JP2020015877A - Organic polymer and method for producing the same as well as use thereof - Google Patents

Organic polymer and method for producing the same as well as use thereof Download PDF

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岡本 敏宏
Toshihiro Okamoto
敏宏 岡本
忠法 黒澤
Tadanori KUROSAWA
忠法 黒澤
純一 竹谷
Junichi Takeya
純一 竹谷
大次 池田
Daiji Ikeda
大次 池田
明人 山元
Akito Yamamoto
明人 山元
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Daicel Corp
University of Tokyo NUC
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule

Abstract

To provide a novel organic polymer having high mobility (electric mobility or carrier mobility) and a method for producing the same.SOLUTION: There is provided an organic polymer having a donor unit (D) and an acceptor unit (A), in which the donor unit (D) includes at least a donor unit (D1) represented by the following formula (I). (where a ring A and a ring B each independently represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, n represents an integer of 0 or 1 to 6, Rto Reach independently represents a substituent, ato aeach independently represents an integer of 0 to 2, a ring C represents a benzene ring subjected to orthocondensation sequentially nonlinearly with adjacent benzene rings according to the number of n.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体素子(例えば、電界効果型トランジスタ、光電変換素子など)などに用いられる有機半導体の形成に有用な新規有機高分子(半導体高分子)及びその製造方法、前記有機高分子を含む組成物及び有機半導体とその製造方法、並びに半導体デバイス(又は電子デバイス)に関する。   The present invention includes a novel organic polymer (semiconductor polymer) useful for forming an organic semiconductor used for a semiconductor element (for example, a field effect transistor, a photoelectric conversion element, and the like), a method for manufacturing the same, and the organic polymer. The present invention relates to a composition, an organic semiconductor, a method for producing the same, and a semiconductor device (or electronic device).

有機半導体を形成する材料として代表的には、金属フタロシアニン系化合物や、ペンタセンなどのポリアセン系化合物などの高い平面性を有する芳香族縮合環化合物などが知られている。これらの低分子化合物で形成される有機半導体は、通常、蒸着などの真空高温プロセスによって基板上に成膜することにより形成される。近年、前記真空高温プロセスに比べて、より簡便に効率よく(又は省エネルギーで)成膜可能で、かつ大面積化にも対応可能なプリンテッドエレクトロニクスが注目されている。プリンテッドエレクトロニクスでは、前記低分子化合物に比べて、成形性又は製膜性(例えば、インク粘度の調整容易性など)だけでなく、形成した膜の機械的特性(膜強度など)や耐熱性などにも優れる点から、有機高分子が適しており、様々な構造を有する有機高分子の開発が進められている。   As a typical material for forming an organic semiconductor, a highly planarized aromatic condensed ring compound such as a metal phthalocyanine compound or a polyacene compound such as pentacene is known. Organic semiconductors formed of these low-molecular compounds are generally formed by forming a film on a substrate by a vacuum high-temperature process such as vapor deposition. In recent years, attention has been focused on printed electronics that can form a film more easily and efficiently (or with energy savings) than the vacuum high-temperature process and can cope with an increase in area. In printed electronics, compared to the low-molecular compounds, not only the moldability or film-forming properties (for example, easy adjustment of ink viscosity), but also the mechanical properties (film strength, etc.) and heat resistance of the formed film. Therefore, organic polymers are suitable, and organic polymers having various structures are being developed.

例えば、国際公開第2017/170245号(特許文献1)には、下記式(I)で表される繰り返し単位(芳香族環がジグザグ状にオルト縮合した繰り返し単位、以下、単にジグザグ状単位ともいう)を有する有機高分子が開示されている。   For example, WO 2017/170245 (Patent Document 1) discloses a repeating unit represented by the following formula (I) (a repeating unit in which an aromatic ring is ortho-condensed in a zigzag manner; hereinafter, simply referred to as a zigzag unit). ) Is disclosed.

(式中、環A及び環Bは、それぞれ独立して、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を示し、nは0又は1〜6の整数を示し、R〜R2+nは、それぞれ独立して、置換基を示し、a1〜a(2+n)は、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環Cは、nの数に応じて、隣接するベンゼン環に対して順次に非直線状にオルト縮合したベンゼン環を示す)。 (Wherein, ring A and ring B each independently represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, n represents 0 or an integer of 1 to 6, and R 1 to R 2 + n each independently represent And a1 to a (2 + n) each independently represent an integer of 0 to 2, and a ring C is sequentially non-adjacent to an adjacent benzene ring according to the number of n. A benzene ring which is ortho-condensed linearly is shown).

この文献の実施例では、上記式(I)において、環A及びBがチオフェン環であり、nが2である繰り返し単位(ジグザグ状単位)を有する有機高分子を調製し、この有機高分子を基板上にスピンコート法で製膜して半導体素子を作製している。しかし、得られた有機高分子の移動度(キャリア移動度)μは十分なものとはいえなかった。   In Examples of this document, an organic polymer having a repeating unit (zigzag-like unit) in which the rings A and B are thiophene rings and n is 2 in the above formula (I) is prepared. A semiconductor element is manufactured by forming a film on a substrate by a spin coating method. However, the mobility (carrier mobility) μ of the obtained organic polymer was not sufficient.

国際公開第2017/170245号(請求の範囲、実施例)WO 2017/170245 (Claims, Examples)

従って、本発明の目的は、高い移動度(電気移動度又はキャリア移動度)を有する新規な有機高分子及びその製造方法、前記有機高分子を含む組成物及び有機半導体とその製造方法、並びに前記有機半導体を含む電子デバイスを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel organic polymer having high mobility (electric mobility or carrier mobility) and a method for producing the same, a composition and an organic semiconductor containing the organic polymer, a method for producing the same, and An electronic device including an organic semiconductor is provided.

本発明の他の目的は、スピンコート法などの簡便な製膜方法で製膜しても、高い配向性(分子配向性又は結晶性)[又は低いπスタック距離dπ]で配向可能な有機高分子及びその製造方法、前記有機高分子を含む組成物及び有機半導体とその製造方法、並びに前記有機半導体を含む電子デバイスを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an organic material that can be oriented with high orientation (molecular orientation or crystallinity) [or low π stack distance d π ] even when a film is formed by a simple film forming method such as a spin coating method. An object of the present invention is to provide a polymer and a method for producing the same, a composition and an organic semiconductor including the organic polymer, a method for producing the same, and an electronic device including the organic semiconductor.

本発明のさらに他の目的は、高い配向性と、有機溶媒に対する高い溶解性とを両立できる有機高分子及びその製造方法、前記有機高分子を含む組成物及び有機半導体とその製造方法、並びに前記有機半導体を含む電子デバイスを提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide an organic polymer capable of achieving both high orientation and high solubility in an organic solvent and a method for producing the same, a composition containing the organic polymer, an organic semiconductor and a method for producing the same, and An electronic device including an organic semiconductor is provided.

本発明の別の目的は、前記有機高分子を簡便に又は効率よく製造する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for producing the organic polymer simply or efficiently.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特許文献1の実施例に記載のジグザグ状単位を有する有機高分子は、スピンコート法による製膜では分子間で配向していないことを発見した。そして、本発明者らがさらに鋭意検討した結果、所定のジグザグ状単位を含むドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とを組み合わせると、分子間の配向性が向上し、移動度を有効に向上できることを見いだし、本発明を完成した。   The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, the organic polymer having zigzag-like units described in Examples of Patent Document 1 is not oriented between molecules in film formation by spin coating. I discovered that. As a result of further studies by the present inventors, when the donor unit (D) containing a predetermined zigzag unit and the acceptor unit (A) are combined, the orientation between molecules is improved, and the mobility is improved. Have been found to be effectively improved, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の有機高分子は、ドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とを有する有機高分子であって、ドナー性単位(D)が、少なくとも下記式(I)で表されるドナー性単位(D1)を含んでいる。   That is, the organic polymer of the present invention is an organic polymer having a donor unit (D) and an acceptor unit (A), and the donor unit (D) is represented by at least the following formula (I). The donor unit (D1).

