra were measured using FT-IR 8000. MALDI-TOF MS spectra were measured with a BRUKER AutoFLEX-T2.

(合成例1)化合物Bの合成
下記のスキームに従って、化合物Aを用いて化合物Bを合成した。
Synthesis Example 1 Synthesis of Compound B Compound B was synthesized using Compound A according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換した2口フラスコ(容量100mL)にブロモベンゼン(5.65g、36mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(60mL)を入れた。−78℃でn−ブチルリチウム(11.5mL、30mmol)をシリンジでゆっくりと加え、30分間撹拌した。−78℃で化合物A(6.73g、30mmol)を加え、−78℃で1時間撹拌した。水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで抽出した。得られた抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、C−300Eカラム(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=5:1及び1:1(体積比))で単離精製し、目的の化合物Bを7.97g(26mmol、収率88%)得た。   Bromobenzene (5.65 g, 36 mmol) and tetrahydrofuran (THF) (60 mL) were placed in a two-necked flask (capacity 100 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas. N-Butyllithium (11.5 mL, 30 mmol) was slowly added at −78 ° C. with a syringe and stirred for 30 minutes. Compound A (6.73 g, 30 mmol) was added at −78 ° C., and the mixture was stirred at −78 ° C. for 1 hour. Water was added to stop the reaction, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The obtained extract was dried over anhydrous sodium sulfate, and then isolated and purified with a C-300E column (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 5: 1 and 1: 1 (volume ratio)) to obtain the target compound B. 7.97 g (26 mmol, 88% yield) was obtained.

得られた化合物BのH NMR、13C NMRの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.24 (1H, brs), 3.30 (3H, s), 3.49 (2H, t, J= 4.6 Hz), 3.63 (2H, t, J= 4.6 Hz), 4.03 (2H, t, J= 5.2Hz), 5.66 (1H, d, J= 1.7Hz), 5.81 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.19 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.20 (1H, t, J= 8.6Hz), 7.27 (1H, t, J= 13.1Hz), 7.28 (2H, d, J= 13.8Hz); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 58.72, 67.05, 69.41, 70.33, 71.58, 75.18, 114.17, 126.18, 126.96, 127.61, 128.06, 136.38, 144.04, 157.76;
The measurement results of 1 H NMR and 13 C NMR of the obtained compound B are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.24 (1H, brs), 3.30 (3H, s), 3.49 (2H, t, J = 4.6 Hz) 3.63 (2H, t, J = 4.6 Hz), 4.03 (2H, t, J = 5.2 Hz), 5.66 (1H, d, J = 1.7 Hz), 5.81 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.19 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.20 (1H, t, J = 8.6 Hz), 7.27 (1H, t, J = 13.1 Hz), 7.28 (2H, d, J = 13.8 Hz); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 58.72, 67.05, 69.41, 70.33 71.58, 75.18, 114.17, 126.18, 126.9. , 127.61, 128.06, 136.38, 144.04, 157.76;

(合成例2)化合物Cの合成
下記のスキームに従って、化合物Bを用いて化合物Cを合成した。
Synthesis Example 2 Synthesis of Compound C Compound C was synthesized using Compound B according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

塩化カルシウム管を装着した2口ナスフラスコ(容量300mL)に化合物B(7.97g、26mmol)、球状シリカゲル(39g)、ジクロロメタン(130mL)を入れた。室温で撹拌しながら、重クロム酸ピリジニウム(14.67g、39.0mmol)を加えた。12時間撹拌した後、粉末固形物をセライトで濾過して除いた。得られたろ液をCuSO水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=5:1及び1:1(体積比))で単離精製し、目的の化合物Cを7.97g(25.6mmol、収率99%)得た。 Compound B (7.97 g, 26 mmol), spherical silica gel (39 g), and dichloromethane (130 mL) were placed in a two-necked eggplant flask (capacity 300 mL) equipped with a calcium chloride tube. With stirring at room temperature, pyridinium dichromate (14.67 g, 39.0 mmol) was added. After stirring for 12 hours, the powdered solid was removed by filtration through celite. The obtained filtrate was washed with an aqueous CuSO 4 solution and dried over anhydrous sodium sulfate. The product was isolated and purified by silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 5: 1 and 1: 1 (volume ratio)) to obtain 7.97 g (25.6 mmol, yield 99%) of the desired compound C. .

