JP2019533044A - 有機光検出器 - Google Patents

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Abstract

本発明は、電子受容体および電子供与体を含有する光活性層を含む有機光検出器(OPD)であって、受容体が、フラーレン部分を含有しない小分子であるn型半導体であり、電子供与体が、供与体および受容体単位を含む共役コポリマーであるp型半導体である有機光検出器(OPD)に関する。

Description

本発明は、電子受容体および電子供与体を含有する光活性層を含む有機光検出器(OPD:organic photodetector)であって、受容体が、フラーレン部分を含有しない小分子であるn型半導体であり、電子供与体が、供与体および受容体単位を含む共役コポリマーであるp型半導体である有機光検出器(OPD)に関する。
近年、より汎用的で、より低コストの電子デバイスを製造するために、有機半導体(OSC:organic semiconducting)材料の開発があった。このような材料は、広範囲のデバイスまたは装置(ほんの数例を挙げると、有機電界効果トランジスタ(OFET:organic field effect transistor)、有機発光ダイオード(OLED)、ペロブスカイト系太陽電池(PSC)デバイス、有機光検出器(OPD)、有機光起電(OPV)電池、センサー、記憶素子および論理回路を含む)に利用される。有機半導体材料は、典型的に、例えば50〜300nmの厚さの薄層の形態で、電子デバイス中に存在する。
重要な1つの具体的な分野は、共役光吸収性ポリマーが、効率的なデバイスを、溶液処理技術(ほんの数例を挙げると、スピンキャスティング、ディップコーティングまたはインクジェット印刷など)によって製造可能にするという希望を与える、有機光検出器(OPD)の分野である。
OPDデバイス中の感光(または光活性)層は、通常、少なくとも2つの材料、n型半導体(典型的に、フラーレンもしくは置換フラーレン、グラフェン、金属酸化物、または量子ドットである)、およびp型半導体(典型的に、共役ポリマー、オリゴマーまたは定義された分子単位である)から構成される。
p型半導体は、励起子を形成する光子吸収体として働く。この励起子は、p型半導体とn型半導体との間の境界面に移動し、そこで解離する。n型半導体のLUMOは、p型半導体のLUMOより深いため、n型半導体が、電子を受容する一方、正孔は、p型半導体に留まる。分離後、正孔および電子は、対応する電極に伝達される。
OPDに一般的に使用されるn型OSCは、PCBM[C60]またはPCBM[C70]などのフラーレンに基づくものである。しかしながら、1つの問題は、フラーレンが、多くの場合、限られた溶解性を有し、光活性層における結晶化または凝集を示し、OPDの熱的不安定性をもたらすことである。また、それらは、必ずしも、最適なHOMO−LUMOエネルギーレベルを示すとは限らない。
本発明の目的は、先行技術からのOPDの欠点を克服することができ、特に、熱安定性、エネルギーレベルおよび結晶化度の最適化に関連する、上記の有利な特性の1つ以上を提供する、新規なOPDを提供することであった。
本発明の別の目的は、専門家が利用できるOPDのプールを拡大することであった。本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から、専門家に直ちに明らかになる。
本発明の発明者らは、電子受容体として、フラーレンでないn型OSC小分子を含有し、電子供与体として、供与体および受容体単位を、好ましくはランダムな配列で含むp型共役OSCコポリマーを含有する、以下に開示および権利請求されるOPDを提供することによって、上記の目的の1つ以上が達成され得ることを見出した。
以下に開示される代替的なn型OSCの使用が、上記の課題を解決するのに役立つことが、意外にも分かった。これらのn型OSC小分子は、好適なHOMO−LUMOエネルギーレベルおよび低いバンドギャップ、好ましくは、1.5eV以下を有し、これは、好適な電子求引性または電子供与性部分の追加によってさらに最適化され得る。さらに、非フラーレン小分子の溶解性および結晶化度は、可溶化鎖の追加によって調節され得、これは、向上した溶解性を可能にし、デバイスにおける好ましくない結晶化を抑制または防止するのに役立つ。さらなる利点が、以下に説明される。
(非特許文献1)には、その光活性層中に、供与体としてポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT:poly(3−hexylthiophene))、および受容体として非フラーレン小分子3,9−ビス(2−メチレン−(3−(1,1−ジシアノメチレン)−インダノン)−5,5,11,11−テトラキス(4−ヘキシルフェニル)−ジチエノ[2,3−d:2’,3’−d’]−s−インダセノ[1,2−b:5,6−b’]ジチオフェン(ITIC:3,9−bis(2−methylene−(3−(1,1−dicyanomethylene)−indanone)−5,5,11,11−tetrakis(4−hexylphenyl)−dithieno[2,3−d:2’,3’−d’]−s−indaceno[1,2−b:5,6−b’]dithiophene)を含むOPDが開示されている。しかしながら、この文献は、以下に開示および権利請求されるOPDを開示も示唆もしていない。
J.ミャオ(J.Miao)、F.チャン(F.Zhang)、Y.リン(Y.Lin)、W.ワン(W.Wang)、M.ガオ(M.Gao)、L.リー(L.Li)、J.チャン(J.Zhang)およびX.チャン(X.Zhan)著、アドバンスド・オプティカル・マテリアルズ(Adv.Opt.Mater.)2016
本発明は、好ましくは、小分子であるn型有機半導体(OSC)化合物、およびp型OSC化合物を含有する光活性層を含む有機光検出器(OPD)であって、n型OSC化合物が、フラーレン部分を含有せず、p型OSC化合物が、好ましくは、ポリマー主鎖に沿ってランダムな配列で分配される供与体および受容体単位を含む共役コポリマーであることを特徴とする有機光検出器(OPD)に関する。
好ましくは、光活性層中のn型およびp型OSC化合物は、バルクへテロ接合(BHJ:bulk heterojunction)を形成する。
本発明は、NIR光の検出のための上記および以下に記載されるOPDの使用にさらに関する。
本発明は、センサーデバイスにおける上記および以下に記載されるOPDの使用にさらに関する。
本発明は、上記および以下に記載されるOPDを含むセンサーデバイスにさらに関する。
センサーデバイスは、例えば、バイオセンサー、または静脈認証のための検出器もしくは検出器アレイである。
本発明は、バイオメトリクス、例えば、指の幾何学模様(finger geometrics)または静脈パターンの認証またはイメージングを含むがこれらに限定されない用途のための、上記および以下に記載されるOPDまたはセンサーの使用にさらに関する。
本発明に係る例示的な有機光検出器の概略的断面図である。 使用実施例Aにおいて使用される供与体ポリマー1(白色の丸)および受容体PCBM[C70](白色の四角)、化合物8(白色の菱形)および化合物4(白色の三角)の正規化された吸収スペクトル。 使用実施例Aにおいて使用される供与体ポリマー1、および受容体PCBM[C70]、化合物8および化合物4のHOMO(白色の四角)およびLUMO(黒色の四角)値を示すグラフ。 使用実施例BにしたがうデバイスOD1(黒色の菱形)、OD2(黒色の三角)、およびOD3(黒色の丸)の外部量子効率(EQE:external quantum efficiency)スペクトル。 使用実施例Bにしたがう、受容体化合物4(黒色の三角)および供与体ポリマー1(黒色の菱形)の正規化された吸収スペクトル、ならびにブレンド化合物4:ポリマー1(黒色の丸)に基づいたデバイスOD3の正規化されたEQEスペクトル。
用語および定義
本明細書において使用される際、「近赤外線」という用語(「NIR:near infrared」と略記され得る)は、特に示されない限り、0.7μm〜3.0μmの波長を有する放射線を示すのに使用される。
本明細書において使用される際、「ポリマー」という用語は、高い相対分子量の分子を意味することが理解され、その構造は、低い相対分子量の分子から実際にまたは概念的に誘導される単位の複数の繰返しを本質的に含む(ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー(Pure Appl.Chem.)、1996、68、2291)。「オリゴマー」という用語は、中間の相対分子量の分子を意味することが理解され、その構造は、より低い相対分子量の分子から実際にまたは概念的に誘導される小さい複数の単位を本質的に含む(ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー(Pure Appl.Chem.)、1996、68、2291)。本発明の明細書において使用される際の好ましい意味において、ポリマーは、1つを超える、すなわち、少なくとも2つの繰返し単位、好ましくは、5つ以上、非常に好ましくは、10つ以上の繰返し単位を有する化合物を意味することが理解され、オリゴマーは、1つを超えかつ10個未満、好ましくは、5つ未満の繰返し単位を有する化合物を意味することが理解されるであろう。
さらに、本明細書において使用される際、「ポリマー」という用語は、1つ以上の異なるタイプの繰返し単位(分子の最小構成単位)の骨格(「主鎖」とも呼ばれる)を包含する分子を意味することが理解され、「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」、「ランダムポリマー」などの一般的に知られている用語を含む。さらに、ポリマーという用語は、ポリマー自体に加えて、開始剤、触媒およびこのようなポリマーの合成に伴う他の要素からの残渣を含むことが理解され、ここで、このような残渣は、ポリマーに共有結合的に組み込まれていないことが理解される。さらに、このような残渣および他の要素は、重合後の精製プロセス中に通常除去されるが、それらは、ポリマーが容器間または溶媒間または分散媒間で移動されるときにポリマーとともに残るように、典型的にポリマーと混合または混じり合わされる。
本明細書において使用される際、ポリマーまたは繰返し単位を示す式において、星印()は、ポリマー主鎖中の隣接する単位または末端基への化学結合を意味することが理解されるであろう。例えば、ベンゼン環またはチオフェン環のような環において、星印()は、隣接する環に縮合されたC原子を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、「繰返し単位(repeat unit)」、「繰返し単位(repeating unit)」および「モノマー単位」という用語は、同義的に使用され、その繰返しが規則性高分子、規則性オリゴマー分子、規則性ブロックまたは規則性鎖を構成する最小構成単位である構成繰返し単位(CRU)を意味することが理解されるであろう((ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー(Pure Appl.Chem.)、1996、68、2291)。本明細書においてさらに使用される際、「単位」という用語は、それ自体で繰返し単位であり得るか、または他の単位と一緒に構成繰返し単位を形成し得る構造単位を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、「ポリマー主鎖に沿ってランダムな配列で分配された供与体および受容体から形成されるコポリマー」(以後、「ランダムコポリマー」または「統計コポリマー」とも略記される)という表現は、2つ以上の繰返し単位、本明細書において供与体および受容体単位を含むコポリマーを意味することが理解され、供与体および受容体単位は、化学的に異なる、すなわち、互いに異性体ではなく、ポリマー主鎖に沿って、不規則な配列、すなわち、ランダムな配列または統計的配列または統計的ブロック配列で分配される。
このようなランダムコポリマーは、例えば、以下の重合反応スキームR1〜R3に例示的に示される2つ、3つまたはそれ以上の異なるモノマーの使用によって調製され得る。スキーム中、A、BおよびCが、構造単位を表し、XおよびXが、モノマーの反応性基を表す。反応性基X1,2は、XがXとのみ反応し得るが、別の基Xとは反応せず、XがXとのみ反応し得るが、別の基Xとは反応しないように選択される。反応生成物として右側に示されるポリマー主鎖は、ランダムな配列を示すために例示として選択されるに過ぎず、他のランダムな配列も可能である。
スキームR1
−A−X+X−B−X+X−C−X→−AC−BC−AC−AC−BC−BC−AC−BC−BC−BC−BC−
スキームR1中、反応性基XおよびXの選択により、単位A、BおよびCが、ランダムな配列で分配された2連子「AC」および「BC」を形成する。スキームR1に示される反応によって形成されるポリマー主鎖は、以下の式
−[(AC)−(BC)
によって表され、式中、xが、2連子ACのモル比であり、yが、2連子BCのモル比であり、nが、2連子ACおよびBCの総数である。
スキームR2
−A−X+X−B−X+X−C−X→−A−B−B−C−A−A−C−B−B−C−C−B−A−A−B−C−
スキームR2中、単位A、BおよびCが、ランダムな配列で分配される。スキームR2に示される反応によって形成されるポリマー主鎖は、以下の式
−[(A)−(B)−(C)
によって表され、式中、xが、単位Aのモル比であり、yが、単位Bのモル比であり、zが、単位Bのモル比であり、nが、単位A、BおよびCの総数である。
スキームR3
−A−X+X−B−X→−B−A−A−A−B−B−A−B−B−B−A−A−B−A−
スキームR3中、単位AおよびBが、ランダムな配列で分配される。スキームR3に示される反応によって形成されるポリマー主鎖は、以下の式
−[(A)−(B)
によって表され、式中、xが、単位Aのモル比であり、yが、単位Bのモル比であり、nが、単位AおよびBの総数である。
本明細書において使用される際、「交互コポリマー」という用語は、ランダムまたは統計コポリマーでないポリマーを意味することが理解され、ここで、化学的に異なる2つ以上の繰返し単位が、ポリマー主鎖に沿って、交互の配列で配置される。
交互コポリマーは、例えば、以下の重合反応スキームA1およびA2に例示的に示される2つ、3つまたはそれ以上の異なるモノマーの使用によって調製され得、ここで、A、B、C、XおよびXが、上記に示される意味を有する。反応生成物として右側に示されるポリマー主鎖は、交互の配列を示すために例示として選択されるに過ぎず、より長いまたはより短い配列も可能である。
スキームA1
−A−X+X−B−X→−A−B−A−B−A−B−A−B−
スキームA1中、単位AおよびBが、交互の配列で配置される。スキームA1に示される反応によって形成されるポリマー主鎖は、以下の式
−[A−B]
によって表され、式中、nが、単位AおよびBの総数である。
スキームA2
−A−B−C−X→−A−B−C−A−B−C−A−B−C−A−B−C−
スキームA2中、単位A、BおよびCが、交互の配列で配置される。スキームA2に示される反応によって形成されるポリマー主鎖は、以下の式
−[A−B−C]
によって表され、式中、nが、ポリマー主鎖中の単位A、BおよびCの総数である。
スキームAから、3つ以上の異なる構造単位A、BおよびCから形成される交互コポリマーが、典型的に、これらの構造単位の2つ以上が組み合わされたより複雑なモノマーの使用を必要とすることが分かる。
本明細書において使用される際、「ポリマー主鎖に沿ってランダムな配列で分配される供与体および受容体から形成されるコポリマー」、「ランダムコポリマー」および「統計コポリマー」という表現は、交互であるが、レジオ不規則性のコポリマーを含まないことが理解され、例えばここで、化学的に同一であるが、非対称性を有する供与体単位および/または受容体単位が、例えば以下のポリマー(式中、n、xおよびyが、以下の式Piに定義されるとおりである)のように、交互であるがレジオ不規則的に、ポリマー主鎖に沿って配置される。
式中、DMOは
本明細書において使用される際、「末端基」は、ポリマー主鎖を終端させる基を意味することが理解されるであろう。「骨格の末端位置において」という表現は、1つの側がこのような末端基に連結され、他の側が別の繰返し単位に連結された、二価単位または繰返し単位を意味することが理解されるであろう。このような末端基は、例えば、以下に定義されるR22またはR23の意味を有する基のような、エンドキャップ基、または重合反応に関与しない、ポリマー主鎖を形成するモノマーに結合された反応性基を含む。
本明細書において使用される際、「エンドキャップ基」という用語は、ポリマー主鎖の末端基に結合されるか、またはそれを置換する基を意味することが理解されるであろう。エンドキャップ基は、エンドキャッピングプロセスによって、ポリマー中に導入され得る。エンドキャッピングは、例えば、ポリマー主鎖の末端基を、単官能性化合物(「エンドキャッパー」)(例えば、アルキル−もしくはアリールハロゲン化物、アルキル−もしくはアリールスタンナンまたはアルキル−もしくはアリールボロネートのような)と反応させることによって行われ得る。エンドキャッパーは、例えば、重合反応後に加えられ得る。あるいは、エンドキャッパーは、重合反応の前またはその間に、反応混合物にインサイチュで加えられ得る。エンドキャッパーのインサイチュ添加を用いて、重合反応を停止させ、それによって、形成されるポリマーの分子量を制御することもできる。典型的なエンドキャップ基は、例えば、H、フェニルおよび低級アルキルである。
本明細書において使用される際、「小分子」という用語は、それを反応させてポリマーを形成することができる反応性基を典型的に含有せず、モノマー形態で使用されるように示されるモノマー化合物を意味することが理解されるであろう。それと対照的に、「モノマー」という用語は、特に記載されない限り、それを反応させてポリマーを形成することができる1つ以上の反応性官能基を保有するモノマー化合物を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、「供与体」または「供与」という用語は、特に記載されない限り、電子供与体を意味することが理解され、電子を別の化合物または化合物の別の原子団に供与する化学物質を意味することが理解されるであろう。国際純正・応用化学連合(International Union of Pure and Applied Chemistry)、コンペンディウム・オブ・ケミカル・テクノロジー(Compendium of Chemical Technology)、ゴールド・ブック(Gold Book)、第2.3.2版、2012年8月19日、p.477および480も参照されたい。
本明細書において使用される際、「受容体」または「受容性」という用語は、電子受容体を意味することが理解されるであろう。「電子受容体」、「電子受容性」および「電子求引性」という用語は、同義的に使用され、別の化合物または化合物の別の原子団からそれに移動された電子を受容する化学物質を意味することが理解されるであろう。国際純正・応用化学連合(International Union of Pure and Applied Chemistry)、コンペンディウム・オブ・ケミカル・テクノロジー(Compendium of Chemical Technology)、ゴールド・ブック(Gold Book)、第2.3.2版、2012年8月19日、p.477および480も参照されたい。
本明細書において使用される際、「n型」または「n型半導体」という用語は、伝導電子密度が可動正孔密度を超える外因性半導体を意味することが理解され、「p型」または「p型半導体」という用語は、可動正孔密度が伝導電子密度を超える外因性半導体を意味することが理解されるであろう(J.シューリス(J.Thewlis)著、コンサイス・ディクショナリー・オブ・フィジックス(Concise Dictionary of Physics)、ペルガモン・プレス(Pergamon Press)、オックスフォード(Oxford)、1973も参照されたい)。
本明細書において使用される際、「脱離基」という用語は、特定の反応に関与する分子の残基または主要部分であると考えられる原子から切り離される原子または基(帯電または非帯電であり得る)を意味することが理解されるであろう((ピュア・アンド・アプライド・ケミストリー(Pure Appl.Chem.)、1994、66、1134も参照されたい)。
本明細書において使用される際、「共役」という用語は、主に、sp混成を(または任意選択的にsp混成も)有するC原子を含有する化合物(例えばポリマー)を意味することが理解され、これらのC原子はまた、ヘテロ原子で置換され得る。最も単純な場合、これは、例えば、交互のC−C単結合および二重(または三重)結合を有する化合物であるが、例えば1,4−フェニレンのような芳香族単位を有する化合物も含む。これに関連する「主に」という用語は、共役の中断をもたらし得る、自然に(自発的に)発生する欠陥、または設計によって含まれる欠陥を有する化合物が、やはり共役化合物と見なされることを意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、特に記載されない限り、分子量は、数平均分子量Mまたは重量平均分子量Mとして示され、これは、テトラヒドロフラン、トリクロロメタン(TCM:trichloromethane、クロロホルム)、クロロベンゼンまたは1、2,4−トリクロロ−ベンゼンなどの溶離剤溶媒中のポリスチレン標準に対するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC:gel permeation chromatography)によって決定される。特に記載されない限り、クロロベンゼンが溶媒として使用される。繰返し単位の総数とも呼ばれる重合度、nは、n=M/M(式中、Mが数平均分子量であり、Mが、単一の繰返し単位の分子量である)として与えられる数平均重合度を意味することが理解されるであろう(J.M.G.コウィー(J.M.G.Cowie)著、ポリマー:最新の材料の化学および物理学(Polymers:Chemistry & Physics of Modern Materials)、ブラッキー(Blackie)、グラスゴー(Glasgow)、1991を参照されたい)。
本明細書において使用される際、「カルビル基」という用語は、任意の非炭素原子を有さずに(例えば−C≡C−のような)、または任意選択的に、B、N、O、S、P、Si、Se、Sn、As、TeもしくはGeなどの少なくとも1つの非炭素原子と組み合わせて(例えばカルボニルなど)、少なくとも1つの炭素原子を含む任意の一価または多価の有機部分を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、「ヒドロカルビル基」という用語は、1つ以上のH原子をさらに含有し、例えば、B、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeのような1つ以上のヘテロ原子を任意選択的に含有するカルビル基を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、「ヘテロ原子」という用語は、H原子またはC原子でない有機化合物中の原子を意味することが理解され、好ましくは、B、N、O、S、P、Si、Se、As、TeまたはGeを意味することが理解されるであろう。
3つ以上のC原子の鎖を含むカルビルまたはヒドロカルビル基は、直鎖状、分枝鎖状および/または環状であってもよく、スピロ結合環および/または縮合環を含み得る。
好ましいカルビルおよびヒドロカルビル基としては、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシおよびアルコキシカルボニルオキシ(これらのそれぞれが、任意選択的に置換され、1〜40個、好ましくは、1〜25個、非常に好ましくは、1〜18個のC原子を有する)、さらに、6〜40個、好ましくは、6〜25個の原子を有する任意選択的に置換されるアリールまたはアリールオキシ、さらに、アルキルアリールオキシ、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシ(これらのそれぞれが、任意選択的に置換され、6〜40個、好ましくは、7〜40個のC原子を有する)が挙げられ、ここで、全てのこれらの基は、任意選択的に、好ましくは、B、N、O、S、P、Si、Se、As、TeおよびGeから選択される1つ以上のヘテロ原子を含有する。
さらなる好ましいカルビルおよびヒドロカルビル基としては、例えば:C〜C40アルキル基、C〜C40フルオロアルキル基、C〜C40アルコキシまたはオキサアルキル基、C〜C40アルケニル基、C〜C40アルキニル基、C〜C40アリル基、C〜C40アルキルジエニル基、C〜C40ポリエニル基、C〜C40ケトン基、C〜C40エステル基、C〜C18アリール基、C〜C40アルキルアリール基、C〜C40アリールアルキル基、C〜C40シクロアルキル基、C〜C40シクロアルケニル基などが挙げられる。上記の基の中で好ましいのは、それぞれ、C〜C20アルキル基、C〜C20フルオロアルキル基、C〜C20アルケニル基、C〜C20アルキニル基、C〜C20アリル基、C〜C20アルキルジエニル基、C〜C20ケトン基、C〜C20エステル基、C〜C12アリール基、およびC〜C20ポリエニル基である。
例えば、シリル基、好ましくは、トリアルキルシリル基で置換されるアルキニル基、好ましくは、エチニルのような、炭素原子を有する基と、ヘテロ原子を有する基との組合せも含まれる。
カルビルまたはヒドロカルビル基は、非環式基または環式基であり得る。カルビルまたはヒドロカルビル基が、非環式基である場合、それは、直鎖状または分枝鎖状であり得る。カルビルまたはヒドロカルビル基が、環式基である場合、それは、非芳香族炭素環式または複素環式基、またはアリールもしくはヘテロアリール基であり得る。
上記および以下で言及される非芳香族炭素環式基は、飽和または不飽和であり、好ましくは、4〜30個の環C原子を有する。上記および以下で言及される非芳香族複素環式基は、好ましくは、4〜30個の環C原子を有し、ここで、C環原子の1つ以上が、好ましくは、N、O、P、S、SiおよびSeから選択されるヘテロ原子で、または−S(O)−もしくは−S(O)−基で任意選択的に置換される。非芳香族炭素環式および複素環式基は、単環式または多環式であり、縮合環も含有していてもよく、好ましくは、1、2、3または4つの縮合環または非縮合環を含有し、1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、ここで、
Lが、F、Cl、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−R、−OR、−SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)から選択され、ここで、Xが、ハロゲン、好ましくは、FまたはClであり、R、R00が、Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜20個、好ましくは、1〜12個の原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルを示す。
好ましくは、Lが、F、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHRおよび−C(=O)−NR00から選択される。
さらに好ましくは、Lが、Fまたは1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、オキサアルキル、チオアルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、または2〜12個のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニルから選択される。
好ましい非芳香族炭素環式または複素環式基は、テトラヒドロフラン、インダン、ピラン、ピロリジン、ピペリジン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジヒドロ−フラン−2−オン、テトラヒドロ−ピラン−2−オンおよびオキセパン−2−オンである。
上記および以下で言及されるアリール基は、好ましくは、4〜30個の環C原子を有し、単環式または多環式であり、縮合環も含有していてもよく、好ましくは、1、2、3または4つの縮合環または非縮合環を含有し、上記に定義される1つ以上の基Lで任意選択的に置換される。
上記および以下で言及されるヘテロアリール基は、好ましくは、4〜30個の環C原子を有し、ここで、C環原子の1つ以上が、好ましくは、N、O、S、SiおよびSeから選択されるヘテロ原子で置換され、単環式または多環式であり、縮合環も含有していてもよく、好ましくは、1、2、3または4つの縮合環または非縮合環を含有し、上記に定義される1つ以上の基Lで任意選択的に置換される。
上記および以下で言及されるアリールアルキルまたはヘテロアリールアルキル基は、好ましくは、−(CH−アリールまたは−(CH−ヘテロアリールを示し、ここで、aが、1〜6の整数、好ましくは、1であり、「アリール」および「ヘテロアリール」が、上記および以下に示される意味を有する。好ましいアリールアルキル基は、Lで任意選択的に置換されるベンジルである。
本明細書において使用される際、「アリーレン」は、二価アリール基を意味することが理解され、「ヘテロアリーレン」は、二価ヘテロアリール基を意味することが理解され、これらは、上記および以下に示されるアリールおよびヘテロアリールの全ての好ましい意味を含む。
好ましいアリールおよびヘテロアリール基は、フェニル(さらに、1つ以上のCH基がNで置換され得る)、ナフタレン、チオフェン、セレノフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、フルオレンおよびオキサゾールであり、これらは全て、非置換であるか、上記に定義されるLで一置換または多置換され得る。非常に好ましいアリールおよびヘテロアリール基は、ピロール、好ましくは、N−ピロール、フラン、ピリジン、好ましくは、2−または3−ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアゾール、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、イソチアゾール、チアゾール、チアジアゾール、イソオキサゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、チオフェン、好ましくは、2−チオフェン、セレノフェン、好ましくは、2−セレノフェン、2,5−ジチオフェン−2’,5’−ジイル、チエノ[3,2−b]チオフェン、チエノ[2,3−b]チオフェン、フロ[3,2−b]フラン、フロ[2,3−b]フラン、セレノ[3,2−b]セレノフェン、セレノ[2,3−b]セレノフェン、チエノ[3,2−b]セレノフェン、チエノ[3,2−b]フラン、インドール、イソインドール、ベンゾ[b]フラン、ベンゾ[b]チオフェン、ベンゾ[1,2−b;4,5−b’]ジチオフェン、ベンゾ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン、キノール、2−メチルキノール、イソキノール、キノキサリン、キナゾリン、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾオキサジアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアジアゾール、4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン、7H−3,4−ジチア−7−シラ−シクロペンタ[a]ペンタレンから選択され、これらは全て、非置換であるか、上記に定義されるLで一置換または多置換され得る。アリールおよびヘテロアリール基のさらなる例は、以下に示される基から選択されるものである。
アルキル基またはアルコキシ基(すなわち、末端CH基が−O−で置換される)は、直鎖状または分枝鎖状であり得る。特に好ましい直鎖は、2、3、4、5、6、7、8、12または16個の炭素原子を有し、したがって、好ましくは、例えば、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ドデシルまたはヘキサデシル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクトキシ、ドデコキシまたはヘキサデコキシ、さらに、メチル、ノニル、デシル、ウンデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシを示す。
アルケニル基(すなわち、1つ以上のCH基が−CH=CH−で置換される)は、直鎖状または分枝鎖状であり得る。それは、好ましくは、直鎖状であり、2〜10個のC原子を有し、したがって、好ましくは、ビニル、プロパ−1−、またはプロパ−2−エニル、ブタ−1−、2−またはブタ−3−エニル、ペンタ−1−、2−、3−またはペンタ−4−エニル、ヘキサ−1−、2−、3−、4−またはヘキサ−5−エニル、ヘプタ−1−、2−、3−、4−、5−またはヘプタ−6−エニル、オクタ−1−、2−、3−、4−、5−、6−またはオクタ−7−エニル、ノナ−1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−またはノナ−8−エニル、デカ−1−、2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−またはデカ−9−エニルである。
特に好ましいアルケニル基は、C〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニル、C〜C−4−アルケニル、C〜C−5−アルケニルおよびC−6−アルケニル、特に、C〜C−1E−アルケニル、C〜C−3E−アルケニルおよびC〜C−4−アルケニルである。特に好ましいアルケニル基の例は、ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ヘプテニル、4−ペンテニル、4Z−ヘキセニル、4E−ヘキセニル、4Z−ヘプテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテニルなどである。5個以下のC原子を有する基が一般に好ましい。
オキサアルキル基(すなわち、1つのCH基が−O−で置換される)は、直鎖状であり得る。特に好ましい直鎖は、例えば、2−オキサプロピル(=メトキシメチル)、2−(=エトキシメチル)もしくは3−オキサブチル(=2−メトキシエチル)、2−、3−、もしくは4−オキサペンチル、2−、3−、4−、もしくは5−オキサヘキシル、2−、3−、4−、5−、もしくは6−オキサヘプチル、2−、3−、4−、5−、6−もしくは7−オキサオクチル、2−、3−、4−、5−、6−、7−もしくは8−オキサノニルまたは2−、3−、4−、5−、6−,7−、8−もしくは9−オキサデシルである。
1つのCH基が−O−で置換され、1つのCH基が−C(O)−で置換されたアルキル基において、これらのラジカルは、好ましくは隣接している。したがって、これらのラジカルは一緒に、カルボニルオキシ基−C(O)−O−またはオキシカルボニル基−O−C(O)−を形成する。好ましくは、この基は、直鎖状であり、2〜6個のC原子を有する。したがって、それは、好ましくは、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセチルオキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセチルオキシエチル、2−プロピオニルオキシエチル、2−ブチリルオキシエチル、3−アセチルオキシプロピル、3−プロピオニルオキシプロピル、4−アセチルオキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)エチル、3−(メトキシカルボニル)プロピル、3−(エトキシカルボニル)プロピル、4−(メトキシカルボニル)−ブチルである。
2つ以上のCH基が−O−および/または−C(O)O−で置換されたアルキル基は、直鎖状または分枝鎖状であり得る。それは、好ましくは、直鎖状であり、3〜12個のC原子を有する。したがって、それは、好ましくは、ビス−カルボキシ−メチル、2,2−ビス−カルボキシ−エチル、3,3−ビス−カルボキシ−プロピル、4,4−ビス−カルボキシ−ブチル、5,5−ビス−カルボキシ−ペンチル、6,6−ビス−カルボキシ−ヘキシル、7,7−ビス−カルボキシ−ヘプチル、8,8−ビス−カルボキシ−オクチル、9,9−ビス−カルボキシ−ノニル、10,10−ビス−カルボキシ−デシル、ビス−(メトキシカルボニル)−メチル、2,2−ビス−(メトキシカルボニル)−エチル、3,3−ビス−(メトキシカルボニル)−プロピル、4,4−ビス−(メトキシカルボニル)−ブチル、5,5−ビス−(メトキシカルボニル)−ペンチル、6,6−ビス−(メトキシカルボニル)−ヘキシル、7,7−ビス−(メトキシカルボニル)−ヘプチル、8,8−ビス−(メトキシカルボニル)−オクチル、ビス−(エトキシカルボニル)−メチル、2,2−ビス−(エトキシカルボニル)−エチル、3,3−ビス−(エトキシカルボニル)−プロピル、4,4−ビス−(エトキシカルボニル)−ブチル、5,5−ビス−(エトキシカルボニル)−ヘキシルである。
チオアルキル基、すなわち、1つのCH基が−S−で置換される)は、好ましくは、直鎖状チオメチル(−SCH)、1−チオエチル(−SCHCH)、1−チオプロピル(=−SCHCHCH)、1−(チオブチル)、1−(チオペンチル)、1−(チオヘキシル)、1−(チオへプチル)、1−(チオオクチル)、1−(チオノニル)、1−(チオデシル)、1−(チオウンデシル)または1−(チオドデシル)であり、ここで、好ましくは、sp混成ビニル炭素原子に隣接するCH基が置換される。
フルオロアルキル基は、パーフルオロアルキルC2i+1(式中、iが、1〜15の整数である)、特に、CF、C、C、C、C11、C13、C15またはC17、非常に好ましくは、C13であるか、または好ましくは、1〜15個のC原子を有する部分フッ素化アルキル、特に、1,1−ジフルオロアルキルのいずれかであり得、上記は全て、直鎖状または分枝鎖状である。
好ましくは、「フルオロアルキル」は、部分フッ素化(すなわち、非過フッ素化)アルキル基を意味する。
アルキル、アルコキシ、アルケニル、オキサアルキル、チオアルキル、カルボニルおよびカルボニルオキシ基は、アキラルまたはキラル基であり得る。特に好ましいキラル基は、例えば、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、2−メチルブチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−ブチルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルドデシル、3,7−ジメチルオクチル、3,7,11−トリメチルドデシル、2−プロピルペンチル、特に、2−メチルブチル、2−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ、3−メチル−ペントキシ、2−エチル−ヘキソキシ、2−ブチルオクトキシ、2−ヘキシルデコキシ、2−オクチルドデコキシ、3,7−ジメチルオクトキシ、3,7,11−トリメチルドデコキシ、1−メチルヘキソキシ、2−オクチルオキシ、2−オキサ−3−メチルブチル、3−オキサ−4−メチル−ペンチル、4−メチルヘキシル、2−ヘキシル、2−オクチル、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メトキシ−オクトキシ、6−メチルオクトキシ、6−メチルオクタノイルオキシ、5−メチルへプチルオキシ−カルボニル、2−メチルブチリルオキシ、3−メチルバレロイルオキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−クロロ−プロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチリルオキシ、2−クロロ−4−メチル−バレリル−オキシ、2−クロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メチル−3−オキサペンチル、2−メチル−3−オキサ−ヘキシル,1−メトキシプロピル−2−オキシ、1−エトキシプロピル−2−オキシ、1−プロポキシプロピル−2−オキシ、1−ブトキシプロピル−2−オキシ、2−フルオロオクチルオキシ、2−フルオロデシルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル、2−フルオロメチルオクチルオキシである。非常に好ましいのは、2−メチルブチル、2−エチルヘキシル、2−ブチルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルドデシル、3,7−ジメチルオクチル、3,7,11−トリメチルドデシル、2−ヘキシル、2−オクチル、2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシル、1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルおよび1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシである。
好ましいアキラル分枝鎖状基は、イソプロピル、イソブチル(=メチルプロピル)、イソペンチル(=3−メチルブチル)、tert.ブチル、イソプロポキシ、2−メチル−プロポキシ、3−メチルブトキシおよび3,7−ジメチルオクチルである。
好ましい実施形態において、アリールまたはヘテロアリール環上の置換基は、互いに独立して、1〜30個のC原子を有する第一級、第二級もしくは第三級アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、チオアルキル、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル(ここで、1つ以上のH原子が、Fで任意選択的に置換される)、またはアリール、アリールオキシ、ヘテロアリールもしくはヘテロアリールオキシ(これは、任意選択的に、アルキル化、アルコキシ化、アルキルチオール化またはエステル化され、4〜30個の環原子を有する)から選択される。さらなる好ましい置換基は、以下の式
からなる群から選択され、式中、RSub1〜3が、上記および以下に定義されるLを示し、少なくとも1つの基RSub1〜3が、1〜24個のC原子、好ましくは、1〜20個のC原子を有する、アルキル、アルコキシ、オキサアルキル、チオアルキル、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル(これは、任意選択的にフッ素化される)であり、破線が、これらの基が結合される環への結合を示す。これらの置換基の中で非常に好ましいのは、全てのRSub1〜3部分基が同一であるものである。
本明細書において使用される際、アリール(オキシ)またはヘテロアリール(オキシ)基が、「アルキル化またはアルコキシ化」されている場合、これは、それが、1〜24個のC原子を有し、かつ直鎖状または分枝鎖状である1つ以上のアルキルまたはアルコキシ基で置換されることを意味し、ここで、1つ以上のH原子が、F原子で任意選択的に置換される。
上記および以下において、YおよびYが、互いに独立して、H、F、ClまたはCNである。
本明細書において使用される際、−CO−、−C(=O)−および−C(O)−は、カルボニル基、すなわち、構造
を有する基を意味することが理解されるであろう。
本明細書において使用される際、C=CRなどは、構造
を有する基を意味することが理解されるであろう。
特に記載されない限り、置換基に言及していない「任意選択的に置換される」は、Lで任意選択的に置換されることを意味する。
本明細書において使用される際、「ハロゲン」は、F、Cl、BrまたはI、好ましくは、F、ClまたはBrを含む。環または鎖上の置換基を表すハロゲン原子は、好ましくは、FまたはCl、非常に好ましくは、Fである。モノマー中の反応性基を表すハロゲン原子は、好ましくは、Cl、BrまたはI、非常に好ましくは、BrまたはIである。
上記および以下において、「鏡像」は、ある部分を、外部の対称面またはこの部分を通って延びる対称面にわたって垂直にまたは水平に反転させることによって、この部分から得られる別の部分を意味する。例えば、部分
は、鏡像
も含む。
本発明のOPDは、いくつかの有利な特性を示す。
例えば、非フラーレン小分子のエネルギーレベルの調整は、非フラーレン小分子受容体の吸収から生じる光応答をもたらす。この反応は、750nmより長い波長を有する光などの近赤外線(NIR)への光吸収を可能にするように調整され得る。
800nmを超える光を吸収する以下に開示されるOPDデバイスは、バイオメトリクス、例えば指の幾何学模様および静脈イメージングなどの用途のためにNIR光を検出するのに使用され得る。
また、非フラーレン小分子受容体の使用は、結晶化を回避し、それによって、OPDデバイス安定性を向上させるのに役立つ。
さらに、先行技術のOPDデバイスと比較して、OPDにおける以下に開示される非フラーレンn型OSCの使用は、最大で300nmを超える光活性層のより厚い厚さを可能にし、それによって、暗電流が減少され得、デバイス製造歩留まりが増加され得ることが分かった。
また、非フラーレンn型OSCを用いた本発明に係るOPDデバイスは、良好な平坦度(負の方向の光電流が電圧によって劇的に変化しない)および低いバイアス電圧における良好なEQEを有する。低い駆動バイアス電圧の使用は、低電圧電池が用いられ得るため、適用の可能性を増大させるが、先行技術において開示される−15Vなどのより高い駆動電圧の使用は、デバイス寿命を減少させ得る。
さらに、本発明に係るOPDデバイスは、特に環境上の理由により望ましくない、先行技術に使用されるo−ジクロロベンゼンのような塩素化芳香族溶媒と比較して、作製のために、工業用途に好適な非塩素化溶媒を使用することを可能にする。
本発明のOPDにおいて、光活性層中のn型OSC化合物は、好ましくは、2eV未満、より好ましくは、1.6eV未満、さらに好ましくは、1.6eV未満、非常に好ましくは、1.4eV未満、最も好ましくは、1.3eV未満のバンドギャップを有する。
本発明のOPDにおいて、光活性層中のp型OSC化合物は、好ましくは、2.5eV未満、非常に好ましくは、2.0eV未満のバンドギャップを有する。
本発明に係るOPDにおいて、好ましくは、n型OSCのHOMOは、p型OSCのHOMOより、0.3eV超深く、非常に好ましくは、0.4eV超深い。
本発明に係るOPDは、好ましくは、外部量子効率システムの使用によって特徴付けられる、700nm超、非常に好ましくは、800nm超の波長に対する光検出器応答を有する。
本発明に係るOPDの光活性層において、好ましくは、n型OSC化合物は、ポリマーでない。
好ましくは、n型OSC化合物は、フラーレン部分を含有しない、モノマーまたはオリゴマー化合物、非常に好ましくは、小分子である。
好ましくは、フラーレン部分を含有しないn型OSC化合物は、多環式電子供与性コアおよびそれに結合された1つまたは2つの末端電子求引基を含有し、好ましくは、以下の式N
から選択され、式中、wが、0または1である。
より好ましくは、n型OSC化合物は、式NI
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味
(式中、基
が、別の基
に隣接していない)
Ar4,5 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはL、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
CRまたはN、
S、O、SeまたはC=O、
1〜7、H、F、Cl、CN、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
およびRの対はまた、それらが結合されるC、SiまたはGe原子と一緒に、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される、5〜20個の環原子を有するスピロ基を形成してもよく、
電子求引基、
T1、RT2 H、1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む、1〜30個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル基、
ここで、RT1およびRT2の少なくとも1つが電子求引基であり、
、Y H、F、ClまたはCN、
L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、好ましくは、F、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHR、または−C(=O)−NR00
、R00 Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜20個、好ましくは、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、
ハロゲン、好ましくは、FまたはCl、
a、b 0、1、2または3、
c aについて示される意味の1つ、
i 0、1、2または3、
k mについて示される意味の1つ、
m 0または1〜10の整数、好ましくは、1、2、3、4、5または6
を有する。
式NIの好ましい化合物は、iが、1、2または3、非常に好ましくは、1であるものである。
式NIのさらなる好ましい化合物は、iが0であるものであり、好ましくは、式I
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、式NIに示される意味を有する。