(式中、環A及び環Bは、それぞれ独立して、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を示し、nは0又は1〜6の整数を示し、R〜R2+nは、それぞれ独立して、置換基を示し、a〜a2+nは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環Cは、nの数に応じて、隣接するベンゼン環に対して順次に非直線状にオルト縮合したベンゼン環を示す)。 (Wherein, ring A and ring B each independently represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, n represents 0 or an integer of 1 to 6, and R 1 to R 2 + n each independently represent A 1 to a 2 + n each independently represent an integer of 0 to 2; and ring C is arranged in a non-linear sequence with respect to an adjacent benzene ring in accordance with the number of n. A benzene ring ortho-condensed in the same manner).

前記ドナー性単位(D1)は、下記式(I−1)〜(I−5)のうち少なくとも1つの式で表される単位(特に、式(I−3)で表される単位)を有していてもよい。   The donor unit (D1) has a unit represented by at least one of the following formulas (I-1) to (I-5) (particularly, a unit represented by the formula (I-3)). It may be.

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアルキルチオ基を示し、a〜aは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環A及び環Bは前記に同じ)。 (Wherein, R 1 to R 6 each independently represent an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, or an alkylthio group, and a 1 to a 6 each independently represent an integer of 0 to 2, Ring A and ring B are the same as described above).

前記式(I−3)において、R〜Rのうち少なくとも1つは直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルキル基又は直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルコキシ基であってもよく、a〜aは、それぞれ独立して、0又は1であってもよく、a〜aのうち少なくとも1つが1であってもよい。 In the formula (I-3), at least one of R 1 to R 4 is a linear or branched C 4-34 alkyl group or a linear or branched C 4-34 alkoxy group, A 1 to a 4 may be each independently 0 or 1, and at least one of a 1 to a 4 may be 1.

前記式(I)において、環A及び環Bは、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環、及びベンゼン環から選択された芳香環であってもよい。   In the formula (I), the ring A and the ring B may be an aromatic ring selected from a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a selenophene ring, and a benzene ring.

前記アクセプター性単位(A)は、窒素原子及び周期表第16族原子を含む芳香族複素環骨格を有する単位(A1)を含んでいてもよい。この単位(A1)は、下記式(III−1)〜(III−5)から選択された少なくとも1つの式で表される単位を含んでいてもよい。   The acceptor unit (A) may include a unit (A1) having a nitrogen atom and an aromatic heterocyclic skeleton containing a group 16 atom of the periodic table. The unit (A1) may include a unit represented by at least one formula selected from the following formulas (III-1) to (III-5).

(式中、環E及びEは、それぞれ独立して芳香族環、Z〜Zは、それぞれ独立して酸素原子、硫黄原子又はセレン原子、RA1、RA2及びRA3は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基又はハロゲン原子、m1、m2及びm3は、それぞれ独立して0以上の整数を示す)。 (Wherein, rings E 1 and E 2 are each independently an aromatic ring, Z 1 to Z 5 are each independently an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R A1 , R A2 and R A3 are Each independently represents an alkyl group, aryl group, alkoxy group, alkylthio group or halogen atom, m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 0 or more).

前記式(III−1)において、環Eはベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、イソキノリン環、フタラジン環又はキノキサリン環であってもよく、Zは酸素原子又は硫黄原子であってもよく、RA1はアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子であってもよく、m1は0〜2程度の整数であってもよい。 In the formula (III-1), the ring E 1 may be a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, an isoquinoline ring, a phthalazine ring or a quinoxaline ring, and Z 1 is an oxygen atom or a sulfur atom. R A1 may be an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom, and m1 may be an integer of about 0-2.

前記有機高分子は、ドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とのブロック共重合体又は交互共重合体であってもよい。前記ドナー性単位(D)は直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、及び直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基から選択される少なくとも1種の置換基を有する単位を含んでいてもよく、前記アクセプター性単位(A)は、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、及び直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基を有さない単位を含んでいてもよい。   The organic polymer may be a block copolymer or an alternating copolymer of the donor unit (D) and the acceptor unit (A). The donor unit (D) may include a unit having at least one substituent selected from a linear or branched alkyl group and a linear or branched alkoxy group, The sex unit (A) may include a unit having no linear or branched alkyl group and no linear or branched alkoxy group.

本発明は、前記ドナー性単位(D)を含む化合物と、前記アクセプター性単位(A)を含む化合物とを、カップリング反応させて前記有機高分子を製造する方法も包含する。前記カップリング反応は鈴木カップリング反応であってもよく、反応はマイクロウェーブ照射下で行ってもよい。   The present invention also includes a method for producing the organic polymer by subjecting a compound containing the donor unit (D) and a compound containing the acceptor unit (A) to a coupling reaction. The coupling reaction may be a Suzuki coupling reaction, and the reaction may be performed under microwave irradiation.

また、本発明は、前記有機高分子を含む有機半導体(例えば、前記有機高分子に加えて、さらに、基材を含み、前記有機高分子が前記基材に対してエッジオン配向又はフェイスオン配向している有機半導体など)だけでなく;前記有機高分子と溶媒とを含む組成物;基材に、前記組成物を塗布し、溶媒を除去して前記有機半導体を製造する方法;及び、前記有機半導体を含む電子デバイスも包含する。   In addition, the present invention provides an organic semiconductor containing the organic polymer (for example, in addition to the organic polymer, further includes a substrate, the organic polymer is edge-on orientation or face-on orientation with respect to the substrate A composition comprising the organic polymer and a solvent; a method of applying the composition to a substrate and removing the solvent to produce the organic semiconductor; and the organic semiconductor. Electronic devices including semiconductors are also included.

本発明の新規な有機高分子は、所定のジグザグ状単位を含むドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とを組み合わせるため、分子間の配向性が向上して高い移動度を達成できる。また、スピンコート法などの簡便な製膜方法で製膜しても、高い配向性(分子配向性又は結晶性)[又は低いπスタック距離dπ]で配向させることもできる。さらに、高い配向性と、相反する特性である有機溶媒に対する高い溶解性とを両立することもできる。本発明の方法では、前記有機高分子を簡便に又は効率よく製造することができる。 Since the novel organic polymer of the present invention combines a donor unit (D) containing a predetermined zigzag unit and an acceptor unit (A), the orientation between molecules is improved to achieve high mobility. it can. Further, even when the film is formed by a simple film forming method such as a spin coating method, the film can be oriented with high orientation (molecular orientation or crystallinity) [or low π stack distance d π ]. Further, it is possible to achieve both high orientation and high solubility in an organic solvent, which are contradictory characteristics. According to the method of the present invention, the organic polymer can be easily or efficiently produced.

図1は、実施例1で得られた化合物をスピンコート法により製膜した膜の薄膜X線解析における二次元回折像と、アニール温度との関係を示す図であり、(a)はアニール温度100℃での二次元回折像、(b)はアニール温度150℃での二次元回折像、(c)はアニール温度200℃での二次元回折像、(d)はアニール温度240℃での二次元回折像である。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a two-dimensional diffraction image in a thin film X-ray analysis of a film formed by spin-coating the compound obtained in Example 1 and an annealing temperature, and FIG. A two-dimensional diffraction image at 100 ° C., (b) a two-dimensional diffraction image at an annealing temperature of 150 ° C., (c) a two-dimensional diffraction image at an annealing temperature of 200 ° C., and (d) a two-dimensional diffraction image at an annealing temperature of 240 ° C. It is a two-dimensional diffraction image. 図2は、比較例1で得られた化合物を製膜した膜の薄膜X線解析における二次元回折像と、製膜方法との関係を示す図であり、(a)はスピンコート法により製膜した場合の二次元回折像、(b)は圧縮配向法により製膜した場合の二次元回折像である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a two-dimensional diffraction image in a thin film X-ray analysis of a film obtained by forming the compound obtained in Comparative Example 1 and a film forming method, and FIG. 2B is a two-dimensional diffraction image when the film is formed, and FIG. 図3は、トランジスタ特性を測定するための素子の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an element for measuring transistor characteristics.