得られた化合物CのH NMR、13C NMR、IR、MALDI−TOF−MSの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.33 (3H, s), 3.53 (2H, t, J= 4.6 Hz), 3.67 (2H, t, J= 4.0 Hz), 3.83 (2H, t, J= 4.6Hz), 4.16 (2H, t, J= 4.6Hz), 6.95 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.42 (2H, t, J= 7.4Hz), 7.51 (1H, t, J= 7.4Hz), 7.71 (2H, d, J= 7.5Hz), 7.78 (2H, d, J= 8.6Hz); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 58.20, 66.91, 68.73, 69.95, 71.14, 113.44, 127.50, 128.92, 129.34, 131.19, 131.71, 137.48, 161.76, 194.36; IR (Neat, cm−1);2927, 2879, 1653, 1601, 1508, 1447, 1316, 1282, 1258, 1173, 1148, 1110, 1058, 939, 923, 848, 742, 703; HRMS (DART MS) m/z: theor: 301.1440 found: 301.1432 ([M+H]+・detected)
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and MALDI-TOF-MS of the obtained compound C are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.33 (3H, s), 3.53 (2H, t, J = 4.6 Hz), 3.67 (2H, t, J = 4.0 Hz), 3.83 (2H, t, J = 4.6 Hz), 4.16 (2H, t, J = 4.6 Hz), 6.95 (2H, d, J = 8. 6 Hz), 7.42 (2H, t, J = 7.4 Hz), 7.51 (1H, t, J = 7.4 Hz), 7.71 (2H, d, J = 7.5 Hz), 7. 78 (2H, d, J = 8.6 Hz); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 58.20, 66.91, 68.73, 69.95, 71.14, 113.44, 127.50, 128.92, 129.34, 131.19, 131.7 , 137.48, 161.76, 194.36; IR (Neat, cm -1); 2927, 2879, 1653, 1601, 1508, 1447, 1316, 1282, 1258, 1173, 1148, 1110, 1058, 939, 923, 848, 742, 703; HRMS (DART MS) m / z: theor: 301.1440 found: 301.4322 ([M + H] + detected)

(合成例3)化合物Dの合成
下記のスキームに従って、化合物Cを用いて化合物Dを合成した。
Synthesis Example 3 Synthesis of Compound D Compound D was synthesized using Compound C according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンで置換したナスフラスコ(容量30mL)にDean−Starkトラップを装着し、化合物Cを(3.00g、10.0mmol)、トシルヒドラジン(2.79g、15.0mmol)、ベンゼン(20mL)の混合液に加えた。100℃で還流しながら12時間反応させた。得られた反応液から減圧下で溶媒を除き、中性シリカゲルカラム(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=5:1、2:1及び1:1(体積比))で精製し、目的の化合物Dを4.32g(9.2mmol、収率92%)を得た。   A Dean-Stark trap was attached to an eggplant flask (capacity 30 mL) in which the internal gas was replaced with argon, and Compound C (3.00 g, 10.0 mmol), tosylhydrazine (2.79 g, 15.0 mmol), benzene ( 20 mL). The reaction was carried out for 12 hours while refluxing at 100 ° C. The solvent was removed from the obtained reaction solution under reduced pressure, and the residue was purified by a neutral silica gel column (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 5: 1, 2: 1 and 1: 1 (volume ratio)) to obtain the target compound D 4.32 g (9.2 mmol, yield 92%) was obtained.

得られた化合物DのH NMR、13C NMR、IR、MALDI−TOF−MSの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ ; 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ ; IR (KBr, cm−1); HRMS (DART MS) m/z: theor: 469.1797 found: 469.1790 ([M+H]+・detected)
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and MALDI-TOF-MS of the obtained compound D are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ; 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ; IR (KBr, cm −1 ); HRMS (DART MS) m / z: theor: 469.1797 found: 469.1790 ([M + H] + .detected)

[実施例1]化合物Eの合成
下記のスキームに従って、化合物Dを用いて化合物Eを合成した。
Example 1 Synthesis of Compound E Compound E was synthesized using Compound D according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換したナスフラスコ(容量30mL)に得られた化合物D(258mg、0.55mmol)、NaOMe(30mg、0.05mmol)、ピリジン(7.5mL)を入れ、室温で30分間撹拌した。得られた反応液を、2口ナスフラスコ(容量100mL)に調製したC60フラーレン(360mg、0.50mmol)のo−ジクロロベンゼン(38mL)溶液に加え、凍結脱気を3回繰り返し、90℃で12時間撹拌した。溶媒を減圧流去し、メタノールで5回洗浄した後、シリカゲルカラム(溶出溶媒;トルエン:酢酸エチル=1:0、10:1(体積比))、分取TLC(展開溶媒;CS:酢酸エチル=10:1(体積比))で精製し、フラーレン誘導体である目的の化合物Eを235mg(0.23mmol、収率47%)得た。 The obtained compound D (258 mg, 0.55 mmol), NaOMe (30 mg, 0.05 mmol), pyridine (7.5 mL) were placed in an eggplant flask (capacity 30 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas. Stir for minutes. The obtained reaction solution was added to a solution of C 60 fullerene (360 mg, 0.50 mmol) prepared in a two-necked eggplant flask (volume: 100 mL) in o-dichlorobenzene (38 mL), and freeze deaeration was repeated three times. For 12 hours. After removing the solvent under reduced pressure and washing with methanol 5 times, silica gel column (elution solvent; toluene: ethyl acetate = 1: 0, 10: 1 (volume ratio)), preparative TLC (developing solvent; CS 2 : acetic acid) Purification with ethyl = 10: 1 (volume ratio)) gave 235 mg (0.23 mmol, 47% yield) of the desired compound E as a fullerene derivative.