本発明は、式Iおよびその部分式の新規な化合物、それらを調製するための新規な合成方法、およびそれに使用される新規な中間体にさらに関する。
好ましい実施形態において、式NIまたはIの化合物は、
を示す少なくとも1つの基Arを含有する。
別の好ましい実施形態において、式NIまたはIの化合物は、
を示す少なくとも1つの基Arを含有する。
別の好ましい実施形態において、式NIまたはIの化合物は、
を示す少なくとも1つの基Arを含有する。
別の好ましい実施形態において、式NIまたはIの化合物は、
を示す少なくとも1つの基Ar、および
を示す少なくとも1つの基Arを含有する。
別の好ましい実施形態において、式NIまたはIの化合物は、
を示す少なくとも1つの基Ar
を示す少なくとも1つの基Ar、および
を示す少なくとも1つの基Arを含有する。
式NIおよびIの好ましい化合物は、部分式IA
から選択され、式中、RT1、RT1、Ar、Ar、Ar、Ar、aおよびbが、式NIに示される意味を有し、
Ar1A、Ar1BおよびAr1Cが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、式NI中のArについて示される意味の1つを有し、
m1が、0または1〜10の整数であり、
a2およびa3がそれぞれ、0、1、2または3であり、
m1+a2+a3≦10である。
式IAの好ましい化合物は、a2が1または2であり、および/またはa3が1または2であるものである。
式IAのさらなる好ましい化合物は、
が、以下の式
から選択されるものであり、式中、W、VおよびR〜Rが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、上記に示される意味を有し、
およびWが、互いに独立して、式NI中のWについて示される意味の1つを有する。
式IAのさらなる好ましい化合物は、
が、以下の式
から選択されるものであり、式中、W1〜3、V1,2およびR〜Rが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、上記に示される意味を有する。
式IAの非常に好ましい化合物は、
が、以下の式
から選択されるものであり、式中、RおよびR〜Rが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、上記に示される意味を有する。
式IAのさらなる非常に好ましい化合物は、
が、以下の式
から選択されるものであり、式中、RおよびR〜Rが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、上記に示される意味を有する。
式NI、IおよびIA中の好ましい基Ar、Ar1A、Ar1BおよびAr1Cは、以下の式
から選択され、式中、R1〜3、R5〜7およびZが、上記および以下に定義されるとおりであり、Rが、Rについて示される意味の1つを有し、Zが、Zについて示される意味の1つを有する。
式NI、IおよびIA中の好ましい基Arは、以下の式
から選択され、式中、R3〜7が、上記および以下に定義されるとおりである。
式NI、IおよびIA中の好ましい基Arは、以下の式
から選択され、式中、R3〜7が、上記および以下に定義されるとおりである。
式NI、IおよびIAの化合物において、ArおよびArが、好ましくは、上記に定義されるアリーレンまたはヘテロアリーレンである。
別の好ましい実施形態において、式NI、IおよびIAの化合物は、基Ar1〜3によって、または基Ar1A〜1CおよびAr2〜3によってそれぞれ形成される非対称多環式コアを有する。
この実施形態の好ましい化合物は、式IAの化合物であり、式中、
が、互いに異なり、互いに鏡像でない。
この実施形態のさらなる好ましい化合物は、式NI、IまたはIAの化合物であり、式中、[Arまたは[Ar1Am1がそれぞれ、非対称基、すなわち、固有の鏡面を有さない基を形成する。
さらなる好ましいものは、
を示す少なくとも1つの基Ar1A、Ar1BまたはAr1Cを含有する式NI、IおよびIAの化合物であり、式中、RおよびRの一方または両方が、電子求引基ZまたはZを示す。
式NI、IおよびIAの好ましい化合物は、以下の部分式
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味
Ar11、Ar12、Ar13、Ar32、Ar33 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
Ar21 6〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、1つ以上の同一または異なる基R21で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
ここで、Ar21は、Uに結合される少なくとも1つのベンゼン環を含有し、
ここで、ベンゼン環は、1つ以上の同一または異なる基R1〜4で置換され、
Ar22、Ar26 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、1つ以上の同一または異なる基R1〜4で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
Ar41 ベンゼンまたは2、3もしくは4つの縮合ベンゼン環からなる基(これらは全て、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
ここで、Ar42およびAr43は、異なる意味を有し、Ar42は、Ar43の鏡像ではなく、
Ar51 ベンゼンまたは2、3もしくは4つの縮合ベンゼン環からなる基(これらは全て、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基R、LまたはZで置換される)、
ここで、Ar51は、電子求引基から選択される、少なくとも1つ、好ましくは、少なくとも2つの基R、LまたはZで置換され、
Ar52,53 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはLで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
Ar61,62 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはLで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
ここで、Ar61およびAr62が、互いに異なっており、互いに対して鏡像でなく、
Ar4,5 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基L、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
Ar54,55 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはL、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
、Y H、F、ClまたはCN、
CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
S、O、SeまたはC=O、好ましくは、S、OまたはSe、
S、O、SeまたはC=O、好ましくは、S、OまたはSe、
1〜4 H、F、Cl、CNまたは1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
およびRの対および/またはRおよびRの対はまた、それらが結合されるC、SiまたはGe原子と一緒に、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される、5〜20個の環原子を有するスピロ基を形成してもよく、
T1、RT2 1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む、1〜30個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル基、
ここで、RT1およびRT2の少なくとも1つが電子求引基であり、
L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、好ましくは、F、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHR、または−C(=O)−NR00
21 好ましくは、Hまたは電子求引性でない基から選択される、R1〜4について示される意味の1つ、
、R00 Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜20個、好ましくは、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、
ハロゲン、好ましくは、FまたはCl、
a、b 0、1、2または3、
c、d 0または1、
h 1、2または3。
式NI、IおよびIAの好ましい化合物は、式I3のものであり、非常に好ましくは、式中、WおよびWがSである。
式I1中の好ましい基Ar11〜13は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味を有し、
1,2 式I1の意味の1つ、
1,2 式I1の意味の1つ、
CRまたはN、
CRまたはN、
1〜4 式I1の意味の1つ、
5〜10 H、F、Cl、CNまたは1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または上記および以下に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)。
式I1中の非常に好ましい基Ar11〜13は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、UおよびR5〜10が、上記および以下に示される意味を有する。
式I2の化合物において、Ar21が、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびピレンからなる群から選択され、これらは全て、1つ以上の同一または異なる基R21で置換される。
21が、好ましくは、Hまたは1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキルから選択され、ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−NR−、−SiR00−、−CR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換され、ここで、RおよびR00が、式I2に示される意味を有する。
21が、非常に好ましくは、H、1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルから選択され、ここで、1つ以上のCH基は、O原子が互いに直接結合されないように、−O−、−CR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される。
式I2中の好ましい基Ar21は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味を有し、
21 CR21またはN、好ましくは、CR21
22 CR22またはN、好ましくは、CR22
21〜26 Hまたは1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−NR−、−SiR00−、−CR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)。
式I2中の好ましい基Ar22は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W1,2およびR5〜7が、上記に定義されるとおりである。
式I2中の好ましい基Ar26は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W、W、R、RおよびRが、上記に示される意味を有する。
式I2中の好ましい基Ar23は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W、W、R5〜8が、上記に示される意味を有し、Rが、R5〜8について示される意味の1つを有する。
式I2中の非常に好ましい基Ar21は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R21〜26が、上記に示される意味を有する。
非常に好ましくは、式I2中のAr21は、
を示し、式中、R21およびR22が、上記に示される意味を有する。
式I2中の非常に好ましい基Ar22は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜7が、上記に示される意味を有する。
式I2中の非常に好ましい基Ar26は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜7が、上記および以下に示される意味を有する。
式I2中の非常に好ましい基Ar23は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜9が、上記に示される意味を有する。
式I3の好ましい化合物は、WおよびWがSまたはSe、非常に好ましくは、Sを示すものである。
式I3のさらなる好ましい化合物は、WおよびWが同じ意味を有し、好ましくは、両方がSまたはSe、非常に好ましくは、Sを示すものである。
式I3のさらなる好ましい化合物は、WおよびWが異なる意味を有し、好ましくは、一方がSを示し、他方がSeを示すものである。
式I3中の好ましい基Ar32〜33は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W1,2、V、R5〜7が、上記に定義されるとおりである。
式I3中の非常に好ましい基Ar32およびAr33は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜9が、上記および以下に示される意味を有する。
式I4の化合物において、Ar41が、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびピレンからなる群から選択され、これらは全て、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される。
式I4の化合物において、ArおよびArが、存在する場合、好ましくは、以下の式およびそれらの鏡像
から選択され、式中、WおよびWが、互いに独立して、式I中のWの意味の1つを有し、好ましくは、Sを示し、R5〜7が、以下に定義されるとおりである。
式I4の化合物において、好ましい基Ar41〜43は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W1,2およびR1〜10が、上記に定義されるとおりであり、Wが、Wについて示される意味の1つを有する。
式I4中の非常に好ましい基Ar41〜43は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜10が、上記および以下に示される意味を有する。
式I5の化合物において、Ar51が、好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびピレンからなる群から選択され、これらは全て、少なくとも1つ、好ましくは、少なくとも2つの基Zで置換され、1つ以上の同一または異なる基LまたはRで任意選択的にさらに置換される。
式I5中の好ましい基Ar51は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味を有し、
51〜56、H、F、Cl、CNまたは1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または上記および以下に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
ここで、置換基R51〜R56の少なくとも1つ、好ましくは、少なくとも2つがZを示し、
電子求引基。
より好ましい基Ar51は、以下の式:
から選択され、式中、ZおよびZが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、電子求引基である。
非常に好ましい基Ar51は、以下の式:
から選択され、式中、ZおよびZが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、電子求引基である。
式I5中の好ましい基Ar52およびAr53は、以下の式およびそれらの鏡像
から選択され、式中、W1,2、V、R5〜7が、上記に定義されるとおりである。
式I5中の非常に好ましい基Ar52およびAr53は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R5〜7が、上記および以下に示される意味を有する。
式I6中の好ましい基Ar61およびAr62は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W1,2、V、R5〜9が、上記に定義されるとおりであり、VがCRであり、ここで、Rが、上記に定義されるとおりである。
式I6中の非常に好ましい基Ar61およびAr62は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R3〜9が、上記および以下に示される意味を有する。
好ましい実施形態において、Ar61およびAr62の好ましい式中の基R3〜9の1つ以上が、電子求引基Zを示す。非常に好ましくは、この好ましい実施形態において、Ar61および/またはAr62が、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、R3〜9の1つもしくは2つ、非常に好ましくは、RまたはR、RおよびRの1つもしくは2つまたはRおよびRの1つもしくは2つが、電子求引基Zを示す。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式の化合物において、Ar、Ar、Ar54およびAr55が、好ましくは、上記に定義されるアリーレンまたはヘテロアリーレンである。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式中の好ましい基Ar、Ar、Ar54およびAr55は、以下の式およびそれらの鏡像:
から選択され、式中、W1,2、V1,2およびR〜Rが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、上記に示される意味を有し、
11 NR、S、O、SeまたはTe。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式中の非常に好ましい基Ar、Ar、Ar54およびAr55は、以下の式およびそれらの鏡像
から選択され、式中、X、X、XおよびXが、上記および以下のRについて示される意味の1つを有し、好ましくは、アルキル、アルコキシ、カルボニル、カルボニルオキシ、CN、H、FまたはClを示す。
好ましい式AR1、AR2、AR5、AR6、AR7、AR8、AR9、AR10およびAR11は、FおよびCl、非常に好ましくは、Fから選択される少なくとも1つ、好ましくは、1つ、2つまたは4つの置換基X1〜4を含有するものである。
式NI、I、IAおよびI1〜I6の非常に好ましい化合物は、以下の部分式
から選択され、式中、R、R、R、R、RT1、RT2、Ar、Ar、Z、Z、aおよびbが、上記に示される意味を有する。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式の化合物において、電子求引基ZおよびZが、好ましくは、F、Cl、Br、−NO、−CN、−CF、−CF−R、−SO−R、−SO−R、−C(=O)−H、−C(=O)−R、−C(=S)−R、−C(=O)−CF−R、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=S)−R、−C(=O)−SR、−S−C(=O)−R、−C(=O)NR**、−NR−C(=O)−R、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、−CH=C(CO−NR**からなる群から選択され、ここで、
が、4〜30個の環原子をそれぞれ有し、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または上記に定義される1つ以上の基Lで置換されるアリールまたはヘテロアリールであり、またはRが、Lの意味の1つを有し、
およびR**が、互いに独立して、直鎖状、分枝鎖状または環状であり、非置換であるか、または1つ以上のFまたはCl原子またはCN基で置換され、または過フッ素化される、1〜20個のC原子を有するアルキル(ここで、1つ以上のC原子は、O−および/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−SiR00−、−NR00−、−CHR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)を示し、またはRおよびR**が、Rについて示される意味の1つを有し、RおよびR00が、上記に定義されるとおりである。
好ましくは、ZおよびZが、F、Cl、Br、NO、CNまたはCF、非常に好ましくは、F、ClまたはCN、最も好ましくは、Fを示す。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式の化合物において、基RT1およびRT2が、好ましくは、H、F、Cl、Br、−NO、−CN、−CF、R、−CF−R、−O−R、−S−R、−SO−R、−SO−R、−C(=O)−H、−C(=O)−R、−C(=S)−R、−C(=O)−CF−R、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=S)−R、−C(=O)−SR、−S−C(=O)−R、−C(=O)NR**、−NR−C(=O)−R、−NHR、−NR**、−CR=CR**、−C≡C−R、−C≡C−SiR*****、−SiR*****、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、−CH=C(CO−NR**から、および以下の式
からなる群から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味を有し、
、R 4〜30個の環原子をそれぞれ有し、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の基Lで置換されるアリールまたはヘテロアリール、またはLについて示される意味の1つ、
、R**、R*** 直鎖状、分枝鎖状または環状であり、非置換であるか、または1つ以上のFまたはCl原子またはCN基で置換され、または過フッ素化される、1〜20個のC原子を有するアルキル(ここで、1つ以上のC原子は、O−および/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−SiR00−、−NR00−、−CHR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)、またはR、R**およびR***が、Rについて示される意味の1つを有し、
L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、好ましくは、F、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHR、−C(=O)−NR00
L’ HまたはLの意味の1つ、
、R00 Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜20個、好ましくは、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、
、Y H、F、ClまたはCN、
ハロゲン、好ましくは、FまたはCl、
r 0、1、2、3または4、
s 0、1、2、3、4または5、
t 0、1、2または3、
u 0、1または2、
ここで、RT1およびRT2の少なくとも1つが、電子求引基を示す。
式NI、I、IAおよびI1〜I6およびそれらの部分式の好ましい化合物は、RT1およびRT2の両方が電子求引基を示すものである。
好ましい電子求引基RT1およびRT2は、−CN、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、および式T1−T54から選択される。
非常に好ましい基RT1およびRT2は、以下の式
から選択され、式中、L、L’、R rおよびsが、上記および以下に示される意味を有する。好ましくは、これらの式中、L’がHである。さらに好ましくは、これらの式中、rが0である。
上記の式T1−T54は、隣接する基ArまたはArに対してα位でC=C結合に対してそれらのそれぞれのE−またはZ−立体異性体も含むことを意味し、したがって、例えば、基
は、
も示し得る。
式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式の化合物において、好ましくは、R1〜4が、Hと異なる。
本発明の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR1〜4は、F、Cl、または1〜20個のC原子をそれぞれ有し、非置換であるか、または1つ以上のF原子で置換される、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシ、スルファニルアルキル、スルホニルアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルおよびアルキルカルボニルオキシから選択される。
本発明の別の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR1〜4は、単環式または多環式アリールまたはヘテロアリール(これらはそれぞれ、式NIおよびIに定義される1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、4〜30個の環原子を有する)から選択され、ここで、2つ以上の環が、互いに縮合されるか、または共有結合によって互いに結合され得る。
本発明の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR5〜10はHを示す。
本発明の別の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR5〜10の少なくとも1つが、Hと異なる。
本発明の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR5〜10は、Hと異なる場合、F、Cl、または1〜20個のC原子をそれぞれ有し、非置換であるか、または1つ以上のF原子で置換される、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシ、スルファニルアルキル、スルホニルアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルおよびアルキルカルボニルオキシから選択される。
本発明の別の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中のR5〜10は、Hと異なる場合、アリールまたはヘテロアリール(これらはそれぞれ、式NI、Iに定義される1つ以上の基Rで任意選択的に置換され、4〜30個の環原子を有する)から選択される。
好ましいアリールおよびヘテロアリール基R1〜10は、以下の式
から選択され、式中、R11〜17が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、Hを示し、または上記および以下に示されるLまたはRの意味の1つを有する。
非常に好ましいアリールおよびヘテロアリール基R1〜10は、以下の式
から選択され、式中、R11〜15が、上記に定義されるとおりである。最も好ましくは、R〜R10が、上記に定義される式SUB7〜SUB14から選択される。
別の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式の化合物中のR1〜10の1つ以上が、1〜50個、好ましくは、2〜50個、非常に好ましくは、2〜30個、より好ましくは、2〜24個、最も好ましくは、2〜16個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル基を示し、ここで、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で置換される。
カチオン性基は、好ましくは、ホスホニウム、スルホニウム、アンモニウム、ウロニウム、チオウロニウム、グアニジウムまたは複素環式カチオン、例えば、イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、トリアゾリウム、モルホリニウムまたはピペリジニウムカチオンからなる群から選択される。
好ましいカチオン性基は、テトラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホニウム、N−アルキルピリジニウム、N,N−ジアルキルピロリジニウム、1,3−ジアルキルイミダゾリウムからなる群から選択され、ここで、「アルキル」は、好ましくは、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基を示し、非常に好ましくは、式SUB1〜6から選択される。
さらなる好ましいカチオン性基は、以下の式
からなる群から選択され、式中、R’、R’、R’およびR’が、互いに独立して、H、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基または非芳香族炭素環式もしくは複素環式基またはアリールもしくはヘテロアリール基(上記の基はそれぞれ、3〜20個、好ましくは、5〜15個の環原子を有し、単環式または多環式であり、上記に定義される1つ以上の同一または異なる置換基Lで任意選択的に置換される)を示し、またはそれぞれの基R1〜10への結合を示す。
上記の式の上記のカチオン性基において、基R’、R’、R’およびR’(それらがCH基を置換する場合)のいずれか1つは、それぞれの基R1〜10への結合を示すことができ、または2つの隣接する基R’、R’、R’またはR’(それらがCH基を置換する場合)は、それぞれの基R1〜100への結合を示すことができる。
アニオン性基は、好ましくは、ボレート、イミド、ホスフェート、スルホネート、スルフェート、スクシネート、ナフテネートまたはカルボキシレート、非常に好ましくは、ホスフェート、スルホネートまたはカルボキシレートからなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態において、式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式中の基RT1およびRT2は、直鎖状、分枝鎖状または環状であり、非置換であるか、1つ以上のFまたはCl原子またはCN基で置換されるか、または過フッ素化される、1〜16個のC原子を有するアルキル(ここで、1つ以上のC原子は、O−および/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(O)−、−C(S)−、−SiR00−、−NR00−、−CHR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)から選択される。
式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式のさらなる好ましい化合物は、以下の好ましい実施形態またはそれらの任意の組合せから選択され:
−U、UおよびUがそれぞれ、CRまたはSiR、またはCRまたはSiRであり、
−U、UおよびUがそれぞれ、CRまたはCRであり、
−V、VおよびVがそれぞれ、CRまたはCRであり、
−V、VおよびVがNであり、
−mが1であり、
−mが2であり、
−mが3であり、
−mが4であり、
−mが5であり、
−aおよびbが、1または2であり、
−aおよびbが0であり、
−ArおよびArの一方または両方において、R5〜8の少なくとも1つ、好ましくは、1つまたは2つが、Hと異なり、
−ArおよびArが、チオフェン、チアゾール、チエノ[3,2−b]チオフェン、チアゾロ[5,4−d]チアゾール、ベンゼン、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、1,2,3−ベンゾチアジアゾール、チエノ[3,4−b]チオフェン、ベンゾトリアゾールまたはチアジアゾール[3,4−c]ピリジンを示し、
−ArおよびArが、チオフェン、チアゾール、チエノ[3,2−b]チオフェン、チアゾロ[5,4−d]チアゾール、ベンゼン、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、1,2,3−ベンゾチアジアゾール、チエノ[3,4−b]チオフェン、ベンゾトリアゾールまたはチアジアゾール[3,4−c]ピリジンを示し、ここで、X、X、XおよびXがHであり、
−ArおよびArが、チオフェン、チアゾール、チエノ[3,2−b]チオフェン、チアゾロチアゾール、ベンゼン、2,1,3−ベンゾチアジアゾール、1,2,3−ベンゾチアジアゾール、チエノ[3,4−b]チオフェン、ベンゾトリアゾールまたはチアジアゾール[3,4−c]ピリジンを示し、ここで、X、X、XおよびXの1つ以上が、Hと異なり、
−ZおよびZが、F、Cl、Br、−NO、−CN、−CF、−CF−R、−SO−R、−SO−R、−C(=O)−H、−C(=O)−R、−C(=S)−R、−C(=O)−CF−R、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=S)−R、−C(=O)−SR、−S−C(=O)−R、−C(=O)NR**、−NR−C(=O)−R、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、−CH=C(CO−NR**からなる群から選択され、ここで、RおよびRが、上記に示される意味を有し、
−ZおよびZが、F、Cl、Br、−NO、−CNまたは−CF、非常に好ましくは、F、ClまたはCN、最も好ましくは、Fであり、
−R、R、RおよびRが、Hと異なり、
−R、R、RおよびRが、H、F、Cl、または1〜20個のC原子をそれぞれ有し、非置換であるか、または1つ以上のF原子で置換される、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシ、スルファニルアルキル、スルホニルアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルおよびアルキルカルボニルオキシ、または任意選択的にフッ素化される、1〜12個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシから選択され、
−R、R、RおよびRが、アリールまたはヘテロアリール(これらはそれぞれ、式NIおよびIに定義される1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、4〜30個の環原子を有する)から選択され、
−R、R、RおよびRが、1〜20個のC原子、好ましくは、1〜16個のC原子、非常に好ましくは、4〜16個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシで、好ましくは、3位または4位または3,5位において、非常に好ましくは、4位または3,5位において任意選択的に置換されるフェニル、または1〜20個のC原子、好ましくは、1〜16個のC原子、非常に好ましくは、4〜16個のC原子を有するアルキルまたはアルコキシで、好ましくは、5位において任意選択的に置換されるチエニルから選択され、
−R、R、RおよびRが、4−アルキルフェニル(ここで、アルキルがC1〜16アルキルである)、非常に好ましくは、4−メチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−オクチルフェニルまたは4−ドデシルフェニル、または4−アルコキシフェニル(ここで、アルコキシがC1〜16アルコキシである)、最も好ましくは、4−ヘキシルオキシフェニル、4−オクチルオキシフェニルまたは4−ドデシルオキシフェニルまたは3,5−ジアルキルフェニル(ここで、アルキルがC1〜16アルキルである)、最も好ましくは、3,5−ジヘキシルフェニルまたは3,5−ジオクチルフェニルまたは3,5−ジアルコキシフェニル(ここで、アルコキシがC1〜16アルコキシである)、最も好ましくは、3,5−ジヘキシルオキシフェニルまたは3,5−ジオクチルオキシフェニル、または4−チオアルキルフェニル(ここで、チオアルキルがC1〜16チオアルキルである)、最も好ましくは、4−チオヘキシルフェニル、4−チオオクチルフェニルまたは4−チオドデシルフェニルまたは3,5−ジチオアルキルフェニル(ここで、チオアルキルがC1〜16チオアルキルである)、最も好ましくは、3,5−ジチオヘキシルフェニルまたは3,5−ジチオオクチルフェニル、または5−アルキルチエニル(ここで、アルキルがC1〜16アルキルである)、非常に好ましくは、5−ヘキシルチエニルまたは5−オクチルチエニルから選択され、
−L’がHであり、
−L、L’が、F、Cl、CN、NO、または任意選択的にフッ素化される、1〜16個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシを示し、
−RおよびRが、1つ以上の基Lで任意選択的に置換されるフェニルを示し、
−RおよびRが、直鎖状、分枝鎖状または環状であり、非置換であるか、または1つ以上のFまたはCl原子またはCN基で置換され、または過フッ素化される、1〜20個のC原子を有するアルキル(ここで、1つ以上のC原子は、O−および/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−SiR00−、−NR00−、−CHR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)を示し、
−R5〜10が、Hと異なる場合、F、Cl、または1〜20個のC原子をそれぞれ有し、非置換であるか、または1つ以上のF原子で置換され、過フッ素化されない、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシ、スルファニルアルキル、スルホニルアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルおよびアルキルカルボニルオキシから、好ましくは、F、または任意選択的にフッ素化される、1〜16個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシから選択される。
本発明の別の好ましい実施形態において、OPDの光活性層は、ナフタレンまたはペリレン誘導体から選択される、フラーレン部分を含有しないn型OSC化合物を含有する。
n型OSC化合物として使用するための好ましいナフタレンまたはペリレン誘導体は、例えば、アドバンスド・サイエンス(Adv.Sci.)2016、3、1600117、アドバンスド・マテリアルズ(Adv.Mater.)2016、28、8546−8551、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc.)、2016、138、7248−7251およびジャーナル・オブ・マテリアル・ケミストリーA(J.Mater.Chem.A)、2016、4、17604に記載されている。
この好ましい実施形態の好ましいn型OSC化合物は、以下の式
から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味を有し、
1〜10、H、F、Cl、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
好ましくは、式Iについて上記に示される好ましい意味の1つを有する電子求引基、非常に好ましくは、CN、
、Y H、F、ClまたはCN、
L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、好ましくは、F、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHR、または−C(=O)−NR00
1〜4 −O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−CR00−、−SiR00−、−NR−、−CR=CR00−または−C≡C−、
G C、Si、Ge、C=C、または5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはLで置換される四価アリールもしくはヘテロアリール基、
Arn1−n4 互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはL、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
e、f、g、h 0または1〜10の整数。
本発明の好ましい実施形態において、OPDの光活性層は、2つ以上のn型OSC化合物を含有する。
好ましくは、この好ましい実施形態の光活性層は、フラーレン部分を含有しない2つ以上のn型OSC化合物を含有する。
非常に好ましくは、この好ましい実施形態の光活性層は、2つ以上のn型OSC化合物を含有し、そのうちの少なくとも1つが、式NI、I、IA、I1〜I6またはそれらの部分式の化合物である。
さらに非常に好ましくは、この好ましい実施形態の光活性層は、2つ以上のn型OSC化合物を含有し、そのうちの少なくとも1つが、式NI、I、IA、I1〜I6またはそれらの部分式の化合物であり、そのうちの少なくとももう1つが、上記および以下に記載されるナフタレンまたはペリレン誘導体である。
本発明の別の好ましい実施形態において、OPDの光活性層は、2つ以上のn型OSC化合物を含有し、そのうちの少なくとも1つが、フラーレン部分を含有せず、非常に好ましくは、式NI、I、IA、I1〜I6またはそれらの部分式から選択され、そのうちの少なくとももう1つが、フラーレンまたは置換フラーレンである。
置換フラーレンは、例えば、ICBAのようなインデン−C60−フラーレンビス付加体、または例えば、G.ユー(G.Yu)、J.ガオ(J.Gao)、J.C.フムレン(J.C.Hummelen)、F.ウドゥル(F.Wudl)、A.J.ヒーガー(A.J.Heeger)著、サイエンス(Science)1995、第270巻、p.1789以降に開示され、以下に示される構造を有する、「PCBM−C60」または「C60PCBM」としても知られている(6,6)−フェニル−酪酸メチルエステル誘導体化メタノC60フラーレン、または例えば、C61フラーレン基、C70フラーレン基、もしくはC71フラーレン基を有する構造的に類似した化合物、または有機ポリマー(例えば、コークレーK.M.(Coakley,K.M.)およびマーギーM.D.(McGehee,M.D.)著、ケミストリー・オブ・マテリアルズ(Chem.Mater.)2004、16、4533を参照)である。
好ましくは、本発明に係るポリマーは、式Full−Iのフラーレンまたは置換フラーレンなどのn型半導体と混合されて、OPVまたはOPDデバイス中の活性層を形成し、ここで、
が、任意選択的に、1つ以上の原子が中に閉じ込められた、n個の炭素原子から構成されるフラーレンを示し、
付加物が、任意の結合性でフラーレンCに付加された第1の付加物であり、
付加物が、任意の結合性でフラーレンCに付加された、第2の付加物、または第2の付加物の組合せであり、
kが、1以上の整数であり、
lが、0、1以上の整数、または0を超える非整数である。
式Full−Iおよびその部分式中、kが、好ましくは、1、2、3または4、非常に好ましくは、1または2を示す。
式Full−Iおよびその部分式中のフラーレンCは、任意の数n個の炭素原子から構成され得る。好ましくは、式XIIおよびその部分式の化合物において、フラーレンCを構成する炭素原子の数nは、60、70、76、78、82、84、90、94または96、非常に好ましくは、60または70である。
式Full−Iおよびその部分式中のフラーレンCは、好ましくは、炭素系フラーレン、内包フラーレン、またはそれらの混合物、非常に好ましくは、炭素系フラーレンから選択される。
好適なおよび好ましい炭素系フラーレンとしては、限定はされないが、(C60−Ih)[5,6]フラーレン、(C70−D5h)[5,6]フラーレン、(C76−D2 )[5,6]フラーレン、(C84−D2 )[5,6]フラーレン、(C84−D2d)[5,6]フラーレン、または上記の炭素系フラーレンの2つ以上の混合物が挙げられる。
内包フラーレンは、好ましくは、金属フラーレンである。好適なおよび好ましい金属フラーレンとしては、限定はされないが、La@C60、La@C82、Y@C82、ScN@C80、YN@C80、Sc@C80または上記の金属フラーレンの2つ以上の混合物が挙げられる。
好ましくは、フラーレンCは、[6,6]および/または[5,6]結合において置換され、好ましくは、少なくとも1つの[6,6]結合において置換される。
式Full−Iおよびその部分式中で「付加物」と示される第1および第2の付加物は、好ましくは、以下の式
から選択され、式中、
ArS1、ArS2が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、単環式または多環式であり、上記および以下に定義されるLの意味の1つを有する1つ以上の同一または異なる置換基で任意選択的に置換される、5〜20個、好ましくは、5〜15個の環原子を有するアリールまたはヘテロアリール基を示し、
S1、RS2、RS3、RS4およびRS5が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、H、CNを示し、または上記および以下に定義されるRの意味の1つを有する。
式Full−Iの好ましい化合物は、以下の部分式:
から選択され、式中、
S1、RS2、RS3、RS4S5およびRS6が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、Hを示し、または上記および以下に定義されるRの意味の1つを有する。
最も好ましくは、置換フラーレンは、PCBM−C60、PCBM−C70、ビス−PCBM−C60、ビス−PCBM−C70、ICMA−c60(1’,4’−ジヒドロ−ナフト[2’,3’:1,2][5,6]フラーレン−C60)、ICBA、oQDM−C60(1’,4’−ジヒドロ−ナフト[2’,3’:1,9][5,6]フラーレン−C60−Ih)、またはビス−oQDM−C60である。
本発明の別の好ましい実施形態において、光活性層は、小分子に加えてまたは小分子の代わりに、共役OSCポリマーから選択される1つ以上のn型OSC化合物をさらに含む。好ましいOSCポリマーは、例えば、アカウンツ・オブ・ケミカル・リサーチ(Acc.Chem.Res.)、2016、49(11)、p.2424〜2434および国際公開第2013142841 A1号パンフレットに記載されている。
ペリレンまたはナフタレンに由来する1つ以上の単位を含む、この好ましい実施形態に使用するための好ましいn型共役OSCポリマーは、ポリ[[N,N’−ビス(2−オクチルドデシル)ナフタレン−1,4,5,8−ビス(ジカルボキシイミド)−2,6−ジイル]−alt−5,5’−(2,2’−ビチオフェン)]、ポリ[[N,N’−ビス(2−ヘキシルデシル)ナフタレン−1,4,5,8−ビス(ジカルボキシイミド)−2,6−ジイル]−alt−5,5’−チオフェン]である。
本発明に係るOPDに使用されるn型OSC化合物は、当業者に公知の、文献に記載されている方法にしたがって、またはそれに類似して合成され得る。他の調製方法は、実施例から得られる。
式NI、I、IA、I1〜I6およびそれらの部分式のn型OSC化合物の特に好適なおよび好ましい合成方法は、以下に示される合成スキームに例示される。
スキーム1A
スキーム1B
スキーム1C
スキーム2A
スキーム2B
スキーム3A
スキーム3B
スキーム3C
スキーム4
スキーム5A
スキーム5B
スキーム6および7において、「コア」は、スキーム1A〜5Bに記載される反応によって形成される多環式コアを意味する。
スキーム6
スキーム7
本発明に係るOPDの光活性層において、好ましくは、p型OSC化合物は、非常に好ましくは、ポリマー鎖に沿ってランダムな配列で分配される供与体および受容体単位を含む共役コポリマーである。
好ましくは、供与体および受容体単位は、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、上記に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレンから選択される。
さらに好ましくは、共役コポリマーは、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または上記に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレンから選択される1つ以上のスペーサ単位をさらに含み、ここで、これらのスペーサ単位は、供与体単位および受容体単位が互いに直接結合されないように、供与体および受容体単位の間に位置する。
好ましい実施形態において、共役p型OSCポリマーは、式DAおよびDB
から選択される1つ以上の供与体単位を含み、式中、
11、X12が、互いに独立して、S、OまたはSeを示し、