本発明の有機高分子(半導体高分子又はπ共役系高分子)は、ドナー性(電子供与性又は電子豊富性)単位(D)と、アクセプター性(電子受容性、電子不足性又は電子欠損性)単位(A)とを有するドナー・アクセプター型高分子(又はD−A型高分子)である。   The organic polymer (semiconductor polymer or π-conjugated polymer) of the present invention has a donor (electron-donating or electron-rich) unit (D) and an acceptor (electron-accepting, electron-deficient or electron-deficient) unit. A) a donor / acceptor type polymer (or DA type polymer) having a unit (A);

[ドナー性単位(D)]
ドナー性単位(D)は、少なくとも下記式(I)で表される第1のドナー性単位(又はジグザグ状単位)(D1)を含んでいる。
[Donor unit (D)]
The donor unit (D) contains at least a first donor unit (or zigzag unit) (D1) represented by the following formula (I).

(式中、環A及び環Bは、それぞれ独立して、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を示し、nは0又は1〜6の整数を示し、R〜R2+nは、それぞれ独立して、置換基を示し、a〜a2+nは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環Cは、nの数に応じて、隣接するベンゼン環に対して順次に非直線状にオルト縮合したベンゼン環を示す)。 (Wherein, ring A and ring B each independently represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, n represents 0 or an integer of 1 to 6, and R 1 to R 2 + n each independently represent A 1 to a 2 + n each independently represent an integer of 0 to 2; and ring C is arranged in a non-linear sequence with respect to an adjacent benzene ring in accordance with the number of n. A benzene ring ortho-condensed in the same manner).

前記式(I)において、環A及び環Bは、それぞれ独立して、芳香族炭化水素環(アレーン環)又は芳香族複素環(ヘテロアレーン環)を示す。芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環;縮合二乃至四環式C10−20アレーン環、例えば、ナフタレン環などの二環式C10−16アレーン環;三環式アレーン環(例えば、アントラセン、フェナントレンなどの縮合三環式C12−16アレーン環)などが挙げられる。好ましい芳香族炭化水素環は、ベンゼン環、ナフタレン環、特にベンゼン環である。 In the formula (I), Ring A and Ring B each independently represent an aromatic hydrocarbon ring (arene ring) or an aromatic heterocycle (heteroarene ring). Examples of the aromatic hydrocarbon ring, a benzene ring; fused bicyclic or tetracyclic C 10-20 arene ring, for example, bicyclic C 10-16 arene ring such as a naphthalene ring; tricyclic arene ring (e.g., anthracene, Condensed tricyclic C12-16 arene ring such as phenanthrene). Preferred aromatic hydrocarbon rings are benzene rings, naphthalene rings, especially benzene rings.

芳香族複素環としては、環の構成原子として少なくとも1つのヘテロ原子を有する単環又は縮合環が含まれる。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、セレン原子、リン原子、ケイ素原子、チタン原子、亜鉛原子、ゲルマニウム原子などが例示できる。芳香族複素環は、複数のヘテロ原子、例えば、同種又は異種のヘテロ原子を有していてもよい。好ましいヘテロ原子は、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、セレン原子から選択されたヘテロ原子、好ましくは酸素原子、硫黄原子、特に、酸素原子であってもよい。ヘテロ原子を有する複素環は、3〜10員環であってもよく、通常、5員又は6員環であり、このような複素環にはベンゼン環などのアレーン環(例えば、前記アレーン環など)が縮合していてもよい。   The aromatic heterocyclic ring includes a single ring or a condensed ring having at least one hetero atom as a ring constituent atom. Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, a selenium atom, a phosphorus atom, a silicon atom, a titanium atom, a zinc atom, and a germanium atom. The aromatic heterocycle may have multiple heteroatoms, for example, the same or different heteroatoms. Preferred heteroatoms may be heteroatoms selected from oxygen, sulfur, nitrogen and selenium, preferably oxygen, sulfur and especially oxygen. The heterocycle having a hetero atom may be a 3- to 10-membered ring, and is usually a 5- or 6-membered ring. Such a heterocycle includes an arene ring such as a benzene ring (for example, the above-mentioned arene ring and the like). ) May be condensed.

好ましい芳香族複素環は、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環などであってもよい。   Preferred aromatic heterocycles may be a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a selenophene ring and the like.

環A及び環Bは、通常、芳香族複素環(好ましくはフラン環、チオフェン環、特に、チオフェン環)である場合が多い。なお、環A及び環Bの種類は、互いに異なっていてもよいが、通常、同一である場合が多い。また、環A及び環Bの種類が同一である場合、環A及び環Bにおいて、隣接するベンゼン環との縮合位置は、互いに異なっていてもよいが、通常、同一である場合が多い。   The ring A and the ring B are usually an aromatic heterocycle (preferably a furan ring, a thiophene ring, particularly a thiophene ring) in many cases. The types of the ring A and the ring B may be different from each other, but are usually the same in many cases. When the types of the ring A and the ring B are the same, the condensed position of the adjacent benzene ring in the ring A and the ring B may be different from each other, but usually the same.

nは0又は1〜6の整数を示し、通常、0又は1〜5(例えば、0又は1〜4)、好ましくは1〜3(例えば、2又は3)程度であってもよい。また、環Cで表されるベンゼン環は、nの数に応じて、隣接するベンゼン環に対して順次に非直線状(好ましくはジグザグ状)にオルト縮合している。1又は複数の環C(ベンゼン環)は、直線状にオルト縮合したアントラセン環、ナフタセン環、ペンタセン環などと異なり、互いに隣接するベンゼン環に対して長軸方向に非直線状にオルト縮合していればよく、ジベンゾ[a,j]アントラセン環、ペンタフェン環などのように、緩やかであってもよいW型又はU型の形態でオルト縮合していてもよく、クリセン環などのように、隣接するベンゼン環が1,2−位の炭素原子と3,4−位の炭素原子とを共有してジグザグ状の形態でオルト縮合していてもよい。好ましいオルト縮合の形態はジグザグ状の形態である。すなわち、環A及び環Bの間には、n=1の化合物では、フェナントレン環が介在し、n=2の化合物では、クリセン環が介在し、n=3の化合物では、ピセン環が介在する形態が好ましい。   n represents 0 or an integer of 1 to 6, usually 0 or 1 to 5 (for example, 0 or 1 to 4), and preferably about 1 to 3 (for example, 2 or 3). Further, the benzene ring represented by ring C is ortho-condensed to the adjacent benzene ring in a non-linear (preferably zigzag) manner sequentially according to the number of n. One or more ring C (benzene ring) is different from an anthracene ring, a naphthacene ring, a pentacene ring or the like which is ortho-condensed linearly, and is ortho-condensed non-linearly in a major axis direction to benzene rings adjacent to each other. And it may be ortho-condensed in a W-type or U-type form that may be moderate, such as a dibenzo [a, j] anthracene ring or a pentaphene ring, Benzene ring may share a 1,2-position carbon atom and a 3,4-position carbon atom and may be ortho-condensed in a zigzag form. The preferred form of ortho-condensation is a zigzag form. That is, a phenanthrene ring is interposed between the ring A and the ring B in the compound of n = 1, a chrysene ring is interposed in the compound of n = 2, and a picene ring is interposed in the compound of n = 3. The form is preferred.

〜R2+nで表される置換基として代表的には、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、複素環基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロアルコキシ基、ハロアルキルチオ基、シクロアルキルオキシ基、シクロアルキルチオ基、アリールオキシ基、アリールチオ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホニル基、アルキルスルホニル基、ハロアルキルスルホニル基、アミノ基、N−置換アミノ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ニトロ基、シアノ基、シリル基、アルキルシリル基、アルキルシリルエチニル基などが挙げられる。 Representative examples of the substituent represented by R 1 to R 2 + n include, for example, a halogen atom, an alkyl group, a haloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a heterocyclic group, and a hydroxyl group. , Alkoxy, alkylthio, haloalkoxy, haloalkylthio, cycloalkyloxy, cycloalkylthio, aryloxy, arylthio, carboxyl, alkoxycarbonyl, cycloalkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl, sulfonyl , An alkylsulfonyl group, a haloalkylsulfonyl group, an amino group, an N-substituted amino group, an acyl group, an acyloxy group, an amide group, a nitro group, a cyano group, a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkylsilylethynyl group.