得られた化合物EのH NMR、13C NMR、IR、MALDI−TOF−MSの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.33 (3H, s), 3.51 (2H, t, J= 4.5Hz), 3.66 (2H, t, J= 4.6 Hz), 3.82 (2H, t, J= 5.2 Hz), 4.11 (2H, t, J= 5.1Hz), 6.93 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.32 (1H, t, J= 7.4Hz), 7.42 (2H, t, J= 7.4Hz), 7.93 (2H, d, J= 8.6Hz), 8.01 (2H, d, J= 6.9Hz); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 57.38, 58.71, 67.19, 69.51, 70.64, 71.83, 78.80, 114.48, 127.77, 128.51, 130.49, 130.78, 131.72, 137.91, 138.01, 138.92, 140.59, 141.82, 141.90, 142.64, 142.71, 143.54, 144.01, 144.03, 144.30, 144.34, 144.41, 144.82, 144.88, 145.05, 147.89, 158.16; IR (KBr, cm−1); HRMS (MALDI TOF MS: matrix: SA) m/z: theor: 1004.1412 found: 1004.1413 ([M]+・detected)
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and MALDI-TOF-MS of the obtained compound E are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.33 (3H, s), 3.51 (2H, t, J = 4.5 Hz), 3.66 (2H, t, J = 4.6 Hz), 3.82 (2H, t, J = 5.2 Hz), 4.11 (2H, t, J = 5.1 Hz), 6.93 (2H, d, J = 8. 6 Hz), 7.32 (1H, t, J = 7.4 Hz), 7.42 (2H, t, J = 7.4 Hz), 7.93 (2H, d, J = 8.6 Hz), 8. 01 (2H, d, J = 6.9 Hz); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 57.38, 58.71, 67.19, 69.51, 70.64, 71.83 78.80, 114.48, 127.77, 128.51, 130.49, 30.78, 131.72, 137.91, 138.01, 138.92, 140.59, 141.82, 141.90, 142.64, 142.71, 143.54, 144.01, 144. 03, 144.30, 144.34, 144.41, 144.82, 144.88, 145.05, 147.89, 158.16; IR (KBr, cm −1 ); HRMS (MALDI TOF MS: matrix : SA) m / z: theor: 1004.1414 found: 1004.1413 ([M] + · detected)

[実施例2]有機光電変換素子の作製及び評価
レジオレギュラーポリ(3−ヘキシルチオフェン)(アルドリッチ社製、ロット番号:MKBD3325V)を1重量%の濃度でクロロベンゼンに溶解させた。得られた液に、化合物Eをレジオレギュラーポリ(3−ヘキシルチオフェン)の重量に対して等倍重量加えた。得られた液を、孔径1.0μmのテフロン(登録商標)フィルターで濾過し、塗布溶液を調製した。
レジオレギュラーポリ(3−ヘキシルチオフェン)は電子供与性化合物として作用し、フラーレン誘導体である化合物Eは電子受容性化合物として作用する。
[Example 2] Production and evaluation of organic photoelectric conversion device Regioregular poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Aldrich, lot number: MKBD3325V) was dissolved in chlorobenzene at a concentration of 1 wt%. Compound E was added to the resulting liquid at an equal weight with respect to the weight of regioregular poly (3-hexylthiophene). The obtained liquid was filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore diameter of 1.0 μm to prepare a coating solution.
Regioregular poly (3-hexylthiophene) acts as an electron donating compound, and compound E, which is a fullerene derivative, acts as an electron accepting compound.

スパッタ法により150nmの厚さでITO膜を付けたガラス基板を、紫外線−オゾン洗浄装置を用いてオゾンUV処理して表面処理を行った。次に、前記塗布溶液をスピンコート法によりITO膜が形成された基板に塗布し、有機光電変換素子の活性層を得た。活性層の厚さは、約100nmであった。その後、窒素ガス雰囲気下、130℃の条件で10分間ベークを行った。その後、真空蒸着機によりフッ化リチウムを4nmの厚さで蒸着し、次いでAlを100nmの厚さで蒸着した。蒸着のときの真空度は、すべて1×10-3〜9×10-3Paであった。また、得られた有機光電変換素子の形状は、2mm×2mmの正方形であった。得られた有機薄膜太陽電池の特性(光電変換効率、短絡電流密度(Jsc)、開放電圧(Voc)、及びフィルファクター(FF))は、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/cm)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た。結果を表1に示す。 A glass substrate on which an ITO film having a thickness of 150 nm was formed by a sputtering method was subjected to surface treatment by ozone UV treatment using an ultraviolet-ozone cleaning apparatus. Next, the said coating solution was apply | coated to the board | substrate with which the ITO film | membrane was formed by the spin coat method, and the active layer of the organic photoelectric conversion element was obtained. The thickness of the active layer was about 100 nm. Thereafter, baking was performed for 10 minutes at 130 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. Then, lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 4 nm by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 × 10 −3 to 9 × 10 −3 Pa. Moreover, the shape of the obtained organic photoelectric conversion element was a square of 2 mm × 2 mm. The characteristics (photoelectric conversion efficiency, short-circuit current density (Jsc), open-circuit voltage (Voc), and fill factor (FF)) of the obtained organic thin film solar cell are solar simulators (trade name OTENTO-SUNII: AM1 manufactured by Spectrometer Co., Ltd.). A constant light was irradiated using a 5 G filter and an irradiance of 100 mW / cm 2 ), and the generated current and voltage were measured. The results are shown in Table 1.