22、W33が、互いに独立して、S、OまたはSeを示し、
11が、CR1112、SiR1112、GeR1112、NR11、C=O、−O−C(R1112)−、−C(R1112)−O−、−C(R1112)−C(=O)−、−C(=O)−C(R1112)−、または−CR11=CR12−であり、
11、R12、R13およびR14が、互いに独立して、Hを示し、または上記および以下に定義されるLまたはRの意味の1つを有する。
別の好ましい実施形態において、共役p型OSCポリマーは、式AA
の1つ以上の受容体単位を含み、式中、X13およびX14が、互いに独立して、CR11またはNを示し、R11が、式DAに示される意味を有する。
式AAの好ましい受容体単位は、以下の部分式
から選択され、式中、Rが、好ましくは、式SUB1〜6から選択される、1〜20個のC原子を有するアルキルを示す。
別の好ましい実施形態において、共役p型OSCポリマーは、式Sp1および/またはSp6
の1つ以上のスペーサ単位を含み、式中、R11およびR12が、式DAに示される意味を有する。
好ましくは、共役p型OSCポリマーは、式DAおよびDBから選択される供与体単位、式AAおよびその部分式AA1〜AA7から選択される受容体単位、および式Sp1〜Sp6の1つ以上のスペーサ単位からなる。
別の好ましい実施形態において、p型OSC共役ポリマーは、以下の式
−(D−Sp)− U1
−(A−Sp)− U2
−(D−A)− U3
−(D)− U4
−(A)− U5
−(D−A−D−Sp)− U6
−(D−Sp−A−Sp)− U7
−(Sp−A−Sp)− U8
−(Sp−D−Sp)− U9
から選択される1つ以上の単位を含み、非常に好ましくは、それらからなり、式中、Dが、出現するごとに同一にまたは異なって、供与体単位を示し、Aが、出現するごとに同一にまたは異なって、受容体単位を示し、Spが、出現するごとに同一にまたは異なって、スペーサ単位を示し、これらは全て、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、上記に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレンから選択され、ポリマーは、単位Dを含有する式U1〜U9から選択される少なくとも1つの単位および単位Aを含有する式U1〜U9から選択される少なくとも1つの単位を含有する。
好ましくは、式U1〜U9中、Dが、式DAまたはDBから選択され、Aが、式AAまたはAA1〜AA6から選択され、Spが、式Sp1から選択される。
非常に好ましいのは、以下の式
−[(D−Sp)−(A−Sp)− Pi
−[(D−A)−(Sp−A)− Pii
−[(D−A−(D−A− Piii
−[(D−A)−(D−A)− Piv
−[(D)−(Sp−A−Sp)− Pv
−[(D−Sp−(Sp−A−Sp− Pvi
−[(D−Sp−A−Sp)−(A−Sp)− Pvi
−[(D−Sp−A−Sp)−(D−A− Pvii
−[(D−A−D−Sp)−(A−Sp)− Pviii
−[(D−Sp−A−Sp)−(D−Sp−A−Sp)− Pix
−[(D−A−(Sp−A−(D−Sp−A−Sp−(Sp−A−Spxx− Px
−[(D−A−(D−A−(D−A−(D−Axx− Pxi
から選択される共役ポリマーであり、式中、A、DおよびSpが、式U1〜U9に定義されるとおりであり、AおよびAが、Aの意味の1つを有する異なる受容体単位であり、DおよびDが、Dの意味の1つを有する異なる供与体単位であり、SpおよびSpが、Spの意味の1つを有する異なるスペーサ単位であり、x、y、zおよびxxが、それぞれの単位のモル分率を示し、それぞれ、互いに独立して、0超かつ1未満であり、ここで、x+y+z+xx=1であり、nが、1を超える整数である。
式Pi〜Pxiおよびそれらの部分式のポリマーにおいて、x、y、zおよびxxが、好ましくは、0.1〜0.9、非常に好ましくは、0.25〜0.75、最も好ましくは、0.4〜0.6である。
好ましくは、式Pi〜Pxiの共役ポリマーにおいて、供与体単位D、DおよびDは、式DAまたはDBから選択される。
さらに好ましくは、式Pi〜Pxiの共役ポリマーにおいて、受容体単位A、AおよびAは、式AAまたはAA1〜AA7から選択される。
さらに好ましくは、式Pi〜Pxiのポリマーを含むがこれに限定されない共役p型OSCポリマーにおいて、供与体単位または単位D、Dおよびdは、以下の式
から選択され、式中、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17およびR18が、互いに独立して、Hを示し、または上記および以下に定義されるLまたはRの意味の1つを有する。
好ましくは、共役p型OSCポリマーは、式D1、D7、D10、D11、D19、D22、D29、D30、D35、D36、D37、D44、D55、D84、D87、D88、D89、D93、D106、D111、D119、D140、D141、D146およびD150からなる群から選択される1つ以上の供与体単位を含有する。
さらに好ましくは、式Pi〜Pxiのポリマーを含むがこれに限定されない共役p型OSCポリマーにおいて、受容体単位または単位A、AおよびAは、以下の式
から選択され、式中、R11、R12、R13、R14、R15およびR16が、互いに独立して、Hを示し、または上記および以下に定義されるLまたはRの意味の1つを有する。
好ましくは、共役p型OSCポリマーは、式A1、A5、A7、A15、A16、A20、A74、A88、A92、A94、A98、A99、A103およびA104からなる群から選択される1つ以上の受容体単位を含有する。
さらに好ましくは、式Pi〜Pxiのポリマーを含むがこれに限定されない共役p型OSCポリマーにおいて、スペーサ単位または単位Sp、SpおよびSpは、以下の式
から選択され、式中、R11、R12、R13、R14が、互いに独立して、Hを示し、または上記に定義されるLまたはRの意味の1つを有する。
式Sp1〜Sp17中、好ましくは、R11およびR12がHである。式Sp18中、好ましくは、R11〜14が、HまたはFである。
好ましくは、共役p型OSCポリマーは、式Sp1、Sp6、Sp11およびSp14からなる群から選択される1つ以上のスペーサ単位を含有する。
好ましくは、共役p型OSCポリマーは、
a)式D1、D7、D10、D11、D19、D22、D29、D30、D35、D36、D37、D44、D55、D84、D87、D88、D89、D93、D106、D111、D119、D140、D141、D146およびD150からなる群から選択される1つ以上の供与体単位、および/または
b)式A1、A5、A7、A15、A16、A20、A74、A88、A92、A94、A98、A99、A103およびA104からなる群から選択される1つ以上の受容体単位、
および
c)任意選択的に、式Sp1〜Sp18、非常に好ましくは、式Sp1、Sp6、Sp11およびSp14からなる群から選択される1つ以上のスペーサ単位
を含有し、好ましくは、それらからなり、式中、スペーサ単位は、存在する場合、好ましくは、供与体単位および受容体単位が互いに直接結合されないように、供与体および受容体単位の間に位置する。
別の好ましい実施形態において、共役p型OSCポリマーは、
1つ以上、好ましくは、1つ、2つ、3つまたは4つの異なる繰返し単位D、および
1つ以上、好ましくは、1つ、2つまたは3つの異なる繰返し単位A
を含み、好ましくは、それらからなる。
好ましくは、この好ましい実施形態に係る共役p型OSCポリマーは、1〜6つ、非常に好ましくは、1つ、2つ、3つまたは4つの異なる単位Dおよび1〜6つ、非常に好ましくは、1つ、2つ、3つまたは4つの異なる単位Aを含有し、ここで、d1、d2、d3、d4、d5およびd6が、各異なる単位Dのモル比を示し、a1、a2、a3、a4、a5およびa6が、各異なる単位Aのモル比を示し、
d1、d2、d3、d4、d5およびd6のそれぞれが、0〜0.6であり、d1+d2+d3+d4+d5+d6が、0.2〜0.8、好ましくは、0.3〜0.7であり、
a1、a2、a3、a4、a5およびa6のそれぞれが、0〜0.6であり、a1+a2+a3+a4+a5+d6が、0.2〜0.8、好ましくは、0.3〜0.7であり、
d1+d2+d3+d4+d5+d6+a1+a2+a3+a4+a5+a6が、0.8〜1、好ましくは、1である。
好ましくは、この好ましい実施形態に係る共役p型OSCポリマーは、
a)式D1、D7、D10、D11、D19、D22、D29、D30、D35、D36、D37、D44、D55、D84、D87、D88、D89、D93、D106、D111、D119、D140、D141、D146およびD150からなる群から選択される1つ以上の供与体単位、および/または
b)式A1、A5、A7、A15、A16、A20、A74、A88、A92、A94、A98、A99、A103およびA104からなる群から選択される1つ以上の受容体単位
を含有し、好ましくは、それらからなる。
式PiおよびPiiのもののような上記の共役ポリマーにおいて、繰返し単位の総数nは、好ましくは、2〜10,000である。繰返し単位の総数nは、好ましくは、5以上、非常に好ましくは、10以上、最も好ましくは、50以上、好ましくは、500以下、非常に好ましくは、1,000以下、最も好ましくは、2,000以下であり、nの上記の下限および上限の任意の組合せを含む。
非常に好ましい共役ポリマーは、1つ以上の繰返し単位として以下の部分式
の1つ以上を含み、式中、R11〜20が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、Hを示し、または上記に定義されるLまたはRの意味の1つを有し、x、y、z、xx、yy、zz、xyおよびxzがそれぞれ、互いに独立して、0超かつ1未満であり、ここで、x+y+z+xx+yy+zz+xy+xz=1であり、nが1を超える整数であり、X、X、XおよびXが、H、FまたはClを示し、式P5およびP7中、R13およびR14の少なくとも1つが、R15およびR16の少なくとも1つと異なる。
式P1〜P49中、好ましくは、X、X、XおよびXの1つ以上が、Fを示し、非常に好ましくは、X、X、XおよびXの全てが、Fを示すか、またはXおよびXがHを示し、XおよびXがFを示す。
式P1〜P39およびP49中、好ましくは、R11およびR12が、Hと異なる場合、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の群:
−任意選択的にフッ素化される、1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシまたはスルファニルアルキルからなる群、
−任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシからなる群、
−FおよびClからなる群
から選択される。
さらに好ましくは、R11およびR12が、Hと異なる場合、Fまたは任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する式SUB1〜6を示す。
式P1〜P39およびP49中、好ましくは、R15およびR16がHであり、R13およびR14が、Hと異なる。
式P1〜P39およびP49中、好ましくは、R13、R14、R15およびR16が、Hと異なる場合、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の群:
−任意選択的にフッ素化される、1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシまたはスルファニルアルキルからなる群、
−任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシからなる群
から選択される。
さらに好ましくは、R13、R14、R15およびR16が、Hと異なる場合、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する式SUB1〜6の構造を示す。
式P1〜P49中、好ましくは、R17、R18、R19およびR20が、Hと異なる場合、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の群:
−任意選択的にフッ素化される、1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシまたはスルファニルアルキルからなる群、
−任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシからなる群、
−FおよびClからなる群
から選択される。
式P40〜P48中、好ましくは、R11、R12、R13およびR14が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の群:
−任意選択的にフッ素化される、1〜30個、好ましくは、1〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、アルコキシまたはスルファニルアルキルからなる群、
−任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキルカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシからなる群
から選択される。
さらに好ましくは、R11、R12、R13およびR14が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、任意選択的にフッ素化される、2〜30個、好ましくは、2〜20個のC原子を有する式SUB1〜6の構造を示す。
さらなる好ましいものは、式PT
31−鎖−R32 PT
の共役p型OSCポリマーであり、式中、「鎖」が、式Pi、PiiまたはP1〜P49から選択されるポリマー鎖を示し、R31およびR32が、互いに独立して、上記に定義されるR11の意味の1つを有するか、または互いに独立して、H、F、Br、Cl、I、−CHCl、−CHO、−CR’=CR”、−SiR’R”R”’、−SiR’X’X”、−SiR’R”X’、−SnR’R”R”’、−BR’R”、−B(OR’)(OR”)、−B(OH)、−O−SO−R’、−C≡CH、−C≡C−SiR’、−ZnX’またはエンドキャップ基を示し、X’およびX”がハロゲンを示し、R’、R”およびR’”が、互いに独立して、式1に示されるRの意味の1つを有し、好ましくは、1〜12個のC原子を有するアルキルを示し、R’、R”およびR’”のうちの2つはまた、それらが結合されるそれぞれのヘテロ原子と一緒に、2〜20個のC原子を有する、シクロシリル、シクロスタンニル、シクロボランまたはシクロボロネート基を形成し得る。
好ましいエンドキャップ基R31およびR32は、H、C1〜20アルキル、または任意選択的に置換されるC6〜12アリールもしくはC2〜10ヘテロアリール、非常に好ましくは、H、フェニルまたはチオフェンである。
本発明の別の好ましい実施形態において、OPDデバイスの光活性層は、p型OSC共役ポリマーに加えて、小分子から選択される1つ以上のp型OSC化合物をさらに含む。
本発明に係るOPDに使用されるp型OSC化合物は、当業者に公知の、文献に記載されている方法にしたがって、またはそれに類似して合成され得る。他の調製方法は、実施例から得られる。
例えば、本発明の化合物は、山本カップリング、鈴木カップリング、スティルカップリング、薗頭カップリング、ヘックカップリングまたはバックワルドカップリングなどのアリール−アリールカップリング反応によって好適に調製され得る。遊離体(educt)は、当業者に公知の方法にしたがって調製され得る。
上記および以下に記載される合成方法に使用される好ましいアリール−アリールカップリング方法は、山本カップリング、熊田カップリング、根岸カップリング、鈴木カップリング、スティルカップリング、薗頭カップリング、ヘックカップリング、C−H活性化カップリング、ウルマンカップリングまたはバックワルドカップリングである。特に好ましいのは、鈴木カップリング、根岸カップリング、スティルカップリングおよび山本カップリングである。鈴木カップリングは、例えば、国際公開第00/53656 A1号パンフレットに記載されている。根岸カップリングは、例えば、ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ・ケミカル・コミュニケーションズ(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.)、1977、683〜684に記載されている。山本カップリングは、例えば、T.山本ら著、プログレス・イン・ポリマー・サイエンス(Prog.Polym.Sci.)、1993、17、1153〜1205、または国際公開第2004/022626 A1号パンフレットに記載されている。スティルカップリングは、例えば、Z.バオ(Z.Bao)ら著、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc.)、1995、117、12426〜12435に記載され、C−H活性化は、例えば、M.ルクレール(M.Leclerc)ら著、アンゲヴァンテ・ケミー・インターナショナル・エディション(Angew.Chem.Int.Ed.)、2012、51、2068〜2071に記載されている。例えば、山本カップリングを使用する場合、2つの反応性ハライド基を有する遊離体が、好ましくは使用される。鈴木カップリングを使用する場合、2つの反応性ボロン酸またはボロン酸エステル基または2つの反応性ハライド基を有する遊離体が、好ましくは使用される。スティルカップリングを使用する場合、2つの反応性スタンナン基または2つの反応性ハライド基を有する遊離体が、好ましくは使用される。根岸カップリングを使用する場合、2つの反応性有機亜鉛基または2つの反応性ハライド基を有する遊離体が、好ましくは使用される。
特に、鈴木、根岸またはスティルカップリングに好ましい触媒は、Pd(0)錯体またはPd(II)塩から選択される。好ましいPd(0)錯体は、Pd(PhP)などの少なくとも1つのホスフィンリガンドを有するものである。別の好ましいホスフィンリガンドは、トリス(オルト−トリル)ホスフィン、すなわち、Pd(o−TolP)である。好ましいPd(II)塩としては、酢酸パラジウム、すなわち、Pd(OAc)が挙げられる。あるいは、Pd(0)錯体は、Pd(0)ジベンジリデンアセトン錯体、例えばトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、またはPd(II)塩、例えば、酢酸パラジウムを、ホスフィンリガンド、例えば、トリフェニルホスフィン、トリス(オルト−トリル)ホスフィンまたはトリ(tert−ブチル)ホスフィンと混合することによって調製され得る。鈴木カップリングは、塩基、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、水酸化リチウム、リン酸カリウムまたは有機塩基、例えば、炭酸テトラエチルアンモニウムもしくは水酸化テトラエチルアンモニウムの存在下で行われる。山本カップリングは、Ni(0)錯体、例えばビス(1,5−シクロオクタジエニル)ニッケル(0)を用いる。
上述されるハロゲンの代替として、式−O−SOの脱離基が、使用され得、ここで、Zが、アルキルまたはアリール基、好ましくは、C1〜10アルキルまたはC6〜12アリールである。このような脱離基の特定の例は、トシレート、メシレートおよびトリフレートである。
本発明に係るOPDは、有機フォトダイオード[ネイチャー・フォトニクス(Nature Photonics)、4、438〜446(2010)]、有機光電池[ネイチャー・マテリアルズ(Nature Materials)、12、5〜6(2013)]、または有機フォトレジスタセンサー[セミコンダクター・サイエンス・アンド・テクノロジー(Semicond.Sci.Technol.)25、(2010)、075014]などの、文献から公知の任意のタイプのものであり得る。
好ましくは、OPDは、有機フォトダイオードタイプのものである。
図3は、任意選択的な基板310、電極320、任意選択的に、正孔輸送(または電子ブロッキング)層330、電子供与体材料および電子受容体材料を含有する光活性層340、任意選択的に、電子輸送(または正孔ブロッキング)層350、電極360、および任意選択的な基板370を含む、本発明に係るフォトダイオードタイプの例示的なOPD300の断面図を示す。あるいは、任意選択的な層330は、電子輸送(または正孔ブロッキング)層であり得、任意選択的な層350は、正孔輸送(または電子ブロッキング)層であり得る。全スタックが、可撓性または剛性ケーシング内に封入され得る。
一般に、使用中、光は、基板310の表面に衝突し得、基板310、電極320および正孔(または電子)輸送層330を通過する。次に、光は、光活性層340と相互作用して、電子を、電子供与体材料(例えば共役ポリマー)から、電子受容体材料(例えば置換フラーレン)に移動させる。次に、電子受容体材料は、電子を、電子輸送層350(または330)を介して、電極360(または320)に伝達し、電子供与体材料は、正孔を、正孔担体層330(または350)を介して電極320(または360)に移動させる。電極320および360は、電子が、電極320から、負荷を介して電極360に移動するように、外部負荷によって電気的に接続している。
好ましい実施形態において、OPD300は、光活性層の一方の側に、透明または半透明基板310上の第1の透明または半透明電極320、および光活性層の他方の側に、第2の金属製または半透明電極360を含み、ここで、電極の一方は、アノードとして働き、他方の電極は、カソードとして働く。
好ましい実施形態において、OPDセル300は、下部電極(すなわち、電極320)としてのカソード、および上部電極(すなわち、電極360)としてのアノードを含む。別の好ましい実施形態において、OPDセル300は、下部電極としてのアノード、および上部電極としてのカソードを含む。
好ましくは、基板310および/または370は、透明の材料で形成される。本明細書において言及される際、透明の材料は、フォトダイオード300に一般に使用される厚さで、フォトダイオードの動作中に使用される波長または波長の範囲で、入射光の少なくとも約60%(好ましくは、少なくとも70%、より好ましくは、少なくとも75%、非常に好ましくは、少なくとも80%、最も好ましくは、少なくとも85%)を透過する材料である。
基板310が形成され得る例示的な材料としては、ケイ素、ガラス、紙、およびポリエチレンテレフタレート(PET:polyethylene terephthalate)、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN:polyethylene naphthalate)のようなプラスチック、ポリマー炭化水素、セルロースポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテル、およびポリエーテルケトンが挙げられる。特定の実施形態において、ポリマーは、フッ素化ポリマーであり得る。ある実施形態において、ポリマー材料の組合せが使用される。特定の実施形態において、基板310の異なる領域は、異なる材料で形成され得る。
基板310が形成され得る好ましい材料は、ケイ素、ガラス、紙およびプラスチック、例えば、ポリイミド、PETまたはPENである。
存在する場合、基板310または370はまた、不透明の材料であってもよい。例示的な不透明の材料は、例えば鋼箔またはアルミニウム箔などの金属箔である。
基板370は、基板310と同一または異なり得る。
好ましい実施形態において、基板310および370の一方のみが透明である。別の好ましい実施形態において、基板310および370の両方が透明である。
一般に、基板310または370は、可撓性、半剛性または剛性(例えば、ガラス)であり得る。ある実施形態において、基板310または370は、約5,000mPa未満(例えば、約1,000mPa未満または約500mPa未満)の曲げ弾性率を有する。特定の実施形態において、基板310の異なる領域は、可撓性、半剛性、または非可撓性であり得る(例えば、1つ以上の領域が可撓性であり、1つ以上の異なる領域が半剛性であり、1つ以上の領域が可撓性であり、1つ以上の異なる領域が非可撓性である)。
好ましくは、基板310および/または370は、少なくとも約1μm(例えば、少なくとも約5μmまたは少なくとも約10μm)および/または多くとも約5,000μm(例えば、多くとも約2,000μm、多くとも約1,000μm、多くとも約500μm、多くとも約300μm、多くとも約200μm、多くとも約100μm、または多くとも約50μm)の厚さを有する。
一般に、基板310または370は、着色されていてもまたは着色されていなくてもよい。ある実施形態において、基板310または370の1つ以上の部分が、着色されている一方、基板310または370の1つ以上の異なる部分が、着色されていない。
基板310または370は、1つの平面(例えば、光が衝突する面)を有するか、2つの平面(例えば、光が衝突する面および反対側の面)を有するか、または平面を有さないことがある。基板310または370の非平面は、例えば、湾曲しているかまたは段が付いていることがある。ある実施形態において、基板310または370の非平面は、パターニングされている(例えば、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズまたはレンチキュラープリズムを形成するためにパターニングされた段を有する)。
電極320および360は、一般に、導電性材料で形成される。好適なおよび好ましい導電性材料としては、導電性金属、導電性合金、導電性ポリマー、導電性金属酸化物、および上記の材料の1つ以上の任意の組合せが挙げられる。
例示的な導電性金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、白金、およびチタンまたは金属のナノ粒子もしくはナノワイヤもしくはナノロッド(これらは、そのままで、または導電性ポリマーもしくは中性バインダとのブレンドとして使用され得る)が挙げられる。例示的な導電性合金としては、ステンレス鋼(例えば、332ステンレス鋼、316ステンレス鋼)、金の合金、銀の合金、銅の合金、アルミニウムの合金、ニッケルの合金、パラジウムの合金、白金の合金、およびチタンの合金が挙げられる。例示的な導電性ポリマーとしては、ポリチオフェン、例えば、ドープされたポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOTとしても知られている)、ポリアニリン、例えば、ドープされたポリアニリン、ポリピロール、例えば、ドープされたポリピロールが挙げられる。例示的な導電性金属酸化物としては、インジウムスズ酸化物、フッ素化酸化スズ、酸化スズおよび酸化亜鉛または酸化亜鉛などの金属酸化物のナノ粒子もしくはナノワイヤもしくはナノロッド(これらは、そのままで、または導電性ポリマーもしくは中性バインダとのブレンドとして使用され得る)が挙げられる。ある実施形態において、導電性材料の組合せが使用される。
電極320または360を形成するための好ましい電極材料は、銀、アルミニウム、金、モリブデンなどの金属、およびインジウムスズ酸化物などの透明電極、およびポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT−PSS:poly(3,4−ethylenedioxythiophene)−poly(styrenesulfonate))などの印刷可能な導電性材料、または上記の材料の1つ以上の任意の組合せである。
電極360は、好ましくは、電極320について上述される材料から選択される導電性材料で形成される。
好ましい実施形態において、電極320および/または360は、メッシュ電極を含む。メッシュ電極の例は、米国特許出願公開第2004/0187911 A1号明細書および米国特許出願公開第2006/0090791 A1号明細書に記載されている。
さらに好ましくは、OPDデバイスは、光活性層340と、第1の電極320または第2の電極360との間に、正孔輸送層(HTL:hole transporting layer)として働く1つ以上のさらなるバッファ層330または350および/または電子ブロッキング層(EBL:electron blocking layer)、および/または正孔ブロッキング層(HBL:hole blocking layer)および/または電子輸送層(ETL:electron transporting layer)として働く1つ以上のさらなるバッファ層を含む。
HTLまたはEBLに使用するのに好適なおよび好ましい材料としては、限定はされないが、例えば、ZTO、MoO、WOx、NiOのような金属酸化物、またはそれらのナノ粒子、例えばPEDOT:PSSのような共役ポリマー電解質、ポリアクリル酸などのポリマー酸、例えばポリトリアリールアミン(PTAA:polytriarylamine)のような共役ポリマー、例えばナフィオン(nafion)のような絶縁ポリマー、ポリエチレンイミンまたはポリスチレンスルホネート、および例えばN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)(1,1’−ビフェニル)−4,4’ジアミン(NPB:N,N’−diphenyl−N,N’−bis(1−naphthyl)(1,1’−biphenyl)−4,4’diamine)、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD:N,N’−diphenyl−N,N’−(3−methylphenyl)−1,1’−biphenyl−4,4’−diamine)のような有機化合物、または上記の材料の1つ以上の組合せが挙げられる。
HBLまたはETLに使用するのに好適なおよび好ましい材料としては、限定はされないが、例えば、ZnO、アルミニウムがドープされたZnO(AZO)、TiOのような金属酸化物、またはそれらのナノ粒子、例えばLiF、NaF、CsF、CsCOのような塩、アミン(例えば、第一級、第二級、または第三級アミン)、ポリエチレンイミンなどの共役ポリマー電解質、例えばポリ[3−(6−トリメチルアンモニウムヘキシル)チオフェン]、ポリ(9,9−ビス(2−エチルヘキシル)−フルオレン]−b−ポリ[3−(6−トリメチルアンモニウムヘキシル)チオフェン]、またはポリ[(9,9−ビス(3’−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル)−2,7−フルオレン)−alt−2,7−(9,9−ジオクチルフルオレン)]のような共役ポリマー、および例えばトリス(8−キノリノラト)−アルミニウム(III)(Alq)、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンのような有機化合物、または上記の材料の1つ以上の組合せが挙げられる。
HBLに使用するのに好適なアミンの例は、例えば、米国特許8242356号明細書に記載されている。理論に制約されるのを望むものではないが、OPDセル300が、アミンで作製されるHBLを含む場合、正孔ブロッキング層は、UV光に曝露されずに、光活性層340と電極360との間の抵抗接点の形成を促進し、それによって、UV曝露から生じる光電池300への損傷を低減することができると考えられる。
好ましい実施形態において、バッファ層330および/または350は、少なくとも約1nm(例えば、少なくとも約2nm、少なくとも約5nm、または少なくとも約10nm)の厚さを有する。
光活性層340は、一般に、電子受容体材料および電子供与体材料を含む。
好ましくは、光活性層340中の電子供与体材料および電子受容体材料は、自己組織化された相互結合網目構造、特に、バルクへテロ接合(BHJ)を形成する。
あるいは、光活性層340は、それぞれの別個の層中に電子受容体材料および電子供与体材料を含んでいてもよく、すなわち、光活性層340は、2つの隣接する層を含み、その一方が、電子供与体材料から本質的になり、他方が、電子受容体材料から本質的になる。
供与体および受容体に加えて、光活性層340は、例えば、ラジカル捕捉剤、酸化防止剤、吸着剤(getter)/防湿剤、および紫外線吸収剤からなる群から選択される1つ以上の添加剤などのさらなる構成要素も含み得る。
本発明に係るOPDは、好ましくは、層の以下の配列を含む:
−任意選択的に、基板310、
−アノード320、
−電子輸送層330、
−好ましくは、BHJを形成する、上記および以下に記載されるn型およびp型OSC化合物を含有する光活性層340、
−正孔輸送層350、および
−カソード360。
本発明に係る第1の好ましいOPD(標準的な構造)は、(下から上への順序で)以下の層:
−任意選択的に、基板310、
−好ましくは、アノードとして働く、例えばITOのような金属酸化物を含む高仕事関数電極320、
−好ましくは、例えばPEDOT:PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレン−スルホネート)、またはTBD(N,N’−ジフェニル−N−N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’ビフェニル−4,4’−ジアミン)またはNBD(N,N’−ジフェニル−N−N’−ビス(1−ナフチルフェニル)−1,1’ビフェニル−4,4’−ジアミン)の有機ポリマーまたはポリマーブレンドを含む、任意選択的な伝導性ポリマー層または正孔輸送層330、
−例えば、p型/n型二重層または異なるp型およびn型層として、またはブレンドもしくはp型およびn型半導体として存在することができ、BHJを形成する、p型およびn型OSC化合物のブレンドを含む光活性層340、
−任意選択的に、例えば、LiFまたはPFN、ZnOを含む電子輸送層350、
−好ましくは、カソードとして働く、例えば、アルミニウム、または銀のような金属を含む低仕事関数電極360、
を含み、ここで、電極、好ましくは、アノード320の少なくとも1つが、可視光に対して透過性であり、
光活性層340において、n型OSC化合物は、上記および以下に記載されるフラーレン部分を含有しない小分子であり、p型OSC化合物は、上記および以下に記載される供与体および受容体単位を含む共役コポリマーである。
本発明に係る第2の好ましいOPD(逆構造)デバイスは、(下から上への順序で)以下の層:
−任意選択的に、基板310、
−好ましくは、カソードとして働く、例えばITOのような金属または金属酸化物を含む高仕事関数電極320、
−好ましくは、TiOもしくはZnOのような金属酸化物、またはポリ(エチレンイミン)を含む正孔ブロッキング層330、
−例えば、p型/n型二重層または異なるp型およびn型層として、またはブレンドもしくはp型およびn型半導体として存在することができ、BHJを形成する、電極間に位置する、p型およびn型OSC化合物のブレンドを含む光活性層340、
−好ましくは、例えばPEDOT:PSS、ナフィオン(nafion)または例えばTBDもしくはNBDのような置換トリアリールアミン誘導体、MoOx、WO3、NiOxの有機ポリマーまたはポリマーブレンドを含む、任意選択的な伝導性ポリマー層または正孔輸送層350、
−好ましくは、アノードとして働く、例えば銀のような金属を含む高仕事関数電極360、
を含み、ここで、電極、好ましくは、カソード320の少なくとも1つが、可視光に対して透過性であり、
光活性層340において、n型OSC化合物は、上記および以下に記載されるフラーレン部分を含有しない小分子であり、p型OSC化合物は、上記および以下に記載される供与体および受容体単位を含む共役コポリマーである。
本発明に係るOPDは、パターン化層であるデバイス層(例えば、層320、330、340、または360)も含み得る。最近のマイクロエレクトロニクスにおける適用では、コスト(単位面積当たりより多いデバイス)、および電力消費を低減するために、小さい構造またはパターンを製造するのが一般に望ましい。本発明に係る化合物を含む薄層のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィー、電子線リソグラフィーまたはレーザーパターニングによって行われ得る。
OPDの光活性層340は、好ましくは、上記および以下に記載されるn型OSCおよびp型OSC化合物を含有するブレンドから、または上記および以下に記載されるn型OSCおよびp型OSC化合物を含有し、溶媒、好ましくは、有機溶媒をさらに含有する配合物から形成される。配合物は、好ましくは、溶媒中のn型OSCおよびp型OSC化合物の溶液である。
ブレンドまたは配合物は、先行技術において記載される、当業者に公知である従来の方法によって、単一のOSC化合物から調製され得る。典型的に、OSC化合物は、互いに混合され、または好適な溶媒に溶解され、溶液が組み合わされる。
p型OSCおよびn型OSC化合物を含む本発明に係るブレンド、配合物または溶液において、p型OSC化合物:n型OSC化合物の比率は、好ましくは、重量基準で5:1〜1:5、より好ましくは、重量基準で1:1〜1:3、最も好ましくは、重量基準で1:1〜1:2である。
p型OSCおよび/またはn型OSC化合物を含む本発明に係るブレンド、配合物または溶液において、配合物または溶液中の、n型およびp型OSC化合物を含む固体化合物の総濃度は、好ましくは、0.1〜10重量%、より好ましくは、0.5〜5重量%である。
本発明の好ましい実施形態において、p型OSCおよび/またはn型OSC化合物を含むブレンド、配合物または溶液は、ポリマーバインダ、好ましくは、5〜95重量%をさらに含有する。好適なおよび好ましいバインダの例としては、ポリスチレン(PS:polystyrene)、ポリジメチルシラン(PDMS:polydimethylsilane)、ポリプロピレン(PP:polypropylene)およびポリメチルメタクリレート(PMMA:polymethylmethacrylate)が挙げられる。
好ましくはポリマーである、上述されるブレンド、配合物または溶液に使用されるバインダは、絶縁バインダまたは半導体バインダ、またはそれらの混合物のいずれかを含んでいてもよく、以後、「有機バインダ」、「ポリマーバインダ」または単に「バインダ」と呼ばれる。
好ましくは、ポリマーバインダは、1000〜5,000,000g/mol、特に、1500〜1,000,000g/mol、より好ましくは、2000〜500,000g/molの範囲の重量平均分子量を含む。少なくとも10,000g/mol、より好ましくは、少なくとも100,000g/molの重量平均分子量を有するポリマーバインダで、驚くべき有利な効果が得られる。
好ましくは、ポリマーバインダは、1.0〜10.0の範囲、より好ましくは、1.1〜5.0の範囲、最も好ましくは、1.2〜3の範囲の多分散指数M/Mを有する。
好ましくは、不活性バインダは、−70〜160℃、好ましくは、0〜150℃、より好ましくは、50〜140℃および最も好ましくは、70〜130℃の範囲のガラス転移温度を有するポリマーである。ガラス転移温度は、ポリマーのDSC(DIN EN ISO 11357、加熱速度10℃/分)を測定することによって決定され得る。
ポリマーバインダ対OSC化合物の重量比は、好ましくは、30:1〜1:30の範囲、特に、5:1〜1:20の範囲、より好ましくは、1:2〜1:10の範囲である。
好ましい実施形態によれば、バインダは、好ましくは、スチレンモノマーおよび/またはオレフィンモノマーに由来する繰返し単位を含む。好ましいポリマーバインダは、少なくとも80%、好ましくは、90%、より好ましくは、99重量%の、スチレンモノマーおよび/またはオレフィンに由来する繰返し単位を含み得る。
スチレンモノマーは、当該技術分野において周知である。これらのモノマーとしては、スチレン、側鎖中にアルキル置換基を有する置換スチレン、例えば、α−メチルスチレンおよびα−エチルスチレン、環上にアルキル置換基を有する置換スチレン、例えば、ビニルトルエンおよびp−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、例えば、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、トリブロモスチレンおよびテトラブロモスチレンが挙げられる。
オレフィンモノマーは、水素および炭素原子からなる。これらのモノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレンおよび1,3−ブタジエンが挙げられる。
本発明の好ましい実施形態によれば、ポリマーバインダは、50,000〜2,000,000g/mol、好ましくは、100,000〜750,000g/molの範囲、より好ましくは、150,000〜600,000g/molの範囲、最も好ましくは、200,000〜500,000g/molの範囲の重量平均分子量を有するポリスチレンである。
好適なバインダのさらなる例は、例えば、米国特許出願公開第2007/0102696 A1号明細書に開示されている。特に好適なおよび好ましいバインダは、以下に記載されている。
バインダは、好ましくは、フィルム、より好ましくは、可撓性フィルムを形成することが可能である。
バインダとして好適なポリマーとしては、ポリ(1,3−ブタジエン)、ポリフェニレン、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリ(α−ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリエチレン、シス−ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、ポリ(2−メチル−1,3−ブタジエン)、ポリ(p−キシリレン)、ポリ(α−α−α’−α’テトラフルオロ−p−キシリレン)、ポリ[1,1−(2−メチルプロパン)ビス(4−フェニル)カーボネート]、ポリ(シクロヘキシルメタクリレート)、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリイソブチレン、ポリ(ビニルシクロヘキサン)、ポリ(ケイ皮酸ビニル)、ポリ(4−ビニルビフェニル)、1,4−ポリイソプレン、ポリノルボルネン、ポリ(スチレン−ブロック−ブタジエン);31重量%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−ブタジエン−ブロック−スチレン);30重量%のスチレン、ポリ(スチレン−コ−無水マレイン酸)(およびエチレン/ブチレン)1〜1.7%の無水マレイン酸、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)トリブロックポリマー13%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン−プロピレン−ブロック−スチレン)トリブロックポリマー37重量%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)トリブロックポリマー29重量%のスチレン、ポリ(1−ビニルナフタレン)、ポリ(1−ビニルピロリドン−コ−スチレン)64%のスチレン、ポリ(1−ビニルピロリドン−コ−酢酸ビニル)1.3:1、ポリ(2−クロロスチレン)、ポリ(2−ビニルナフタレン)、ポリ(2−ビニルピリジン−コ−スチレン)1:1、ポリ(4,5−ジフルオロ−2,2−ビス(CF3)−1,3−ジオキソール−コ−テトラフルオロエチレン)テフロン(登録商標)(Teflon)、ポリ(4−クロロスチレン)、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリ(4−ビニルピリジン−コ−スチレン)1:1、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリ(ブタジエン−グラフト−ポリ(メチルアクリレート−コ−アクリロニトリル))1:1:1、ポリ(ブチルメタクリレート−コ−イソブチルメタクリレート)1:1、ポリ(ブチルメタクリレート−コ−メチルメタクリレート)1:1、ポリ(シクロヘキシルメタクリレート)、ポリ(エチレン−コ−1−ブテン−コ−1−ヘキセン)1:1:1、ポリ(エチレン−コ−エチルアクリレート−コ−無水マレイン酸);2%の無水物、32%のエチルアクリレート、ポリ(エチレン−コ−グリシジルメタクリレート)8%のグリシジルメタクリレート、ポリ(エチレン−コ−メチルアクリレート−コ−グリシジルメタクリレート)8%のグリシジルメタクリレート25%のメチルアクリレート、ポリ(エチレン−コ−オクテン)1:1、ポリ(エチレン−コ−プロピレン−コ−5−メチレン−2−ノルボルネン)50%のエチレン、ポリ(エチレン−コ−テトラフルオロエチレン)1:1、ポリ(イソブチルメタクリレート)、ポリ(イソブチレン)、ポリ(メチルメタクリレート)−コ−(フルオレセインO−メタクリレート)80%のメチルメタクリレート、ポリ(メチルメタクリレート−コ−ブチルメタクリレート)85%のメチルメタクリレート、ポリ(メチルメタクリレート−コ−エチルアクリレート)5%のエチルアクリレート、ポリ(プロピレン−コ−ブテン)12%の1−ブテン、ポリ(スチレン−コ−アリルアルコール)40%のアリルアルコール、ポリ(スチレン−コ−無水マレイン酸)7%の無水マレイン酸、クメン末端ポリ(スチレン−コ−無水マレイン酸)(1.3:1)、ポリ(スチレン−コ−メチルメタクリレート)40%のスチレン、ポリ(ビニルトルエン−コ−α−メチルスチレン)1:1、ポリ−2−ビニルピリジン、ポリ−4−ビニルピリジン、ポリ−α−ピネン、ポリメチルメタクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−コ−エチルアクリレート18%のエチルアクリレート、ポリエチレン−コ−酢酸ビニル12%の酢酸ビニル、ポリエチレン−グラフト−無水マレイン酸0.5%の無水マレイン酸、ポリプロピレン、ポリプロピレン−グラフト−無水マレイン酸8〜10%の無水マレイン酸、ポリスチレンポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)グラフト無水マレイン酸2%の無水マレイン酸1:1:1その他、分枝鎖状ポリ(スチレン−ブロック−ブタジエン)1:1、ポリ(スチレン−ブロック−ブタジエン−ブロック−スチレン)、30%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−イソプレン)10重量%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−イソプレン−ブロック−スチレン)17重量%のスチレン、ポリ(スチレン−コ−4−クロロメチルスチレン−コ−4−メトキシメチルスチレン2:1:1、ポリスチレン−コ−アクリロニトリル25%のアクリロニトリル、ポリスチレン−コ−α−メチルスチレン1:1、ポリスチレン−コ−ブタジエン4%のブタジエン、ポリスチレン−コ−ブタジエン45%のスチレン、ポリスチレン−コ−クロロメチルスチレン1:1、ポリ塩化ビニル、ポリケイ皮酸ビニル、ポリビニルシクロヘキサン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン推定1:1、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/プロピレン−ブロック−スチレン)30%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/プロピレン−ブロック−スチレン)18%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/プロピレン−ブロック−スチレン)13%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロックエチレンブロック−エチレン/プロピレン−ブロックスチレン)32%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロックエチレンブロック−エチレン/プロピレン−ブロックスチレン)30%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)31%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)34%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)30%のスチレン、ポリ(スチレン−ブロック−エチレン/ブチレン−ブロック−スチレン)60%、スチレン、分枝鎖状または非分枝鎖状ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン、ポリスチレン−ブロック(ポリエチレン−ran−ブチレン)−ブロック−ポリスチレン、ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリスチレン、ポリスチレン−(エチレン−プロピレン)−ジブロック−コポリマー(例えばクラトン(KRATON)(登録商標)−G1701E、シェル(Shell))、ポリ(プロピレン−コ−エチレン)およびポリ(スチレン−コ−メチルメタクリレート)が挙げられる。
上記および以下に記載される配合物に使用される好ましい絶縁バインダは、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリケイ皮酸ビニル、ポリ(4−ビニルビフェニル)、ポリ(4−メチルスチレン)、およびポリメチルメタクリレートである。最も好ましい絶縁バインダは、ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレートである。
バインダはまた、例えばアクリレート、エポキシ、ビニルエーテル、チオレンなどのような架橋性バインダから選択され得る。バインダはまた、メソゲンまたは液晶性であり得る。