〜R2+nで表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素原子が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、3−ヘキシルテトラデシル基、3−オクチルトリデシル基、5−デシルヘプタデシル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−36アルキル基などが例示できる。アルキル基は、通常、直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルキル基であってもよく、有機溶媒に対する溶解性を高めるためには、長鎖アルキル基、例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−32アルキル基、好ましくは直鎖状又は分岐鎖状C6−30アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C8−28アルキル基)であるのが有利である。高い溶解性を付与するためには、分岐鎖状アルキル基が有利である。 Examples of the halogen atom represented by R 1 to R 2 + n include a fluorine, chlorine, bromine or iodine atom. Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, and n. -Octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, 3-hexyltetradecyl, 3-octyltridecyl, 5-decylheptadecyl, and the like. Examples thereof include a chain or branched C 1-36 alkyl group. The alkyl group may usually be a linear or branched C4-34 alkyl group, and in order to increase the solubility in an organic solvent, a long-chain alkyl group, for example, a linear or branched Advantageously, it is a C6-32 alkyl group, preferably a straight-chain or branched-chain C6-30 alkyl group (e.g. a straight-chain or branched-chain C8-28 alkyl group). For imparting high solubility, branched alkyl groups are advantageous.

ハロアルキル基としては、例えば、クロロメチル基、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パークロロエチル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基などのハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素原子など)を有する直鎖状又は分岐鎖状C1−36アルキル基(例えば、ハロC1−12アルキル基、好ましくはハロC1−6アルキル基)などが例示できる。 Examples of the haloalkyl group include halogen atoms such as chloromethyl group, trichloromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, perchloroethyl group, perfluoroisopropyl group, and perfluorobutyl group (fluorine, chlorine, bromine atom, etc.). And the like, and a linear or branched C 1-36 alkyl group (e.g., a halo C 1-12 alkyl group, preferably a halo C 1-6 alkyl group).

アルキル基及び/又はハロアルキル基は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基などのC1−10アルコキシ基など)などが例示できる。 The alkyl group and / or the haloalkyl group may have a substituent. Examples of such a substituent include an alkoxy group (eg, a C 1-10 alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group).

アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、4−ペンテニル基などのC2−30アルケニル基などが例示でき、通常、直鎖状又は分岐鎖状C3−18アルケニル基、例えば、直鎖状又は分岐鎖状C4−16アルケニル基であってもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、2−プロピニル基、1−ペンチニル基などのC2−30アルキニル基などが例示でき、通常、直鎖状又は分岐鎖状C3−18アルキニル基、例えば、直鎖状又は分岐鎖状C4−16アルキニル基であってもよい。 Examples of the alkenyl group include, for example, a C 2-30 alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group, a 2-butenyl group, and a 4-pentenyl group. Usually, a linear or branched C 3-18 alkenyl group is exemplified. For example, it may be a linear or branched C 4-16 alkenyl group. The alkynyl groups include an ethynyl group, 2-propynyl group, 1-like C 2-30 alkynyl groups such as pentynyl group. Examples typically linear or branched C 3-18 alkynyl group, for example, It may be a linear or branched C 4-16 alkynyl group.

シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などのC3−10シクロアルキル基が例示できる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などのC6−12アリール基、ビフェニル基などのビC6−12アリール基などが例示できる。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基(フェネチル基)などのC6−12アリール−C1−4アルキル基などが例示できる。 Examples of the cycloalkyl group include a C 3-10 cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the aryl group include a C 6-12 aryl group such as a phenyl group and a naphthyl group, and a bi C 6-12 aryl group such as a biphenyl group. Examples of the aralkyl group include a C 6-12 aryl-C 1-4 alkyl group such as a benzyl group and a phenylethyl group (phenethyl group).

複素環基に対応する複素環としては、芳香族複素環、例えば、ピリジン、ピラジン、キノリン、ナフチリジン、キノキサリン、フェナジン、フェナントロリン、カルバゾールなどの窒素含有複素環、フラン、ベンゾフランなどの酸素含有複素環、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、チエノチオフェンなどの硫黄含有複素環、セレノフェン、ベンゾセレノフェンなどのセレン含有複素環、チアゾール、ベンゾチアゾールなどの複数のヘテロ原子を有する複素環などが例示できる。   As the heterocycle corresponding to the heterocyclic group, an aromatic heterocycle, for example, pyridine, pyrazine, quinoline, naphthyridine, quinoxaline, phenazine, phenanthroline, nitrogen-containing heterocycle such as carbazole, furan, oxygen-containing heterocycle such as benzofuran, Examples thereof include a sulfur-containing heterocycle such as thiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, and thienothiophene; a selenium-containing heterocycle such as selenophene and benzoselenophene; and a heterocycle having a plurality of heteroatoms such as thiazole and benzothiazole.

アルコキシ基としては、前記アルキル基に対応する直鎖状又は分岐鎖状C1−32アルコキシ基、例えば、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、3−オクチルトリデシルオキシ基、5−デシルヘプタデシルオキシ基などが例示できる。アルコキシ基は、通常、直鎖状又は分岐鎖状C4−36アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルコキシ基など)であってもよく、長鎖アルコキシ基、例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−32アルコキシ基、好ましくは直鎖状又は分岐鎖状C6−30アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C8−28アルコキシ基)であってもよい。アルキルチオ基としては、上記アルコキシ基に対応する直鎖状又は分岐鎖状C4−36アルキルチオ基などが例示できる。有機溶媒に対する溶解性を高めるためには、アルコキシ基(例えば、長鎖アルコキシ基)、アルキルチオ基(例えば、長鎖アルキルチオ基)も有用である。 Examples of the alkoxy group include a linear or branched C 1-32 alkoxy group corresponding to the alkyl group, for example, a hexyloxy group, an octyloxy group, a 2-ethylhexyloxy group, a hexadecyloxy group, and a 3-octyltri group. Examples thereof include a decyloxy group and a 5-decylheptadecyloxy group. The alkoxy group may usually be a linear or branched C 4-36 alkoxy group (for example, a linear or branched C 4-34 alkoxy group), and may be a long-chain alkoxy group, for example, Even a linear or branched C 6-32 alkoxy group, preferably a linear or branched C 6-30 alkoxy group (for example, a linear or branched C 8-28 alkoxy group). Good. Examples of the alkylthio group include a linear or branched C4-36 alkylthio group corresponding to the above alkoxy group. In order to enhance solubility in an organic solvent, an alkoxy group (for example, a long-chain alkoxy group) and an alkylthio group (for example, a long-chain alkylthio group) are also useful.

ハロアルコキシ基としては、前記ハロアルキル基に対応するハロアルコキシ基、例えば、クロロメトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、パーフルオロイソプロポキシ基、パーフルオロブトキシ基などのハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素原子など)を有する直鎖状又は分岐鎖状C1−36アルコキシ基(例えば、ハロC1−12アルコキシ基、好ましくはハロC1−6アルコキシ基)などが例示できる。ハロアルキルチオ基としては、前記ハロアルコキシ基に対応するハロアルキルチオ基が例示できる。 Examples of the haloalkoxy group include a haloalkoxy group corresponding to the haloalkyl group, for example, a halogen atom such as a chloromethoxy group, a trichloromethoxy group, a trifluoromethoxy group, a trifluoroethoxy group, a perfluoroisopropoxy group, and a perfluorobutoxy group. Examples thereof include a linear or branched C 1-36 alkoxy group (for example, a halo C 1-12 alkoxy group, preferably a halo C 1-6 alkoxy group) having (for example, a fluorine, chlorine, or bromine atom). Examples of the haloalkylthio group include a haloalkylthio group corresponding to the haloalkoxy group.

シクロアルキルオキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基などのC3−10シクロアルキルオキシ基が例示で基、シクロアルキルチオ基としては、前記シクロアルキルオキシ基に対応するC3−10シクロアルキルチオ基が例示できる。 Examples of the cycloalkyloxy group include, for example, a C 3-10 cycloalkyloxy group such as a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, and a cyclooctyloxy group, and the cycloalkylthio group corresponds to the cycloalkyloxy group. A C 3-10 cycloalkylthio group can be exemplified.