[比較例1]有機光電変換素子の作製及び評価
化合物Eの代わりに[60]−PCBMを用いた以外は、実施例2と同様の方法で有機光電変換素子を作製し、有機光電変換素子の特性を求めた。結果を表1に示す。なお、[60]−PCBMは、商品名E100(フロンティアカーボン社製、ロット番号:9B0024−A)を用いた。
[Comparative Example 1] Production and Evaluation of Organic Photoelectric Conversion Element An organic photoelectric conversion element was produced in the same manner as in Example 2 except that [60] -PCBM was used instead of Compound E. The characteristics were determined. The results are shown in Table 1. [60] -PCBM used the trade name E100 (manufactured by Frontier Carbon, lot number: 9B0024-A).

(合成例4)化合物Gの合成
下記のスキームに従って、化合物Fを用いて化合物Gを合成した。
Synthesis Example 4 Synthesis of Compound G Compound G was synthesized using Compound F according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換した2口フラスコ(容量100mL)にブロモベンゼン(1.88g、12mmol)およびTHF20mLを加えた。−78℃でn−ブチルリチウム(3.8mL、10mmol)をシリンジでゆっくりと加え、30分間撹拌した。−78℃で化合物F(2.20g、10mmol)を加え、−78℃で1時間撹拌した。その後、水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで目的の化合物Gを抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=10:1、5:1(体積比))で単離精製し目的の化合物Gを2.35g(7.9mmol、収率79%)無色透明の液体として得た。   Bromobenzene (1.88 g, 12 mmol) and 20 mL of THF were added to a two-necked flask (capacity: 100 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas. N-Butyllithium (3.8 mL, 10 mmol) was slowly added at −78 ° C. with a syringe and stirred for 30 minutes. Compound F (2.20 g, 10 mmol) was added at −78 ° C., and the mixture was stirred at −78 ° C. for 1 hour. Thereafter, water was added to stop the reaction, and the target compound G was extracted with ethyl acetate. After drying over anhydrous sodium sulfate, it was isolated and purified by silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 10: 1, 5: 1 (volume ratio)) to obtain 2.35 g (7.9 mmol, 7.9 mmol, (Yield 79%) Obtained as a colorless and transparent liquid.

得られた化合物GのH NMR、13C NMR、IR、元素分析の測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 0.88 (3H, t, J= 7.4Hz), 1.24−1.33 (6H, m), 1.38 (2H, quin, J= 5.7Hz), 1.67 (2H, quin, J= 7.5Hz), 3.78 (2H, t, J= 6.3Hz), 5.43 (2H, d, J= 4.0Hz), 6.70 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.05 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.09−7.19 (5H, m); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 13.86, 22.37, 25.76, 28.83, 29.00, 31.55, 67.58, 75.08, 113.69, 113.95, 126.21, 126.73, 127.66, 127.88, 135.90, 144.00, 158.05; IR (Neat, cm−1) 3307, 2855, 2925, 1612, 1511, 1454, 1305, 1244, 1169, 1033, 792, 700; Elemental Analysis: Calcd for C2026: C: 80.50%, H: 8.78%. Found: C:80.57%, H:8.83%.
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and elemental analysis of the obtained compound G are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 0.88 (3H, t, J = 7.4 Hz), 1.24-1.33 (6H, m), 1.38 (2H , Quin, J = 5.7 Hz), 1.67 (2H, quin, J = 7.5 Hz), 3.78 (2H, t, J = 6.3 Hz), 5.43 (2H, d, J = 4.0 Hz), 6.70 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.05 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.09-7.19 (5H, m); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 13.86, 22.37, 25.76, 28.83, 29.00, 31.55, 67.58, 75.08, 113.69, 113.95 , 126.21, 126.73, 127.66, 27.88, 135.90, 144.00, 158.05; IR (Neat, cm -1) 3307, 2855, 2925, 1612, 1511, 1454, 1305, 1244, 1169, 1033, 792, 700; Elemental Analysis : Calcd for C 20 H 26 O 2: C: 80.50%, H: 8.78%. Found: C: 80.57%, H: 8.83%.

(合成例5)化合物Hの合成
化合物Gから化合物Hを合成した。
(Synthesis Example 5) Synthesis of Compound H Compound H was synthesized from Compound G.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

塩化カルシウム管を装着した2口ナスフラスコ(容量100mL)に化合物G(2.35g、7.9mmol)、球状シリカゲル(12g)、ジクロロメタン(40mL)を入れた。室温で撹拌しながら、重クロム酸ピリジニウム(4.46g、11.9mmol)を加えた。4時間撹拌した後、粉末固形物をセライトで濾過して除いた。得られたろ液をCuSO水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=10:1、5:1(体積比))で単離精製し、目的の化合物Hを2.32g(7.8mmol、収率99%)を得た。 Compound G (2.35 g, 7.9 mmol), spherical silica gel (12 g), and dichloromethane (40 mL) were placed in a two-necked eggplant flask (capacity 100 mL) equipped with a calcium chloride tube. With stirring at room temperature, pyridinium dichromate (4.46 g, 11.9 mmol) was added. After stirring for 4 hours, the powdered solid was filtered off through celite. The obtained filtrate was washed with an aqueous CuSO 4 solution and dried over anhydrous sodium sulfate. Isolation and purification by silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 10: 1, 5: 1 (volume ratio)) gave 2.32 g (7.8 mmol, yield 99%) of the target compound H. It was.