有機バインダは、それ自体が半導体であってもよく、その場合、それは、本明細書において、半導体バインダと呼ばれる。半導体バインダは、さらに好ましくは、本明細書に定義される低誘電率のバインダである。本発明に使用するための半導体バインダは、好ましくは、少なくとも1500〜2000、より好ましくは、少なくとも3000、さらにより好ましくは、少なくとも4000、最も好ましくは、少なくとも5000の数平均分子量(M)を有する。半導体バインダは、好ましくは、少なくとも10−5cm−1−1、より好ましくは、少なくとも10−4cm−1−1の電荷担体移動度を有する。
好ましい半導体バインダは、アリールアミン(好ましくは、トリアリールアミン)を含有するホモポリマーまたはコポリマー(ブロック−コポリマーを含む)を含む。
OPD300の作製は、例えば以下のように進行し得る:
基板は、可撓性基板(PEN、PETなど)またはガラスなどの剛性基板であり得る。透明電極320は、この基板に適用される。典型的に、これは、許容される導電性を提供するインジウムスズ酸化物(ITO:indium tin−oxide)またはフッ素がドープされた酸化スズ(FTO:fluorine−doped tin−oxide)の層をスパッタリングすることによって行われ得る。任意選択的に、例えばPEDOT:PSSなどの正孔輸送層(HTL)が、例えば、スピンコーティング、スロットダイコーティング、スクリーン印刷、ドクターブレードコーティング、蒸着または印刷によって、導電性基板上に適用される。次に、光活性層が、好ましいコーティング方法、任意選択的に、その後のアニール工程を用いて、溶媒、好ましくは、非ハロゲン化溶媒中で供与体および受容体を含む配合物を堆積し、それによって、ランダムに組織化されたバルクへテロ接合(BHJ)層を形成することによって適用される。好ましくは、任意選択的なアニール工程が、周囲温度より高い温度で行われる。任意選択的に、CaまたはLiFまたはZnOまたはZnOナノ粒子などの電子輸送層(ETL)が、例えば、蒸着または溶液ベースの処理によって、光活性層上に堆積される。最後に、デバイスは、例えば、シャドーマスクを介した蒸着または印刷によって、金属電極を上部に堆積することによって完成される。
ある実施形態において、OPD300は、ロールツーロール法などの連続的製造プロセスで調製可能であり、それによって、製造コストを大幅に削減することができる。ロールツーロール法の例は、例えば、共同所有の米国特許第7,476,278号明細書および同第8,129,616号明細書に記載されている。
別の好ましい実施形態において、OPDは、例えば、米国特許出願公開第2009/0211633 A1号明細書、米国特許出願公開第2007/0181179 A1号明細書、米国特許出願公開第2007/0246094 A1号明細書および米国特許出願公開第2007/0272296 A1号明細書に記載されるように、タンデム光電池と同様に、共通の電極を共有する2つのフォトダイオードから形成される。
ある実施形態において、デバイス層(例えば、層320、330、340、350または360)が、無機半導体材料を含む場合、液体ベースのコーティングプロセスは、
(i’)無機半導体材料を、溶媒(例えば、水性溶媒または無水アルコール)と混合して、分散体を形成し、
(ii’)分散体を基板上にコーティングし、
(iii’)コーティングされた分散体を乾燥させること
によって行われ得る。
一般に、OSCを含有する層(例えば、層320、330、340、350または360)を作製するのに使用される液体ベースのコーティングプロセスは、無機半導体を含有する層を作製するのに使用されるものと同じかまたは異なり得る。ある実施形態において、OSCを含む層を作製するために、液体ベースのコーティングプロセスは、OSCを、溶媒(例えば、有機溶媒)と混合して、溶液または分散体を形成し、溶液または分散体を基板上にコーティングし、コーティングされた溶液または分散体を乾燥させることによって行われ得る。
好ましくは、本発明に係るOPD中のOPDデバイス層、特に、光活性層、HTL、EBL、HBLおよび/またはETL(例えば、層330、340または350)は、
(i)まず、n型および/またはp型OSC、任意選択的に、バインダまたは上述されるバインダの前駆体、任意選択的に、上記および以下に記載される1つ以上のさらなる添加剤および上記および以下に記載される溶媒または溶媒混合物を混合し、
(ii)このような混合物を、基板に適用し、
(iii)任意選択的に、溶媒を蒸発させて、デバイス層を形成すること
を含むプロセスによって、n型および/またはp型OSC化合物を含む配合物、好ましくは、溶液から調製される。
工程(i)において、溶媒は、n型および/またはp型OSC用の単一の溶媒であり得、有機バインダおよび/またはさらなる添加剤がそれぞれ、別個の溶媒に溶解された後、得られる溶液を混合して、化合物を混合し得る。
あるいは、バインダは、任意選択的に、溶媒の存在下で、n型および/またはp型OSCを、バインダの前駆体、例えば液体モノマー、オリゴマーまたは架橋性ポリマー中で混合するかまたは溶解させ、混合物または溶液を、例えばそれを浸漬、噴霧、塗布または印刷することによって、基板上に堆積して、液体層を形成し、次に、液体モノマー、オリゴマーまたは架橋性ポリマーを、例えば放射線、熱または電子線への曝露によって硬化して、固体層を生成することによって、インサイチュで形成され得る。予め形成されたバインダが使用される場合、それは、上述される好適な溶媒に、OSC化合物と一緒に溶解され、溶液は、例えばそれを浸漬、噴霧、塗布または印刷することによって、基板上に堆積されて、液体層を形成し、次に、溶媒を除去して、固体層を残し得る。配合物の全ての成分を溶解させることが可能であり、溶液ブレンドからの蒸発により、一貫した欠陥のない層を生じる溶媒が選択されることが理解されるであろう。
別の好ましい実施形態において、n型および/またはp型OSCを含有する、本発明に係るブレンド、溶液または配合物は、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着促進剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、粘度調節剤、導電性向上剤、反応性もしくは非反応性であり得る希釈剤、充填剤、加工助剤、助剤、着色剤、色素、顔料、増感剤、安定剤、ナノ粒子または阻害剤から選択される、1つ以上の成分または添加剤をさらに含む。
添加剤は、電子選択層の特性および/または隣接する層のいずれかの特性および/または本発明に係る光電子デバイスの性能を高めるのに使用され得る。添加剤はまた、電子選択層の堆積、加工または形成および/または隣接する層のいずれかの堆積、加工または形成を容易にするのに使用され得る。好ましくは、電子選択層の導電性を高め、および/または隣接する層のいずれかの表面を不動態化する1つ以上の添加剤が使用される。
1つ以上の添加剤を組み込むための好適な方法は、例えば、大気圧もしくは減圧での添加剤の蒸気への曝露、1つ以上の添加剤および記載されるもしくは好ましくは上述される材料もしくは配合物を含有する溶液もしくは固体を混合すること、上述される材料もしくは配合物への1つ以上の添加剤の熱拡散によって、または上述される材料もしくは配合物への1つ以上の添加剤のイオン注入によって、1つ以上の添加剤を、上述される材料もしくは配合物と接触させることを含む。
この目的のために使用される添加剤は、有機、無機、金属またはハイブリッド材料であり得る。添加剤は、分子化合物、例えば有機分子、塩、イオン性液体、配位錯体または有機金属化合物、ポリマーまたはそれらの混合物であり得る。添加剤はまた、粒子、例えばハイブリッドまたは無機粒子、好ましくは、ナノ粒子、またはフラーレン、カーボンナノチューブもしくはグラフェンフレークなどの炭素系材料であり得る。
導電性を高め得る添加剤の例は、例えばハロゲン(例えばI、Cl、Br、ICl、ICl、IBrおよびIF)、ルイス酸(例えばPF、AsF、SbF、BF、BCl、SbCl、BBrおよびSO)、プロトン酸、有機酸、またはアミノ酸(例えばHF、HCl、HNO、HSO、HClO、FSOHおよびClSOH)、遷移金属化合物(例えばFeCl、FeOCl、Fe(ClO、Fe(4−CHSO、TiCl、ZrCl、HfCl、NbF、NbCl、TaCl、MoF、MoCl、WF、WCl、UFおよびLnCl(ここで、Lnがランタノイドである))、アニオン(例えばCl、Br、I、I 、HSO 、SO 2−、NO 、ClO 、BF 、PF 、AsF 、SbF 、FeCl 、Fe(CN) 3−、およびアリール−SO などの様々なスルホン酸のアニオン)、カチオン(例えばH、Li、Na、K、Rb、Cs、Co3+およびFe3+)、O、酸化還元活性塩(例えばXeOF、(NO )(SbF )、(NO )(SbCl )、(NO )(BF )、NOBF、NOPF、AgClO、HIrClおよびLa(NO 6HO)、強電子受容性有機分子(例えば2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQ:2,3,5,6−tetrafluoro−7,7,8,8−tetracyanoquinodimethane))、遷移金属酸化物(例えばWO、ReおよびMoO)、コバルト、鉄、ビスマスおよびモリブデンの金属−有機錯体、(p−BrCNSbCl、ビスマス(III)トリス(トリフルオロアセテート)、FSOOOSOF、アセチルコリン、R、(Rがアルキル基である)、R(Rが、直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基1〜20である)、RAs(Rがアルキル基である)、R(Rがアルキル基である)およびイオン性液体(例えば1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド)である。好適なコバルト錯体は、トリス(2−(1H−ピラゾール−1−イル)−4−tert−ブチルピリジン)−コバルト(III)トリス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド))のほか、国際公開第2012/114315号パンフレット、国際公開第2012/114316号パンフレット、国際公開第2014/082706号パンフレット、国際公開第2014/082704号パンフレット、欧州特許第2883881号明細書または特開2013−131477号公報に記載されるコバルト錯体塩である。
好適なリチウム塩は、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドのほか、リチウムトリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート、リチウムジシアナミド、硫酸リチウムメチル、リチウムトリフルオロメタンスルホネート、リチウムテトラシアノボレート、リチウムジシアナミド、リチウムトリシアノメチド、リチウムチオシアネート、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロアンチモン酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウムまたは2つ以上の組合せである。好ましいリチウム塩は、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドである。
適切な混合およびエージングの後、溶液は、以下のカテゴリー:完全な溶液、境界線上の溶液または不溶性の1つとして評価される。溶解性と不溶性とを分ける溶解性パラメータ−水素結合限界値の概略を示すために、等高線が引かれる。溶解性領域内に入る「完全な」溶媒は、“クロウリーJ.D.(Crowley,J.D.)、ティーグG.S.Jr(Teague,G.S.Jr)およびロウJ.W.Jr.(Lowe,J.W.Jr.)著、ジャーナル・オブ・ペイント・テクノロジー(Journal of Paint Technology)、1966、38(496)、296”に公開されるような文献値から選択され得る。溶媒ブレンドも使用されてもよく、“溶媒(Solvents)、W.H.エリス(W.H.Ellis)、フェデレーション・オブ・ソサイエティ・フォー・コーティング・テクノロジー(Federation of Societies for Coatings Technology)、p9〜10、1986”に記載されるように同定され得る。このような手順は、本発明の両方のポリマーを溶解させる「非」溶媒のブレンドをもたらし得るが、ブレンド中に少なくとも1つの真溶媒を有することが望ましい。
n型およびp型OSC化合物を含有する好適な配合物または溶液の作製のために、好適な溶媒は、n型およびp型OSC化合物の両方の完全な溶解を確実にし、選択された堆積方法によって導入される境界条件(例えばレオロジー特性)を考慮に入れるように選択されなければならない。
光活性層を含むがこれに限定されないOPDデバイス層を形成するための配合物または溶液は、好ましくは、有機溶媒を含有する。好適なおよび好ましい有機溶媒は、芳香族溶媒、ハロゲン化溶媒またはハロゲン化および芳香族溶媒(塩素化芳香族溶媒を含む)である。さらなる好ましい溶媒は、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン、エーテルおよびそれらの混合物である。
好適なおよび好ましい溶媒の例としては、限定はされないが、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、2−クロロフルオロベンゼン、3−クロロフルオロベンゼン、4−クロロフルオロベンゼン、1−クロロ−2,4−ジフルオロベンゼン、1−クロロ−2,5−ジフルオロベンゼン、クロロホルム、p−キシレン、m−キシレン、o−キシレンまたはo−、m−、およびp−キシレンの混合物、2−フルオロ−m−キシレン、3−フルオロ−o−キシレン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,2,3,4−テトラ−メチルベンゼン、ペンチルベンゼン、トルエン、2−フルオロトルエン、3−フルオロトルエン、4−フルオロトルエン、2,5−ジフルオロトルエン、2−クロロ−5−フルオロトルエン、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、2−フルオロアニソール、3−フルオロアニソール、4−フルオロアニソール、3−トリフルオロ−メチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール、2,5−ジメチルアニソール、2,6−ジメチルアニソール、3,5−ジメチル−アニソール、4−フルオロ−3−メチルアニソール、トリフルオロメトキシ−ベンゼン、1−フルオロ−3,5−ジメトキシ−ベンゼン、4−フルオロベラトロール、フェネトール、メシチレン、クメン、シメン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン、1,5−ジメチルテトラリン、デカリン、インダン、1−メチルナフタレン、2,6−ルチジン、2−クロロベンゾトリフルオリド、安息香酸メチル、安息香酸エチル、ベンゾニトリル、2−フルオロベンゾニトリル、3−フルオロベンゾニトリル、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチルホルムアミド、安息香酸エチル、N−メチルピロリジノン、1,4−ジオキサン、ベンゾトリフルオリド、3−フルオロベンゾ−トリフルオリド、4−フルオロベンゾトリフルオリド、3−フルオロピリジン、2−フルオロベンゾトリフルオリド、4−イソプロピルビフェニル、フェニルエーテル、ピリジン、2−フルオロピリジン、2,3−ジメチルピラジン、2−メチルチオフェン、3−メチルチオフェン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、酢酸エチル、モルホリン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、およびそれらの混合物が挙げられる。
比較的低い極性を有する有機溶媒が、一般に好ましい。インクジェット印刷では、高い沸点を有する溶媒および溶媒混合物が好ましい。スピンコーティングでは、キシレンおよびトルエンのようなアルキル化ベンゼンが好ましい。
特に好ましい溶媒の例としては、限定はされないが、ジクロロメタン、トリクロロメタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、アニソール、2,4−ジメチルアニソール、モルホリン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、メシチレン、1,4−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラリン、1,5−ジメチルテトラリン、デカリン、インダン、1−メチルナフタレン、2−メチルチオフェン、3−メチルチオフェン、アセトフェノン、プロピオフェノン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、およびそれらの混合物が挙げられる。
本発明に係るOPDにおける個々の層のそれぞれは、典型的に、薄層またはフィルムとして適用される。このような薄層またはフィルムの厚さは、好ましくは、30μm未満、非常に好ましくは、1μm未満であり得る。
本発明に係るOPD中の個々の層は、任意の好適な方法によって堆積され得る。デバイスの液体コーティングは、真空蒸着技術より望ましい。溶液堆積法が特に好ましい。
本発明の配合物は、多くの液体コーティング技術の使用を可能にする。好ましい堆積技術としては、限定はされないが、ディップコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、ノズル印刷、レタープレス印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、ドクターブレードコーティング、ローラ印刷、逆ローラ印刷、オフセットリソグラフィー印刷、ドライオフセットリソグラフィー印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレーコーティング、カーテンコーティング、ブラシコーティング、スロットダイコーティングまたはパッド印刷が挙げられる。OPDデバイスおよびモジュールの作製では、例えばスロットダイコーティング、スプレーコーティングなどの、可撓性基板と適合する領域印刷方法が好ましい。
インクジェット印刷は、高解像度の層およびデバイスが作製される必要がある場合、特に好ましい。本発明の選択された配合物は、インクジェット印刷またはマイクロディスペンシング(microdispensing)によって、予め組み立てられたデバイス基板に適用され得る。好ましくは、限定はされないが、アプリオン(Aprion)、日立工機(Hitachi−Koki)、インクジェット・テクノロジー(InkJet Technology)、オン・ターゲット・テクノロジー(On Target Technology)、ピコジェット(Picojet)、スペクトラ(Spectra)、トリデント(Trident)、ザール(Xaar)によって供給されるものなどの工業用圧電プリントヘッドが、有機半導体層を基板に適用するのに使用され得る。さらに、ブラザー(Brother)、エプソン(Epson)、コニカ(Konica)、セイコーインスツル(Seiko Instruments)、東芝TEC(Toshiba TEC)によって製造されるものなどの半工業用のヘッドまたはマイクロドロップ(Microdrop)およびマイクロファブ(Microfab)によって製造されるものなどのシングルノズルマイクロディスペンサーが使用され得る。
インクジェット印刷またはマイクロディスペンシングによって適用されるために、OSC化合物またはポリマーは、まず、好適な溶媒に溶解されるべきである。
溶媒は、上述される要件を満たさなければならず、選択されたプリントヘッドに対する悪影響を与えてはならない。さらに、溶媒は、プリントヘッドの内部での溶液の乾燥によって引き起こされる操作性の問題を防ぐために、100℃を超える、好ましくは、140℃を超える、より好ましくは、150℃を超える沸点を有するべきである。上述される溶媒のほか、好適な溶媒としては、置換および非置換キシレン誘導体、ジ−C1〜2−アルキルホルムアミド、置換および非置換アニソールおよび他のフェノール−エーテル誘導体、置換複素環、例えば、置換ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピロリジノン、置換および非置換N,N−ジ−C1〜2−アルキルアニリンおよび他のフッ素化または塩素化芳香族化合物が挙げられる。
インクジェット印刷によって、OSC化合物またはポリマーを堆積するための好ましい溶媒は、1つ以上の置換基で置換されるベンゼン環を有するベンゼン誘導体(ここで、1つ以上の置換基の中の炭素原子の総数は、少なくとも3である)を含む。例えば、ベンゼン誘導体は、プロピル基または3つのメチル基で置換されてもよく、ここで、いずれの場合も、合計で少なくとも3個の炭素原子が存在する。このような溶媒は、化合物またはポリマーを含む溶媒を含むインクジェット流体が形成されるのを可能にし、それにより、噴霧中のジェットの詰まりおよび成分の分離を低減または防止する。溶媒としては、例の以下のリスト:ドデシルベンゼン、1−メチル−4−tert−ブチルベンゼン、テルピネオール、リモネン、イソデュレン、テルピノレン、シメン、ジエチルベンゼンから選択されるものが挙げられる。溶媒は、2種以上の溶媒の組合せである溶媒混合物であってもよく、各溶媒は、好ましくは、100℃を超える、より好ましくは、140℃を超える沸点を有する。このような溶媒はまた、堆積される層中での膜形成を促進し、層中の欠陥を減少させる。
インクジェット流体(すなわち、溶媒、バインダおよび半導体化合物の混合物)は、好ましくは、20℃で、1〜100mPa・s、より好ましくは、1〜50mPa・sおよび最も好ましくは、1〜30mPa・sの粘度を有する。
本発明の好ましい実施形態において、光活性層を基板上に堆積した後、n型およびp型OSC化合物は、ナノスケールレベルで相分離するBHJを形成する。ナノスケール相分離の説明については、デンラー(Dennler)ら著、IEEE予稿集(Proceedings of the IEEE)、2005、93(8)、1429またはホップ(Hoppe)ら著、アドバンスト・ファンクショナル・マテリアルズ(Adv.Func.Mater)、2004、14(10)、1005を参照されたい。その際、ブレンドモルホロジー、ひいてはOPDデバイス性能を最適化するために、任意選択的なアニール工程が必要であり得る。
デバイス性能を最適化するための別の方法は、相分離を適切な方法で促進するために高沸点添加剤を含み得るOPD(BHJ)デバイスの作製のための配合物を調製することである。1,8−オクタンジチオール、1,8−ジヨードオクタン、ニトロベンゼン、クロロナフタレン、および他の添加剤が、高効率の太陽電池を得るために使用されている。例が、J.ピート(J.Peet)ら著、ネイチャー・マテリアルズ(Nat.Mater.)、2007、6、497またはフレチェット(Frechet)ら著、米国化学会誌(J.Am.Chem.Soc.)、2010、132、7595〜7597に開示されている。
上記および以下に記載されるOPDは、センサーデバイス、例えば、バイオセンサー、または静脈認証のための検出器もしくは検出器アレイに使用され得る。
本発明に係るOPDは、800nmを超える光の吸収を可能にし、したがって、バイオメトリクス、例えば指の幾何学模様および静脈イメージングなどの用途のためにNIR光を検出するのに使用され得る。800nmを超える波長の使用は、背景環境光からの光の干渉の減少により、感度を増大させる。
本発明の好ましい実施形態において、OPDは、800nm超で10%超のEQE、非常に好ましくは、940nm超で10%超のEQEを有する。さらに好ましくは、OPDは、所望の波長で平坦な応答を示す。
文脈上明白に他の意味を示さない限り、本明細書において使用される際、本明細書の用語の複数形は、単数形を含むものと解釈されるべきであり、逆もまた同様である。
本明細書の説明および特許請求の範囲の全体を通して、「含む(comprise」および「含有する(contain)」という用語ならびにこれらの用語の変化形、例えば「含む(comprising)」および「含む(comprises)」は、「含むがこれらに限定されない(including but not limited to)」を意味し、他の構成要素を除外することは意図されていない(除外しない)。
本発明の上記の実施形態に対する変形が、本発明の範囲内に依然として含まれながら行われ得ることが理解されるであろう。本明細書に開示される各特徴は、特に記載されない限り、同一、均等または同様の目的を果たす代替的な特徴によって置き換えられ得る。したがって、特に記載されない限り、開示される各特徴は、一般的な一連の均等または同様の特徴の一例に過ぎない。
本明細書に開示される特徴の全ては、このような特徴および/または工程の少なくともいくつかが互いに排他的である組合せを除いて、任意の組合せで組み合わせられ得る。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明の全ての態様に適用可能であり、任意の組合せで使用され得る。同様に、非本質的な組合せで記載される特徴は、別々に(組み合わせずに)使用され得る。
上記および以下において、特に記載されない限り、パーセンテージは、重量パーセントであり、温度は、℃で示される。
ここで、本発明は、以下の実施例を参照してより詳細に説明され、実施例は、例示であるに過ぎず、本発明の範囲を限定しない。
(実施例)
実施例1
中間体1
2,5−ビス(トリブチルスタンニル)チオフェン(15g、22.7mmol)、メチル5−ブロモ−2−ヨードベンゾエート(17.8g、52.1mmol)および無水トルエン(350cm)の溶液は、30分間にわたって窒素の流れに通してバブリングすることによって脱気する。トリ−o−トリルホスフィン(0.17g、0.57mmol)およびビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(0.21g、0.29mmol)を加え、脱気を10分間続けた。反応物は、20時間にわたって窒素下で、80℃で撹拌する。23℃に冷却した後、反応混合物は蒸留水(250cm)に注ぎ、有機層はデカントし、塩水(2×100cm)で洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過する。減圧下での溶媒の除去、続いて、シリカゲルクロマトグラフィー(ジクロロメタン:ヘプタン;7:3)による精製により、中間体1を黄色の固体(3.6g、31%)として得る。H NMR(CDCl、400MHz)7.89(2H,d,J 2.3)、7.64(2H,dd,J 2、8.3)、7.40(2H,d,J 8.3)、6.99(2H,s)、3.80(6H,s).
中間体2
−65℃で1−ブロモ−4−ヘキサデシルベンゼン(13.4g、35.1mmol)無水テトラヒドロフラン(170cm)の混合物に、30分間にわたってn−ブチルリチウム(15cm、37.2mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。得られた懸濁液は、−65℃で4時間撹拌させてから、中間体1(3.60g、7mmol)を一度に加える。反応混合物は、撹拌させ、17時間にわたって23℃にゆっくりと温める。蒸留水(100cm)およびtert−ブチルメチルエーテル(100cm)を加え、混合物は30分間撹拌する。有機層はデカントし、水層は、tert−ブチルメチルエーテル(3×50cm)によって抽出する。全ての有機物は組み合わせて、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。固体は、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン:酢酸エチル;95:5)によって精製して、中間体2を黄色の油として得て、これは、静置すると、ゆっくりと固化した(7.0g、64%)。H NMR(CDCl、400MHz)7.39(2H,dd,J 1.8、7.8)、7.11(8H,d,J 8.3)、7.04(10H,m)、6.94(2H,d,J 2.3)、5.90(2H,s)、3.25(2H,s)、2.61(8H,m)、1.60(8H,m)、1.24−1.29(104H,m)、0.89(12H,t,J 6.6).
中間体3
中間体2(7.4g、4.5mmol)およびジクロロメタン(230cm)の混合物に、p−トルエンスルホン酸(1.7g、9mmol)を加え、反応混合物は、6時間にわたって還流状態で加熱する。23℃に冷却した後、懸濁液はろ過して取り除く。再結晶化(2−ブタノン)による精製により、中間体3をベージュ色の固体(3.6g、50%)として得た。H NMR(CDCl、400MHz)7.31(2H,dd,J 1.5、6.6)、7.24(2H,d,J 8.1)、7.17(2H,d,J 1.5)、6.72(8H,d,J 8.1)、6.61(8H,d,J 8.1)、2.39−2.45(8H,m)、1.52(8H,m)、1.23−1.38(104H,m)、0.89(12H,t,J 6.6).
中間体4
中間体3(1.0g、0.6mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(1.1g、2.5mmol)、トリ−o−トリル−ホスファン(56.4mg、0.2mmol)および無水トルエン(50cm)の溶液は、30分間にわたって窒素で脱気する。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(42.4mg、0.05mmol)を加え、脱気を20分間続けた。反応物は、105℃で17時間撹拌する。得られた反応混合物は、25℃に冷却し、減圧下での溶媒の除去、続いて、シリカゲルクロマトグラフィー(40〜60石油:ジエチルエーテル;7:3)による精製により、中間体4を黄色/緑色の固体(1.0g、92%)として得た。H NMR(CDCl、400MHz)7.42−7.56(4H,m)、7.31(2H,s)、7.02−7.11(4H,m)6.83(8H,d,J 8.1)、6.68(8H,d,J 8.3)、6.03(2H,s)、3.93−4.18(8H,m)、2.46(8H,q,J 7.3)、1.46−1.64(8H,m)、1.21−1.43(104H,m)、0.86−0.96(12H,m).
中間体5
20℃でテトラヒドロフラン(5cm)中の中間体4(1.0g、0.6mmol)の溶液に、濃塩酸(0.3cm)を滴下して加える。反応混合物は、20℃で2時間撹拌する。反応物は、氷水(50cm)でクエンチする。溶液は、ジエチルエーテル(3×30cm)で抽出する。有機層は組み合わせて、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、高温の40〜60石油(20cm)に溶解させ、これは、アセトン(60cm)中に滴下して加えて、透明の溶液を形成する。30分間にわたって静置すると、オレンジ色の結晶性固体が形成され、これはろ過し、エタノールで洗浄して、中間体5を薄いオレンジ色の固体(850mg、90%)として得る。H NMR(CDCl、400MHz)9.78−9.88(2H,s)、7.59−7.72(4H,m)、7.53(2H,d,J 8.1)、7.41(2H,d,J 1.0)、7.31(2H,d,J 4.2)、6.77−6.92(8H,m)、6.61−6.75(8H,m)、2.35−2.58(8H,m)、1.45−1.64(10H,m)、1.20−1.42(104H,m)、0.91(12H,t,J 6.7).
化合物1
三つ口丸底フラスコに、中間体5(0.8g、0.5mmol)、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(0.65g、3.3mmol)、クロロホルム(50cm)およびピリジン(2.6cm、33.3mmol)を加える。混合物は、30分間にわたって窒素で脱気し、次に、12時間にわたって加熱還流させる。得られた反応混合物は、25℃に冷却し、メタノール(300cm)に注ぎ、1時間撹拌して、微細懸濁液を形成し、これはろ過によって収集する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)によって精製して、生成物1を暗赤色の固体(0.5g、52%)として得る。H NMR(CDCl、400MHz)8.68(2H,s)、8.57(2H,dd,J 6.6 1.2)、7.81(2H,s)、7.63−7.73(6H,m)、7.60(2H,dd,J 8.1、1.7)、7.35−7.42(4H,m)、7.26(2H,d,J 4.4)、6.77(8H,d,J 8.3)、6.61(8H,d,J 8.6)、2.36(8H,m)、1.44(8H,m)、1.09−1.31(104H,m)、0.73−0.84(12H,m).
実施例2
中間体6
2,8−ジブロモ−6,6,12,12−テトラオクチル−6,12−ジヒドロ−インデノ[1,2−b]フルオレン(1500mg、1.74mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(3.10g、6.97mmol)およびトリ−o−トリル−ホスフィン(159mg、0.523mmol)の混合物に、脱気した無水トルエン(50cm)を加える。得られた溶液は、さらに30分間にわたって窒素で脱気する。次に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(120mg、0.131mmol)を加え、混合物は、さらに20分間にわたって脱気する。次に、反応混合物は、予め加熱されたブロックに入れ、105℃で17時間加熱する。23℃に冷却した後、溶媒は減圧下で除去する。得られた残渣は、テトラヒドロフラン(50cm)に溶解させ、濃塩酸(5cm)を加えた後、23℃で2時間撹拌する。溶媒は減圧下で除去し、残渣はエタノールで研和する。固体はろ過によって収集し、メタノールで洗浄して、中間体6(1.55g、96%)を黄色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)0.65−0.83(20H,m)、1.03−1.24(40H,m)、2.10−2.19(8H,m)、7.56(2H,d,J 3.9)、7.72−7.87(10H,m)、9.94(2H,s).
化合物2
中間体6(250mg、0.329mmol)、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(442mg、2.27mmol)、クロロホルム(25cm)およびピリジン(1.8cm)の脱気した混合物は、12時間にわたって還流状態で加熱する。23℃に冷却した後、溶媒は減圧下で除去し、残渣は、1時間にわたって50℃で、エタノール(150cm)中で撹拌し、得られた懸濁液は、シリカパッドに通してろ過し、エタノール、続いてアセトンで十分に洗浄した。溶媒は減圧下で除去し、固体はエタノール中で研和する。固体はろ過によって収集して、化合物2(356mg、86%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)0.64−0.85(20H,m)、1.05−1.22(40H,m)、2.13−2.27(8H,m)、7.69(2H,d,J 3.9)、7.79−8.03(16H,m)、8.74(2H,d,J 7.3)、8.93(2H,s).
実施例3
中間体7
2,8−ジブロモ−6,6−ビス−(4−tert−ブチル−フェニル)−12,12−ジオクチル−6,12−ジヒドロ−インデノ[1,2−b]フルオレン(1500mg、1.67mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(2.97g、6.67mmol)およびトリ−o−トリル−ホスフィン(152mg、0.499mmol)の混合物に、脱気した無水トルエン(50cm)を加える。得られた溶液は、さらに30分間にわたって窒素で脱気する。次に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(114mg、0.125mmol)を加え、混合物は、さらに20分間にわたって脱気する。次に、反応混合物は、予め加熱されたブロックに入れ、105℃で17時間加熱する。23℃に冷却した後、溶媒は減圧下で除去する。得られた残渣は、テトラヒドロフラン(50cm)に溶解させ、濃塩酸(5cm)を加えた後、23℃で2時間撹拌する。溶媒は減圧下で除去し、残渣はエタノールで研和する。固体はろ過によって収集し、メタノールで洗浄して、中間体7(1.25g、78%)を黄色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)0.60−1.35(48H,m)、1.94−2.04(4H,m)、7.09−7.22(8H,m)、7.31−7.40(2H,m)、7.54−7.82(10H,m)、9.79(2H,s)、9.82(2H,s).
化合物3
中間体7(300mg、0.311mmol)、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(423mg、2.18mmol)、クロロホルム(25cm)およびピリジン(1.7cm)の脱気した混合物は、12時間にわたって還流状態で加熱する。23℃に冷却した後、溶媒は減圧下で除去し、残渣は、1時間にわたって50℃で、エタノール(150cm)中で撹拌し、得られた懸濁液は、シリカパッドに通してろ過し、エタノール、続いてアセトンで十分に洗浄した。溶媒は減圧下で除去し、固体はエタノール中で研和する。固体はろ過によって収集して、化合物3(130mg、32%)を濃い紫色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)0.62−0.71(10H,m)、0.96−1.12(20H,m)、1.17−1.24(18H,m)、2.05−2.13(4H,m)、7.13−7.28(8H,m)、7.41−7.43(1H,m)、7.52−7.54(1H,m)、7.63−7.88(16H,m)、8.56−8.62(2H,m)、8.73−8.80(2H,m).
実施例4
中間体8
−78℃で無水テトラヒドロフラン(20cm)中の2,7−ジブロモ−4,4,9,9−テトラキス(4−オクチルフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(0.5g、0.40mmol)の溶液に、15分間にわたってn−ブチルリチウム(0.50cm、1.3mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌してから、無水ジエチルエーテル(20cm)中のN,N−ジメチルホルムアミド(0.8cm、10.4mmol)の溶液を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジクロロメタン(60cm)および水(250cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジクロロメタン(3×60cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、塩水(30cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去して、粗生成物を得る。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジエチルエーテル;9.5:0.5)によって精製して、中間体8(0.13g、27%)を橙黄色の結晶性固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.81(2H,s)、7.69(2H,s)、7.12(16H,m)、2.52−2.61(8H,m)、1.30(48H,bs)、0.79−0.92(12H,m).
化合物4
クロロホルム(12cm)中の中間体8(0.13g、0.11mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(1.5g、0.77mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.6cm、7.69mmol)を加える。次に、混合物は、30分間にわたって窒素で脱気し、次に、70℃で15時間加熱する。反応混合物は、23℃に冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油:クロロホルム;1:1)によって精製して、所望の化合物4(1.1g、65%)を濃い青色の結晶性固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.87(2H,s)、8.69(2H,J 7.58Hz、d)、7.91(2H,J 7.09Hz、d)、7.68−7.79(6H,m)、7.08−7.18(16H,m)、2.60(8H,J 7.70Hz、t)、1.62(8H,J 7.09Hz、q)、1.21−1.39(40H,m)、0.88(12H,J 6.48Hz、t).
実施例5
中間体9
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中の2,7−ジブロモ−4,4,9,9−テトラキス(4−オクチルフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(2.00g、1.61mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(2.6cm、6.5mmol、ヘキサン中2.5M)を加える。混合物は、−78℃で1時間撹拌してから、塩化トリブチルスズ(2.0cm、7.4mmol)を加え、混合物は、23℃で一晩撹拌する。メタノール(10cm)を加え、材料は、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、ペンタン(20cm)に取り込み、無水硫酸マグネシウムを加え、ろ過し、固体は、さらなるペンタン(3×10cm)で洗浄する。次に、ろ液は、減圧下で濃縮し、固体は、メタノール(3×20cm)で研和し、生成物はろ過によって収集して、中間体9(2.57g、96%)を黄色のろう状の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl、45℃)7.16(8H,d,J 8.2)、7.06(10H,d,J 7.8)、2.55(8H,t,J 7.8)、1.53−1.67(20H,m)、1.22−1.41(56H,m)、1.07−1.14(8H,m)、0.84−0.97(30H,m).
中間体10
無水トルエン(36cm)中の中間体9(500mg、0.30mmol)および7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(161mg、0.66mmol)の脱気した溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(22mg、0.02mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(28mg、0.09mmol)を加える。反応混合物を30分間にわたって脱気した後、それを80℃で1.5時間加熱する。23℃に冷却した後、混合物は、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、メタノール(3×25cm)で研和し、固体はろ過して、中間体10(357mg、84%)を青色の結晶性固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.69(2H,s)、8.33(2H,s)、8.19(2H,d,J 7.8)、7.95(2H,d,J 7.6)、7.25(8H,d,J 8.3)、7.14(8H,d,J 8.3)、2.58(8H,t,J 7.8)、1.58−1.64(8H,m)、1.20−1.38(40H,m)、0.86(12H,t,J 6.8).
化合物5
無水クロロホルム(27cm)中の中間体10(357mg、0.25mmol)の溶液に、ピリジン(1.4cm、17mmol)を加える。混合物は、窒素で脱気した後、3−エチル−2−チオキソ−チアゾリジン−4−オン(286mg、1.77mmol)を加える。さらなる脱気の後、反応混合物は、2日間にわたって還流状態で加熱する。さらなる脱気された無水クロロホルム(20cm)を加え、反応物は、さらに24時間にわたって還流状態で加熱する。さらなる3−エチル−2−チオキソ−チアゾリジン−4−オン(286mg、1.77mmol)を加え、反応物は、24時間にわたって還流状態で加熱してから、反応物は、23℃に冷却し、減圧下で濃縮し、メタノール(4×20cm)、続いてジエチルエーテル(3×20cm)で研和する。次に、研和された材料は、30分間にわたって2−ブタノン/水(4:1)(70cm)中で、90℃で加熱し、0℃に冷却し、固体はろ過によって収集し、さらなる低温2−ブタノン(4×10cm)で洗浄して、化合物5(233mg、54%)を緑色/黒色の粉末として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.50(2H,s)、8.27(2H,s)、7.89(2H,d,J 7.8)、7.66(2H,d,J 7.8)、7.24(8H,d,J 8.1)、7.13(8H,d,J 8.3)、4.25(4H,q,J 6.9)、2.57(8H,t,J 7.7)、1.58−1.63(8H,m)、1.20−1.37(46H,m)、0.86(12H,t,J 6.7).
実施例6
化合物6
無水クロロホルム(13cm)中の中間体10(170mg、0.12mmol)の溶液に、ピリジン(0.7cm、8.7mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(164mg、0.84mmol)を加える。次に、溶液は、さらに脱気してから、40分間にわたって還流状態で加熱する。次に、反応物は、メタノール(150cm)に加え、沈殿した生成物は、ろ過によって収集し、メタノール(5cm)で洗浄する。次に、固体は、シリカプラグ(ジクロロメタン)に通して、化合物6(36mg、17%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.56(2H,s)、9.26(2H,d,J 8.1)、8.72(2H,d,J 7.8)、8.36(2H,s)、7.93(4H,d,J 7.8)、7.73−7.84(4H,m)、7.22−7.25(8H,m)、7.14(8H,d,J 8.1)、2.57(8H,t,J 7.7)、1.57−1.64(8H,m)、1.24(40H,m)、0.85(12H,t,J 6.5).
実施例7
中間体11
無水トルエン(41cm)中の2,8−ジブロモ−6,12−ジヒドロ−6,6,12,12−テトラキス(4−ドデシルフェニル)インデノ[1,2−b]インデノ[2’,1’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(500mg、0.34mmol)の溶液に、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(0.4cm、0.9mmol)を加えてから、溶液は、窒素で脱気する。次に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(25mg、0.03mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(31mg、0.10mmol)を加え、さらなる脱気の後、反応混合物は、80℃で24時間加熱する。次に、反応混合物は、減圧下で濃縮し、メタノール(3×50cm)で研和する。次に、固体は、シリカプラグ(40〜60石油:ジクロロメタン;4:1〜0:1)に通して溶離し、80℃で、2−プロパノール(100cm)で研和し、0℃に冷却し、ろ過によって収集して、中間体11(454mg、82%)を粘着性の黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CHCl)7.61(2H,s)、7.52(2H,d,J 8.1)、7.35(2H,d,J 8.1)、7.18(8H,d,J 7.9)、7.14(2H,d,J 3.7)、7.09(10H,d,J 8.1)、6.09(2H,s)、4.10−4.19(4H,m)、4.00−4.09(4H,m)、2.55(8H,t,J 7.8)、1.57−1.63(8H,m)、1.21−1.36(72H,m)、0.87(12H,t,J 6.7).
中間体12
濃塩酸(0.2cm、1.8mmol、32%)は、23℃でテトラヒドロフラン(20cm)中の中間体11(454mg、0.28mmol)の溶液に滴下して加え、反応混合物は、2時間撹拌する。次に、水(0.5cm)を加え、反応混合物は、さらに1時間撹拌する。次に、さらなる水(50cm)を加え、溶液は、酢酸エチル(50cm、次に25cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、水(50cm)および塩水(50cm)で洗浄し、水層を毎回さらなる酢酸エチル(25cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、70℃で40〜60石油(125cm)とアセトン(10cm)との混合物中で撹拌する。次に、混合物は、0℃に冷却し、ろ過し、固体は、40〜60石油(3×10cm)で洗浄して、中間体12(191mg、45%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.86(2H,s)、7.68−7.72(4H,m)、7.63(2H,d,J 8.1)、7.41(2H,d,J 7.8)、7.36(2H,d,J 3.9)、7.18(8H,d,J 8.1)、7.11(8H,d,J 8.1)、2.56(8H,t,J 7.8)、1.58−1.64(8H,m)、1.19−1.37(72H,m)、0.87(12H,t,J 6.6).