アリールオキシ基として、例えば、フェノキシ基、ナフトキシ基などのC6−12アリールオキシ基が例示でき、アリールチオ基としては、前記アリールオキシ基に対応するC6−12アリールチオ基が例示できる。 Examples of the aryloxy group include a C 6-12 aryloxy group such as a phenoxy group and a naphthoxy group, and examples of the arylthio group include a C 6-12 arylthio group corresponding to the aryloxy group.

アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、3−オクチルトリデシルオキシカルボニル基、5−デシルヘプタデシルオキシカルボニル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−36アルコキシ−カルボニル基などが例示できる。 Examples of the alkoxycarbonyl group include, for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonyl group, a hexyloxycarbonyl group, an octyloxycarbonyl group, a 2-ethylhexyloxycarbonyl group, and a 3-octyltridecyloxycarbonyl group. And a linear or branched C 1-36 alkoxy-carbonyl group such as a 5-decylheptadecyloxycarbonyl group.

シクロアルコキシカルボニル基としては、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニル基などのC3−10シクロアルキルオキシ−カルボニル基などが例示でき、アリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェノキシカルボニル基などのC6−12アリールオキシ−カルボニル基などが例示できる。アルキルスルホニル基としては、例えば、メチルスルホニル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−4アルキルスルホニル基などが例示でき、ハロアルキルスルホニル基としては、例えば、クロロメチルスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基などの直鎖状又は分岐鎖状ハロC1−4アルキルスルホニル基などが例示できる。 Examples of the cycloalkoxycarbonyl group include a C 3-10 cycloalkyloxy-carbonyl group such as a cyclohexyloxycarbonyl group, and examples of the aryloxycarbonyl group include a C 6-12 aryloxy group such as a phenoxycarbonyl group. -Carbonyl group and the like. Examples of the alkylsulfonyl group include a linear or branched C 1-4 alkylsulfonyl group such as a methylsulfonyl group, and examples of the haloalkylsulfonyl group include a chloromethylsulfonyl group and a trifluoromethylsulfonyl group. And a straight-chain or branched-chain haloC 1-4 alkylsulfonyl group.

N−置換アミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−ブチルアミノ基などのN−モノC1−6アルキルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基などのN,N−ジC1−6アルキルアミノ基などが例示できる。 Examples of the N-substituted amino group include N-mono C 1-6 alkylamino groups such as N-methylamino group and N-butylamino group, N, N-dimethylamino group, N, N-diethylamino group, And N, N-diC 1-6 alkylamino groups such as N, N-dibutylamino group.

アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基などのC1−30アルキル−カルボニル基、ベンゾイル基などのC6−10アリール−カルボニル基などが例示できる。アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基などのC1−30アルキル−カルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのC6−10アリール−カルボニルオキシ基などが例示できる。 Examples of the acyl group include a C1-30 alkyl-carbonyl group such as an acetyl group and a propionyl group, and a C6-10 aryl-carbonyl group such as a benzoyl group. Examples of the acyloxy group include a C 1-30 alkyl-carbonyloxy group such as an acetyloxy group and a propionyloxy group, and a C 6-10 aryl-carbonyloxy group such as a benzoyloxy group.

アルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基などのモノ乃至トリC1−4アルキルシリル基などが例示でき、アルキルシリルエチニル基としては、例えば、トリメチルシリルエチニル基などのモノ乃至トリC1−4アルキルシリルエチニル基などが例示できる。 The alkyl silyl group, for example, mono- to tri-C 1-4 alkylsilyl group such as trimethylsilyl group. Examples of the alkyl silyl ethynyl group, for example, mono- to tri-C 1-4 alkylsilyl such as trimethylsilyl ethynyl group An ethynyl group can be exemplified.

置換基R〜R2+nは、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ハロアルキル基、ハロアルコキシル基、ハロアルキルスルホニル基などの電子受容性基であってもよいが、ドナー性(電子供与性)を向上する点から、置換基R〜R2+nがアルキル基、アルコキシ基、N−置換アミノ基などの電子供与性基、又は置換基R〜R2+nに代えて水素原子が結合する態様(すなわち、係数a〜a2+nが0又は1の態様)であるのが好ましい。 The substituents R 1 to R 2 + n may be, for example, an electron-accepting group such as a halogen atom, a cyano group, a haloalkyl group, a haloalkoxyl group, and a haloalkylsulfonyl group, but improve the donor property (electron-donating property). From the point of view, an embodiment in which the substituents R 1 to R 2 + n are replaced with an electron-donating group such as an alkyl group, an alkoxy group, an N-substituted amino group, or a hydrogen atom instead of the substituents R 1 to R 2 + n (that is, the coefficient a 1 to a 2 + n are preferably 0 or 1).

これらの置換基R〜R2+nの種類は、同一又は異なっていてもよく、環Aと環Bとの間に介在するベンゼン環の位置によって異なっていてもよく、同じであってもよい。これらの置換基のうち、有機溶媒に対する溶解性を高めるためには、前記アルキル基(直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルキル基)、アルコキシ基(直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルコキシ基)、特にアルキル基が好ましい。また、アリール基は、キャリア移動度に寄与する場合がある。 The types of these substituents R 1 to R 2 + n may be the same or different, may be different depending on the position of a benzene ring interposed between ring A and ring B, or may be the same. Among these substituents, in order to increase the solubility in an organic solvent, the above-mentioned alkyl group (linear or branched long-chain alkyl group), alkoxy group (linear or branched long-chain alkoxy group) Particularly, an alkyl group is preferable. In addition, an aryl group may contribute to carrier mobility.

また、前記アルキル基としては、溶解性を向上し易い点から分岐鎖状アルキル基であるのが好ましく、より好ましくは分岐鎖状C10−40アルキル基(例えば、分岐鎖状C16−34アルキル基)、さらに好ましくは分岐鎖状C18−30アルキル基(例えば、3−オクチル−トリデシル基、5−デシル−ヘプタデシル基などの分岐鎖状C20−28アルキル基)、特に分岐鎖状C21−26アルキル基(例えば、4−オクチル−テトラデシル基、5−オクチル−ペンタデシル基などの分岐鎖状C22−24アルキル基、特に4−オクチル−テトラデシル基などの分岐鎖状C22アルキル基)が好ましい。 The alkyl group is preferably a branched alkyl group from the viewpoint of improving solubility, and more preferably a branched C 10-40 alkyl group (for example, a branched C 16-34 alkyl group). group), more preferably a branched chain C 18-30 alkyl group (e.g., 3-octyl - tridecyl group, 5-decyl - branched C 20-28 alkyl groups such as heptadecyl), particularly branched-chain C 21 -26 alkyl group (e.g., 4-octyl - tetradecyl, 5-octyl - branched C 22-24 alkyl groups such as pentadecyl, especially 4-octyl - branched C 22 alkyl group such as tetradecyl group) preferable.

なお、前記分岐鎖状アルキル基の分岐構造は特に制限されないが、通常、1つの分岐点を有する分岐鎖状アルキル基である場合が多い。また分岐鎖状アルキル基における分岐点の位置は特に限定されないが、溶解性と配向性とのバランスに優れ、高い成形性及び移動度を両立し易い点から、2〜8−位(例えば、2〜6−位)に分岐点を有するのが好ましく、さらに好ましくは3〜5−位、特に4−位であってもよい。さらに、1つの分岐点を有する分岐鎖状アルキル基において、分岐点から末端まで延びる2つの直鎖状アルキル基の炭素数はほぼ同等程度であるのが好ましく、前記2つの直鎖状アルキル基における炭素数の差は、例えば、0〜6、好ましくは0〜4、さらに好ましくは0〜2程度であってもよい。前記2つの直鎖状アルキル基として具体的には、例えば、直鎖状C6−16アルキル基、好ましくは直鎖状C7−14アルキル基、さらに好ましくはドデシル基などの直鎖状C8−12アルキル基(特にオクチル基、デシル基などの直鎖状C8−10アルキル基)であってもよい。 The branched structure of the branched alkyl group is not particularly limited, but is usually a branched alkyl group having one branch point in many cases. The position of the branch point in the branched alkyl group is not particularly limited. However, from the viewpoint of excellent balance between solubility and orientation and easy compatibility between high moldability and mobility, the positions of the 2- to 8-positions (for example, 2 It is preferable to have a branch point at (〜 to 6-position), more preferably 3 to 5-position, especially 4-position. Further, in the branched alkyl group having one branch point, it is preferable that the carbon numbers of the two linear alkyl groups extending from the branch point to the terminal are substantially the same, and in the two linear alkyl groups, The difference in the number of carbon atoms may be, for example, about 0 to 6, preferably about 0 to 4, and more preferably about 0 to 2. Specific examples of the two linear alkyl groups include a linear C 6-16 alkyl group, preferably a linear C 7-14 alkyl group, and more preferably a linear C 8 alkyl group such as a dodecyl group. It may be a -12 alkyl group (especially, a linear C 8-10 alkyl group such as an octyl group and a decyl group).