得られた化合物HのH NMR、13C NMR、IR、元素分析の測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 0.90 (3H, t, J= 6.8Hz), 1.31−1.40 (6H, m), 1.47 (2H, quin, J= 7.5 Hz), 1.81 (2H, quin, J= 6.9 Hz), 4.03 (2H, t, J= 6.8Hz), 6.95 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.46 (2H, t, J= 8.0Hz), 7.55 (1H, t, J= 7.5Hz), 7.75 (2H, d, J= 7.5Hz), 7.82 (2H, d, J= 8.6Hz); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 14.04, 22.56, 25.90, 28.97, 29.06, 31.70, 68.22, 113.94, 128.11, 129.65, 129.79, 131.77, 132.51, 138.29, 162.83, 195.50; IR (KBr, cm−1); Elemental Analysis: Calcd for C2024: C: 81.04%, H: 8.16%. Found: C:81.09%, H:8.19%.
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and elemental analysis of the obtained compound H are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 0.90 (3H, t, J = 6.8 Hz), 1.31-1.40 (6H, m), 1.47 (2H , Quin, J = 7.5 Hz), 1.81 (2H, quin, J = 6.9 Hz), 4.03 (2H, t, J = 6.8 Hz), 6.95 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.46 (2H, t, J = 8.0 Hz), 7.55 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.75 (2H, d, J = 7.5 Hz) ), 7.82 (2H, d, J = 8.6 Hz); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 14.04, 22.56, 25.90, 28.97, 29.06 31.70, 68.22, 113.94, 128.11, 129. 65, 129.79, 131.77, 132.51, 138.29, 162.83, 195.50; IR (KBr, cm −1 ); Elemental Analysis: Calcd for C 20 H 24 O 2 : C: 81 .04%, H: 8.16%. Found: C: 81.09%, H: 8.19%.

(合成例6)化合物Jの合成
下記のスキームに従って、化合物Hを用いて化合物Jを合成した。
Synthesis Example 6 Synthesis of Compound J Compound J was synthesized using Compound H according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換したナスフラスコ(容量10mL)にDean−Starkトラップを装着し、化合物H(1.48g)、トシルヒドラジン(1.40g、7.5mmol)、ベンゼン(10mL)を入れた。100℃で還流しながら24時間反応させた。減圧下で溶媒を除き、中性シリカゲルカラムクロマトグラフィ(H:A=10:1、5:1)で精製して目的の化合物Jを2.69g(5.80mmol)得た。   A Dean-Stark trap was attached to an eggplant flask (capacity 10 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas, and Compound H (1.48 g), tosylhydrazine (1.40 g, 7.5 mmol), and benzene (10 mL) were added. It was. The reaction was carried out for 24 hours while refluxing at 100 ° C. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by neutral silica gel column chromatography (H: A = 10: 1, 5: 1) to obtain 2.69 g (5.80 mmol) of the target compound J.

[比較例2]化合物Kの合成
下記のスキームに従って、化合物Jを用いて化合物Kを合成した。
Comparative Example 2 Synthesis of Compound K Compound K was synthesized using Compound J according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換したナスフラスコ(容量10mL)に化合物J(255mg、0.55mmol)、NaOMe(30mg、0.55mmol)、ピリジン(7.5mL)を入れ、室温で30分間撹拌した。反応液を2口ナスフラスコ(容量100mL)に、調製したC60フラーレン(360mg、0.50mmol)のo−ジクロロベンゼン(38mL)溶液に加え,凍結脱気を3回繰り返し、90℃で12時間撹拌した。溶媒を減圧流去し、メタノールで3回洗浄した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒:トルエン)および薄層シリカゲルクロマトグラフィ(溶出溶媒:CS)で精製し目的物の化合物Kを248mg(0.25mmol、収率50%)得た。 Compound J (255 mg, 0.55 mmol), NaOMe (30 mg, 0.55 mmol), and pyridine (7.5 mL) were placed in an eggplant flask (capacity 10 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. . The reaction solution was added to a solution of C 60 fullerene (360 mg, 0.50 mmol) in o-dichlorobenzene (38 mL) in a two-necked eggplant flask (capacity 100 mL), and freeze degassing was repeated three times at 90 ° C. for 12 hours. Stir. The solvent was removed under reduced pressure, washed 3 times with methanol, and then purified by silica gel column chromatography (elution solvent: toluene) and thin layer silica gel chromatography (elution solvent: CS 2 ) to obtain 248 mg (0.25 mmol) of the target compound K. Yield 50%).