化合物7
無水クロロホルム(13cm)中の中間体12(191mg、0.13mmol)の溶液に、ピリジン(0.7cm、8.7mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(172mg、0.89mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で200分間撹拌する。次に、反応混合物をメタノール(200cm)に加え、得られた沈殿物は、ろ過によって収集し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。次に、固体は、ジエチルエーテル(4×10cm)で研和して、化合物7(158mg、67%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.86(2H,s)、8.67−8.72(2H,m)、7.92−7.97(2H,m)、7.83(2H,d,J 4.4)、7.71−7.81(8H,m)、7.42−7.47(4H,m)、7.22(8H,d,J 8.2)、7.13(8H,d,J 8.3)、2.58(8H,t,J 7.7)、1.59−1.65(8H,m)、1.18−1.39(72H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
実施例8
中間体13
2−ブロモ−5−(5−トリメチルシラニル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−テレフタル酸ジエチルエステル(4.77g、9.3mmol)、トリブチル−チオフェン−2−イル−スタンナン(3.6cm、11mmol)および無水N,N−ジメチルホルムアミド(50cm)の脱気した混合物に、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(330mg、0.47mmol)を加え、混合物は、5分間にわたってさらに脱気する。次に、混合物は、100℃で17時間加熱する。混合物をわずかに冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油からジクロロメタンの勾配)によって精製して、中間体13(1.89g、39%)を黄色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)7.78(1H,s)、7.75(1H,s)、7.31−7.34(1H,m)、7.28(1H,s)、7.20(1H,s)、7.00−7.04(2H,m)、4.16(4H,quin,J 7.2)、1.09(3H,t,J 7.2)、1.08(3H,t,J 7.2)、0.30(9H,s).
中間体14
−78℃で無水テトラヒドロフラン(36cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシル−ベンゼン(5.3g、22mmol)の溶液に、30分間にわたってn−ブチルリチウム(8.8cm、22mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。次に、反応物は、さらに30分間撹拌する。次に、中間体13(1.89g、3.67mmol)を固体として一度に加え、反応混合物は、撹拌し、17時間にわたって23℃に温める。水(100cm)を加え、生成物は、エーテル(2×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、塩水(100cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過する。溶液に、アンバーリスト(amberlyst)15強酸(25g)を加え、混合物は、真空/窒素によって3回脱気する。次に、混合物は、3時間にわたって還流状態で加熱する。混合物は、23℃に冷却させ、ろ過し、固体は、エーテル(50cm)で洗浄し、溶媒は、減圧下でろ液から除去する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油から40〜60石油:ジクロロメタン3:2の勾配)によって精製して、中間体14(2.45g、64%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)7.56(1H,s)、7.51(1H,s)、7.33−7.36(2H,m)、7.10−7.22(16H,m)、7.05(1H,d,J 4.7)、2.55−2.64(8H,m)、1.51−1.66(8H,m)、1.26−1.42(24H,m)、0.85−0.95(12H,m).
中間体15
23℃で無水テトラヒドロフラン(50cm)中の中間体14(2.45g、0.38mmol)に、N−ブロモスクシンイミド(880mg、178mmol)を加える。次に、反応物は、23℃で3時間撹拌する。水(50cm)を加え、生成物は、ジクロロメタン(2×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油から40〜60石油:ジクロロメタン7:3の勾配)によって精製して、中間体15(2.30g、87%)を黄色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)7.50(2H,s)、7.36(1H,s)、7.10−7.20(16H,m)、7.07(1H,s)、2.55−2.64(8H,m)、1.54−1.66(8H,m)、1.28−1.41(24H,m)、0.86−0.95(12H,m).
中間体16
−78℃で無水テトラヒドロフラン(30cm)中の中間体15(1.00g、0.89mmol)の溶液に、20分間にわたってn−ブチルリチウム(1.1cm、2.7mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。次に、溶液は、−78℃で1時間撹拌してから、無水N,N−ジメチルホルムアミド(0.34cm、4.6mmol)を加える。反応混合物は撹拌し、17時間にわたって23℃に温める。水(100cm)を加え、生成物は、エーテル(3×50cm)で抽出する。有機層は組み合わせて、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油からジクロロメタンの勾配)によって精製して、中間体16(220mg、24%)を黄色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)9.92(1H,s)、9.86(1H,s)、8.01(1H,s)、7.75(1H,s)、7.71(1H,s)、7.64(1H,s)、7.12−7.22(16H,m)、2.55−2.64(8H,m)、1.51−1.66(8H,m)、1.25−1.42(24H,m)、0.85−0.95(12H,m).
化合物8
中間体16(220mg、0.22mmol)、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(293mg、1.51mmol)、クロロホルム(17cm)およびピリジン(1.2g、15mmol)の溶液は、30分間にわたって窒素で脱気し、次に、3時間にわたって還流状態で加熱する。23℃に冷却した後、混合物は、メタノール(200cm)に注ぎ、得られた懸濁液は、ろ過する。固体は、メタノール(100cm)、エーテル(200cm)で洗浄し、ジクロロメタン(250cm)で抽出する。溶媒をジクロロメタン抽出物から減圧下で除去し、残渣は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油から40〜60石油:ジクロロメタン3:7の勾配)によって精製して、化合物8(243mg、82%)を黒色の固体として得る。H NMR(CDCl、400MHz)8.88−8.93(2H,m)、8.69−8.74(2H,m)、8.26(1H,s)、7.92−7.98(2H,m)、7.90(1H,s)、7.76−7.87(5H,m)、7.69(1H,s)、7.14−7.30(16H,m)、2.57−2.66(8H,m)、1.51−1.69(8H,m)、1.25−1.42(24H,m)、0.83−0.96(12H,m).
実施例9
中間体17
不活性雰囲気下で、−30℃で2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルマグネシウムクロリドリチウムクロリド錯体(200cm、200mmol)の1.0M溶液(テトラヒドロフラン1:1トルエン)に、30分間にわたって無水テトラヒドロフラン(150cm)中の1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロ−ベンゼン(23.6g、86.8mmol)の溶液を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−30℃で7時間撹拌してから、クロロギ酸エチル(22.6g、208mmol)を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。塩酸水溶液(1.0M、500cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、n−ペンタンで研和して、懸濁液を形成する。生成物は、ろ過し、低温アセトンで洗浄し、収集し、減圧下で乾燥させて、中間体17(12.0g、33%)を白色の固体として得る。H NMR(300MHz、CDCl)1.42(6H,m)、4.49(4H,q);19F−NMR 108.72(2F,s).
中間体18
中間体17(2.8g、6.7mmol)、トリブチル−チオフェン−2−イル−スタンナン(6.0g、16mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(164mg、0.54mmol)および無水トルエン(150cm)の混合物は、25分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(123mg、0.14mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、100℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。ジクロロメタン(200cm)および水(200cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジクロロメタン(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、軽質の石油エーテルで研和して、懸濁液を形成する。生成物はろ過し、収集し、減圧下で乾燥させて、中間体18(2.45g、86%)を淡黄色の固体として得る。H NMR(300MHz、CDCl)1.16(6H,t,J 7.16)、4.23(4H,q)、7.12(2H,dd,J 5.1、3.7)、7.21(2H,dd,J 3.5、0.9)、7.50(2H,dd,J 5.1、1.2).
中間体19
−78℃で無水テトラヒドロフラン(156cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシルベンゼン(3.86g、16mmol)の溶液に、45分間にわたってtert−ブチルリチウム(18.8cm、32.0mmol、ペンタン中1.7M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で20分間撹拌してから、それは−40℃に温め、40分間撹拌する。混合物は、−78℃に冷却し、中間体18(1.4g、3.2mmol)を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジエチルエーテル(200cm)および水(200cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去して、粗ジオール中間体を淡黄色の油状の残渣として得る。無水ジエチルエーテル(100cm)中の粗ジオールの溶液に、アンバーリスト(amberlyst)15強酸(25.0g)を加える。得られた溶液は、40℃で2時間撹拌する。反応混合物は、23℃に冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油エーテル)を用いて精製する。純粋な生成物を含有する画分は組み合わせて、溶媒は減圧下で除去して、中間体19(445mg、15%)をクリーム色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.79(12H,m)1.10−1.32(24H,m)1.49(8H,m)2.34−2.62(8H,m)6.89(2H,d,J 5.1)6.93−7.14(16H,m)7.31(2H,d,J 4.9).
中間体20
1−ブロモ−ピロリジン−2,5−ジオン(394mg、2.22mmol)は、0℃で、光の非存在下で、窒素雰囲気下で、無水テトラヒドロフラン(50cm)中の中間体19(510mg、0.54mmol)の溶液に少しずつ加える。添加の後、反応混合物は、23℃で17時間撹拌し、次に、反応混合物は、減圧下で濃縮する。残渣は、温かい40〜60石油エーテル(50℃で20cm)に溶解させ、40〜60石油エーテルおよびジエチルエーテル(9:1)の混合物で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製する。純粋な生成物を含有する画分は組み合わせて、溶媒は減圧下で除去して、中間体20(590mg、99%)を淡黄色の結晶性固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.74−0.87(12H,m)1.13−1.33(24H,m)1.44−1.60(8H,m)2.42−2.58(8H,m)6.89(2H,s)6.96−7.14(16H,m).
中間体21
−78℃で無水テトラヒドロフラン(20cm)中の中間体20(550mg、0.50mmol)の溶液に、15分間にわたってn−ブチルリチウム(0.6cm、1.5mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌し、N,N−ジメチルホルムアミド(0.19cm、2.5mmol)を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジクロロメタン(200cm)および水(200cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジクロロメタン(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去して、油状の残渣を得る。粗生成物は、エタノール(40cm)で研和して、重質の懸濁液を生成する。固体はろ過によって収集し、エタノールで十分に洗浄して、中間体21(110mg、22%)を灰色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.70−0.90(12H,m)1.08−1.21(24H,m)1.23−1.55(8H,m)2.38−2.62(8H,m)6.95−7.15(16H,m)7.55(2H,s)9.77(2H,s).
化合物9
無水クロロホルム(13cm)中の中間体21(110mg、0.11mmol)の溶液に、ピリジン(0.6cm、8mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(150mg、0.77mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で20分間撹拌する。混合物は、60℃で17時間撹拌する。溶媒は減圧下で除去し、粗生成物は、60℃で、エタノール(150cm)で研和して、重質の懸濁液を生成する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン)を用いて精製する。純粋な生成物を含有する画分は組み合わせて、溶媒は減圧下で除去して、化合物9(120mg、81%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.80(12H,m)1.10−1.35(24H,m)1.54(8H,m)2.52(8H,m)6.99−7.16(16H,m)7.55−7.73(6H,m)7.77−7.92(2H,m)8.61(2H,d,J 7.3)8.78(2H,s).
実施例10
中間体22
5−ジブロモ−3,6−ジフルオロ−テレフタル酸ジエチルエステル(10.7g、25.7mmol)、トリブチル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル−スタンナン(32.4g;64.2mmol)およびトリ(o−トリル)−ホスフィン(63mg、0.21mmol)は、トルエン(43cm)に溶解させ、窒素で脱気する。ビス(ジベンジリデン−アセトン)パラジウム(0)(300mg、0.51mmol)を加え、反応物は、5時間にわたって外部から130℃に加熱する。反応混合物は、減圧下で濃縮し、高温ジクロロメタン(500cm)に溶解させ、シリカパッドに通してろ過する。ろ液は濃縮し、40〜60石油中で懸濁させ、ろ過する。ろ過ケーキは、石油(3×20cm)で洗浄する。得られた固体は、再結晶化させて(クロロホルム/メタノール)、中間体22(7.45g、54%)を淡黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)1.14(6H,t)、4.27(4H,q)、7.29(2H,q)、7.40(2H,d)、7.45(2H,d).
中間体23
1−ブロモ−4−ヘキシル−ベンゼン(11.3g、46.8mmol)は、無水テトラヒドロフラン(200cm)に溶解させ、−78℃で冷却浴に入れる。t−ブチルリチウム(55.0cm、93.5mmol)は、10分間にわたって滴下して加え、溶液は40分間撹拌する。30分間にわたって−45℃〜−50℃に温める。2,5−ジフルオロ−3,6−ビス−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル−テレフタル酸ジエチルエステル(5.00g、9.35mmol)を一度に加え、得られた懸濁液は、70分間にわたって−40℃〜−50℃に維持してから、17時間にわたって撹拌しながら23℃にゆっくりと温める。反応物は、水(100cm)でクエンチし、エーテル(2×200cm)で抽出し、組み合わされた抽出物は、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。油は、トルエン(100cm)に溶解させ、15分間にわたって窒素で脱気する。p−トルエンスルホン酸(3g)を加え、反応物は、6時間にわたって80℃に加熱する。反応混合物は、減圧下で濃縮し、40〜60石油、次にジクロロメタンで溶離するシリカプラグに通して、中間体23を黄色の固体(250mg、2.5%)として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.90(12H,m)、1.33(24H,m)、1.62(8H,m)、2.61(8H,m)、7.16(8H,d)、7.25(8H,d)、7.38(4H,m).19F NMR 126.4(2F,s).
中間体24
中間体23(350mg、0.33mmol)は、テトラヒドロフラン(50cm)に溶解させ、0℃に冷却し、1−ブロモピロリジン−2,5−ジオン(130mg、0.73mmol)を少しずつ加える。反応物は、23℃に温め、17時間にわたって撹拌する。反応物は、減圧下で濃縮乾固させ、メタノール(2×10cm)中で研和し、ろ過し、メタノール(2×5cm)で洗浄して、中間体24を黄色の固体(257mg、64%)として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.87(12H,t)、1.26−1.35(24H,m)、1.56(8H,m)、2.57(8H,t)、7.10(8H,d)、7.17(8H,d)、7.29(2H,s).
中間体25
中間体24(120mg、0.10mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(0.11cm、0.23mmol)、トリス(o−トリル)ホスフィン(9mg、0.03mmol)およびトルエン(18cm、170mmol)は組み合わせて、窒素でパージする。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(7mg、0.01mmol)を加え、反応物は、窒素でパージし、17時間にわたって外部から140℃に加熱する。反応混合物は、減圧下で濃縮し、1:1の40〜60石油:ジクロロメタンに溶解させ、シリカプラグに通す。次に、得られた黄色の溶液は濃縮し、次に、テトラヒドロフラン(15cm)に溶解させ、2Nの塩酸(5cm)を加え、二相溶液は、23℃で17時間にわたって撹拌する。有機相は減圧下で濃縮し、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油からジクロロメタンの勾配)によって精製して、中間体25をオレンジ色の固体(99mg、79%)として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.88(12H,t)、1.28−1.39(24H,m)、1.60(8H,m)、2.60(8H,t)、7.16(8H,d)、7.24(10H,m)、7.60(2H,s)7.67(2H,d)9.87(2H,s).19F−NMR 124.76(2F、s).
化合物10
中間体25(99mg、0.08mmol)は、無水トリクロロメタン(8.3cm)に溶解させ、ピリジン(0.4cm、5.4mmol)を加え、溶液は窒素でパージする。次に、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(105mg、0.54mmol)を加える。反応物は、窒素でパージし、23℃で2時間撹拌し、メタノール(100cm)に注ぎ、ろ過する。ろ過ケーキは、メタノールで洗浄して、化合物10を青色/黒色の固体(98mg、77%)として得る。H NMR(400MHz、CDCl)0.79(12H,t)、1.19−1.26(24H,m)、1.48−1.58(8H,m)、2.52(8H,t)、7.06(8H,d)、7.17(8H,m)、7.25(2H,d)7.68−7.70(4H,m)7.86(2H,d)8.62(2H,d)8.76(2H,s).19F−NMR 124.41(2F、s).
実施例11
中間体26
−78℃で無水テトラヒドロフラン(69cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシル−ベンゼン(6.24g、25.9mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(10cm、25mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。反応物は、−78℃で80分間撹拌させてから、中間体1(1.65g、3.23mmol)を一度に加える。反応混合物は、23℃で17時間撹拌し、水(100cm)の添加によってクエンチし、72時間撹拌する。次に、反応物は、酢酸エチル(2×50cm)で抽出し、組み合わされた有機抽出物は、水(100cm)で洗浄し、水層をさらなる酢酸エチル(25cm)で抽出する。組み合わされた有機抽出物は、塩水(100cm)でさらに洗浄し、水層をさらなる酢酸エチル(50cm)で再度抽出してから、組み合わされた有機抽出物を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。部分的な精製は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;4:1〜3:2)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって行って、中間体を得て、それは、ジクロロメタン(125cm)に取り込み、混合物は脱気する。トルエン−4−スルホン酸一水和物(955mg、5.02mmol)を加え、反応物は、17時間にわたって還流状態で加熱してから、23℃に冷却し、水(100cm)で希釈する。有機物は、ジクロロメタン(2×25cm)で抽出し、組み合わされた有機抽出物は、塩水(100cm)で洗浄し、残りの水層は、ジクロロメタン(25cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。精製は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜3:1)で溶離するカラムクロマトグラフィー、続いて、さらなる第2のカラムクロマトグラフィー(40〜60石油)精製によって行って、中間体26(902mg、26%)を白色の結晶性固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.31(2H,dd,J 8.1、1.4)、7.24(2H,d,J 8.1)、7.17(2H,d,J 1.2)、6.69−6.76(8H,m)、6.57−6.63(8H,m)、2.35−2.49(8H,m)、1.47−1.55(8H,m)、1.26−1.38(24H,m)、0.86−0.94(12H,m).
中間体27
オーブン乾燥させた窒素フラッシュフラスコに、中間体26(902mg、0.85mmol)および無水トルエン(150cm)を充填する。トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(0.93cm、2.0mmol)を加える。溶液は、30分間にわたって窒素で脱気してから、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(62mg、0.07mmol)およびトリ(o−トリル)ホスフィン(78mg、0.26mmol)を加え、脱気をさらに30分間続けた。反応混合物は、80℃で17時間加熱してから、減圧下で濃縮する。得られた固体は、メタノール(5×10cm)で研和し、ろ過によって収集して、中間体を得て、それはさらに精製せずに使用する。23℃で無水テトラヒドロフラン(81cm)中の中間体の撹拌溶液に、濃塩酸(0.65cm、5.7mmol、32%)を滴下して加える。50分後、水(2.0cm)を加え、反応混合物は、さらに1時間撹拌する。次に、反応混合物は、水(125cm)で希釈し、ジクロロメタン(4×25cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、塩水(100cm)で洗浄し、水層をジクロロメタン(2×25cm)でさらに抽出する。組み合わされた有機抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;7:3〜2:3)で溶離するカラムクロマトグラフィーによる精製により、中間体27(586mg、61%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.82(2H,s)、7.64(2H,d,J 3.9)、7.54(2H,dd,J 8.0、1.6)、7.44(2H,d,J 8.3)、7.35(2H,d,J 1.2)、7.24(2H,d,J 3.9)、6.79(8H,d,J 8.3)、6.63(8H,d,J 8.3)、2.35−2.49(8H,m)、1.47−1.56(8H,m)、1.26−1.37(24H,m)、0.85−0.92(12H,m).
化合物11
無水クロロホルム(51cm)中の中間体27(535mg、0.48mmol)の溶液に、ピリジン(2.7cm、33mmol)を加える。混合物は、20分間にわたって窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(648mg、3.34mmol)を加える。得られた溶液は、さらに10分間にわたって脱気してから、3時間撹拌する。次に、反応混合物は、撹拌されたメタノール(500cm)に加え、さらなるメタノール(25cm)およびジクロロメタン(25cm)で洗浄する。沈殿物はろ過によって収集し、メタノール(5×10cm)、温かいメタノール(5×10cm)、40〜60石油(3×10cm)、ジエチルエーテル(3×10cm)、80〜100石油(3×10cm)およびアセトン(3×10cm)で洗浄して、化合物11(645mg、92%)を青色/黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.77(2H,s)、8.64−8.70(2H,m)、7.89−7.94(2H,m)、7.71−7.79(6H,m)、7.61(2H,dd,J 8.1、1.7)、7.44(2H,d,J 1.5)、7.38(2H,d,J 8.1)、7.29(2H,d,J 4.2)、6.85(8H,d,J 8.3)、6.68(8H,d,J 8.3)、2.38−2.52(8H,m)、1.49−1.60(8H,m)、1.24−1.40(24H,m)、0.88(12H,t,J 6.9).
実施例12
中間体28
無水トルエン(150cm)中の2,7−ジブロモ−4,4,9,9−テトラキス(4−オクチルフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(500mg、0.34mmol)の溶液に、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(0.88cm、1.94mmol)を加えてから、溶液は窒素で脱気する。次に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(59mg、0.03mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(74mg、0.24mmol)を加え、さらなる脱気の後、反応混合物は、80℃で17時間加熱する。次に、反応混合物は、減圧下で濃縮し、メタノール(5×20cm)で研和して、固体をろ過によって収集して、中間体28(1.1g、99%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.12−7.19(10H,m)、7.09(8H,d,J 7.8)、7.00−7.05(4H,m)、6.08(2H,s)、4.08−4.17(4H,m)、3.99−4.08(4H,m)、2.56(8H,t,J 7.8)、1.52−1.63(8H,m)、1.22−1.35(40H,m)、0.87(12H,t,J 6.5).
中間体29
濃塩酸(0.5cm、4.07mmol、32%)は、23℃でテトラヒドロフラン(57cm)中の中間体28(1.1g、0.81mmol)の溶液に滴下して加え、反応混合物は、1時間撹拌する。次に、水(0.5cm)を加え、反応混合物は、さらに17時間撹拌する。次に、さらなる水(100cm)を加え、溶液は、酢酸エチル(50cm、次に25cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、水(50cm)および塩水(50cm)で洗浄し、水層を毎回さらなる酢酸エチル(20cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、メタノール(3×15cm)で研和し、ろ過によって収集し、固体は、40〜60石油(3×15cm)で洗浄して、中間体29(291mg、28%)をオレンジ色の固体として得た。H NMR(400MHz、CDCl)9.83(2H,s)、7.64(2H,d,J 3.9)、7.32(2H,s)、7.20(2H,d,J 3.9)、7.16(8H,d,J 8.1)、7.11(8H,d,J 8.0)、2.57(8H,t,J 7.6)、1.54−1.64(8H,m)、1.20−1.38(40H,m)、0.82−0.92(12H,m).
化合物12
無水クロロホルム(23cm)中の中間体29(287mg、0.22mmol)の溶液に、ピリジン(1.3cm、16mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(300mg、1.54mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で3.25時間撹拌する。次に、反応混合物は、メタノール(300cm)に加え、混合物は、減圧下で濃縮し、得られた固体は、メタノール(3×25cm)で研和し、ろ過によって収集する。次に、ろ過された固体は、ジエチルエーテル(2×10cm)およびアセトン(3×10cm)で洗浄する。次に、部分的に精製された生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;9.5:0.5〜2:3)で溶離するカラムクロマトグラフィーに供して、化合物12(86mg、24%)を緑色/黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.83(2H,s)、8.69(2H,d,J 7.6)、7.92(2H,d,J 6.6)、7.69−7.79(6H,m)、7.54(2H,s)、7.29(2H,d,J 4.4)、7.11−7.20(16H,m)、2.59(8H,t,J 7.7)、1.58−1.64(8H,m)、1.21−1.38(40H,m)、0.87(12H,t,J 6.5).
実施例13
中間体30
−78℃に冷却されたテトラヒドロフラン(25cm)中の2,7−ジブロモ−4,4,9,9−テトラキス(3−オクチルフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(1.00g、0.77mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(0.92cm、2.30mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。反応物は、1時間撹拌し、N,N−ジメチルホルムアミド(1.13cm、23.0mmol)で一度にクエンチする。反応物は、23℃に温め、18時間撹拌する。混合物は、水(50cm)でクエンチし、ジクロロメタン(3×30cm)で抽出する。得られた組み合わされた有機相は、水(2×20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;6:4〜4:6)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、中間体30(330mg、36%)をオレンジ色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.73(2H,s)、7.62(2H,s)、7.14(4H,t,J 8.0)、6.65−6.77(m、12H)、3.80(8H,t,J 6.6)、1.58−1.69(8H,m)、1.27−1.38(8H,m)、1.01−1.30(32H,m)、0.71−0.87(12H,m).
化合物13
クロロホルム(8.25cm)中の中間体30(330mg、0.27mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(373mg、1.92mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.55cm、6.86mmol)を加え、混合物は、23℃で2時間撹拌する。メタノール(50cm)を加え、得られた懸濁液は、ろ過し、メタノール(3×20cm)で洗浄する。得られた固体は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜3:7)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物13(321mg、75%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.79(2H,s)、8.53−8.67(2H,m)、7.83(2H,m)、7.61−7.73(6H,m)、7.18(4H,m)、6.67−6.81(12H,m)、3.83(8H,t,J 6.7)、1.68(8H,m)、1.33(8H,m)、1.12−1.29(32H,m)、0.78(12H,t,J 6.7).
実施例14
中間体31
5℃で無水テトラヒドロフラン(173cm)中の2,5−ジクロロ−チエノ[3,2−b]チオフェン(17.3g、82.7mmol)の溶液に、クロロギ酸エチル(23.7cm、248mmol)を加える。次に、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルマグネシウムクロリドリチウムクロリド錯体(207cm;207mmol、テトラヒドロフラン中1.0M)の溶液は、1時間にわたって滴下して加える。反応物は、ゆっくりと23℃に温め、42時間撹拌する。水(200cm)を加え、混合物は、10分間撹拌し、固体はろ過によって収集し、水(2×100cm)で洗浄する。固体は、アセトン(200cm)中で研和し、固体はろ過によって収集し、アセトン(2×100cm)で洗浄して、中間体31(26.6g、91%)を白色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)4.46(4H,q,J 7.1)、1.47(6H,t,J 7.1).
中間体32
トリメチル−(5−トリブチルスタンナニル−チオフェン−2−イル)−シラン(30.5g、61.7mmol)、中間体31(10.0g、28.3mmol)およびテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(657mg、0.57mmol)は、無水トルエン(100cm)中で懸濁させ、100℃で18時間加熱する。反応物は、23℃に冷却し、メタノール(250cm)を加える。懸濁液は、氷浴中で冷却し、固体はろ過によって収集し、メタノール(200cm)で洗浄する。粗生成物は、シリカパッド(ジクロロメタン)、続いて、40〜60石油:ジクロロメタン;60:40で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、中間体32(7.68g、46%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.42(2H,d,J 3.5)、7.02(2H,d,J 3.5)、4.19(4H,q,J 7.1)、1.19(6H,t,J 7.1)、0.15(18H,s).
中間体33
−78℃で無水テトラヒドロ−フラン(73cm)中の1−ブロモ−4−オクチルオキシ−ベンゼン(14.1g、49.5mmol)の溶液に、20分間にわたってt−ブチルリチウム(58.2cm、99.0mmol、ペンタン中1.7M)を滴下して加える。反応物は、30分間にわたって−28℃〜−35℃に温める。第2の分量の1−ブロモ−4−オクチルオキシ−ベンゼン(3.0g、11mmol)を加え、反応混合物は、30分間撹拌する。反応物は、−78℃に冷却し、無水テトラヒドロフラン(30cm)中の中間体32(4.89g、8.25mmol)の溶液を迅速に加える。反応物は、23℃に温め、60時間撹拌する。水(50cm)を加え、有機物は、エーテル(300cm)で抽出する。有機相は、水(3×100cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;9:1〜8:2)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体33(3.17g、29%)を淡褐色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.16−7.23(8H,m)、6.88(2H,d,J 3.4)、6.78−6.85(8H,m)、6.51(2H,d,J 3.4)、3.97(8H,t,J 6.6)、3.37(2H,s)、1.75−1.84(8H,m)、1.27−1.52(40H,m)、0.82−0.95(12H,m)、0.25(18H,s).
中間体34−経路A
−78℃に冷却されたテトラヒドロフラン(25cm)中の2,7−ジブロモ−4,4,9,9−テトラキス(4−(オクチルオキシ)フェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(1.00g、0.77mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(0.92cm、2.30mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。反応物は、さらに1時間撹拌し、N,N−ジメチルホルムアミド(1.13cm、23.0mmol)で一度にクエンチする。反応物は、23℃に温め、18時間撹拌する。反応物は、水(50cm)でクエンチし、ジクロロメタン(3×30cm)で抽出する。得られた有機相は、水(2×20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;6:4〜4:6)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、中間体34(330mg、36%)をオレンジ色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.72(2H,s)、7.58(2H,s)、7.00−7.08(8H,m)、6.69−6.82(8H,m)、3.83(8H,t,J 6.5)、1.61−1.71(8H,m)、1.34(8H,m)、1.11−1.33(32H,m)、0.72−0.90(12H,m).
中間体34−経路B
トルエン(240cm)中の中間体33(6.00g、4.52mmol)の脱気した溶液に、アンバーリスト(amberlyst)15強酸(24g)を加え、混合物をさらに脱気し、パージし、次に、75℃で18時間加熱する。溶液は、約50℃に冷却し、ろ過し、固体は、トルエン(200cm)で洗浄する。ろ液は、濃縮し、80〜100石油(3×30cm)で研和し、固体はろ過によって収集する。固体は、クロロホルム(120cm)に溶解させ、N,N−ジメチルホルムアミド(5.3g、72mmol)を加え、溶液は0℃に冷却する。オキシ塩化リン(V)(10.4g、67.9mmol)を10分間にわたって加える。次に、反応混合物は、65℃で18時間加熱する。酢酸ナトリウム水溶液(150cm、2M)を65℃で加え、反応混合物は、1時間撹拌する。混合物がpH6になるまで、飽和酢酸ナトリウム水溶液を加え、反応物は、さらに30分間撹拌する。水相は、クロロホルム(2×25cm)で抽出し、組み合わされた有機層は、水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。固体は、80〜100石油中で研和し、固体はろ過によって収集して、中間体34(3.06g、56%)をオレンジ色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.72(2H,s)、7.58(2H,s)、7.00−7.08(8H,m)、6.69−6.82(8H,m)、3.83(8H,t,J 6.5)、1.61−1.71(8H,m)、1.34(8H,m)、1.11−1.33(32H,m)、0.72−0.90(12H,m).
化合物14
クロロホルム(8.25cm)中の中間体34(330mg、0.27mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(373mg、1.92mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.55cm、6.86mmol)を加え、混合物は、23℃で4時間撹拌する。メタノール(50cm)を加え、得られた懸濁液は、ろ過し、メタノール(3×20cm)で洗浄する。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1)によって精製して、化合物14(141mg、33%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.79(2H,s)、8.60(2H,m)、7.75−7.91(2H,m)、7.67(4H,m)、7.61(s、2H)、7.04−7.12(8H,m)、6.74−6.81(8H,m)、3.85(8H,t,J 6.5)、1.68(8H,m)、1.11−1.43(40H,m)、0.72−0.84(12H,m).
実施例15
中間体35
−78℃に冷却された無水テトラヒドロフラン(135cm)中の1−ブロモ−3,5−ジヘキシル−ベンゼン(9.00g、27.7mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(11.1cm、27.7mmol、ヘキサン中2.5M)の溶液を滴下して加える。反応物は、1時間撹拌し、メチル5−ブロモ−2−[5−(4−ブロモ−2−メトキシカルボニル−フェニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]ベンゾエート(3.13g、5.53mmol)を一度に加える。反応物は、23℃に温め、18時間撹拌する。反応物は、ジエチルエーテル(50cm)と水(100cm)とに分離させる。有機相は、水(30cm)、塩水(30cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、40〜60石油で研和し、固体は、トルエン(50cm)中で懸濁させる。p−トルエンスルホン酸(2.5g)を加え、反応混合物は、17時間撹拌する。懸濁液はろ過し、減圧下で濃縮し、DCM石油エーテル40:60の混合物で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。得られた材料は、アセトン中で研和し、固体を収集して、中間体35(2.71g、34%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.42(2H,d,J 1.7)、7.32(2H,dd,J 8.1、1.8)、7.11(2H,d,J 8.1)、6.80(4H,t,J 1.5)、6.71(8H,d,J 1.5)、2.40(16H,t,J 7.7)、1.38−1.48(16H,m)、1.11−1.24(48H,m)、0.70−0.79(24H,m).
中間体36
トルエン(12.5cm)中の中間体35(250mg、0.17mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(0.18cm、0.40mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(16mg、0.05mmol)の脱気した溶液に、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(16mg、0.02mmol)を加え、混合物はさらに脱気する。次に、反応物は、6時間にわたって140℃の外部温度に加熱する。反応混合物は、冷却させ、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:9〜3:10)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。得られた油は、クロロホルム(30cm)に溶解させ、18時間にわたって2.5Nの塩酸溶液(10cm)とともに撹拌する。有機相は減圧下で濃縮し、残渣は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:4〜1:4)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。得られた固体は、アセトン中で研和し、固体はろ過によって収集して、中間体36(170mg、65%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.78(2H,s)、7.59−7.65(4H,m)、7.55(2H,dd,J 8.0、1.6)、7.31(2H,d,J 8.0)、7.24(2H,d,J 3.9)、6.82(4H,s)、6.78(8H,s)、2.41(16H,t,J 7.6)、1.39−1.49(16H,m)、1.17(48H,m)、0.69−0.85(24H,m).
化合物15
クロロホルム(4.25cm)中の中間体36(170mg、0.11mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(153mg、0.79mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.63cm、7.86mmol)を加え、混合物は、23℃で18時間撹拌する。メタノール(75cm)を加え、得られた懸濁液は、ろ過し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。得られた固体は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜2:3)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物15(32mg、15%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.75(2H,s)、8.55−8.64(2H,m)、7.82−7.87(2H,m)、7.64−7.80(10H,m)、7.25−7.49(4H,m)、6.80−6.87(12H,m)、2.42(16H,t,J 7.6)、1.47(16H,m)、1.11−1.23(48H,m)、0.67−0.75(m、24H).
実施例16
中間体37
−78℃で1−ブロモ−3−ヘキシル−ベンゼン(6.39g、26.5mmol)および無水テトラヒドロフラン(45cm)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(10.6cm、26.5mmol、ヘキサン中2.5M)の溶液を滴下して加える。反応混合物は、1時間撹拌し、メチル5−ブロモ−2−[5−(4−ブロモ−2−メトキシカルボニル−フェニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]ベンゾエート(3.00g、5.3mmol)を一度に加える。反応物は、23℃に温め、17時間撹拌する。反応物は、ジエチルエーテル(100cm)と水(100cm)とに分離させる。有機相は、水(2×50cm)、塩水(20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。得られた油は、40〜60石油で研和し、固体は、トルエン(40cm)中で懸濁させる。p−トルエンスルホン酸(2.0g)を加え、反応混合物は、17時間撹拌する。懸濁液はろ過し、減圧下で濃縮する。得られた材料は、50℃で、アセトン中で研和し、次に、0℃でろ過して、中間体37(1.28g、22%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.51(2H,d,J 1.7)、7.41(2H,dd,J 8.1、1.8)、7.13−7.25(6H,m)、7.04−7.12(8H,m)、6.92−6.98(4H,m)、2.50−2.59(m、8H)、1.54(8H,m)、1.18−1.24(m、24H)、0.79−0.88(m、12H).
中間体38
トルエン(12.5cm)中の中間体37(250mg、0.22mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(277mg、0.52mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(21mg、0.07mmol)の脱気した溶液に、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(21mg、0.02mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、6時間にわたって140℃の外部温度に加熱する。反応混合物は、減圧下で濃縮し、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜1:3)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。得られた油は、クロロホルム(10cm)に溶解させ、18時間にわたって2.5Nの塩酸(10cm)とともに撹拌する。有機相は、水(10cm)および塩水(20cm)で洗浄してから、減圧下で濃縮する。得られた固体は、アセトン中で研和して、中間体38(75mg、28%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.86(2H,s)、7.67−7.74(4H,m)、7.63(2H,m)、7.41(2H,d,J 8.0)、7.34(2H,d,J 3.9)、7.06−7.23(12H,m)、6.98−7.06(4H,m)、2.56(8H,t,J 7.6)、1.55(8H,m)、1.19−1.33(m、24H)、0.82(12H,m).
化合物16
クロロホルム(1.9cm)中の中間体38(75mg、0.06mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(87mg、0.45mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.36cm、4.46mmol)を加え、反応混合物は、23℃で18時間撹拌する。メタノール(40cm)を加え、得られた懸濁液は、ろ過し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。得られた固体は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜2:3)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物16(63mg、65%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz CDCl)8.75(2H,s)、8.60(2H,dd,J 7.1、11.4)、7.84(2H,dd,J 6.9、1.8)、7.63−7.80(8H,m)、7.44(2H,d,J 8.4)、7.39(2H,d,J 4.2)、7.08−7.15(8H,m)、7.04(4H,d,J 7.6)、6.96(4H,m)、2.49(8H,t,J 7.6)、1.49(8H,t,J 4.2)、1.09−1.26(24H,m)、0.68−0.76(12H,m).
実施例17
化合物17
無水クロロホルム(34cm)中の中間体10(450mg、0.32mmol)の溶液に、ピリジン(1.8cm、22mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、マロノニトリル(148mg、2.24mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で41時間撹拌する。次に、反応混合物は、メタノール(350cm)に加え、さらなるメタノール(2×10cm)およびジクロロメタン(2×5cm)で洗浄する。次に、さらなるメタノール(35cm)を加え、混合物は、23℃で50分間撹拌してから、ろ過し、固体を、メタノール(3×20cm)、40〜60石油(3×20cm)、80〜100石油(3×20cm)、シクロヘキサン(3×20cm)、ジエチルエーテル(4×20cm)およびアセトン(4×20cm)で洗浄して、化合物17(429mg、89%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.75(2H,s)、8.68(2H,d,J 8.1)、8.29(2H,s)、7.78(2H,d,J 7.8)、7.24(8H,d,J 8.4)、7.14(8H,d,J 8.3)、2.58(8H,t,J 7.7)、1.56−1.65(8H,m)、1.20−1.37(40H,m)、0.85(12H,t,J 6.9).
実施例18
化合物18
クロロホルム(5cm)中の中間体34(200mg、0.17mmol)および2−(3−エチル−4−オキソ−チアゾリジン−2−イリデン)−マロノニトリル(225mg、1.16mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(0.94cm、12mmol)、続いてピペリジン(992mg、11.7mmol)を加える。反応物は、23℃で18時間撹拌し、次に、メタノール(50cm)で沈殿させ、ろ過し、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;3:2〜2:3)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。次に、単離された材料は、アセトン(10cm)中で研和し、固体はろ過によって収集して、化合物18(48mg、19%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.97(2H,s)、7.30(2H,s)、7.01−7.08(8H,m)、6.72−6.79(8H,m)、4.24(4H,q,J 7.1)、3.84(8H,t,J 6.5)、1.67(8H,q,J 6.8)、1.30−1.40(14H,m)、1.11−1.28(32H,m)、0.76−0.84(12H,m).