係数a〜a2+nは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、通常、0又は1である場合が多い。また、a〜a2+nは全てが同時に「0」(すなわち、無置換)であってもよいが、通常、a〜a2+nのうち少なくとも1つが1又は2、すなわち、a〜a2+nは全てが同時に「0」ではなく、置換基R〜R2+nのうち少なくとも1つを有する場合が多い。係数a〜a2+nの値に応じて、置換基R〜R2+nの種類は、同一又は異なっていてもよい。例えば、同じベンゼン環の置換基は同一又は異なっていてもよく、異なるベンゼン環の置換基は同一又は異なっていてもよい。 The coefficients a 1 to a 2 + n each independently represent an integer of 0 to 2, and are usually 0 or 1 in many cases. Further, all of a 1 to a 2 + n may be simultaneously “0” (that is, unsubstituted), but usually, at least one of a 1 to a 2 + n is 1 or 2, that is, a 1 to a 2 + n. Are not all “0” at the same time, and often have at least one of the substituents R 1 to R 2 + n . Depending on the values of the coefficients a 1 to a 2 + n , the types of the substituents R 1 to R 2 + n may be the same or different. For example, the substituents on the same benzene ring may be the same or different, and the substituents on different benzene rings may be the same or different.

置換基は、環Aと環Bとの間に介在する任意のベンゼン環に置換していてもよい。環Aと環Bとの間に介在する所定のベンゼン環に対する前記置換基R〜R2+nの置換位置は、特に制限されない。前記置換基は、環Aに隣接するベンゼン環及び環Bに隣接するベンゼン環(式(I)において、環A及び環Bを除く縮合ベンゼン環のうち両端に位置するベンゼン環)が置換基を有する場合が多い。 The substituent may be substituted on any benzene ring interposed between ring A and ring B. The substitution position of the substituents R 1 to R 2 + n with respect to a predetermined benzene ring interposed between the ring A and the ring B is not particularly limited. The substituent is a benzene ring adjacent to the ring A and a benzene ring adjacent to the ring B (the benzene rings located at both ends of the condensed benzene ring excluding the rings A and B in the formula (I)). Often have.

前記式(I)で表される具体的なドナー性単位(D1)としては、例えば、下記式(I−1)〜(I−5)のうち少なくとも1つの式で表される単位であってもよい。   The specific donor unit (D1) represented by the formula (I) is, for example, a unit represented by at least one of the following formulas (I-1) to (I-5). Is also good.

(式中、環A、環Bは前記に同じであり、R〜R及びa〜aは前記R〜R2+n及びa〜a2+n(nが0〜4の整数)に対応して同じ)。 (Wherein, ring A and ring B are the same as described above, and R 1 to R 6 and a 1 to a 6 are the same as those of R 1 to R 2 + n and a 1 to a 2 + n (where n is an integer of 0 to 4)) Correspondingly the same).

〜Rは、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアルキルチオ基(特に、アルキル基、アルコキシ基)である場合が多く、a〜aは、それぞれ独立して、0又は1である場合が多い。 R 1 to R 6 are each independently often an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, or an alkylthio group (particularly, an alkyl group or an alkoxy group), and a 1 to a 6 are each independently It is often 0 or 1.

ドナー性単位(D1)は、単独で又は2種以上組み合わせて含んでいてもよい。このようなドナー性単位(D1)を有する高分子は、キャリア移動度が高く、有機半導体として有用である。これらのドナー性単位(D1)のうち、キャリア移動度や生産性(又は成形性)などの点から、通常、フェナントレン環を有する前記式(I−2)で表される単位、クリセン環を有する前記式(I−3)で表される単位、ピセン環を有する前記式(I−4)で表される単位などが汎用され、高分子の調製には、前記式(I−2)又は前記式(I−3)で表される単位が有用である。代表的には、例えば、下記式(I−3)で表される単位であってもよい。   The donor unit (D1) may be contained alone or in combination of two or more. A polymer having such a donor unit (D1) has high carrier mobility and is useful as an organic semiconductor. Among these donor units (D1), from the viewpoints of carrier mobility, productivity (or moldability), etc., a unit represented by the above formula (I-2) having a phenanthrene ring and a chrysene ring are usually provided. The unit represented by the formula (I-3), the unit represented by the formula (I-4) having a picene ring, and the like are commonly used. The unit represented by the formula (I-3) is useful. Typically, for example, it may be a unit represented by the following formula (I-3).

(式中、R〜Rのうち少なくとも1つは直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルキル基又は直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルコキシ基、a〜aは、それぞれ独立して0又は1を示し、a〜aのうち少なくとも1つが1であり、環A、環Bは前記に同じ)。 (In the formula, at least one of R 1 to R 4 is a linear or branched C 4-34 alkyl group or a linear or branched C 4-34 alkoxy group, and a 1 to a 4 are Each independently represents 0 or 1, at least one of a 1 to a 4 is 1, and ring A and ring B are the same as described above).

さらに、クリセン環を有する前記式(I−3)で表される単位の具体例としては、下記式(I−3a)〜(I−3i)が表される単位が例示できる。   Furthermore, specific examples of the unit represented by the formula (I-3) having a chrysene ring include units represented by the following formulas (I-3a) to (I-3i).

(式中、Rは、水素原子、アルキル基又はアシル基を示し、R〜R及びa〜aは前記に同じ)。 (In the formula, Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group, and R 1 to R 4 and a 1 to a 4 are the same as described above.).

で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキル基などが例示できる。アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基などの直鎖状又は分岐鎖状C1−4アルキル−カルボニル基などが例示できる。 Examples of the alkyl group represented by Ra include a linear or branched C 1-6 alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group. Examples of the acyl group include a linear or branched C 1-4 alkyl-carbonyl group such as an acetyl group and a propionyl group.

なお、式(I−3)及び式(I−3a)〜(I−3i)において、R〜Rのうち少なくとも1つは長鎖アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C4−32アルキル基)及び/又は長鎖アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C4−32アルコキシ基)である場合が多く、a〜aは、それぞれ独立して、0又は1を示し、a〜aのうち少なくとも1つが1である(すなわち、a〜aが同時に0であることはない)場合が多い。このような長鎖アルキル基及び/又は長鎖アルコキシ基は、環A及び環Bに隣接するベンゼン環に置換している場合が多い。すなわち、a〜aのうち、a及びaが1である場合が多い。 In the formulas (I-3) and (I-3a) to (I-3i), at least one of R 1 to R 4 is a long-chain alkyl group (for example, a linear or branched C 4 -32 alkyl group) and / or a long-chain alkoxy group (for example, a linear or branched C 4-32 alkoxy group), and a 1 to a 4 each independently represent 0 or 1 are shown, at least one of a 1 ~a 4 is a 1 (i.e., does not a 1 ~a 4 is 0 at the same time) often. Such a long-chain alkyl group and / or long-chain alkoxy group is often substituted on a benzene ring adjacent to the ring A and the ring B. That is, of a 1 ~a 4, often a 1 and a 4 are 1.