得られた化合物KのH NMR、13C NMR、IR、MALDI−TOF−MSの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 0.89 (3H, t, J= 6.9Hz), 1.27−1.38 (6H, m), 1.45 (2H, quin, J= 6.9 Hz), 1.77 (2H, quin, J= 6.9 Hz), 3.93 (2H, t, J= 6.9Hz), 5.90 (2H, d, J= 8.6Hz), 7.32 (1H, t, J= 7.4Hz), 7.41 (2H, t, J= 7.5Hz), 7.91 (2H, d, J= 8.6Hz), 8.01 (2H, d, J= 7.5Hz); 13C NMR (125 MHz, ppm, CDCl) δ 14.22, 22.83, 26.15, 29.19, 29.38, 31.88, 57.51, 67.76, 78.92, 114.41, 127.76, 128.52, 130.51, 131.70, 137.93, 138.05, 139.05, 140.61, 141.85, 141.87, 141.95, 141.97, 142.67, 142.73, 143.57, 144.03, 144.04, 144.32, 144.42, 144.83, 144.85, 144.89, 145.09, 147.98, 148.00, 158.59; IR (KBr, cm−1); HRMS (MALDI TOF MS: matrix: SA) m/z: theor: 1000.1827 found: 1000.1826 ([M]+・detected)
The measurement results of 1 H NMR, 13 C NMR, IR, and MALDI-TOF-MS of the obtained compound K are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 0.89 (3H, t, J = 6.9 Hz), 1.27-1.38 (6H, m), 1.45 (2H , Quin, J = 6.9 Hz), 1.77 (2H, quin, J = 6.9 Hz), 3.93 (2H, t, J = 6.9 Hz), 5.90 (2H, d, J = 8.6 Hz), 7.32 (1H, t, J = 7.4 Hz), 7.41 (2H, t, J = 7.5 Hz), 7.91 (2H, d, J = 8.6 Hz) ), 8.01 (2H, d, J = 7.5 Hz); 13 C NMR (125 MHz, ppm, CDCl 3 ) δ 14.22, 22.83, 26.15, 29.19, 29.38, 31.88, 57.51, 67.76, 78.92, 114.41 , 127.76, 128.52, 130.51, 131.70, 137.93, 138.05, 139.05, 140.61, 141.85, 141.87, 141.95, 141.97, 142 .67, 142.73, 143.57, 144.03, 144.04, 144.32, 144.42, 144.83, 144.85, 144.89, 144.09, 147.98, 148.00 IR (KBr, cm −1 ); HRMS (MALDI TOF MS: matrix: SA) m / z: theor: 1000.1827 found: 1000.1826 ([M] + · detected)

[比較例3]有機光電変換素子の作製及び評価
実施例2における化合物Eの代わりに化合物Kを用いた以外は、実施例2と同様の方法で有機光電変換素子を作製し、有機光電変換素子の特性を調べた。結果を下記表1に示す。
Comparative Example 3 Production and Evaluation of Organic Photoelectric Conversion Element An organic photoelectric conversion element was produced in the same manner as in Example 2 except that Compound K was used instead of Compound E in Example 2. The characteristics of were investigated. The results are shown in Table 1 below.

(合成例7)化合物Nの合成
下記のスキームに従って、化合物L及び化合物Mを用いて化合物Nを合成した。
Synthesis Example 7 Synthesis of Compound N Compound N was synthesized using Compound L and Compound M according to the following scheme.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換した2口フラスコ(容量100mL)に化合物L(2.75g、10mmol)、THF(50mL)を入れた。−78℃でn−ブチルリチウム(2.6M、3.8mL、10mmol)をシリンジでゆっくりと加え、30分間撹拌した。−78℃で化合物M(2.24g、10mmol)を加え、−78℃で1時間撹拌した。水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで抽出した。得られた抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=5:1及び1:1(体積比))で単離精製し、目的の化合物Nを3.03g(7.2mmol、収率72%)得た。   Compound L (2.75 g, 10 mmol) and THF (50 mL) were placed in a two-necked flask (capacity: 100 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas. N-Butyllithium (2.6 M, 3.8 mL, 10 mmol) was slowly added at −78 ° C. with a syringe and stirred for 30 minutes. Compound M (2.24 g, 10 mmol) was added at −78 ° C., and the mixture was stirred at −78 ° C. for 1 hour. Water was added to stop the reaction, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The obtained extract was dried over anhydrous sodium sulfate and then isolated and purified by silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 5: 1 and 1: 1 (volume ratio)) to obtain the target compound N 3 0.03 g (7.2 mmol, yield 72%) was obtained.

得られた化合物NのH NMRの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.38 (6H, s), 3.57 (4H, t, J=2.9Hz), 3.71 (4H, t, J= 1.1 Hz), 3.85 (4H, t, J= 4.0 Hz), 4.13 (4H, t, J= 4.0Hz), 6.87 (4H, d, J= 8.6Hz), 7.25 (4H, d, J= 8.6Hz)
The measurement result of 1 H NMR of the obtained compound N is shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.38 (6H, s), 3.57 (4H, t, J = 2.9 Hz), 3.71 (4H, t, J = 1.1 Hz), 3.85 (4H, t, J = 4.0 Hz), 4.13 (4H, t, J = 4.0 Hz), 6.87 (4H, d, J = 8. 6 Hz), 7.25 (4H, d, J = 8.6 Hz)

(合成例8)化合物Pの合成
下記の通り、化合物Oから化合物Pを合成した。
Synthesis Example 8 Synthesis of Compound P Compound P was synthesized from compound O as follows.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

塩化カルシウム管を装着した2口ナスフラスコ(容量100mL)に化合物O(3.03g、7.2mmol)、球状シリカゲル(11g)、ジクロロメタン(20mL)を入れた。室温で撹拌しながら、重クロム酸ピリジニウム(4.06g、10.8mmol)を加えた。24時間撹拌した後、粉末固形物をセライトで濾過して除いた。シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=1:1及び0:1(体積比))で単離精製し、目的の化合物Pを2.45g(5.9mmol、収率81%)得た。   Compound O (3.03 g, 7.2 mmol), spherical silica gel (11 g), and dichloromethane (20 mL) were placed in a two-necked eggplant flask equipped with a calcium chloride tube (volume: 100 mL). With stirring at room temperature, pyridinium dichromate (4.06 g, 10.8 mmol) was added. After stirring for 24 hours, the powdered solid was removed by filtration through celite. Isolation and purification by silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 1: 1 and 0: 1 (volume ratio)) gave 2.45 g (5.9 mmol, yield 81%) of the target compound P. .