実施例19
中間体39
0℃で無水N,N−ジメチルホルムアミド(100cm)中の3−メトキシ−チオフェン(25.0g、219mmol)の溶液に、20分間にわたって、無水N,N−ジメチルホルムアミド(150cm)中の1−ブロモ−ピロリジン−2,5−ジオン(39.0g、219mmol)の溶液を滴下して加え、反応物は、65時間にわたって23℃になるまで撹拌する。次に、反応混合物は、ジエチルエーテル(100cm)で希釈し、塩水(250cm)で洗浄し、水(250cm)で希釈し、有機層を分離させる。次に、水層は、ジエチルエーテル(2×100cm、次に50cm)で抽出し、組み合わされた有機抽出物は、塩水(3×100cm)で洗浄し、水層を毎回ジエチルエーテル(50cm)で抽出する。次に、組み合わされた有機抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜4:1)で溶離するシリカプラグによって精製する。生成物を含有する画分は、23℃で、減圧下で濃縮し、氷水浴に迅速に入れる。次に、無水テトラヒドロフラン(150cm)を加え、フラスコは、窒素雰囲気下に置く。0℃で撹拌しながら、さらなる無水テトラヒドロフラン(150cm)を加えてから、溶液は、−78℃に冷却し、リチウムジイソプロピルアミド(120cm、240mmol、テトラヒドロフラン/ヘプタン/エチルベンゼン中2.0M)を40分間にわたって滴下して加える。反応混合物は、−78℃で2時間撹拌してから、反応物は、反応温度を−78℃に維持しながら、無水N,N−ジメチルホルムアミド(202cm、2630mmol)の滴下添加によってクエンチする。次に、反応物は、17時間にわたって撹拌しながら23℃に温めてから、氷(600cm)に加え、続いてペンタン(400cm)を加え、17時間撹拌する。ペンタン層は単離し、水層は、ペンタン(2×100cm)で抽出する。次に、組み合わされたペンタン抽出物は、20重量%のクエン酸溶液(2×150cm)、水(150cm)および塩水(150cm)で洗浄し、水層を毎回ペンタン(50cm)で抽出する。次に、組み合わされたペンタン抽出物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜3:2)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体39(1.96g、4%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.84(1H,s)、6.90(1H,s)、3.96(3H,s).
中間体40
無水トルエン(45cm)中の中間体9(700mg、0.42mmol)および2−ブロモ−3−メトキシチオフェン−5−カルボキシアルデヒド(205mg、0.93mmol)の脱気した溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(31mg、0.03mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(39mg、0.13mmol)を加える。次に、反応物は、20分間にわたってさらに脱気してから、17時間にわたって80℃に加熱する。次に、反応混合物は、減圧下で濃縮し、メタノール(5×20cm)で研和し、固体はろ過する。次に、粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜1:4、次に、ジクロロメタン:メタノール;1:0〜9.5:0.5)で溶離するシリカプラグによって精製する。最終的な精製は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;2:3〜1:4、次に、ジクロロメタン:メタノール;1:0〜9:1)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって行って、中間体40(134mg、23%)を暗褐色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.92(2H,s)、7.31(2H,s)、7.12−7.17(8H,m)、7.08−7.12(8H,m)、6.84(2H,s)、4.01(6H,s)、2.53−2.60(8H,m)、1.54−1.64(8H,m)、1.20−1.37(40H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
化合物19
無水クロロホルム(10cm)中の中間体40(134mg、0.10mmol)の溶液に、ピリジン(0.6cm、6.9mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(134mg、0.69mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で20分間撹拌してから、さらなる無水脱気クロロホルム(5cm)を加え、反応物は、さらに3時間20分撹拌する。次に、反応混合物は、メタノール(250cm)に加え、メタノール(2×10cm)およびジクロロメタン(2×5cm)で洗浄する。次に、さらなるメタノール(50cm)を加えてから、固体はろ過し、次に、さらなるメタノール(10×10cm)で洗浄する。次に、粗生成物は、勾配溶媒系(クロロホルム、次にジクロロメタン:メタノール;9.5:0.5)を用いたカラムクロマトグラフィー、およびメタノール(3×10cm)での研和によって行われる最終的な精製によって部分的に精製し、ろ過された固体を、40〜60石油(3×10cm)、シクロヘキサン(3×10cm)およびジエチルエーテル(3×10cm)で洗浄して、化合物19(58mg、34%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.16(2H,s)、8.62−8.67(2H,m)、7.82−7.87(2H,m)、7.63−7.72(4H,m)、7.58(2H,s)、7.12−7.19(16H,m)、6.89(2H,s)、4.13(6H,s)、2.59(8H,t,J 7.7)、1.57−1.65(8H,m)、1.22−1.36(40H,m)、0.87(12H,t,J 6.8).
実施例20
中間体41
−78℃で無水テトラヒドロフラン(70cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシル−ベンゼン(10.0g、41.5mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(16.6cm、41.5mmol、ヘキサン中2.5M)を少しずつ加える。反応物は、1時間撹拌し、メチル5−ブロモ−2−[5−(4−ブロモ−2−メトキシカルボニル−フェニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]ベンゾエート(4.70g、8.29mmol)を一度に加える。反応物は、23℃に温め、17時間撹拌する。反応物は、ジエチルエーテル(100cm)と水(100cm)とに分離させる。有機相は、水(2×50cm)、塩水(20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。得られた油は、40〜60石油で研和し、固体は、トルエン(40cm)中で懸濁させ、p−トルエンスルホン酸(2.0g)を加え、反応混合物は、23℃で17時間撹拌する。懸濁液はろ過し、減圧下で濃縮する。得られた材料は、50℃で、アセトン中で研和し、次に、0℃でろ過して、中間体41(3.4g、37%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.52(2H,d,J 1.7)、7.40(2H,dd,J 8.1、1.8)、7.21(2H,d,J 8.1)、7.06−7.15(m、16H)、2.52−2.61(m、8H)、1.58(8H,m)、1.22−1.40(24H,m)、0.83−0.92(12H,m).
中間体42
トルエン(12.5cm)中の中間体41(250mg、0.22mmol)、トリブチル−(5−[1,3]ジオキソラン−2−イル−チオフェン−2−イル)−スタンナン(273mg、0.51mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(2mg、0.01mmol)の脱気した溶液に、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(20mg、0.02mmol)を加える。溶液はさらに脱気し、18時間にわたって140℃の外部温度に加熱する。メタノール(20cm)を加え、懸濁液は30分間撹拌し、ろ過し、固体は、メタノール(20cm)で洗浄する。得られた固体は、40:60石油、続いてジクロロメタンで溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。得られた固体は、クロロホルム(30cm)に溶解させ、4時間にわたって塩酸(10cm、3N)とともに撹拌する。有機相は、水(10cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過してから、減圧下で濃縮し、次に、アセトン中で研和して、中間体42(160mg、61%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.78(2H,s)、7.59−7.66(4H,m)、7.55(2H,dd,J 8.0、1.5)、7.33(2H,d,J 7.9)、7.28(2H,d,J 3.9)、7.11(8H,d,J 8.0)、7.03(8H,d,J 8.0)、2.49(8H,t,J 7.9)、1.51(8H,m)、1.23(24H,m)、0.71−0.83(12H,m).
化合物20
クロロホルム(12.3cm)中の中間体42(170mg、0.14mmol)および3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(196mg、01.01mmol)の脱気した溶液に、ピリジン(799mg、10mmol)を加え、23℃で18時間撹拌する。メタノール(30cm)を加え、得られた懸濁液は、ろ過し、固体は、メタノール(30cm)で洗浄する。固体は、アセトン(10cm)中で研和し、ろ過し、アセトン(30cm)で洗浄して、化合物20(214mg、97%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.87(2H,s)、8.69−8.74(2H,m)、7.92−8.00(2H,m)、7.85(2H,d,J 4.3)、7.72−7.82(8H,m)、7.41−7.50(m、4H)、7.22(8H,d,J 8.2)、7.14(8H,d,J 8.1)、2.58(8H,t,J 7.9)、1.57(8H,m)、1.24−1.40(24H,m)、0.82−0.91(12H,m).
実施例21
化合物21
無水クロロホルム(28cm)中の中間体8(303mg、0.27mmol)の溶液に、ピペリジン(0.1cm、1.0mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、2−(3−エチル−4−オキソチアゾリジン−2−イリデン)マロノニトリル(134mg、0.69mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で17時間撹拌する。次に、反応混合物は、メタノール(300cm)に加え、メタノール(3×5cm)およびジクロロメタン(5cm)で洗浄してから、沈殿物をろ過し、メタノール(2×10cm)で洗浄する。ろ過された固体は、さらなるメタノール(3×10cm)で洗浄し、粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:1〜2:3)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製する。最終的な精製は、メタノール(3×10cm)による研和によって行われ、ろ過された固体を、40〜60石油(3×10cm)、ジエチルエーテル(10cm)およびアセトン(10cm)で洗浄して、化合物21(144mg、36%)を濃い青色/黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.05(2H,s)、7.41(2H,s)、7.10−7.16(16H,m)、4.32(4H,q,J 7.1)、2.58(8H,t,J 7.8)、1.56−1.64(8H,m)、1.40(6H,t,J 7.1)、1.22−1.36(40H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
実施例22
中間体43
−78℃で無水テトラヒドロフラン(60cm)中の1−ブロモ−3,5−ジヘキシル−ベンゼン(14.5g、44.6mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(17.8cm、44.6mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。反応物は、2時間撹拌し、エチル2−[5−(3−エトキシカルボニル−2−チエニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]チオフェン−3−カルボキシレート(4.00g、8.92mmol)を加える。反応物は、23℃に温め、17時間撹拌する。水(100cm)を加え、生成物は、エーテル(100cm)で抽出する。有機相は、水(2×50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、40〜60石油、次にジクロロメタンで溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製する。固体は、トルエン(40cm)中で懸濁させ、p−トルエンスルホン酸(2.0g)を加え、反応混合物は、60℃で4時間加熱する。固体はろ過によって収集し、トルエン(50cm)で洗浄し、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜95:5)を用いたフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、中間体43(2.5g、21%)を淡褐色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.07(2H,d,J 4.9)、6.96(2H,d,J 4.9)、6.78(4H,d,J 1.6)、6.74(8H,d,J 1.5)、2.40(16H,t,J 8.0)、1.40−1.48(16H,m)、1.10−1.26(48H,m)、0.69−0.82(24H,m).
中間体44
0℃で中間体21(0.50g、0.38mmol)、無水N,N−ジメチルホルムアミド(0.40cm、5.2mmol)クロロホルム(20cm)に、オキシ塩化リン(0.47cm、5.0mmol)を滴下して加える。反応物は、70℃で18時間加熱してから、60℃に冷却し、飽和酢酸ナトリウム水溶液(7cm)を加え、混合物は、1時間撹拌する。有機相は分離させ、水(20cm)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。固体は、アセトン(3×5cm)中で研和して、中間体43(400mg、76%)を明るいオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.78(2H,s)、7.64(2H,s)、6.90(4H,d,J 1.6)、6.78(8H,d,J 1.6)、2.46(16H,d,J 7.9)、1.42−1.51(16H,m)、1.17−1.28(48H,m)、0.76−0.85(24H,m).
化合物22
2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(100mg、0.5mmol)、中間体44(100mg、0.07mmol)およびクロロホルム(10cm)の脱気した混合物に、ピリジン(0.41cm、5.1mmol)を加え、混合物はさらに脱気する。反応混合物は、4時間撹拌し、メタノール(40cm)を加え、懸濁液はろ過する。次に、固体は、メタノール(40cm)で洗浄して、化合物22(101mg、84%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.87(2H,s)、8.64−8.71(2H,m)、7.84−7.96(2H,m)、7.67−7.79(6H,m)、6.93−6.98(4H,m)、6.77−6.83(8H,m)、2.52(16H,t,J 7.8)、1.53(16H,d,J 7.9)、1.21−1.35(46H,m)、0.80−0.88(24H,m).
実施例23
中間体45
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中のトリイソプロピル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル−シラン(11.86g、40.0mmol)の溶液に、20分間にわたってn−ブチルリチウム(20.8cm、52.0mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で120分間撹拌し、次に、塩化トリブチルスズ(15.8cm、56.0mmol)を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温め、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、40〜60石油(250cm)中で希釈し、ゼオライトプラグ(50g)に通してろ過する。プラグは、さらなる40〜60石油(250cm)で洗浄する。溶媒は減圧下で除去して、中間体45(23.1g、99%)を透明の油として得る。H−NMR(400MHz、CDCl)7.27(1H,d J 0.7)、7.1(1H,s)、1.35−1.63(9H,m)、1.17−1.34(12H,m)、0.98−1.13(18H,m)、0.65−0.91(12H,m).
中間体46
中間体31(7.5g、21mmol)、中間体45(17.8g、30.4mm)および無水トルエン(300cm)の混合物は、25分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(500mg、0.43mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、85℃で17時間撹拌する。反応混合物は、セライトプラグ(50g)に通して高温でろ過し、高温トルエン(100cm)で十分に洗浄する。溶媒を減圧下で、100cmまで減少させ、氷浴中で冷却して、懸濁液を形成する。生成物はろ過し、水(100cm)およびメタノール(100cm)で洗浄し、収集し、減圧下で乾燥させて、中間体46(9.5g、71%)を黄色の結晶性固体として得る。H−NMR(400MHz、CDCl)7.75(2H,d,J 0.7)、7.30(2H,d,J 0.7)、4.36(4H,q,J 7.2)、1.23−1.43(12H,m)、1.07(36H,d,J 7.3).
中間体47
−78℃で無水テトラヒドロフラン(167cm)中の1−ブロモ−4−ドデシルオキシ−ベンゼン(10.6g、30.9mmol)の懸濁液に、60分間にわたってtert−ブチルリチウム(36.4cm、61.8mmol、ペンタン中1.7M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で120分間撹拌する。中間体46(6.0g、6.9mmol)を一度に加える。次に、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジエチルエーテル(200cm)および水(200cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×200cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジエチルエーテル;7:3)を用いて精製する。固体は、メタノール(200cm)で研和し、ろ過によって収集して、中間体47(10.3g、82%)をクリーム色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.15−7.23(10H,m)、6.77−6.85(8H,m)、6.65(2H,d,J 0.7)、3.45(2H,s)、3.95(8H,s)、1.71−1.85(8H,m)、1.20−1.52(72H,m)、1.11(36H,d,J 7.3)、0.82−0.95(12H,m).
中間体48
60分間にわたって0℃で無水トルエン(250cm)中の中間体47の溶液に通して窒素ガスをバブリングする。アンバーリスト(Amberlyst)15強酸(50g)を加え、混合物は、さらに30分間にわたって脱気する。得られた懸濁液は、70℃で2時間撹拌する。反応混合物は、23℃に冷却させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、アセトン(200cm)で研和する。固体はろ過して、中間体48(4.2g、89%)を濃いオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.28(4H,m)、7.16−7.24(8H,m)、6.75−6.93(8H,m)、3.91(8H,t,J 6.5)、1.67−1.82(8H,m)、1.37−1.48(8H,m)、1.19−1.37(64H,m)、0.80−1.00(12H,m).
中間体49
−78℃で無水テトラヒドロフラン(24cm)中の中間体48(0.6g、0.41mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(0.7cm、1.6mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌する。N,N−ジメチルホルムアミド(0.16cm、2.4mmol)を一度に加え、混合物は、2時間にわたって23℃に温める。ジエチルエーテル(50cm)および水(50cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;8:2)を用いて精製して、中間体49(380mg、61%)を暗赤色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.90(2H,s)、7.94(2H,s)、7.08−7.23(8H,m)、6.78−6.93(8H,m)、3.91(8H,t,J 6.5)、1.65−1.85(8H,m)、1.17−1.51(72H,m)、0.82−0.96(12H,m).
化合物23
無水クロロホルム(26cm)中の中間体49(370mg、0.24mmol)の溶液に、ピリジン(1.4cm、17mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(280mg、1.4mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で20分間撹拌する。混合物は、40℃で2時間撹拌し、次に、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、エタノール(200cm)で研和して、重質の懸濁液を生成し、これはろ過によって収集し、固体は、アセトン(50cm)で洗浄する。粗生成物は、ジクロロメタン(20cm)に溶解させ、アセトン(250cm)中に沈殿させて、懸濁液を形成する。固体はろ過によって収集して、化合物23(437mg、96%)を灰色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.87(2H,s)、8.63−8.74(2H,m)、8.13(2H,s)、7.87−7.97(2H,m)、7.68−7.82(4H,m)、7.23(8H,d,J 8.8)、6.90(8H,d,J 9.0)、3.92(8H,t,J 6.5)、1.69−1.84(8H,m)、1.16−1.52(72H,m)、0.80−0.97(12H,m).
実施例24
中間体50
−78℃で無水テトラヒドロフラン(47cm)中の中間体49(1.6g、1.1mmol)の溶液に、20分間にわたってn−ブチルリチウム(1.7cm、4.3mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌する。塩化トリブチルスズ(1.3cm、4.9mmol)を一度に加え、次に、混合物は、72時間にわたって23℃に温める。溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、ゼオライトプラグ(40〜60石油)に通すことによって精製した後、エタノール(2×100cm)中で研和して、中間体50(2.0g、88%)を暗赤色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.28(2H,s)、7.18−7.24(8H,m)、6.79−6.87(8H,m)、3.91(8H,t,J 6.6)、1.51−1.83(32H,m)、1.20−1.48(114H,m)、1.07−1.18(15H,m)、0.76−1.03(69H,m).
化合物24
中間体50(700mg、0.34mmol)、2−(7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−イルメチレン)−マロノニトリル(218mg、0.75mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(31mg、0.75mmol)および無水トルエン(41cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(25mg、0.03mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、80℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。ジクロロメタン(200cm)および水(200cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジクロロメタン(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、ジクロロメタンに溶解させ、アセトン中に沈殿させる。固体はろ過によって収集して、化合物24(451mg、70%)を灰色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.55−8.74(6H,m)、7.83(2H,d,J 7.8)、7.14(8H,d,J 8.8)、6.77(8H,d,J 8.8)、3.82(8H,t,J 6.6)、1.58−1.69(8H,m)、1.07−1.40(72H,m)、0.68−0.85(12H,m).
実施例25
中間体51
無水クロロホルム(875cm)中の7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(2.0g、8.2mmol)の溶液に、ピリジン(46.5cm、576mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(4.0g、21mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、20分間撹拌する。混合物は、40℃で17時間撹拌する。固体はろ過によって収集し、アセトン(200cm)、水(200cm)、ジエチルエーテル(200cm)およびジクロロメタン(200cm)で洗浄して、中間体51(3.0g、86%)を、非常に限られた溶解性を有する淡黄色の固体として得る。
化合物25および26
中間体50(700mg、0.34mmol)、中間体51(356mg、0.85mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(31mg、0.10mmol)および無水トルエン(36cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(25mg、0.03mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、80℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、アセトン(200cm)中で撹拌して、懸濁液を形成し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、40〜60石油:ジクロロメタン;8:2で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、化合物25(217mg、30%)および化合物26(136mg、22%)を濃い灰色の固体として得る。化合物92:H NMR(400MHz、CDCl)9.32−9.52(2H,m)、9.15(2H,d,J 8.1)、8.52−8.75(4H,m)、7.61−7.98(8H,m)、7.16(8H,d,J 8.8)、6.79(8H,d,J 8.8)、3.83(8H,t,J 6.5)、1.56−1.73(8H,m)、0.94−1.38(72H,m)、0.77(12H,t,J 6.6).化合物93:H NMR(400MHz、CDCl)9.41(1H,s)、9.14(1H,d,J 8.0)、8.56−8.71(2H,m)、7.57−7.97(4H,m)、7.02−7.30(10H,m)、6.74(8H,dd,J 9.0 18.1)、3.70−3.91(8H,m)、1.54−1.72(8H,m)、1.06−1.72(72H,m)、0.70−0.84(12H,m).
実施例26
中間体52
−78℃で無水テトラヒドロフラン(50cm)中の1−ブロモ−3,5−ビス−ヘキシルオキシ−ベンゼン(8.96g、25.1mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(10.0cm、25.1mmol)を滴下して加える。混合物は、−78℃で2時間撹拌してから、メチル5−ブロモ−2−[5−(4−ブロモ−2−メトキシカルボニル−フェニル)−3a,6a−ジヒドロチエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]ベンゾエート(2.85g、5.0mmol)を一度に加える。混合物は、23℃に温め、17時間撹拌する。反応物は、水(100cm)に注意深く注ぎ、ジクロロメタン(2×100cm)で抽出された有機物を加える。組み合わされた有機層は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;6:4)によって精製する。中間体ジオール(3.42g、3.65mmol)は、トルエン(200cm)に取り込み、p−トルエンスルホン酸一水和物(1.39g、7.30mmol)を加える。混合物は、50℃で90分間撹拌し、混合物は、23℃に冷却させる。水(100cm)を加え、有機層は、水(100cm)および塩水(100cm)で洗浄する。有機層は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、氷冷アセトン中で研和し、固体はろ過によって収集して、中間体52(3.08g、87%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.54(2H,d,J 1.8)、7.39(2H,dd,J 8.1、1.8)、7.17(2H,d,J 8.1)、6.32(12H,bs)、3.83(16H,td,J 6.6、1.6)、1.69(16H,p、J 6.8)、1.37(16H,tq,J 9.2、4.9、2.9)、1.29(32H,dp、J 7.4、4.6、3.8)、0.80−0.91(24H,m).
中間体53
トルエン(50cm)およびN,N−ジメチルホルムアミド(10cm)中の中間体52(1.04g、0.66mmol)、2−トリブチルスタンナニル−チアゾール(0.62cm、1.97mmol)の脱気した溶液に、(テトラキス(トリフェニルホスフィン))パラジウム(0)(76.1mg、0.07mmol)を加え、混合物は、110℃で5日間撹拌する。混合物は、23℃に冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン:6.5:4.5〜3:7)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体53(973mg、93%)を黄色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.07(2H,d,J 1.5)、7.94(2H,dd,J 8.0、1.5)、7.82(2H,d,J 3.3)、7.40(2H,d,J 7.9)、7.27(2H,d,J 3.2)、6.43(8H,d,J 2.2)、6.34(4H,t,J 2.2)、3.86(16H,td,J 6.6、1.8)、1.65−1.73(16H,m)、1.25−1.42(48H,m)、0.81−0.89(24H,m).
中間体54
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中の中間体53(973mg、0.61mmol)の撹拌溶液に、n−ブチルリチウム(0.98cm、2.5mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。反応混合物は、2時間撹拌してから、無水N,N−ジメチルホルムアミド(0.21cm、2.8mmol)を加える。混合物は、23℃に温め、4時間撹拌し、メタノール(3cm)を加える。混合物は、EtO(100cm)で希釈し、水(2×100cm)で洗浄する。有機層は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン:4:6〜1:9)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体54(680mg、67%)を赤色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.01(2H,s)、8.37(2H,s)、8.12(2H,d,J 1.5)、7.99(2H,dd,J 8.0、1.6)、7.42(2H,d,J 8.0)、6.40(8H,d,J 2.2)、6.34(4H,t,J 2.2)、3.85(16H,td,J 6.6、1.7)、1.64−1.73(16H,m)、1.22−1.47(48H,m)、0.80−0.89(24H,m).
化合物27
中間体54(200mg、0.12mmol)、3−エチル−2−チオキソ−チアゾリジン−4−オン(59mg、0.36mmol)無水N,N−ジメチルホルムアミド(10cm)の脱気した溶液に、炭酸カリウム(50mg、0.36mmol)を加え、混合物は、16時間撹拌する。ジクロロメタンを加え、有機層は、水(2×100cm)、塩水(100cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、アセトン中で研和し、固体はろ過によって収集して、化合物27(69mg、29%)を光沢のある赤色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.11(2H,d,J 1.7)、8.05(2H,s)、7.96(2H,dd,J 8.0、1.7)、7.89(2H,s)、7.42(2H,d,J 8.0)、6.41(8H,d,J 2.2)、6.35(4H,t,J 2.2)、4.19(4H,q,J 7.1)、3.82−3.90(16H,m)、1.33−1.42(16H,m)、1.38(16H,dq,J 14.2、6.6)、1.20−1.32(38H,m)、0.85(24H,t,J 6.8).
実施例27
化合物28
中間体50(500mg、0.24mmol)、5−[1−(7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−イル)−メタ−(E)−イリデン]−3−エチル−2−チオキソ−チアゾリジン−4−オン(197mg、0.51mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(22mg、0.07mmol)および無水トルエン(26cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(18mg、0.02mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、90℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、アセトン(200cm)中で撹拌して、懸濁液を形成し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、40〜60石油:ジクロロメタン;1:1で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、化合物28(193mg、38%)を暗緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.57(2H,s)、8.34(2H,s)、7.79(2H,d,J 7.8)、7.58(2H,d,J 7.8)、7.15(8H,d,J 8.8)、6.77(8H,d,J 8.6)、4.13(4H,q,J 7.3)、3.81(8H,t,J 6.5)、1.63(8H,quin,J 6.9)、0.96−1.38(78H,m)、0.77(12H,t,J 6.6).
実施例28
化合物29
クロロホルム(19cm)およびピリジン(1cm)中の中間体54(192mg、0.12mmol)の脱気した溶液に、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(68mg、0.35mmol)を加え、混合物は2時間撹拌する。塩酸水溶液(10cm、2M)を加え、混合物は、ジクロロメタン(50cm)で希釈する。有機層は、水(50cm)および塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、アセトン中で研和し、固体はろ過によって収集して、化合物29(182mg、78%)を青色の粉末として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.90(2H,s)、8.74(2H,d,J 7.2)、8.41(2H,s)、8.28(2H,d,J 1.6)、8.14(2H,dd,J 8.0、1.6)、7.95(2H,d,J 7.2)、7.76−7.86(4H,m)、7.45(2H,d,J 8.1)、6.43(8H,d,J 2.2)、6.36(4H,t,J 2.2)、3.88(16H,td,J 6.6、1.7)、1.67−1.74(16H,m)、1.35−1.42(16H,m)、1.23−1.31(32H,m)、0.84(24H,t,J 7.0).
実施例29
中間体55
中間体50(400mg、0.19mmol)、2−ブロモ−チアゾール−5−カルバルデヒド(112mg、0.58mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(18mg、0.06mmol)および無水トルエン(40cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(14mg、0.02mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、90℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、アセトン(200cm)中で撹拌し、固体はろ過によって収集して、中間体55(158mg、48%)を濃い紫色の固体として得る。H−NMR(400MHz、CDCl)9.89(2H,s)、8.21(2H,s)、7.82(2H,s)、7.08(8H,d,J 8.6)、6.68−6.81(8H,m)、3.81(8H,t,J 6.4)、1.64(8H,brs)、1.10−1.36(72H,m)、0.78(12H,t,J 6.5).
化合物30
無水クロロホルム(9cm)中の中間体55(150mg、0.09mmol)の溶液に、ピリジン(0.5cm、6.2mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(120mg、0.62mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で20分間撹拌してから、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、エタノール(200cm)で研和し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、40〜60石油:ジクロロメタン;6:4で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、化合物30(17mg、9%)を緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.75(2H,s)、8.61(2H,d,J 7.3)、8.25(2H,s)、7.94(2H,s)、7.85(2H,d,J7.3)、7.70(4H,quin,J 7.5)、7.02−7.16(8H,d,J 8.8)、6.77(8H,d,J 9.0)、3.82(8H,t,J 6.4)、1.58−1.66(8H,m)、1.07−1.39(72H,m)、0.70−0.84(12H,m).
実施例30
化合物31
中間体55(169mg、0.10mmol)、ピリジン(2cm)およびクロロホルム(10cm)の脱気した溶液に、1−エチル−4−メチル−2,6−ジオキソ−1,2,5,6−テトラヒドロ−ピリジン−3−カルボニトリル(55mg、0.31mmol)を加え、混合物は20時間撹拌する。塩酸水溶液(10cm、2M)を加え、混合物は、ジクロロメタン(50cm)で希釈する。有機層は、水(50cm)および塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン:2:8〜0:1)を用いたカラムクロマトグラフィー、続いて再結晶化(エタノール/ジクロロメタン)によって精製して、化合物31(69mg、34%)を、光沢のある青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.39(2H,s)、8.24(2H,d,J 1.5)、8.14(2H,dd,J 8.1、1.5)、7.90(2H,s)、7.43(2H,d,J 8.0)、6.42(8H,d,J 2.1)、6.35(4H,t,J 2.1)、4.07(4H,q,J 7.1)、3.87(16H,t,J 6.8)、2.65(6H,s)、1.66−1.73(16H,m)、1.32−1.43(16H,m)、1.23−1.30(38H,m)、0.85(24H,t,J 6.9).
実施例31
中間体56
−78℃で無水テトラヒドロフラン(47cm)中の中間体43(1.60g、1.2mmol)の溶液に、20分間にわたってn−ブチルリチウム(1.96cm、4.9mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌し、次に、塩化トリブチルスズ(1.5cm、5.5mmol)を一度に加える。次に、混合物は、72時間にわたって23℃に温め、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、ゼオライトプラグ(40〜60石油)に通すことによって精製した後、エタノール(2×100cm)中で研和して、中間体56および塩化トリブチルスズの混合物(2.7g)を暗褐色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)6.99(2H,s)、6.64−6.85(12H,m)、2.38(16H,t,J 7.7)、0.57−1.69(98H,m).
中間体57
中間体56(1.5g、0.48mmol)、7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(232mg、0.96mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(44mg、0.14mmol)および無水トルエン(51cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(35mg、0.04mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、100℃で17時間撹拌し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、40〜60石油:ジクロロメタン;7:3で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、中間体57(650mg、84%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.67−10.73(2H,m)、8.34(2H,s)、8.20(2H,d,J 7.6)、7.93(2H,d,J 7.6)、6.94(12H,s)、2.54(16H,t,J 7.7)、1.51−1.64(16H,m)、1.20−1.36(48H,m)、0.77−0.88(24H,m).
化合物32
−30℃で無水クロロホルム(33cm)中の中間体57(500mg、0.31mmol)の溶液に、ピリジン(1.7cm、22mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(417mg、2.15mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、−30℃で30分間撹拌する。氷浴は除去し、反応物は、60分間にわたって20℃に温め、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、エタノールで研和し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、40〜60石油:ジクロロメタン;1:1で溶離するシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、化合物32(205mg、34%)を緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.61(2H,s)、9.32(2H,d,J 8.1)、8.75(2H,d,J 7.8)、8.39(2H,s)、7.94−8.03(4H,m)、7.76−7.91(4H,m)、6.95(12H,s)、2.56(16H,t,J 7.7)、1.48−1.68(m、16H)、1.20−1.40(48H,m)、0.76−0.95(24H,m).
実施例23
中間体58
中間体52(350mg、0.22mmol)、トリブチル−チオフェン−2−イル−スタンナン(248mg、0.66mmol)および無水トルエン(20cm)の脱気した溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(10mg、0.01mmol)および2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(42mg、0.09mmol)を加え、混合物は、80℃で17時間撹拌する。混合物は、23℃に冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン:9:1〜1:1)を用いたカラムクロマトグラフィー、続いて氷冷したアセトン中での研和によって精製する。固体はろ過によって収集して、中間体58(216mg、61%)を黄色の粉末として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.68(2H,d,J 1.6)、7.53(2H,dd,J 7.9、1.6)、7.32(2H,d,J 7.9)、7.20−7.26(4H,m)、7.04(2H,dd,J 5.1、3.6)、6.41(8H,d,J 2.2)、6.32(4H,t,J 2.2)、3.84(16H,td,J 6.6、2.2)、1.62−1.73(16H,m)、1.32−1.42(16H,m)、1.27(32H,dq,J 7.3、3.7、3.0)、0.82−0.88(24H,m).
中間体59
0℃で無水N,N−ジメチルホルムアミド(1cm)および無水クロロホルム(10cm)の混合物に、ホスホルオキシクロリド(phosphoroxychloride)(0.04cm、0.41mmol)を加える。混合物は23℃まで温め、1時間撹拌してから、0℃に冷却し、ここで、中間体58(216mg、0.14mmol)を加える。次に、混合物は、60℃で17時間撹拌する。混合物は、23℃に冷却させ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50cm)に注ぎ、23℃で30分間撹拌する。水層は、ジクロロメタン(100cm)で抽出する。有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン:1:1〜0:1)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体59(49mg、22%)を赤色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.86(2H,s)、7.73(2H,d,J 1.7)、7.70(2H,d,J 4.0)、7.61(2H,dd,J 8.0、1.7)、7.37(2H,d,J 8.0)、7.34(2H,d,J 4.0)、6.39(8H d,J 2.2)、6.34(4H,t,J 2.2)、3.85(16H,m)、1.69(16H,p、J 6.8)、1.23−1.45(48H,m)、0.76−0.92(24H,m).
化合物33
0℃で中間体59(59mg、0.04mmol)、無水クロロホルム(10cm)および無水ピリジン(2cm)の脱気した溶液に、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(21mg、0.11mmol)を加え、反応混合物は、0℃で2時間撹拌する。反応物は、塩酸水溶液(5cm、2M)の添加によってクエンチする。ジクロロメタン(50cm)を加え、有機層は、水(2×50cm)および塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、アセトン中で研和し、固体はろ過によって収集して、化合物33(18mg、25%)を黒色の粉末として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.86(2H,s)、8.69−8.73(2H,m)、7.91−7.94(2H,m)、7.88(2H,d,J 1.6)、7.84(2H,d,J 4.3)、7.73−7.81(6H,m)、7.46(2H,d,J 4.2)、7.40(2H,d,J 8.0)、6.42(8H,d,J 2.2)、6.36(4H,t,J 2.2)、3.88(16H,td,J 6.5、1.8)、1.71(16H,p、J 6.7)、1.31−1.47(16H,m)、1.22−1.32(32H,m)、0.79−0.88(24H,m).
実施例33
中間体60
−78℃で無水テトラヒドロフラン(48cm)中の1−ブロモ−4−ドデシルベンゼン(3.626g、11.15mmol)の懸濁液に、30分間にわたってtert−ブチルリチウム(13cm、22mmol、ペンタン中1.7M)を滴下して加える。40分後、反応物は、−30℃に温めてから、次に、反応混合物は、−78℃に再度冷却する。さらなる1−ブロモ−4−ドデシルベンゼン(362mg、1.11mmol)を加え、15分後、エチル2−[5−(3−エトキシカルボニル−2−チエニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]チオフェン−3−カルボキシレート(1.00g、2.23mmol)を、反応混合物に一度に加える。次に、この混合物は、−78℃で20分間撹拌させてから、除去し、混合物を23℃に温める。水(100cm)を加え、混合物は5分間撹拌する。次に、ジエチルエーテル(50cm)を加え、有機層は抽出する。次に、有機抽出物は、飽和塩化アンモニウム溶液(100cm)、水(100cm)および塩水(100cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜3:2)で溶離するカラムクロマトグラフィー、およびメタノール(3×10cm)での研和によって行われる最終的な精製によって精製し、ろ過された固体を、40〜60石油(2×10cm)、ジエチルエーテル(10cm)およびアセトン(10cm)で洗浄して、中間体60(2.09g、70%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.12−7.17(10H,m)、7.07−7.12(8H,m)、6.64(2H,s)、6.45(2H,d,J 5.2)、3.24(2H,s)、2.60(8H,t,J 7.7)、1.57−1.65(8H,m)、1.25−1.35(72H,m)、0.89(12H,t,J 6.8).
中間体61
無水トルエン(17cm)中の中間体60(1.00g、0.75mmol)の脱気した溶液は、トルエン(18cm)中のアンバーリスト(Amberlist)15強酸(4.00g)の脱気した懸濁液に加え、反応物は、50℃で80分間撹拌する。混合物を23℃に冷却した後、固体は、ろ過によって除去し、トルエン(3×50cm)およびジエチルエーテル(3×50cm)で洗浄し、ろ液は減圧下で濃縮する。精製は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜4:1)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって行って、中間体61(582mg、60%)を褐色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.23(2H,d,J 4.9)、7.11−7.16(8H,m)、7.05−7.10(10H,m)、2.54(8H,t,J 7.8)、1.53−1.61(8H,m)、1.22−1.33(72H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
中間体62
−78℃で無水テトラヒドロフラン(27cm)中の中間体61(582mg、0.45mmol)の溶液に、5分間にわたってn−ブチルリチウム(0.43cm、1.1mmol、ヘキサン中2.5M)を加える。混合物は、−78℃で45分間撹拌してから、さらなるn−ブチルリチウム(0.10cm、0.25mmol)を加える。混合物は、さらに5分間撹拌してから、塩化トリブチルスズ(0.42cm、1.56mmol)を加え、混合物は、17時間にわたって23℃になるまで撹拌する。メタノール(15cm)を加え、材料は減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、ペンタンに取り込み、懸濁液は、さらなるペンタンで十分に洗浄しながら、セライトに通してろ過する。次に、ろ液は減圧下で濃縮し、固体は、メタノール(3×10cm)で研和し、生成物はろ過によって収集して、中間体62(790mg、94%)を褐色の粘着性の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.13−7.18(8H,m)、7.03−7.09(10H,m)、2.54(8H,t,J 7.8)、1.51−1.60(20H,m)、1.21−1.38(84H,m)、1.06−1.13(12H,m)、0.85−0.91(30H,m).
中間体63
無水トルエン(28cm)中の中間体62(438mg、0.23mmol)および7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(124mg、0.51mmol)の脱気した溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(17mg、0.02mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(21mg、0.07mmol)を加える。反応混合物をさらに20分間にわたって脱気した後、それを80℃で17時間加熱する。23℃に冷却した後、混合物は、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、メタノール(3×10cm)で研和し、固体は、アセトン(3×10cm)で洗浄しながらろ過して、中間体63(320mg、84%)を青色/黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.69(2H,s)、8.33(2H,s)、8.19(2H,d,J 7.6)、7.94(2H,d,J 7.8)、7.22−7.27(8H,m)、7.11−7.17(8H,m)、2.58(8H,t,J 7.9)、1.51−1.65(8H,m)、1.18−1.38(72H,m)、0.86(12H,t,J 6.9).
化合物34
無水クロロホルム(21cm)中の中間体63(319mg、0.20mmol)の溶液に、無水ピリジン(1.1cm、14mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(266mg、1.37mmol)を加え、反応物は、−40℃に冷却する。溶液は、10分間にわたって、撹拌しながら、さらに脱気し、温めてから、−15〜−20℃に保持する。5時間後、次に、反応混合物は、ジクロロメタン(10cm)およびメタノール(2×10cm)で洗浄しながら、メタノール(100cm)に加える。さらなるメタノール(50cm)を加えてから、懸濁液はろ過する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜1:1)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、化合物34(24mg、6%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.58(2H,s)、9.28(2H,d,J 8.1)、8.73(2H,d,J 7.8)、8.37(2H,s)、7.94(4H,d,J 7.6)、7.74−7.85(4H,m)、7.23−7.27(8H,m)、7.15(8H,d,J 8.3)、2.58(8H,t,J 7.8)、1.53−1.65(8H,m)、1.18−1.38(72H,m)、0.83−0.90(12H,m).