前記式(I−3)で表される単位の代表的な単位は、例えば、下記式(I−3a1)、(I−3b1)、(I−3c1)又は(I−3d1)[好ましくは式(I−3c1)又は(I−3d1)]で表すことができる。   Representative units of the unit represented by the formula (I-3) include, for example, the following formulas (I-3a1), (I-3b1), (I-3c1) or (I-3d1) [preferably the formula (I-3d1)] (I-3c1) or (I-3d1)].

(式中、R及びRは、直鎖状又は分岐鎖状C6−30アルキル基又は直鎖状又は分岐鎖状C6−30アルコキシ基を示す)。 (Wherein, R 1 and R 4 represent a linear or branched C 6-30 alkyl group or a linear or branched C 6-30 alkoxy group).

なお、第1のドナー性単位(D1)は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。すなわち、第1のドナー性単位(D1)は、式(I)で表される範疇に属し、かつ異なる種類の複数の単位を含んでいてもよく、例えば、係数n(ベンゼン環の数)の異なる単位[例えば、式(I−2)で表される単位、式(I−3)で表される単位、式(I−5)で表される単位など]から選択された複数の単位を含んでいてもよく、立位配置の異なる単位(例えば、式(I−3a1)で表される単位及び式(I−3b1)で表される単位)を含んでいてもよい。   The first donor unit (D1) may be used alone or in combination of two or more. That is, the first donor unit (D1) belongs to the category represented by the formula (I) and may include a plurality of units of different types. For example, the first unit (D1) has a coefficient n (number of benzene rings). A plurality of units selected from different units [for example, a unit represented by the formula (I-2), a unit represented by the formula (I-3), a unit represented by the formula (I-5), and the like] It may include a unit having a different vertical arrangement (for example, a unit represented by the formula (I-3a1) and a unit represented by the formula (I-3b1)).

ドナー性単位(D)は、式(I)で表される第1のドナー性単位(D1)に加えて、ドナー性を有する他の単位(第2のドナー性単位)(D2)を含んでいてもよい。第2のドナー性単位(D2)としては、例えば、チオフェン単位、ジベンゾチオフェン単位、ベンゾジチオフェン単位などの置換基[例えば、前記式(I)における置換基R〜R2+nとして例示した基と同様の置換基]を有していてもよい慣用のドナー性単位が挙げられる。これらのドナー性単位は、単独で又は2種以上組み合わせて含んでいてもよい。第2のドナー性単位(D2)のうち、下記式(II−1)で表されるドナー性単位が汎用される。 The donor unit (D) includes, in addition to the first donor unit (D1) represented by the formula (I), another unit having a donor property (second donor unit) (D2). May be. As the second donor unit (D2), for example, a substituent such as a thiophene unit, a dibenzothiophene unit, or a benzodithiophene unit [for example, a group exemplified as the substituents R 1 to R 2 + n in the formula (I); Similar substituents] may be used. These donor units may be contained alone or in combination of two or more. Among the second donor units (D2), a donor unit represented by the following formula (II-1) is generally used.

(式中、RD1は置換基、kは0〜2の整数を示す)。 (In the formula, R D1 represents a substituent, and k represents an integer of 0 to 2.)

式(II−1)において、置換基RD1は、前記式(I)における置換基R〜R2+nと好ましい態様を含めて同様の置換基が例示でき、通常、アルキル基又はアルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルキル基、又は直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルコキシ基)であることが多い。 In the formula (II-1), examples of the substituent R D1 include the same substituents as the substituents R 1 to R 2 + n in the formula (I), including preferred embodiments. Usually, an alkyl group or an alkoxy group (for example, , A linear or branched long-chain alkyl group, or a linear or branched long-chain alkoxy group) in many cases.

係数kは、通常、0又は1であることが多い。   The coefficient k is often 0 or 1.

式(I)で表されるドナー性単位(D1)の割合は、ドナー性単位(D)全体に対して、例えば、10〜100モル%(例えば、30〜100モル%)程度の範囲から選択でき、キャリア移動度を高めるためには、例えば、50〜100モル%、好ましくは60〜100モル%(例えば、70〜99モル%)、さらに好ましくは80〜100モル%(例えば、85〜95モル%)、特に、90〜100モル%(例えば、95〜100モル%、好ましくは実質的に100モル%)程度であってもよい。   The ratio of the donor unit (D1) represented by the formula (I) is selected from the range of, for example, about 10 to 100 mol% (for example, 30 to 100 mol%) based on the entire donor unit (D). In order to increase the carrier mobility, for example, 50 to 100 mol%, preferably 60 to 100 mol% (for example, 70 to 99 mol%), more preferably 80 to 100 mol% (for example, 85 to 95 mol%) Mol%), in particular, about 90 to 100 mol% (for example, 95 to 100 mol%, preferably substantially 100 mol%).

[アクセプター性単位(A)]
アクセプター性単位(A)は、アクセプター性(電子受容性、電子不足性又は電子欠損性)を有する構造単位である限り、特に制限されず、慣用のアクセプター性単位が利用できる。代表的なアクセプター性単位(A)としては、例えば、窒素原子及び周期表第16族(又は6B族)原子を含む芳香族複素環骨格を有する単位(A1)[第1のアクセプター単位(A1)ともいう]などが挙げられる。
[Acceptor unit (A)]
The acceptor unit (A) is not particularly limited as long as it is a structural unit having an acceptor property (electron accepting property, electron deficiency or electron deficiency), and a conventional acceptor unit can be used. As a typical acceptor unit (A), for example, a unit (A1) having an aromatic heterocyclic skeleton containing a nitrogen atom and a Group 16 (or Group 6B) atom of the periodic table [First acceptor unit (A1) Also referred to].

第1のアクセプター単位(A1)としては、窒素原子及び周期表第16族原子を含む芳香族複素環骨格を有する限り、特に制限されない。周期表第16族原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ポロニウム原子(好ましくは酸素原子、硫黄原子又はセレン原子、さらに好ましくは酸素原子又は硫黄原子、特に、硫黄原子)などが挙げられる。   The first acceptor unit (A1) is not particularly limited as long as it has a nitrogen atom and an aromatic heterocyclic skeleton containing a Group 16 atom of the periodic table. Examples of Group 16 atoms in the periodic table include an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a tellurium atom, and a polonium atom (preferably an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, more preferably an oxygen atom or a sulfur atom, particularly a sulfur atom ).

第1のアクセプター単位(A1)が含む芳香族複素環骨格としては、通常、窒素原子及び周期表第16族原子を含む5又は6員複素環(好ましくは5員複素環)を有する(又は内包する)骨格であることが多い。すなわち、前記芳香族複素環骨格は、前記5又は6員複素環骨格であってもよいが、前記5又は6員複素環(特に、5員複素環)を含む複数の芳香族環(アレーン環及び/又はヘテロアレーン環)が縮合及び/又は環集合(又は単結合により連結)した多環式複素環骨格(特に、前記複数の環が縮合した縮合多環式複素環骨格)であってもよい。   The aromatic heterocyclic skeleton contained in the first acceptor unit (A1) usually has a 5- or 6-membered heterocyclic ring (preferably a 5-membered heterocyclic ring) containing a nitrogen atom and an atom of Group 16 of the periodic table (or an internal ring thereof). S) is often a skeleton. That is, the aromatic heterocyclic skeleton may be the 5- or 6-membered heterocyclic skeleton, but may include a plurality of aromatic rings (the arene ring) including the 5- or 6-membered heterocyclic ring (particularly, the 5-membered heterocyclic ring). And / or heteroarene ring) may be a fused and / or fused ring (or linked by a single bond) polycyclic heterocyclic skeleton (in particular, a fused polycyclic heterocyclic skeleton in which the plurality of rings are fused). Good.

代表的な第1のアクセプター単位(A1)としては、下記式(III−1)〜(III−5)で表される単位などが挙げられる。   Typical first acceptor units (A1) include units represented by the following formulas (III-1) to (III-5).

(式中、環E及びEは、それぞれ独立して芳香族環、Z〜Zは、それぞれ独立して周期表第16族原子、RA1、RA2及びRA3は、それぞれ独立して置換基、m1、m2及びm3は、それぞれ独立して0以上の整数を示す)。 (Wherein, rings E 1 and E 2 are each independently an aromatic ring, Z 1 to Z 5 are each independently a Group 16 atom of the periodic table, R A1 , R A2 and R A3 are each independently And the substituents, m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 0 or more).