得られた化合物PのH NMRの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.41 (6H, s), 3.60 (4H, t, J=2.9Hz), 3.74 (4H, t, J= 3.5 Hz), 3.90 (4H, t, J= 4.6 Hz), 4.23 (4H, t, J= 4.1Hz), 6.97 (4H, d, J= 8.6Hz), 7.76 (4H, d, J= 9.2Hz)
The measurement result of 1 H NMR of the obtained compound P is shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.41 (6H, s), 3.60 (4H, t, J = 2.9 Hz), 3.74 (4H, t, J = 3.5 Hz), 3.90 (4H, t, J = 4.6 Hz), 4.23 (4H, t, J = 4.1 Hz), 6.97 (4H, d, J = 8. 6 Hz), 7.76 (4H, d, J = 9.2 Hz)

(合成例9)化合物Rの合成
下記の通り、化合物Qから化合物Rを合成した。
Synthesis Example 9 Synthesis of Compound R Compound R was synthesized from compound Q as follows.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンで置換したナスフラスコ(容量30mL)にDean−Starkトラップを付け、化合物Qを(2.45g、5.9mmol)、トシルヒドラジン(1.65g、8.9mmol)、メタノール(10mL)の混合液に加えた。80℃で還流しながら12時間反応させた。得られた反応液から減圧下で溶媒を除き、中性シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;ヘキサン:酢酸エチル=1:1及び酢酸エチル:メタノール=0:1、20:1(体積比))で精製し、目的の化合物Rを3.45g(5.9mmol)得た。   A Dean-Stark trap was attached to an eggplant flask (capacity 30 mL) in which the internal gas was replaced with argon, and Compound Q (2.45 g, 5.9 mmol), tosylhydrazine (1.65 g, 8.9 mmol), methanol (10 mL) ). The reaction was carried out for 12 hours while refluxing at 80 ° C. The solvent was removed from the obtained reaction solution under reduced pressure, and purification was performed by neutral silica gel column chromatography (elution solvent; hexane: ethyl acetate = 1: 1 and ethyl acetate: methanol = 0: 1, 20: 1 (volume ratio)). As a result, 3.45 g (5.9 mmol) of the target compound R was obtained.

得られた化合物RのESI MSの測定結果を以下に示す。
ESI MS: m/z: theor: 587.2422 found: 587.2407 ([M+H]+・detected)
The measurement result of ESI MS of the obtained compound R is shown below.
ESI MS: m / z: theor: 587.2422 found: 587.2407 ([M + H] + · detected)

[比較例4]化合物Tの合成
下記の通り、化合物Sを用いて化合物Tを合成した。
[Comparative Example 4] Synthesis of Compound T Compound T was synthesized using Compound S as follows.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

内部の気体をアルゴンガスで置換したナスフラスコ(容量10mL)に得られた化合物S(323mg、0.55mmol)、NaOMe(30mg、0.05mmol)、ピリジン(7.5mL)を入れ、室温で30分間撹拌した。得られた反応液を、2口ナスフラスコ(容量100mL)に調製したC60フラーレン(360mg、0.50mmol)のo−ジクロロベンゼン(38mL)溶液に加え、凍結脱気を3回繰り返し、80℃で12時間撹拌した。溶媒を減圧流去し、メタノールで5回洗浄した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出溶媒;トルエン:酢酸エチル=1:0、1:1(体積比))で精製し、黒色粉末を220mg得た。つづいて、得られた黒色粉末220mgをo−ジクロロベンゼン(5mL)に溶解し、140℃で5時間撹拌した。溶媒を減圧流去し、ジエチルエーテルに再沈殿を3回行って精製し、目的物である化合物Tを201mg(0.18mmol、収率90%)得た。 The obtained compound S (323 mg, 0.55 mmol), NaOMe (30 mg, 0.05 mmol), pyridine (7.5 mL) were placed in an eggplant flask (capacity 10 mL) in which the internal gas was replaced with argon gas. Stir for minutes. The obtained reaction solution was added to a solution of C 60 fullerene (360 mg, 0.50 mmol) prepared in a two-necked eggplant flask (capacity 100 mL) in o-dichlorobenzene (38 mL), and freeze degassing was repeated three times. For 12 hours. The solvent was removed under reduced pressure, washed 5 times with methanol, and purified by silica gel column chromatography (elution solvent; toluene: ethyl acetate = 1: 0, 1: 1 (volume ratio)) to obtain 220 mg of black powder. Subsequently, 220 mg of the obtained black powder was dissolved in o-dichlorobenzene (5 mL) and stirred at 140 ° C. for 5 hours. The solvent was removed under reduced pressure, and purification was performed by reprecipitation three times in diethyl ether to obtain 201 mg (0.18 mmol, yield 90%) of the target compound T.