実施例34
化合物35
中間体34(100mg、0.08mmol)および2−(5−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリルおよび2−(6−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(121mg、0.58mmol)の2:3位置異性体(regiomeric)混合物およびクロロホルム(2.5cm)の脱気した混合物に、ピリジン(0.47cm、5.8mmol)を加える。溶液は、10分間にわたって窒素でバブリングし、次に、23℃で3時間撹拌する。メタノール(20cm)を加え、懸濁液はろ過し、メタノール(20cm)で洗浄する。得られた固体は、2時間にわたって95℃で、メチルエチルケトン(5cm)中で撹拌し、23℃に冷却し、固体はろ過によって収集する。固体は、メチルエチルケトン(5cm)で洗浄して、化合物35(107mg、81%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.85(2H,m)、8.40−8.66(2H,m)、7.49−7.93(6H,m)、7.20(8H,d,J 8.6)、6.87(8H,d,J 8.5)、3.95(8H,t,J 6.5)、2.54−2.61(6H,m)、1.73−1.82(8H,m)、1.41−1.52(8H,m)、1.24−1.40(32H,m)、0.90(12H,t,J 6.6).
実施例35
中間体64
−78℃で無水テトラヒドロフラン(91cm)中の1−ブロモ−4−ドデシルオキシベンゼン(7.25g、21.2mmol)の懸濁液に、30分間にわたってtert−ブチルリチウム(25cm、42mmol、ペンタン中1.7M)を滴下して加える。2時間後、反応混合物は、−30℃に温めてから、−78℃に再度冷却する。さらなる1−ブロモ−4−ドデシルオキシベンゼン(720mg、2.11mmol)および10分後にエチル2−[5−(3−エトキシカルボニル−2−チエニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]チオフェン−3−カルボキシレート(1.91g、4.25mmol)を、反応混合物に一度に加える。次に、この混合物は、17時間にわたって23℃になるまで撹拌させる。次に、水(50cm)およびジエチルエーテル(25cm)を加え、有機層は抽出する。次に、残りの水層は、ジエチルエーテル(50cm)でさらに抽出し、組み合わされた有機抽出物は、塩水(75cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜3:7)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体64(4.10g、69%)を褐色の油として得て、これは、静置すると固化して黄色/褐色の固体になる。H NMR(400MHz、CDCl)7.09−7.17(10H,m)、6.79−6.85(8H,m)、6.76(2H,s)、6.43(2H,d,J 5.1)、3.95(8H,t,J 6.6)、3.25(2H,s)、1.73−1.83(8H,m)、1.41−1.50(8H,m)、1.24−1.39(64H,m)、0.89(12H,t,J 6.9).
中間体65
無水トルエン(20cm)中の中間体64(1.20g、0.85mmol)の脱気した溶液に、トルエン(20cm)中のアンバーリスト(Amberlist)15強酸(5.00g)の脱気した懸濁液を加え、反応混合物は、100℃で3時間撹拌する。固体は、ろ過によって除去し、トルエン(3×50cm)およびジエチルエーテル(3×50cm)で洗浄してから、ろ液は減圧下で濃縮する。精製は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜3:7)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって行って、中間体65(221mg、19%)を褐色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.12−7.19(10H,m)、7.04(2H,d,J 4.9)、6.75−6.82(8H,m)、3.89(8H,t,J 6.48)、1.74(8H,quin,J 7.1)、1.37−1.46(8H,m)、1.19−1.36(64H,m)、0.88(12H,t,J 6.9).
中間体66
−78℃で無水テトラヒドロフラン(22cm)中の中間体65(493mg、0.36mmol)の溶液に、5分間にわたってn−ブチルリチウム(0.43cm、1.1mmol、ヘキサン中2.5M)を加える。混合物は、−78℃で1時間撹拌する。塩化トリブチルスズ(0.34cm、1.3mmol)を加え、混合物は、17時間にわたって23℃になるまで撹拌する。メタノール(15cm)を加え、材料は減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、ペンタンに取り込み、懸濁液は、さらなるペンタンで十分に洗浄しながら、セライトに通してろ過する。次に、ろ液は減圧下で濃縮して、粗生成物2,7−ビス(トリブチルスタンニル)−4,4,9,9−テトラキス(4−ドデシルオキシフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(948mg、0.49mmol)を暗褐色の油として得て、それはさらに精製せずに使用する。無水トルエン(43cm)中の2,7−ビス(トリブチルスタンニル)−4,4,9,9−テトラキス(4−ドデシルオキシフェニル)−4,9−ジヒドロ−チエノ[3’,2’:4,5]シクロペンタ[1,2−b]チエノ[2’’,3’’:3’,4’]シクロペンタ[1’,2’:4,5]チエノ[2,3−d]チオフェン(701mg、0.36mmol)および7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(192mg、0.79mmol)の脱気した溶液に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(26mg、0.03mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(33mg、0.11mmol)を加える。反応混合物をさらに20分間にわたって脱気した後、それを80℃で17時間加熱する。23℃に冷却した後、混合物は減圧下で濃縮する。粗生成物は、メタノール(4×10cm)で研和し、固体はろ過する。次に、粗生成物は、2つの勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜1:4)(40〜60石油:ジエチルエーテル;1:0〜9:1)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって、2回部分的に精製して、部分的に純粋な画分を単離する。次に、最終的な精製は、温かいアセトンおよび温かいジエチルエーテルによる研和によって行って、中間体66(255mg、42%)を青色/黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.69(2H,s)、8.31(2H,s)、8.19(2H,d,J 7.8)、7.94(2H,d,J 7.6)、7.22−7.27(8H,m)、6.82−6.88(8H,m)、3.91(8H,t,J 6.5)、1.75(8H,quin,J 7.2)、1.37−1.46(8H,m)、1.20−1.35(64H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
化合物36
無水クロロホルム(16cm)中の中間体66(255mg、0.15mmol)の溶液に、ピリジン(0.85cm、11mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、−40℃に冷却する。3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(205mg、1.05mmol)を加え、溶液は、10分間にわたって、撹拌しながら、さらに脱気し、温めてから、−15〜−20℃に保持する。4時間後、次に、反応混合物は、メタノール(2×10cm)およびジクロロメタン(10cm)で洗浄しながら、メタノール(100cm)に加える。さらなるメタノール(50cm)を加え、懸濁液は、10分間撹拌してから、固体は、真空ろ過によって収集し、固体をさらなるメタノール(3×10cm)で洗浄する。粗生成物は、シリカプラグ(40〜60石油:ジクロロメタン;1:4)によって精製し、生成物は減圧下で濃縮する。次に、固体は、メタノール(3×10cm)で研和し、ろ過によって収集してから、シクロヘキサン(3×10cm)、ジエチルエーテル(3×10cm)、アセトン(3×10cm)、メチルエチルケトン(10cm)および酢酸エチル(3×10cm)でさらに洗浄して、化合物36(203mg、66%)を部分的に純粋な黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.58(2H,s)、9.28(2H,d,J 8.6)、8.74(2H,d,J 7.8)、8.36(2H,s)、7.93−8.00(4H,m)、7.75−7.86(4H,m)、7.23−7.27(8H,m)、6.83−6.89(8H,m)、3.92(8H,t,J 6.5)、1.70−1.80(8H,m)、1.38−1.46(8H,m)、1.18−1.37(64H,m)、0.87(12H,t,J 6.9).
実施例36
中間体67
−30℃で無水テトラヒドロフラン(150cm)中の6−ブロモ−ベンゾ[b]チオフェン(9.09g、42.6mmol)の溶液に、リチウムジイソプロピルアミド(23.5cm、46.9mmol、テトラヒドロフラン/ヘプタン/エチルベンゼン中2.0M)を滴下して加える。混合物は、−30℃で1時間撹拌してから、トリイソプロピルシリルトリフルオロメタンスルホネート(14.4g、46.9mmol)を一度に加える。混合物は、23℃に温め、15時間撹拌する。水(150cm)を加え、混合物は、ジエチルエーテル(100cm)で希釈する。水層は、ジエチルエーテル(2×50cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣はゆっくりと結晶化し、それはエタノール(150cm)中で研和して、中間体67(11.5g、72%)をオフホワイトの固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.04(1H,d,J 1.8)、7.69(1H,d,J 8.5)、7.46(1H,s)、7.46(1H,dd,J 8.6、1.9)、1.37−1.47(3H,m)、1.16(18H,d,J 7.5).
中間体68
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中の中間体67(5.00g、13.5mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(6.0cm、14.9mmol;ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。混合物は、−78℃で2時間撹拌してから、トリブチル(クロロ)スタンナン(4.0cm、15mmol)を加える。混合物は、−78℃で30分間撹拌してから、それは23℃に温め、20時間撹拌する。水(100cm)を加え、混合物は、ジエチルエーテル(100cm)で希釈する。水層は、ジエチルエーテル(2×50cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去して、8.90gの粗中間体68を黄色の油として得る。残渣は、さらに精製せずに次の工程に使用する。H NMR(400MHz、CDCl)8.01(1H,d,J 0.9)、7.82(1H,dd,J 7.7、0.7)、7.49(1H,d,J 0.9)、7.43(1H,dd,J 7.7、0.7)、1.54−1.67(9H,m)、1.33−1.44(12H,m)、1.17(18H,d,J 7.3)、0.92(12H,t,J 7.3).
中間体69
無水トルエン(60cm)および無水N,N−ジメチルホルムアミド(10cm)中の中間体68(1.80g、5.10mmol)および中間体46(7.8g、12mmol、90%の純度)の脱気した溶液に、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(850mg、1.78mmol)およびトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(187mg、0.20mmol)を加え、混合物は、80℃で20時間撹拌する。反応混合物は、23℃に冷却させ、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、氷冷ジエチルエーテル(50cm)中で研和し、ろ過して取り除き、固体は、40〜60石油(2×20cm)で洗浄して、中間体69(3.01g、68%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.15(2H,d,J 1.6)、7.90(2H,d,J 8.2)、7.62(2H,dd,J 8.2、1.6)、7.57(2H,s)、4.34(4H,q,J 7.1)、1.40−1.49(6H,m)、1.32(6H,t,J 7.1)、1.19(36H,d,J 7.5).
中間体70
−78℃で無水テトラヒドロフラン(60cm)中の1−ブロモ−4−オクチルオキシ−ベンゼン(2.48g、8.71mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(3.48cm、8.71mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。混合物は、2時間撹拌してから、中間体69(1.50g、1.74mmol)を加える。冷却浴は除去し、混合物は、17時間にわたって23℃まで温める。反応混合物は水(100cm)に注ぎ、ジクロロメタン(150cm)で希釈する。水層は、ジクロロメタン(2×50cm)で2回抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、無水トルエン(300cm)に取り込み、4−メチルベンゼンスルホン酸水和物(662mg、3.48mmol)を加える。混合物は、80℃で4時間撹拌する。23℃に冷却した後、反応物は、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(50cm)の添加によってクエンチし、水(50cm)およびジクロロメタン(150cm)で希釈する。水層は、ジクロロメタン(50cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、無水テトラヒドロフラン(40cm)に取り込み、フッ化テトラブチルアンモニウム(2,73g、10.4mmol)を加える。混合物は、2時間撹拌し、次に、水(50cm)およびジクロロメタン(100cm)で希釈する。水層は、ジクロロメタン(50cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;19:1〜7:3)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体70(990mg、45%)を黄色の粘着性の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.80(2H,d,J 8.1)、7.47(2H,d,J 8.0)、7.36(2H,d,J 5.5)、7.28(2H,d,J 7.27)、7.16−7.23(8H,m)、6.77−6.84(8H,m)、3.90(8H,t,J 6.5)、1.69−1.78(8H,m)、1.37−1.46(8H,m)、1.22−1.36(32H,m)、0.88(12H,t,J 7.0).
中間体71
−78℃で無水テトラヒドロフラン(20cm)中の中間体70(574mg、0.46mmol)の撹拌溶液に、n−ブチルリチウム(0.74cm、1.8mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。混合物は、1時間撹拌してから、無水N,N−ジメチルホルムアミド(0.14cm、1.8mmol)を加える。混合物は23℃まで温め、3時間撹拌する。反応混合物は、飽和塩化アンモニウム水溶液(20cm)に注ぎ、ジクロロメタン(100cm)で希釈する。水層は、ジクロロメタン(20cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、勾配溶媒系(シクロヘキサン:ジクロロメタン;3:7〜2:3)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体71(280mg;46%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.02(2H,s)、8.03(2H,s)、7.94(2H,d,J 8.2)、7.54(2H,d,J 8.1)、7.14−7.24(8H,m)、6.79−6.85(8H,m)、3.90(8H,t,J 6.5)、1.67−1.79(8H,m)、1.39−1.44(8H,m)、1.20−1.36(32H,m)、0.88(12H,t,J 7.1).
化合物37
0℃でピリジン(2cm)およびクロロホルム(18cm)の混合物中の中間体71(250mg、0.19mmol)の脱気した溶液に、2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(112mg、0.58mmol)を加え、混合物は、0℃で3時間撹拌する。反応物は、塩酸水溶液(10cm、2M)の添加によってクエンチし、水層は、ジクロロメタン(20cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。この残渣は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;3:2〜3:7)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製する。固体は、氷冷アセトン(30cm)中およびジエチルエーテル(20cm)で研和して、化合物37(135mg、42%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.85(2H,s)、8.67(2H,d,J 7.5)、8.24(2H,s)、7.95(4H,t,J 9.2)、7.75−7.83(4H,m)、7.59(2H,d,J 8.3)、7.23(8H,d,J 8.4)、6.83(8H,d,J 8.4)、3.87(8H,t,J 6.6)、1.63−1.74(8H,m)、1.31−1.39(8H,m)、1.18−1.31(32H,m)、0.82(12H,t,J 7.0).
実施例37
中間体72
7−ブロモ−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾール−4−カルバルデヒド(500mg、2.0mmol)および3−エチル−2−チオキソ−チアゾリジン−4−オン(2.32g、14.4mmol)およびクロロホルム(220cm)の脱気した混合物に、ピリジン(5.8cm、72mmol)を加え、反応混合物は、30分間にわたってさらに脱気する。次に、反応物は、60℃で7時間加熱する。反応物は、23℃に冷却し、ろ過し、固体は、ジクロロメタン(100cm)で洗浄して、中間体72(534mg、67%)を緑色/褐色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.44(1H,s)、7.98(1H,d,J 7.7)、7.55(1H,d,J 7.7)、4.25(2H,q,J 7.2)、1.33(3H,t,J 7.1).
中間体73
−78℃で無水テトラヒドロフラン(200cm)中の中間体52(3.09g、1.96mmol)の溶液に、n−ブチルリチウム(3.1cm、7.8mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加え、混合物は90分間撹拌する。塩化トリブチルスズ(2.4cm、8.8mmol)を加え、反応混合物は、23℃に温め、15時間撹拌する。メタノール(2cm)を加えた後、水(50cm)およびジエチルエーテル(100cm)を加える。水層は、ジエチルエーテル(2×20cm)で抽出し、組み合わされた有機層は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。固体は、40〜60石油(2×10cm)で洗浄し、ジクロロメタンに取り込む。減圧下での溶媒の蒸発により、黄色の油を得て、それは、23℃でゆっくりと結晶化する。氷冷アセトン(20cm)中での研和により、中間体73(2.95g、75%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.57(s、2H)、7.36(2H,d,J 7.4)、7.32(2H,d,J 7.4)、6.39(8H,d,J 2.2)、6.32(4H,d,J 2.2)、3.73−3.91(16H,m)、1.60−1.74(16H,m)、1.43−1.55(12H,m)、1.34−1.42(16H,m)、1.20−1.34(44H,m)、0.92−1.12(12H,m)、0.84−0.89(30H,m).
化合物38
無水トルエン(18cm)および無水N,N−ジメチルホルムアミド(2cm)の混合物中の中間体73(300mg、0.15mmol)および中間体50(174mg、0.45mmol)の脱気した溶液に、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(57mg、0.12mmol)およびトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(13mg、0.01mmol)を加え、反応混合物は、80℃で5日間加熱する。反応混合物は、23℃に冷却し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;7:3〜1:4)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製する。この固体は再結晶化して(エタノール/ジクロロメタン)、化合物38(20mg、6%)を濃い赤色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.55(2H,s)、8.20(2H,d,J 1.6)、8.02(2H,dd,J 8.0、1.6)、7.83(2H,d,J 7.6)、7.76(2H,d,J 7.6)、7.54(2H,d,J 7.9)、6.50(8H,d,J 2.2)、6.37(4H,t,J 2.2)、4.27(4H,q,J 7.1)、3.78−3.97(16H,m)、1.64−1.77(16H,m)、1.33−1.43(22H,m)、1.26−1.31(32H,m)、0.83−0.89(24H,m).
実施例38
化合物39
中間体34(100mg、0.08mmol)および2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(96mg、0.42mmol)の脱気した混合物に、クロロホルム(2.5cm)に溶解させ、ピリジン(0.47cm、5.8mmol)を加える。溶液は、23℃で6時間撹拌する。メタノール(35cm)を加え、固体はろ過によって収集し、メタノール(20cm)で洗浄する。固体は、アセトン(2cm)中で研和し、ろ過し、アセトン(2×1cm)で洗浄して、化合物39(133mg、98%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.77(2H,s)、8.46(2H,dd,J 9.5、6.5)、7.55−7.65(4H,m)、7.02−7.11(8H,m)、6.71−6.81(8H,m)、3.85(8H,t,J 6.5)、1.62−1.74(8H,m)、1.35(8H,p、J 7.3、6.8)、1.13−1.31(32H,m)、0.73−0.84(12H,m).
実施例39
化合物40
ピリジン(1cm)およびクロロホルム(10cm)の混合物中の中間体71(215mg;0.17mmol;1.00当量)の脱気した溶液に、2−(5−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリルおよび2−(6−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(103mg、0.50mmol)の等モル混合物を加え、混合物は4時間撹拌する。反応物は、塩酸水溶液(10cm、2M)の添加によってクエンチし、水層は、ジクロロメタン(20cm)で抽出する。組み合わされた有機層は、塩水(50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。残渣は、勾配溶媒系(シクロヘキサン:ジクロロメタン;3:7〜1:4)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製する。固体は、アセトン(30cm)中で研和し、ろ過して取り除いて、化合物40(73mg、23%)を青色の粉末として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.84(2H,d,J 2.5)、8.59(1H,d,J 8.1)、8.50(1H,s)、8.29(2H,s)、7.94(2H,d,J 8.2)、7.86(1H,d,J 7.8)、7.77(1H,d,J 1.6)、7.55(2H,d,J 8.2)、7.28(8H,d,J 8.7)、6.87(8H,d,J 8.7)、3.91 8H,(t,J 6.5)、1.67−1.80(8H,m)、1.35−1.47(8H,m)、1.18−1.35(32H,m)、0.87(12H,t,J 6.6).
実施例40
中間体74
中間体31(7.1g、20mmol)、トリメチル−(5−トリブチルスタンナニル−チオフェン−2−イル)−シラン(10g、23mmol)および無水トルエン(300cm)の混合物は、25分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.5g、0.4mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、85℃で17時間撹拌する。反応混合物は、セライトプラグに通して高温でろ過し、高温のトルエンで十分に洗浄する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン:4:1)を用いて精製して、中間体74(2.3g、21%)を淡黄色の固体として得る。H−NMR(400MHz、CDCl)7.40(1H,d,J 3.7)、6.99−7.03(1H,m)、4.13−4.29(4H,m)、1.15−1.28(6H,m)、0.10−0.37(9H,s).
中間体75
中間体74(2.2g、4.6mmol)、中間体23(3.4g、5.8mmol)および無水トルエン(300cm)の混合物は、25分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.5g、0.4mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、85℃で17時間撹拌する。反応混合物は、セライトプラグに通して高温でろ過し、高温のトルエンで十分に洗浄する。粗生成物は、1時間にわたってアセトン(100cm)中で撹拌して、重質の懸濁液を形成する。固体はろ過によって収集して、中間体75(3.2g、75%)を淡褐色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.80−7.86(1H,s)、7.65(1H,d,J 3.4)、7.38(1H,s)、7.24(1H,d,J 3.4)、4.43(4H,m)、1.31−1.51(10H,m)、1.15(18H,d,J 7.3)、0.38(9H,s).
中間体76
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中の1−ブロモ−3,5−ジヘキシル−ベンゼン(4.9g、15mmol)の溶液に、30分間にわたってn−ブチルリチウム(6.0cm、15.0mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で120分間撹拌する。中間体75(2.2g、3.0mmol)を加え、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジエチルエーテル(100cm)および水(100cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。有機物は組み合わせて、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去して、中間体76(2.30g、47%)を褐色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.21(1H,s)、7.06(1H,s)、6.80−7.03(12H,m)、6.42−6.55(2H,m)、3.36(2H,d,J 4.4)、2.44−2.62(16H,m)、1.48−1.65(16H,m)、1.24−1.35(49H,m)、1.11−1.17(18H,m)、0.83−0.94(24H,m)、0.26(9H,s).
中間体77
60分間にわたって0℃で無水ジエチルエーテル(100cm)中のアンバーリスト(amberlyst)15強酸(8.8g)の懸濁液に通して窒素ガスをバブリングする。混合物をさらに30分間にわたって脱気しながら、中間体76(2.2g、1.4mmol)を加える。得られた懸濁液は、23℃で2時間撹拌する。反応混合物はろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、無水テトラヒドロフラン(50cm)に取り込み、フッ化テトラブチルアンモニウム(2.7cm、2.7mmol、テトラヒドロフラン中1M)を加える。混合物は1時間撹拌する。ジエチルエーテル(100cm)および水(200cm)を加え、混合物を30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。有機物は組み合わせて、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;9:1)を用いて精製して、中間体77(1.0g、54%)を濃いオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.25−7.31(1H,m)、7.21−7.25(1H,m)、7.17(1H,d,J 4.9)、7.05(1H,d,J 4.9)、6.81−6.91(12H,m)、2.40−2.57(16H,m)、1.54(16H,d,J 6.8)、1.25(48H,d,J 7.3)、0.85(24H,q,J 6.2).
中間体78
−78℃で無水テトラヒドロフラン(22cm)中の中間体77(500mg、0.37mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(0.6cm、1.5mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌する。N,N−ジメチルホルムアミド(0.15cm、2.2mmol)を加え、混合物は、17時間にわたって23℃に温める。ジエチルエーテル(50cm)および水(50cm)を加え、混合物は、23℃で30分間撹拌する。生成物は、ジエチルエーテル(3×100cm)で抽出する。組み合わされた有機物は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;8:2)を用いて精製して、中間体78(95mg、18%)を暗赤色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.70−9.85(1H,s)、9.69−9.75(1H,s)、7.83−7.87(1H,s)、7.56(1H,s)、6.83(4H,s)、6.71(8H,dd,J 12.8、1.3)、2.29−2.53(16H,m)、1.36−1.55(16H,m)、1.05−1.27(48H,m)、0.76(24H,q,J 6.8).
化合物41
0℃で無水クロロホルム(40cm)中の中間体78(100mg、0.07mmol)の溶液に、ピリジン(0.4cm、4.5mmol)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(65mg、0.28mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、0℃で30分間撹拌する。氷浴は除去し、反応物は、120分間にわたって40℃に温める。混合物は、2−プロパノール(300cm)で希釈して、懸濁液を形成し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、ジクロロメタン(100cm)に溶解させ、次に、エタノール(300cm)で希釈して、重質の懸濁液を生成し、これはろ過によって収集して、化合物41(82mg、63%)を青色/緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.77(2H,s)、8.42(2H,dt,J 9.8、6.1)、8.06(1H,s)、7.67(1H,s)、7.56(2H,dt,J 11.4、7.6)、6.66−6.96(12H,m)、2.32−2.56(16H,m)、1.35−1.57(16H,m)、1.05−1.26(48H,m)、0.63−0.80(24H,m).
実施例41
中間体79
−78℃で無水テトラヒドロフラン(22cm)中の中間体77(500mg、0.37mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(0.6cm、1.5mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。添加の後、反応混合物は、−78℃で60分間撹拌してから、塩化トリブチルスズ(0.4cm、1.6mmol)を加える。次に、混合物は、72時間にわたって23℃に温める。溶媒は減圧下で除去し、残渣は、ゼオライトプラグ(40〜60石油)に通す。粗生成物は、エタノール(100cm)中で懸濁させ、30分間撹拌し、溶媒はデカントする。この手順は2回繰り返して、部分的に精製された中間体79(860mg)を暗赤色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.02−7.16(1H,m)、6.82−6.93(1H,m)、6.57−6.72(12H,m)、2.20−2.32(16H,m)、0.96−1.53(48H,m)、0.54−0.78(24H,m).
中間体80
中間体79(712mg、0.37mmol)、2−ブロモ−チアゾール−5−カルバルデヒド(178mg、0.73mmol)、トリ−o−トリル−ホスフィン(34mg、0.11mmol)および無水トルエン(39cm)の混合物は、10分間にわたって窒素によって脱気する。混合物に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(27mg、0.03mmol)を加え、混合物は、15分間にわたってさらに脱気する。混合物は、80℃で17時間撹拌し、23℃に冷却した後、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、2−プロパノール(100cm)中で撹拌して、懸濁液を形成し、固体はろ過によって収集する。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(40〜60石油:ジクロロメタン;8:2)を用いて精製して、中間体80(545mg、88%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)10.61(2H,s)、8.67(1H,s)、8.27(1H,s)、8.10(2H,d,J 7.6)、7.86(2H,dd,J 11.9、7.7)、6.84(12H,d,J 12.0)、2.43(16H,m)、1.43−1.57(16H,m)、1.03−1.29(48H,m)、0.63−0.80(24H,m).
化合物42
0℃で無水クロロホルム(48cm)中の中間体80(120mg、0.07mmol)の溶液に、ピリジン(0.2cm)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(66mg、0.29mmol)を加える。次に、溶液はさらに脱気し、0℃で20分間および23℃で3時間撹拌する。混合物は、エタノール(200cm)で希釈して、重質の懸濁液を生成する。固体はろ過によって収集し、メタノール(50cm)で洗浄する。粗生成物は、アセトン:ジエチルエーテルの1:1混合物(200cm)中で懸濁させて、懸濁液を形成し、30分間撹拌する。固体はろ過によって収集して、化合物42(110mg、73%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.60(2H,s)、9.31(2H,t,J 8.4)、8.84(1H,s)、8.57−8.65(2H,m)、8.45(1H,s)、8.04(2H,dd,J 12.0、8.1)、7.78(2H,t,J 7.7)、6.93−7.03(12H,m)、2.51−2.63(16H,m)、1.57−1.66(16H,m)、1.23−1.36(48H,m)、0.79−0.90(24H,m).
実施例42
化合物43
0℃で無水クロロホルム(48cm)中の中間体80(150mg、0.09mmol)の溶液に、ピリジン(0.3cm)を加える。次に、混合物は、窒素で脱気してから、クロロホルム(10cm)中の3−(ジシアノメチリデン)インダン−1−オン(69mg、0.36mmol)の溶液を加える。次に、溶液はさらに脱気し、23℃で4時間撹拌する。混合物は、エタノール(500cm)で希釈して、重質の懸濁液を生成する。固体はろ過によって収集し、アセトン(50cm)で洗浄して、化合物43(98mg、54%)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.57(2H,s)、9.33(2H,t,J 7.9)、8.82(1H,s)、8.76(2H,d,J 7.3)、8.44(1H,s)、8.01−8.07(2H,m)、7.99(2H,d,J 7.1)、7.78−7.90(4H,m)、6.98(12H,d,J 11.7)、2.48−2.62(16H,m)、1.50−1.65(24H,m)、1.20−1.41(48H,m)、0.78−0.92(24H,m).
実施例43
中間体81
3−メトキシ−チオフェン(25.0g、219mmol)および2−エチル−ヘキサン−1−オール(51.4cm、329mmol)は、無水トルエン(500cm)に溶解させる。撹拌しながら、4−メチルベンゼンスルホン酸水和物(4.17g、21.9mmol)を加え、23℃で35分後、反応物は、20時間にわたって還流状態で加熱する。次に、反応物は、23℃に冷却してから、さらなるトルエン(50cm)を加える。溶液は、水(2×250cm)および塩水(250cm)で洗浄してから、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、シリカプラグ(40〜60石油)、続いてカラムクロマトグラフィー(40〜60石油)によって精製して、中間体81(23.4g、50%の収率)を、黄色を帯びた油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.18(1H,dd,J 5.3、3.1)、6.77(1H,dd,J 5.3、1.6)、6.24(1H,dd,J 3.2、1.5)、3.84(2H,dd,J 5.8、0.9)、1.72(1H,spt,J 6.1)、1.26−1.56(8H,m)、0.88−0.97(6H,m).
中間体82
0℃で無水N,N−ジメチルホルムアミド(330cm)中の中間体81(23.1g、109mmol)の溶液に、無水N,N−ジメチルホルムアミド(110cm)中の1−ブロモ−ピロリジン−2,5−ジオン(19.4g、109mmol)の溶液を加える。次に、反応混合物は、23℃で41時間撹拌してから、撹拌しながら氷(2000cm)に加える。溶解したら、水性懸濁液の半分は、40〜60石油(300cm)で抽出する。水層は除去し、水性懸濁液のもう半分を抽出する。水層は、40〜60石油(200cm)の第2の洗浄でこのようにさらに抽出する。次に、有機抽出物は組み合わせて、塩水(2×200cm)で洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過する。安定性の懸念により、バルクのサンプルは減圧下で濃縮せず、使用の直前まで溶液中にあるようにする。サンプルのH NMRは、黄色の油としての中間体82の定量的収率を示唆する。1H NMR(400MHz、CDCl)7.19(1H,d,J 5.9)、6.75(1H,d,J 5.9)、3.93(2H,d,J 5.9)、1.71(1H,sept,J 6.1)、1.24−1.60(8H,m)、0.88−0.98(6H,m).
中間体83
−78℃で無水テトラヒドロフラン(180cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシルベンゼン(10.3g、42.5mmol)の懸濁液に、30分間にわたってtert−ブチルリチウム(50cm、85mmol、ペンタン中1.7M)を加える。次に、反応物は、−30℃に温めてから、−78℃に再度冷却する。次に、さらなる1−ブロモ−4−ヘキシルベンゼン(1.00g、4.15mmol)を加えて、残りのtert−ブチルリチウムの消費を確実にする。次に、エチル2−[5−(3−エトキシカルボニル−2−チエニル)チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル]チオフェン−3−カルボキシレート(3.81g、8.50mmol)は、反応混合物に一度に加え、混合物は、23℃で17時間撹拌させる。反応物は、ジエチルエーテル(100cm)で希釈し、水(200cm)で洗浄する。有機層は、ジエチルエーテル(100cm)で希釈し、水(200cm)および塩水(100cm)でさらに洗浄する。次に、有機層は、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。次に、粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜2:3)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体83(5.61g、66%の収率)を淡黄色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.07−7.18(18H,m)、6.65(2H,s)、6.45(2H,d,J 5.4)、3.25(2H,s)、2.60(8H,t,J 7.7)、1.58−1.66(8H,m)、1.24−1.39(24H,m)、0.87−0.92(12H,m).
中間体84
無水トルエン(65cm)中のアンバーリスト(amberlyst)15強酸(10.8g)の脱気した懸濁液に、無水トルエン(64cm)中の中間体83(2.69g、2.68mmol)の脱気した溶液を加え、反応混合物は、23℃で15分間撹拌する。次に、反応混合物は、40℃で70分間および50℃でさらに45分間加熱する。次に、反応物は、トルエン(3×40cm)およびジエチルエーテル(5×50cm)で洗浄しながら、セライト:硫酸マグネシウム:セライトの層状の床に通してろ過する。次に、混合物は減圧下で濃縮し、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜1:9)で溶離するカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体84(540mg、21%)を黄色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.12−7.18(10H,m)、7.05−7.10(10H,m)、2.55(8H,t,J 7.8)、1.51−1.63(8H,m)、1.23−1.37(24H,m)、0.84−0.90(12H,m).
中間体85
無水テトラヒドロフラン(70cm)中の中間体84(1.15g、1.19mmol)の溶液は、−78℃に冷却してから、n−ブチルリチウム(1.4cm、3.6mmol、ヘキサン中2.5M)を、シリンジによって加える。次に、混合物は、−78℃で1時間撹拌してから、塩化トリブチルスズ(1.1cm、4.2mmol)を加える。混合物は、23℃で17時間撹拌し、メタノール(20cm)を加え、6時間撹拌した後、反応混合物は、減圧下で濃縮する。粗生成物は、メタノール(3×10cm)で研和し、次に、無水トルエン(150cm)中の中間体61(785mg、2.69mmol)の溶液(減圧下で新たに濃縮した)に加える。次に、溶液は、窒素で脱気してから、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(90mg、0.10mmol)およびトリス(o−トリル)ホスフィン(112mg、0.368mmol)を加える。次に、反応混合物は、さらに脱気してから、19時間にわたって脱気を続けながら、80℃で加熱する。次に、反応物は、23℃で4日間撹拌し、その後、それは減圧下で濃縮する。次に、粗材料は、勾配溶媒系(石油40〜60:ジクロロメタン;1:0〜2:3)を用いたシリカプラグによって部分的に精製する。次に、部分的に精製された材料は、メタノール(6×10cm)で研和し、無水テトラヒドロフラン(58cm)に取り込み、−78℃に冷却する。この混合物に、n−ブチルリチウム(1.4cm、3.5mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加え、反応混合物は、1時間撹拌する。次に、反応物は、N,N−ジメチルホルムアミド(2.3cm、30mmol)の添加によってクエンチし、−78℃で1時間後、反応物は、23℃で15時間撹拌させる。反応物は、ジエチルエーテル(150cm)で希釈し、塩水(20cm)を加えた水(150cm)で洗浄する。次に、有機層は単離し、水層は、ジエチルエーテル(50cm)でさらに抽出する。次に、組み合わされた有機層は、塩水(20cm)を加えた水(100cm)および塩水(100cm)でさらに洗浄してから、それらは硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜2:3)を用いたカラムクロマトグラフィー、続いて、勾配溶媒系(80〜100石油:ジエチルエーテル;1:0〜6:3)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体85(285mg、3工程で17%の収率)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.73(2H,s)、7.44(2H,s)、7.41(2H,s)、7.17(8H,d,J 8.2)、7.11(8H,d,J 8.2)、4.08(4H,d,J 5.1)、2.57(8H,t,J 7.8)、1.81(2H,spt,J 6.0)、1.43−1.66(16H,m)、1.22−1.40(32H,m)、0.82−1.00(24H,m).
化合物44
無水クロロホルム(11cm)中の中間体85(150mg、0.104mmol)の溶液に、ピリジン(0.59cm)を加え、溶液は、25分間にわたって脱気する。次に、反応混合物は、−20℃に冷却し、2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(95mg、0.41mmol)を加える。次に、反応混合物は、さらに15分間にわたって脱気し、3時間にわたって23℃に温める。次に、冷却浴は除去し、反応物は、23℃でさらに2時間撹拌してから、反応物は、ジクロロメタン(10cm)で洗浄しながら、撹拌メタノール(200cm)に加える。30分後、沈殿物はろ過によって収集し、メタノール(3×10cm)で洗浄して、化合物44(132mg、68%の収率)を黒色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.67(2H,s)、8.52(2H,dd,J 10.2、6.5)、7.67(2H,s)、7.61−7.66(2H,m)、7.51(2H,s)、7.16−7.21(8H,m)、7.11−7.16(8H,m)、4.15(4H,d,J 5.4)、2.60(8H,t,J 7.7)、1.86(2H,spt,J 6.1)、1.50−1.69(16H,m)、1.25−1.43(32H,m)、1.01(6H,t,J 7.5)、0.92−0.97(6H,m)、0.85−0.92(12H,m).
実施例44
中間体86
−78℃で無水テトラヒドロフラン(20cm)中の1−ブロモ−4−ヘキシルオキシ−ベンゼン(1.43g、5.57mmol)の溶液に、5分間にわたってtert−ブチルリチウム(6.55cm、11.1mmol、ペンタン中1.7M)を加える。次に、反応混合物は、45分間撹拌する。中間体32(550mg、0.93mmol)を一度に加え、冷却を除去し、反応混合物は、23℃で17時間撹拌する。水(50cm)およびジエチルエーテル(50cm)を加える。有機相は、水(2×30cm)で洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。得られた固体は、40〜60石油(10cm)中で撹拌し、ろ過し、40〜60石油(2×10cm)で洗浄して、中間体86(1.13g、76%)を薄い緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.11−7.22(8H,m)、6.85(2H,d,J 3.4)、6.75−6.82(7H,m)、6.49(2H,d,J 3.4)、3.94(8H,t,J 6.6)、3.34(2H,s)、1.67−1.84(8H,m)、1.39−1.52(8H,m)、1.25−1.38(16H,m)、0.86−0.95(12H,m)、0.22(s、18H).
中間体87
75℃でトルエン(34cm)に溶解された中間体86(850mg、0.70mmol)の溶液は、20分間にわたって窒素の流れで脱気する。アンバーリスト(Amberlyst)15強酸(4.0g)を加え、反応混合物は、さらに10分間にわたって脱気し、17時間撹拌する。反応物は、23℃に冷却させ、ろ過し、固体は、トルエン(50cm)で洗浄する。組み合わされた有機相は、減圧下で濃縮する。中間材料は、クロロホルム(17cm)に溶解させ、N,N−ジメチルホルムアミド(819mg、11.2mmol)を加え、溶液は0℃に冷却する。塩化ホスホリル(1.61g、10.5mmol)は、10分間にわたって加え、冷却を除去し、反応物は、65℃で17時間撹拌する。酢酸ナトリウムの水溶液(100cm、6M)を加え、二相溶液は、65℃で2時間撹拌する。混合物は、ジクロロメタン(15cm)で抽出し、組み合わされた有機相は、水(2×20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮する。固体は、40〜60石油(10cm)中で研和し、ろ過によって収集して、中間体87(763mg、63%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.80(2H,s)、7.69(2H,s)、7.00−7.28(8H,m)、6.60−6.91(8H,m)、3.91(8H,t,J 6.6)、1.61−1.85(8H,m)、1.38−1.51(8H,m)、1.32(16H,m)、0.82−0.98(12H,m).
化合物45
中間体87(200mg、0.18mmol)および2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(250mg、1.28mmol)は、クロロホルム(5cm)に溶解させ、20分間にわたって懸濁液に通して窒素をバブリングする。ピリジン(30.6cm;379mmol)を加え、さらに20分間にわたって溶液に窒素を通す。溶液は17時間撹拌する。メタノール(35cm)を加え、固体はろ過によって収集し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。固体は、アセトン(5cm)中で研和し、ろ過し、アセトン(3×2cm)で洗浄する。材料は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;11:9〜2:3)で溶離するシリカゲル上で精製して、化合物45(66mg、25%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.86(2H,s)、8.68(2H,d,J 7.4)、7.86−7.95(2H,m)、7.70−7.78(4H,m)、7.68(2H,s)、7.14(8H,d,J 8.7)、6.84(8H,d,J 8.5)、3.92(8H,t,J 6.5)、1.75(8H,m)、1.39−1.47(8H,m)、1.27−1.35(16H,m)、0.88(12H,m).
実施例45
化合物46
中間体87(200mg、0.18mmol)および2−(5−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(268mg、1.28mmol)は、クロロホルム(5cm)に溶解させ、20分間にわたって懸濁液に通して窒素をバブリングする。ピリジン(1.04cm、12.9mmol)を加え、さらに20分間にわたって溶液に窒素を通す。溶液は17時間撹拌する。メタノール(35cm)を加え、固体はろ過によって収集し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。固体は、アセトン(5cm)中で研和し、ろ過し、アセトン(3×2cm)で洗浄する。材料は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;11:9〜2:3)で溶離するシリカゲル上で精製して、化合物46(69mg、26%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.82−8.88(2H,m)、8.48−8.59(2H,m)、7.55−7.86(6H,m)、7.16−7.25(8H,m)、6.82−6.91(8H,m)、3.95(8H,t,J 6.6)、2.55−2.59(6H,m)、1.71−1.83(8H,m)、1.42−1.52(8H,m)、1.31−1.40(16H,m)、0.88−0.95(12H,m).
実施例46
中間体88
−78℃で無水テトラヒドロフラン(20cm)中の1−ブロモ−4−((S)−2−メチル−ブトキシ)−ベンゼン(1.21g、4.98mmol)の溶液に、5分間にわたってtert−ブチルリチウム(5.9cm、10.0mmol、ペンタン中1.7M)を加え、反応混合物は、1時間撹拌する。中間体32(531mg、0.90mmol)を一度に加え、冷却を除去し、反応混合物は、65時間撹拌する。水(25cm)を加え、混合物は20分間撹拌し、エーテル(25cm)で抽出する。有機部分は、水(2×15cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、減圧下で濃縮し、40〜60石油(10cm)と共沸させる。固体はろ過によって収集し、40〜60石油(10cm)中で研和し、ろ過し、40〜60石油(2×10cm)で洗浄して、中間体88(785mg、68%)を白色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.15−7.23(m、8H)、6.92(4H,dd,J 3.4、1.94)、6.83(8H,dd,J 8.8、2.1)、6.56(2H,dd,J 3.5、1.9)、3.70−3.91(8H,m)、3.33(2H,d,J 2.0)、1.82−1.95(4H,m)、1.48−1.67(4H,m)、1.22−1.38(4H,m)、1.00−1.07(12H,m)、0.87−1.00(12H,m)、0.24−0.30(18H,m).
中間体89
75℃で中間体88(785mg、0.68mmol)およびトルエン(31cm)の脱気した混合物に、アンバーリスト(Amberlyst)15強酸(3.20g)を加え、混合物は、10分間にわたってさらに脱気する。次に、反応混合物は、17時間撹拌する。懸濁液はろ過し、トルエン(50cm)で洗浄し、溶媒は減圧下で除去する。固体は、クロロホルム(15.7cm)に溶解させ、N,N−ジメチルホルムアミド(793mg、10.9mmol)を加える。溶液は0℃に冷却し、オキシ塩化リン(1.56g、10.2mmol)を10分間にわたって加える。冷却は除去し、反応物は、65℃で17時間加熱する。酢酸ナトリウム水溶液(50cm、10M)を加え、混合物は3時間撹拌する。溶液は、クロロホルム(15cm)で抽出する。組み合わされた有機相は、水(2×20cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;2:3〜4:1)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、中間体89(260mg、37%)をオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.83(2H,d,J 0.9)、7.72(2H,s)、7.17(8H,d,J 8.6)、6.85(8H,d,J 8.7)、3.68−3.85(8H)、1.79−1.91(4H,m)、1.49−1.61(4H,m)、1.21−1.34(4H,m)、1.01(12H,d,J 6.7)、0.95(12H,t,J 7.5).
化合物47
中間体89(108mg、0.10mmol)、2−(5−メチル−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(152mg、0.73mmol)およびクロロホルム(2.7cm)の脱気した混合物に、ピリジン(0.59cm、7.3mmol)を加え、混合物は、さらに10分間にわたって脱気する。反応混合物は、5時間撹拌し、メタノール(30cm)を加える。固体はろ過によって収集し、メタノール(2×10cm)で洗浄する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;9:11〜1:3)で溶離するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、化合物47(75mg、51%)を青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.75(2H,s)、8.37−8.51(2H,s)、7.41−7.75(6H,s)、7.04−7.12(8H,s)、6.74−6.82(8H,m)、3.58−3.77(8H,m)、2.44−2.50(6H,m)、1.70−1.82(4H,m)、1.39−1.55(4H,m)、1.09−1.23(4H,m)、0.92(12H,d,J 6.7)、0.85(12H,t,J 7.5).
実施例47
化合物48
クロロホルム(10cm)およびピリジン(0.75cm)中の中間体89(135mg、0.130mmol)の溶液は、10分間にわたって窒素で脱気する。2−(3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(180mg、0.91mmol)を一度に加え、反応混合物は、23℃で150分間撹拌する。メタノール(15cm)を加え、得られた沈殿物は、ろ過によって収集し、メタノール(3×10cm)で洗浄する。固体は、シリカ(40〜60石油:ジクロロメタン;2:3)のパッドに通してろ過する。減圧下での濃縮、続いて、還流アセトン(20cm)中、次にアセトン:クロロホルムの3:1混合物(40cm)中での研和により、化合物48(144mg、79%)を濃い青色の粉末を得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.84(2H,s)、8.61−8.67(2H,m)、7.84−7.90(2H,m)、7.63−7.72(6H,m)、7.13−7.21(8H,m)、6.83−6.90(8H,m)、3.81(4H,m)、3.72(4H,m)、1.78−1.92(4H,m、J 6.6)、1.56(4H,m)、1.26(4H,m)、1.00(12H,d,J 6.7)、0.94(12H,t,J 7.5).
実施例48
化合物49
−10℃で無水クロロホルム(40cm)中の中間体44(200mg、0.147mmol)およびピリジン(0.83cm、10mmol)の脱気した溶液に、10分間にわたって無水クロロホルム(8cm)中の2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(135mg、0.587mmol)の脱気した溶液を加える。次に、得られた溶液は、さらに30分間にわたって脱気し、23℃に温め、4時間撹拌する。反応混合物は、2−プロパノール(300cm)で希釈し、1時間撹拌する。得られた固体は、ろ過によって収集し、2−プロパノール(100cm)およびエタノール(100cm)で洗浄する。次に、固体は、ジクロロメタン(50cm)中で懸濁させ、次に、メタノール(500cm)に注ぐ。固体はろ過によって収集し、メタノール(100cm)および氷冷アセトン(100cm)で洗浄して、化合物49(108mg、41%)を濃い青色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.77(2H,s)、8.45(2H,dd,J 9.9、6.5)、7.52−7.66(4H,m)、6.88(4H,s)、6.72(8H,d,J 1.5)、2.34−2.52(16H,m)、1.38−1.48(16H,m)、1.19(48H,d,J 2.0)、0.67−0.88(24H,m).
実施例49
中間体90
−78℃で無水テトラヒドロフラン(100cm)中の1−ブロモ−3,5−ジヘキシル−ベンゼン(5.21g、16.0mmol)の溶液に、30分間にわたってn−ブチルリチウム(6.4cm、16mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。次に、反応混合物は、2時間撹拌する。次に、中間体46(2.80g、3.21mmol)を加え、反応混合物は、23℃に温め、17時間撹拌する。水(100cm)を加え、混合物は、さらに1時間撹拌する。ジエチルエーテル(100cm)を加え、有機層は、水(2×50cm)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;19:1〜1:4)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体90(3.54g、63%)を淡黄色の油として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.23(2H,s)、6.86−7.01(12H,m)、6.51(2H,s)、3.41(2H,s)、2.42−2.61(16H,m)、1.49−1.61(16H,m)、1.22−1.45(54H,m)、1.15(36H,d,J 7.3)、0.78−0.95(24H,m).
中間体91
0℃で無水ジエチルエーテル(100cm)中のアンバーリスト(amberlyst)15強酸(12g)の脱気した懸濁液に、中間体90(2.95g、1.67mmol)を加えた後、さらに30分間にわたって脱気する。得られた懸濁液は、23℃に温め、1時間撹拌する。反応混合物は、薄いセライトプラグに通してろ過し、ジエチルエーテル(200cm)で十分に洗浄する。次に、粗生成物は、カラムクロマトグラフィー(40〜60石油)によって精製し、次に、無水テトラヒドロフラン(50cm)に取り込み、0℃に冷却する。混合物に、フッ化テトラブチルアンモニウムの溶液(3.34cm、3.34mmol、テトラヒドロフラン中1M)を加え、得られた混合物は、23℃で30分間撹拌する。次に、溶媒は減圧下で除去し、残渣は、メタノール(200cm)中で懸濁させ、30分間撹拌する。固体はろ過によって収集して、中間体91(2.02g、85%)を濃いオレンジ色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)7.13−7.21(4H,m)、6.71−6.84(12H,m)、2.33−2.49(16H,m)、1.38−1.48(16H,m)、1.08−1.22(48H,m)、0.70−0.80(24H,m).
中間体92
−78℃で無水テトラヒドロフラン(25cm)中の中間体91(600mg、0.42mmol)の溶液に、10分間にわたってn−ブチルリチウム(0.68cm、1.7mmol、ヘキサン中2.5M)を滴下して加える。次に、混合物は、−78℃で1時間撹拌してから、無水N,N−ジメチルホルムアミド(0.17cm、2.5mmol)を加える。次に、冷却を除去し、反応混合物は、23℃で2時間撹拌する。水(50cm)を加え、混合物を30分間撹拌する。有機物は、ジエチルエーテル(3×50cm)で抽出し、組み合わせて、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、ろ過し、溶媒は減圧下で除去する。粗生成物は、勾配溶媒系(40〜60石油:ジクロロメタン;1:0〜4:1)を用いたカラムクロマトグラフィーによって精製して、中間体92(450mg、72%)を暗赤色の粘着性の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)9.79(2H,s)、7.85(2H,s)、6.83(4H,s)、6.71(8H,d,J 1.0)、2.41(16H,t,J 7.6)、1.39−1.50(16H,m)、1.15(48H,br.s)、0.70−0.80(24H,m).
化合物50
−10℃で無水クロロホルム(40cm)中の中間体92(300mg、0.20mmol)およびピリジン(1.15cm)の脱気した溶液に、10分間にわたって無水クロロホルム(8cm)中の2−(5,6−ジフルオロ−3−オキソ−インダン−1−イリデン)−マロノニトリル(187mg、0.814mmol)の脱気した溶液を加える。次に、反応混合物は、さらに30分間にわたって脱気し、23℃に温め、5時間撹拌する。反応混合物は、メタノール(300cm)で希釈し、65時間撹拌する。固体はろ過によって収集し、エタノール(100cm)およびメタノール(100cm)で洗浄して、化合物117(62mg、16%)を暗緑色の固体として得る。H NMR(400MHz、CDCl)8.90(2H,s)、8.55(2H,dd,J 10.1、6.5)、8.19(2H,s)、7.67(2H,t,J 7.5)、6.85−7.10(12H,m)、2.56(16H,t,J 7.6)、1.46−1.67(16H,m)、1.13−1.45(48H,m)、0.70−0.93(24H,m).
使用実施例A−供与体/受容体システム
吸収およびエネルギーレベル
LOT EQEシステムは、吸収スペクトル測定に使用した。材料は、o−キシレンに溶解させ、ITOガラス基板上にドロップキャストした。ITOのシート抵抗は、10〜20Ωスクエアである。フィルムは、10分間にわたってホットプレート上で乾燥させ、フィルム厚さは、100nm未満であった。吸収スペクトルについて、ITOガラス基板は、対照として使用した。測定される材料は、PCBM[C70]、実施例8からの化合物8、実施例4からの化合物4、および以下に示される構造を有するポリマー1であった。
ポリマー1およびその調製が、国際公開第2011/131280 A1号パンフレットに開示されている。
図2は、ポリマー1(白色の丸)、PCBM[C70](白色の四角)、化合物8(白色の菱形)および化合物4(白色の三角)の正規化された吸収スペクトルを示す。
図2から、可視および近赤外線(NIR)範囲内で、化合物4の吸収曲線は、830nmに位置する1つのみの明らかなピーク、および顕著でない730〜750nmにおける別のピークを有し、比較的平坦であることが分かる。690nmおよび630nmのそれぞれに位置する化合物8の2つの吸収ピーク、ならびに650nmおよび580nmのそれぞれに位置するポリマー1の2つの吸収ピークがある。可視またはNIR範囲内のPCBM[C70]からの吸収ピークはなく、700nmで終了する1つのみの長い減少するテールがある。これは、化合物8およびさらに一層化合物4が、NIR領域内で吸収することを示す。
4つの材料の吸収の開始と見なされる光学バンドギャップが、表1にまとめられている。
表1:光学バンドギャップ値
表1は、特に、化合物4が、NIR領域内のかなりの吸収を可能にするバンドギャップを有する一方、ポリマー1およびPCBM[C70]は両方とも、あったとしてもわずかなNIR吸収を可能にする約1.7eVのバンドギャップを有することを示す。
ケルビンプローブ(KP:Kelvin probe)光子放出測定は、上記の同じ4つのサンプルを用いて行った。ITOは、フィルムを接地する導体として使用した。主に、この技術は、空気中の高エネルギーUV光子によって励起される表面から放出される電子を収集するために、非常に感度の高いKP先端を用いる。空気KP光子放出スペクトルは、UV光エネルギーに対する光電子電流の強度である。最高被占分子軌道(HOMO:highest occupied molecular orbital)は、ベースラインと、低エネルギー側(発光強度の立方根)におけるKP光子放出スペクトルの傾きとの交点である。KP光子放出系は、このような計算のためのソフトウェアを有する。状態密度(DOS:density of state)は、光子放出電流を除算することによって計算される。最低空分子軌道(LUMO:lowest unoccupied molecular orbital)は、HOMOレベルから光学バンドギャップを減算することによって得られる。
4つの材料のエネルギーレベルが、表2にまとめられている。
表2:HOMO/LUMO値
表2から、供与体および受容体の対がOPDデバイス内で機能するかどうかを予測し得るエネルギー線図を描くことが可能である。ブラベックC.(Brabec,C.)著、ジャーナル・オブ・アドバンスド・マテリアルズ(J.Adv.Mater.)、2006、18、789において示されるように、供与体から受容体への効率的な電荷移動(電子)が起こるために、供与体のLUMOレベルは、受容体のLUMOレベルより約0.3eV高くすべきである。
図3は、供与体ポリマー1および受容体PCBM[C70]、化合物8および化合物4のHOMO(白色の矩形)およびLUMO(黒色の矩形)値を示す。
図3に示されるエネルギー線図によれば、全ての3つの受容体化合物8、化合物4およびPCBM[C70]は、供与体から受容体への励起子の移動を促進するエネルギー差(>0.3eV)により供与体ポリマー1とともに働くべきである。このような場合、ポリマー1は、励起子を生成する光子吸収体として働き、励起子は、ポリマー1とそれぞれの受容体との間の境界面に移動してから、そこで解離する。
化合物8および化合物4が両方とも、電子輸送(n型)半導体である一方、ポリマー1は、正孔輸送(p型)半導体である。ほとんどのp/n型BHJシステムは、p型半導体における光子吸収の大部分を有するものと考えられ、n型半導体からの最小の寄与を有するに過ぎない。BHJフィルム中の化合物8または化合物4が、ポリマー1(可視吸収のみを有する)と一緒に、NIR光照射下で電流を生成することができる場合、これは、化合物8または化合物4が、光子吸収体として働いており、励起子を生成することを意味する。したがって、次に、励起子は、化合物8または化合物4とポリマー1との間の境界面で解離することができる。エネルギー的に、励起子が解離するために、正孔が、化合物8または4からp型ポリマー1へと飛び移らなければならない一方、電子は、化合物8または化合物4相に留まることになることが結論付けられ得る。表2および図3から、受容体(化合物8または化合物4)のHOMOレベルと、供与体(ポリマー1)のHOMOレベルとのエネルギー差が、受容体から供与体への効率的な電荷移動(正孔)を達成するのに十分であることが結論付けられ得る。
結論として、これらのエネルギーレベルは、化合物8および化合物4が、n型受容体としてのPCBMの代わりを首尾よく果たし得ることを示す。さらに、例えば化合物4について示されるように、非フラーレンのエネルギーレベルの最適化により、NIR領域への吸収、ならびに可視吸収を得ることができる。
使用実施例B−有機光検出器
デバイスは、下部電極を提供するために、5mmの直径の6つのプレパターン化ITOドットを有するガラス基板上で作製する。ITO基板は、デコン(Decon)90溶液中での標準的な超音波処理プロセス(30分間)、続いて脱イオン水(×3)での洗浄および脱イオン水中での超音波処理(30分間)を用いて清浄化する。ZnO ETL層は、ZnOナノ粒子分散体を、基板上にブレードコーティングまたはスピンコーティングし、100〜140℃の温度で10分間にわたってホットプレート上で乾燥させることによって堆積させた。本明細書に開示されるポリマー1および化合物の配合物は、18〜40mg/mlの濃度で、0〜10%の共溶媒を含むo−ジクロロベンゼンまたはo−キシレン中で、1:2〜2:1の比率で調製し、23℃〜60℃の温度で17時間撹拌した。活性層は、ブレードコーティング(RK製のK101コントロール・コータ・システム(Control Coater System))を用いて堆積させた。ステージ温度は30℃または70℃に設定し、ブレードギャップは2〜15μmに設定し、速度は2〜8m/分に設定して、500〜1000nmの最終的な乾燥フィルム厚さを目標とした。コーティングの後、活性層は、100℃で10〜15分間アニールした。HTL層は、MoOまたはWOのいずれかであった。HTLがWOナノ粒子(WO NPs、ナノグレード社(Nanograde Ltd))である場合、それは、50nmの厚さで、ブレードコーティング技術によってコーティングした。HTLがMoOである場合、それは、15nmの厚さを目標として、1Å/秒の速度で、MoOペレットから電子線真空蒸着によって堆積させた。最後に、上部銀電極は、シャドーマスクを介した熱蒸着によって堆積させて、30〜80nmのAg厚さを得た。
J−V曲線は、+5〜−5Vのバイアスで、明および暗条件下で、ケースレー(Keithley)4200システムを用いて測定した。光源は、電力0.5mW/cmで、580nmのLEDであった。
OPDデバイスのEQEは、LOT−カンタム・デザイン・ヨーロッパ(LOT−QuantumDesign Europe)製の外部量子効率(EQE:External Quantum Efficiency)測定システム(Measurement System)を用いて、−2Vバイアス下で、400〜1100nmであると特性評価された。
表3は、個々の配合物の特性を示す。使用されるポリマーは、ポリマー13である。溶媒は、0〜10%の共溶媒(oXyl)を含むo−ジクロロベンゼン(oDCB)またはo−キシレンのいずれかである。
表3:配合物の特性
表4、5および6は、表3の光活性受容体/ポリマー配合物から形成されるBHJを含む光活性層を含む個々のOPDデバイスについてのEQE値を示す。
表4:650nmでのデバイスのEQE

表5:850nmでのデバイスのEQE

表6:940nmでのデバイスのEQE
図4は、デバイスOD1(黒色の菱形)、デバイスOD2(黒色の三角)、およびデバイスOD3(黒色の丸)の外部量子効率(EQE)スペクトルを示す。
図4から、デバイスOD1において、可視光領域内のEQEが、ポリマー1からのシグネチャ応答(650nmおよび580nmにおける吸収ピーク)を有することが分かる。450〜500nm領域内の広い応答は、478nmにおける吸収ピークを有するPCBM[C70]の吸収に応答するものと考えられる。
デバイスOD2において、EQEスペクトルは、化合物8の吸収ピークから690nmにおける応答を示す。化合物8は、630nmに位置するさらなる吸収ピークを有するが、これは、ポリマー1の2つの吸収ピークに近く、EQEにおける応答を区別することができない。
デバイスOD3において、EQE応答は、600nm〜830nmでかなり平坦な応答を示し、920nmにまで続くテールとともに、NIR領域内の730nmおよび830nmに2つの微小ピークを有する。これらのピークおよびテールは、化合物4の吸収に対応する。デバイスOD2およびOD3の両方において、650nmおよび580nmに位置するポリマー1の吸収から生じるEQE応答が見られる。
EQEへの各個々の吸収成分の寄与をより明確に示すために、ポリマー1および化合物4の正規化された吸収グラフは、図5に示されるように、デバイスOPD3のEQEグラフと組み合わせた。
したがって、図5は、受容体化合物4(黒色の三角)および供与体ポリマー1(黒色の菱形)の正規化された吸収スペクトル、ならびに化合物4:ポリマー1(黒色の丸)に基づいたデバイスOD3の正規化されたEQEスペクトルを示す。
図5は、580nmおよび650nmに位置するEQE応答ピークが、ポリマー1から得られることを示す。この領域内に化合物4からの吸収ピークはない。ポリマー1が720nmを超える波長で光を吸収しないため、830nmおよび750nmにおけるEQE応答ピークは、化合物4から得られる。これは、デバイスOD2においても同様に見られ、ここで、630nmにおける長い波長EQEピークは、受容体化合物8によるものである。
これらの実施例は、NIR OPDデバイスが、供与体ポリマーと、本明細書に開示されるようにフラーレンでない小分子受容体とのブレンドを用いて調製され得ることを実証している。小分子受容体の吸収ピークは、NIR領域内で、OPDのEQEスペクトル内に現れるものと一致し、ここで、供与体ポリマーからの吸収はない。
OPDのEQEも高く;受容体としての化合物4を含むOPDについて、830nmおよび−2Vバイアスで30%超であり、受容体としての化合物8を含むOPDについて、−2Vバイアスで、720nmで35%超である。さらに、デバイス実施例OD1〜OD15によって示されるように、NIR領域内のEQE応答は、供与体ポリマーを修飾せずに所望の吸収を得るために、非フラーレン受容体を化学修飾することによって好都合に調整され得る。
受容体としてPCBMを使用する先行技術に開示されるOPDデバイスと比較して、OPD内のn型非フラーレン受容体としての化合物4、6、10、14、23、24、25、31、36、41、42または50の使用は、800nmを超える応答を有するデバイスをもたらす。さらに、OPD内のn型非フラーレン受容体としての化合物6、25、31、36、41、42または50の使用は、940nmを超える応答を有するデバイスをもたらす。さらに、OD2、OD3およびOD5〜OD15において、使用される溶媒は、市販の非塩素化溶媒である。さらに、活性層の厚さは、300nmを超えることができ、それによって、暗電流が減少され得、デバイス製造歩留まりが増加され得る。さらに、OD2〜OD15において、−2Vの低い駆動バイアスが、先行技術における最大で−15Vと比較して使用される。低い駆動バイアスのこの使用は、低電圧電池が用いられ得るため、適用の可能性を増大させるが、先行技術において開示される−15Vなどのより高い駆動電圧の使用は、デバイス寿命を減少させ得る。

Claims (39)

  1. 光活性層を含む有機光検出器(OPD)であって、前記光活性層が、n型有機半導体(OSC)化合物およびp型OSC化合物を含有し、前記n型OSC化合物が、フラーレン部分を含有せず、前記p型OSC化合物が、供与体および受容体単位を含む共役コポリマーであることを特徴とするOPD。
  2. 前記光活性層の前記n型OSC化合物が、式N

    に示されるように、多環式電子供与性コアおよびそれに結合された1つまたは2つの末端電子求引基を含有し、式中、wが、0または1である、請求項1に記載のOPD。
  3. 前記光活性層の前記n型OSC化合物が、式NI
    から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味
    (式中、基
    が、別の基
    に隣接していない)
    Ar4,5 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはL、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
    CRまたはN、
    S、O、SeまたはC=O、
    1〜7、H、F、Cl、CN、または1〜30個のC原子を有する直鎖状、分枝鎖状もしくは環状アルキル(ここで、1つ以上のCH基は、Oおよび/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−NR−、−SiR00−、−CF−、−CR=CR00−、−CY=CY−または−C≡C−で任意選択的に置換され、1つ以上のH原子が、F、Cl、Br、IまたはCNで任意選択的に置換され、1つ以上のCHまたはCH基が、カチオン性またはアニオン性基で任意選択的に置換される)、またはアリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、ヘテロアリールアルキル、アリールオキシまたはヘテロアリールオキシ(ここで、上記の環式基のそれぞれが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
    およびRの対はまた、それらが結合されるC、SiまたはGe原子と一緒に、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される、5〜20個の環原子を有するスピロ基を形成してもよく、
    電子求引基、
    T1,T2 H、1つ以上の基Lで任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む、1〜30個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル基、
    ここで、RT1およびRT2の少なくとも1つが電子求引基であり、
    1,2 H、F、ClまたはCN、
    L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、好ましくは、F、Cl、−CN、R、−OR、−SR、−C(=O)−R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=O)−OR、−C(=O)−NHR、または−C(=O)−NR00
    、R00 Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜20個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、
    ハロゲン、
    a、b 0、1、2または3、
    c aについて示される意味の1つ、
    i 0、1、2または3、
    k mについて示される意味の1つ、
    m 0または1〜10の整数
    を有する、請求項1または2に記載のOPD。
  4. 前記光活性層の前記n型OSC化合物が、式I
    から選択され、式中、Ar1〜5、RT1、RT2、a、bおよびmが、請求項3に記載の意味を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のOPD。
  5. 前記光活性層の前記n型OSC化合物が、式IA
    から選択され、式中、RT1、RT1、Ar、Ar、Ar、Ar、aおよびbが、請求項3に示される意味を有し、
    Ar1A、Ar1BおよびAr1Cが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、請求項3に記載のArについて示される意味の1つを有し、
    m1が、0または1〜10の整数であり、
    a2およびa3がそれぞれ、0、1、2または3であり、
    m1+a2+a3≦10である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のOPD。
  6. 式NI、IおよびIA中、Ar、Ar1A、Ar1BおよびAr1Cが、以下の式
    から選択され、式中、R1〜3、R5〜7およびZが、請求項3に定義されるとおりであり、Rが、Rについて示される意味の1つを有し、Zが、Zについて示される意味の1つを有する、請求項3〜5のいずれか一項に記載のOPD。
  7. 式NI、IおよびIA中、Arが、以下の式

    から選択され、式中、R3〜7が、請求項3に定義されるとおりである、請求項3〜6のいずれか一項に記載のOPD。
  8. 式NI、IおよびIA中、Arが、以下の式
    から選択され、式中、R3〜7が、請求項3に定義されるとおりである、請求項3〜7のいずれか一項に記載のOPD。
  9. 前記n型OSC化合物が、以下の式
    から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味
    Ar11、Ar12、Ar13、Ar32、Ar33 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    Ar21 6〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、1つ以上の同一または異なる基R21で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    ここで、Ar21は、Uに結合される少なくとも1つのベンゼン環を含有し、
    ここで、ベンゼン環は、1つ以上の同一または異なる基R1〜4で置換され、
    Ar22、Ar26 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、1つ以上の同一または異なる基R1〜4で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    Ar41 ベンゼンまたは2、3もしくは4つの縮合ベンゼン環からなる基(これらは全て、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換される)、
    ここで、Ar42およびAr43は、異なる意味を有し、Ar42は、Ar43の鏡像ではなく、
    Ar51 ベンゼンまたは2、3もしくは4つの縮合ベンゼン環からなる基(これらは全て、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基R、LまたはZで置換される)、
    ここで、Ar51は、電子求引基から選択される、少なくとも1つ、好ましくは、少なくとも2つの基R、LまたはZで置換され、
    Ar52,53 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはLで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    Ar54,55 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはL、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    Ar61,62 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基RまたはLで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    ここで、Ar61およびAr62が、互いに異なっており、互いに対して鏡像でなく、
    Ar4,5 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基L、またはCY=CYまたは−C≡C−で置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    Ar6,7 5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン、
    CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
    CR、SiR、GeR、NRまたはC=O、
    21 好ましくは、Hまたは電子求引性でない基から選択される、R1〜4について示される意味の1つ、
    SまたはSe、
    SまたはSe、
    c、d 0または1、
    h 1、2または3
    を有し、
    Ar、Ar、Y、Y、R1〜4、RT1、RT2、L、R、R00、X、aおよびbが、請求項3に示される意味を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のOPD。
  10. 式NI、I、IA、I1〜I6中、ArおよびArが、以下の式およびそれらの鏡像
    から選択され、式中、W1,2、V1,2およびR5〜7が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、請求項3に示される意味を有し、Rが、Rについて示される意味の1つを有し、
    11が、NR、S、O、SeまたはTeである、請求項3〜9のいずれか一項に記載のOPD。
  11. 式NI、I、IA、I1〜I6中、ArおよびArが、以下の式およびそれらの鏡像
    から選択され、式中、Rが、請求項3に定義されるとおりであり、X1〜4が、請求項3に記載のRについて示される意味の1つを有する、請求項3〜10のいずれか一項に記載のOPD。
  12. 式NI、I、IA、I1〜I6中、RT1およびRT2が、H、F、Cl、Br、−NO、−CN、−CF、R、−CF−R、−O−R、−S−R、−SO−R、−SO−R、−C(=O)−H、−C(=O)−R、−C(=S)−R、−C(=O)−CF−R、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=S)−R、−C(=O)−SR、−S−C(=O)−R、−C(=O)NR**、−NR−C(=O)−R、−NHR、−NR**、−CR=CR**、−C≡C−R、−C≡C−SiR*****、−SiR*****、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、−CH=C(CO−NR**から、および以下の式





    からなる群から選択され、式中、個々のラジカルが、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、以下の意味
    、R 4〜30個の環原子をそれぞれ有し、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または1つ以上の基Lで置換されるアリールまたはヘテロアリール、またはLについて示される意味の1つ、
    、R**、R*** 直鎖状、分枝鎖状または環状であり、非置換であるか、または1つ以上のFまたはCl原子またはCN基で置換され、または過フッ素化される、1〜20個のC原子を有するアルキル(ここで、1つ以上のC原子は、O−および/またはS原子が互いに直接結合されないように、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=S)−、−SiR00−、−NR00−、−CHR=CR00−または−C≡C−で任意選択的に置換される)、またはR、R**およびR***が、Rについて示される意味の1つを有し、
    L F、Cl、−NO、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、R、OR、SR、−C(=O)X、−C(=O)R、−C(=O)−OR、−O−C(=O)−R、−NH、−NHR、−NR00、−C(=O)NHR、−C(=O)NR00、−SO、−SO、−OH、−NO、−CF、−SF、または任意選択的に置換されるシリル、または1〜30個のC原子を有するカルビルもしくはヒドロカルビル(これは、任意選択的に置換され、任意選択的に、1つ以上のヘテロ原子を含む)、
    L’ HまたはLの意味の1つ、
    、R00 Hまたは任意選択的にフッ素化される、1〜12個のC原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル、
    、Y H、F、ClまたはCN、
    ハロゲン、
    r 0、1、2、3または4、
    s 0、1、2、3、4または5、
    t 0、1、2または3、
    u 0、1または2
    を有する、請求項3〜11のいずれか一項に記載のOPD。
  13. 式NI、I、IA、I1〜I6中、ZおよびZが、F、Cl、Br、−NO、−CN、−CF、−CF−R、−SO−R、−SO−R、−C(=O)−H、−C(=O)−R、−C(=S)−R、−C(=O)−CF−R、−C(=O)−OR、−C(=S)−OR、−O−C(=O)−R、−O−C(=S)−R、−C(=O)−SR、−S−C(=O)−R、−C(=O)NR**、−NR−C(=O)−R、−CH=CH(CN)、−CH=C(CN)、−C(CN)=C(CN)、−CH=C(CN)(R)、CH=C(CN)−C(=O)−OR、−CH=C(CO−OR、−CH=C(CO−NR**からなる群から選択され、ここで、R、R**およびRが、請求項12に示される意味を有する、請求項3〜12のいずれか一項に記載のOPD。
  14. 式NI、I、IA、I1〜I6中、R1〜4が、任意選択的にフッ素化される、1〜16個のC原子を有するアルキルもしくはアルコキシ、または単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、任意選択的に、請求項3に定義される1つ以上の基Lで置換される、4〜30個の環原子を有するアリールもしくはヘテロアリールから選択される、請求項3〜13のいずれか一項に記載のOPD。
  15. 前記光活性層の前記n型OSC化合物が、ナフタレンまたはペリレン誘導体である、請求項1に記載のOPD。
  16. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマー中、前記供与体および受容体単位が、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または請求項3に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレンから選択される、請求項1〜15のいずれか一項に記載のOPD。
  17. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または請求項3に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレン(これらは、供与体単位および受容体単位が互いに直接結合されないように、前記供与体および受容体単位間に位置する)から選択される1つ以上のスペーサ単位をさらに含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載のOPD。
  18. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、式DAおよびDB
    から選択される1つ以上の供与体単位を含み、式中、
    11、X12が、互いに独立して、S、OまたはSeを示し、
    22、W33が、互いに独立して、S、OまたはSeを示し、
    11が、CR1112、SiR1112、GeR1112、NR11、C=O、−O−C(R1112)−、−C(R1112)−O−、−C(R1112)−C(=O)−、−C(=O)−C(R1112)−、−CR11=CR12−であり、
    11、R12、R13およびR14が、互いに独立して、Hを示し、または請求項3に定義されるLまたはRの意味の1つを有する、請求項1〜17のいずれか一項に記載のOPD。
  19. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、式AA
    の1つ以上の受容体単位を含み、式中、X13およびX14が、互いに独立して、CR11またはNを示し、R11が、請求項19に示される意味を有する、請求項1〜18のいずれか一項に記載のOPD。
  20. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、以下の部分式
    から選択される1つ以上の受容体単位を含み、式中、Rが、好ましくは、式SUB1〜6から選択される、1〜20個のC原子を有するアルキルを示す、請求項19に記載のOPD。
  21. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、式Sp1またはSp6
    の1つ以上のスペーサ単位を含み、式中、R11およびR12が、請求項18に示される意味を有する、請求項1〜20のいずれか一項に記載のOPD。
  22. 前記p型共役OSCポリマーが、以下の式
    −(D−Sp)− U1
    −(A−Sp)− U2
    −(D−A)− U3
    −(D)− U4
    −(A)− U5
    −(D−A−D−Sp)− U6
    −(D−Sp−A−Sp)− U7
    −(Sp−A−Sp)− U8
    −(Sp−D−Sp)− U9
    から選択される1つ以上の単位を含み、式中、Dが、出現するごとに同一にまたは異なって、供与体単位を示し、Aが、出現するごとに同一にまたは異なって、受容体単位を示し、Spが、出現するごとに同一にまたは異なって、スペーサ単位を示し、これらは全て、5〜20個の環原子を有し、単環式または多環式であり、任意選択的に、縮合環を含有し、非置換であるか、または請求項3に定義される1つ以上の同一または異なる基Lで置換されるアリーレンまたはヘテロアリーレンから選択され、前記ポリマーは、単位Dを含有する式U1〜U9から選択される少なくとも1つの単位および単位Aを含有する式U1〜U9から選択される少なくとも1つの単位を含有する、請求項1〜21のいずれか一項に記載のブレンド。
  23. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマー中、前記供与体および受容体単位が、前記ポリマー主鎖に沿ってランダムな配列で分配される、請求項1〜22のいずれか一項に記載のOPD。
  24. 前記p型共役OSCポリマーが、以下の式
    −[(D−Sp)−(A−Sp)− Pi
    −[(D−A)−(Sp−A)− Pii
    −[(D−A−(D−A− Piii
    −[(D−A)−(D−A)− Piv
    −[(D)−(Sp−A−Sp)− Pv
    −[(D−Sp−(Sp−A−Sp− Pvi
    −[(D−Sp−A−Sp)−(A−Sp)− Pvi
    −[(D−Sp−A−Sp)−(D−A− Pvii
    −[(D−A−D−Sp)−(A−Sp)− Pviii
    −[(D−Sp−A−Sp)−(D−Sp−A−Sp)− Pix
    −[(D−A−(Sp−A−(D−Sp−A−Sp−(Sp−A−Spxx− Px
    −[(D−A−(D−A−(D−A−(D−Axx− Pxi
    から選択され、式中、A、DおよびSpが、請求項23に定義されるとおりであり、AおよびAが、Aの意味の1つを有する異なる受容体単位であり、DおよびDが、Dの意味の1つを有する異なる供与体単位であり、SpおよびSpが、Spの意味の1つを有する異なるスペーサ単位であり、x、y、zおよびxxが、それぞれの単位のモル分率を示し、それぞれ、互いに独立して、0超かつ1未満であり、ここで、x+y+z+xx=1であり、nが、1を超える整数である、請求項1〜23のいずれか一項に記載のブレンド。
  25. 前記光活性層の前記p型共役OSCポリマーが、以下の式













    から選択され、式中、R11〜20が、互いに独立して、出現するごとに同一にまたは異なって、Hを示し、または請求項3に定義されるLの意味の1つを有し、X、X、XおよびXが、H、FまたはClを示し、x、y、z、xx、yy、zz、xyおよびxzがそれぞれ、互いに独立して、0超かつ1未満であり、ここで、x+y+z+xx+yy+zz+xy+xz=1であり、nが1を超える整数であり、式P5およびP7中、R13およびR14の少なくとも1つが、R15およびR16の少なくとも1つと異なる、請求項1〜24のいずれか一項に記載のOPD。
  26. 前記光活性層が、フラーレンもしくはフラーレン誘導体から選択される1つ以上のn型OSC化合物をさらに含む、請求項1〜25のいずれか一項に記載のOPD。
  27. 前記光活性層が、共役OSCポリマーから選択される1つ以上のn型OSC化合物をさらに含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載のOPD。
  28. 前記n型共役OSCポリマーが、ペリレンまたはナフタレンに由来する1つ以上の単位を含む、請求項27に記載のOPD。
  29. 前記光活性層が、小分子から選択される1つ以上のp型OSC化合物をさらに含む、請求項1〜28のいずれか一項に記載のOPD。
  30. 前記光活性層の前記n型OSCが、2.0eV未満のバンドギャップを有する、請求項1〜29のいずれか一項に記載のOPD。
  31. 前記光活性層の前記n型OSCが、1.5eV未満のバンドギャップを有する、請求項1〜30のいずれか一項に記載のOPD。
  32. 前記光活性層の前記p型OSCが、2.0eV未満のバンドギャップを有する、請求項1〜31のいずれか一項に記載のOPD。
  33. 前記光活性層中、前記n型OSCの前記HOMOが、前記p型OSCの前記HOMOより0.3eV超深い、請求項1〜32のいずれか一項に記載のOPD。
  34. 700nmを超える波長に対する光検出器応答を有する、請求項1〜33のいずれか一項に記載のOPD。
  35. 前記光活性層中の前記n型OSCおよび前記p型OSCが、バルクへテロ接合(BHJ)を形成する、請求項1〜34のいずれか一項に記載のOPD。
  36. センサーデバイスにおける、請求項1〜35のいずれか一項に記載のOPDの使用。
  37. NIR光の検出のための、請求項1〜35のいずれか一項に記載のOPDの使用。
  38. 指の幾何学模様または静脈パターンの認証またはイメージングのための、請求項1〜35のいずれか一項に記載のOPDの使用。
  39. 請求項1〜35のいずれか一項に記載のOPDを含むセンサーデバイス。
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