得られた化合物TのH NMR、MALDI−TOF−MSの測定結果を以下に示す。
H NMR (500 MHz, ppm, CDCl, J= Hz) δ 3.34 (6H, s), 3.52 (4H, t, J=5.2Hz), 3.67 (4H, t, J= 4.6 Hz), 3.82 (4H, t, J= 5.2 Hz), 4.11 (4H, t, J= 4.6Hz), 6.92 (4H, d, J= 9.2Hz), 7.89 (4H, d, J= 9.2Hz); MALDI−TOF−MS: (matrix: SA) m/z: theor: 1122.2042 found: ([M]+・detected)
The measurement results of 1 H NMR and MALDI-TOF-MS of the obtained compound T are shown below.
1 H NMR (500 MHz, ppm, CDCl 3 , J = Hz) δ 3.34 (6H, s), 3.52 (4H, t, J = 5.2 Hz), 3.67 (4H, t, J = 4.6 Hz), 3.82 (4H, t, J = 5.2 Hz), 4.11 (4H, t, J = 4.6 Hz), 6.92 (4H, d, J = 9. 2 Hz), 7.89 (4H, d, J = 9.2 Hz); MALDI-TOF-MS: (matrix: SA) m / z: theor: 1122.2042 found: ([M] + · detected)

[比較例5]有機光電変換素子の作製及び評価
実施例2における化合物Eの代わりに化合物Tを用いた以外は、実施例2と同様の方法で有機光電変換素子を作製し、有機光電変換素子の特性を調べた。結果を下記表1に示す。
Comparative Example 5 Production and Evaluation of Organic Photoelectric Conversion Element An organic photoelectric conversion element was produced in the same manner as in Example 2 except that Compound T was used instead of Compound E in Example 2. The characteristics of were investigated. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2015105233
Figure 2015105233

表1から明らかなとおり、本願発明にかかるフラーレン誘導体である化合物Eを用いれば、[60]−PCBMを用いる場合、置換基Rが異なる化合物Kを用いる場合、Ar及びアリール基であるArの両方に置換基Rに相当する基を導入した化合物Tを用いる場合と比較して、短絡電流密度、開放電圧、フィルファクターのすべてにおいてより優れた特性を実現することができ、結果として優れた光電変換効率を実現することができた。 As is clear from Table 1, when compound E which is a fullerene derivative according to the present invention is used, when [60] -PCBM is used, when compound K having a different substituent R is used, Ar 1 and Ar 2 which is an aryl group are used. Compared to the case of using the compound T in which a group corresponding to the substituent R is introduced into both, it is possible to realize superior characteristics in all of the short circuit current density, the open circuit voltage, and the fill factor, and as a result, excellent The photoelectric conversion efficiency could be realized.

Claims (6)

下記式(1)で表されるフラーレン誘導体。
Figure 2015105233
(式(1)中、環Fはフラーレン環を表す。n個のC1は環Fを構成する2個の炭素原子を架橋してメタノフラーレン構造を構成する炭素原子を表す。置換基Rをm個有するArは置換基Rをm個有するアリール基又は置換基Rをm個有するヘテロアリール基を表す。置換基Rは下記式(2)で表される構造を有する。Arは、置換基を有していてもよいアリール基(ただし、該置換基からは前記置換基Rは除かれる。)又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基を表す。m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を表す。)
Figure 2015105233
(式(2)中、R、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の置換基を表す。p及びqはそれぞれ独立に1以上の整数を表す。)
A fullerene derivative represented by the following formula (1).
Figure 2015105233
(In formula (1), ring F represents a fullerene ring. N C1s represent carbon atoms constituting a methanofullerene structure by bridging two carbon atoms constituting ring F. .Ar 2 Ar 1 is having the structure. substituent R representing a heteroaryl group having m pieces an aryl group or a substituent R having the m substituents R represented by the following formula (2) into individual organic is substituted An aryl group which may have a group (however, the substituent R is excluded from the substituent) or a heteroaryl group which may have a substituent, m and n are each independently Represents an integer of 1 or more.)
Figure 2015105233
(In formula (2), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent. P and q each independently represent an integer of 1 or more.)
置換基Rを有する前記Arが置換基Rをm個有するアリール基であり、Arがアリール基である、請求項1に記載のフラーレン誘導体。 The fullerene derivative according to claim 1, wherein Ar 1 having substituent R is an aryl group having m substituents R, and Ar 2 is an aryl group. 請求項1又は2に記載のフラーレン誘導体と電子供与性化合物とを含む組成物。   A composition comprising the fullerene derivative according to claim 1 and an electron donating compound. 前記電子供与性化合物が高分子化合物である、請求項3に記載の組成物。   The composition according to claim 3, wherein the electron donating compound is a polymer compound. 請求項1又は2に記載のフラーレン誘導体を含む層を備える有機光電変換素子。   An organic photoelectric conversion element provided with the layer containing the fullerene derivative of Claim 1 or 2. 請求項3又は4に記載の組成物を含む層を備える有機光電変換素子。   An organic photoelectric conversion element provided with the layer containing the composition of Claim 3 or 4.
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