式(III−1)において、Zで表される周期表第16族原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、ポロニウム原子などが挙げられる。好ましい原子Zとしては、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子が挙げられ、なかでも酸素原子又は硫黄原子(特に、硫黄原子)が特に好ましい。 In formula (III-1), as the periodic table Group 16 atoms represented by Z 1, for example, an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a tellurium atom, such as polonium atom. Preferred atoms Z 1, an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, among others oxygen or sulfur atom (in particular, a sulfur atom) are particularly preferred.

で表される芳香族環は、原子Z及び2つの窒素原子を含む5員複素環と縮合可能、すなわち、互いに隣接する2つの炭素原子を有する限り、特に制限されず、芳香族炭化水素環(アレーン環)であってもよく、芳香族複素環(ヘテロアレーン環)であってもよい。 The aromatic ring represented by E 1 is not particularly limited as long as it can be condensed with a 5-membered heterocyclic ring containing atom Z 1 and two nitrogen atoms, ie, as long as it has two carbon atoms adjacent to each other. It may be a hydrogen ring (arene ring) or an aromatic heterocycle (heteroarene ring).

芳香族炭化水素環(アレーン環)としては、例えば、ベンゼン環などの単環式アレーン環;縮合多環式アレーン環[例えば、インデン環、インダン環、ナフタレン環、テトラリン環、アズレン環、インダセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、フルオランテン環、アセアントリレン環、アセフェナントリレン環、ナフタセン環、クリセン環、ピレン環、トリフェニレン環、ペンタセン環、ペンタフェン環、ピセン環、ペリレン環などのC9−30縮合多環式アレーン環など]などが挙げられる。好ましい芳香族炭化水素環としては、C6−22アレーン環(例えば、C6−18アレーン環)、さらに好ましくはC6−14アレーン環(例えば、ベンゼン環又はナフタレン環などのC6−10アレーン環など)、特にベンゼン環であってもよい。 As the aromatic hydrocarbon ring (arene ring), for example, a monocyclic arene ring such as a benzene ring; a condensed polycyclic arene ring [for example, an indene ring, an indane ring, a naphthalene ring, a tetralin ring, an azulene ring, an indacene ring] , Acenaphthylene ring, biphenylene ring, fluorene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, phenalene ring, fluoranthene ring, aceanthrylene ring, acephenanthrylene ring, naphthacene ring, chrysene ring, pyrene ring, triphenylene ring, pentacene ring, pentaphene ring And a C 9-30 fused polycyclic arene ring such as a picene ring and a perylene ring]. Preferred aromatic hydrocarbon rings include a C 6-22 arene ring (eg, a C 6-18 arene ring), and more preferably a C 6-14 arene ring (eg, a C 6-10 arene such as a benzene ring or a naphthalene ring) Ring), especially a benzene ring.

芳香族複素環(ヘテロアレーン環)としては、例えば、単環式ヘテロアレーン環[例えば、窒素(N)含有単環式ヘテロアレーン環(例えば、ピロール環、イミダゾ−ル環、ピラゾ−ル環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環など);酸素(O)含有単環式ヘテロアレーン環(例えば、フラン環、ピラン環など);硫黄(S)含有単環式ヘテロアレーン環(例えば、チオフェン環など);2種以上のヘテロ原子を含有する単環式ヘテロアレーン環(例えば、オキサゾ−ル環、イソオキサゾ−ル環、チアゾ−ル環、イソチアゾ−ル環、チアジン環、チアジアジン環など)などのC2−5単環式ヘテロアレーン環など];多環式ヘテロレーン環[例えば、窒素(N)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、インドリジン環、インドール環、3H−インドール環、イソインドール環、1H−インダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、4H−キノリジン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、プテリジン環、カルバゾール環、4aH−カルバゾール環、β−カルボリン環、アクリジン環、フェナントリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、ペリミジン環など);酸素(O)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、クロマン環、イソクロマン環、キサンテン環など);硫黄(S)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、ベンゾチオフェン環、チエノチオフェン環、チアントレン環など);2種以上のヘテロ原子を含有する多環式ヘテロアレーン環(例えば、チエノフラン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェナルサジン環など)などのC6−20多環式ヘテロアレーン環など]などが挙げられる。好ましいヘテロアレーン環としては、C2−13ヘテロアレーン環(例えば、窒素(N)含有単環式又は多環式C2−13ヘテロアレーン環など)、さらに好ましくはC3−9ヘテロアレーン環(特に、ピリジン環、ピリダジン環、イソキノリン環、フタラジン環、キノキサリン環などの窒素(N)含有単環式又はニ環式C3−9ヘテロアレーン環など)であってもよい。 Examples of the aromatic heterocyclic ring (heteroarene ring) include, for example, a monocyclic heteroarene ring [for example, a nitrogen (N) -containing monocyclic heteroarene ring (for example, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, Pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, etc.); oxygen (O) -containing monocyclic heteroarene ring (eg, furan ring, pyran ring, etc.); sulfur (S) -containing monocyclic heteroarene ring (eg, A monocyclic heteroarene ring containing two or more heteroatoms (eg, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, a thiazine ring, a thiadiazine ring, etc.); C 2-5 monocyclic heteroarene ring, etc.]; polycyclic heterolane ring [eg, nitrogen (N) -containing polycyclic heteroarene ring (eg, indolizine ring, i Indole ring, 3H-indole ring, isoindole ring, 1H-indazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, 4H-quinolidine ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, pteridine ring, carbazole ring, 4aH A carbazole ring, a β-carboline ring, an acridine ring, a phenanthridine ring, a phenazine ring, a phenanthroline ring, a perimidine ring, etc.); an oxygen (O) -containing polycyclic heteroarene ring (eg, benzofuran ring, isobenzofuran ring, chromene Ring, chroman ring, isochroman ring, xanthene ring, etc.); sulfur (S) -containing polycyclic heteroarene ring (eg, benzothiophene ring, thienothiophene ring, thianthrene ring, etc.); Cyclic heteroarene ring (eg, Enofuran ring, phenoxazine ring, a phenothiazine ring, phenoxathiin ring, such as C 6-20 polycyclic heteroarene ring such as phenarsazine ring)] and the like. Preferred heteroarene rings include a C 2-13 heteroarene ring (eg, a nitrogen (N) -containing monocyclic or polycyclic C 2-13 heteroarene ring and the like), and more preferably a C 3-9 heteroarene ring ( In particular, it may be a nitrogen (N) -containing monocyclic or bicyclic C3-9 heteroarene ring such as a pyridine ring, a pyridazine ring, an isoquinoline ring, a phthalazine ring, and a quinoxaline ring).

好ましい環Eとしては、C6−14アレーン環、窒素(N)含有C3−10ヘテロアレーン環などが挙げられ、なかでも、C6−10アレーン環、窒素(N)含有単環式又はニ環式C4−8ヘテロアレーン環(特に、ベンゼン環などのC6−10アレーン環)が好ましい。より具体的には、環Eは、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、イソキノリン環、フタラジン環、キノキサリン環から選択される芳香族環(特に、ベンゼン環)であるのが好ましい。 Preferred ring E 1 includes a C 6-14 arene ring, a nitrogen (N) -containing C 3-10 heteroarene ring and the like, and among them, a C 6-10 arene ring, a nitrogen (N) -containing monocyclic or A bicyclic C 4-8 heteroarene ring (particularly a C 6-10 arene ring such as a benzene ring) is preferred. More specifically, the ring E 1 is a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, an isoquinoline ring, a phthalazine ring, aromatic ring selected from a quinoxaline ring (particularly, benzene ring) is preferably.

なお、Eで表される芳香族環と、原子Z及び2つの窒素原子を含む5員複素環との縮合位置は特に制限されない。 Incidentally, the aromatic ring represented by E 1, condensation position between 5 membered heterocyclic ring containing atoms Z 1 and two nitrogen atoms is not particularly limited.

A1で表される置換基としては、例えば、前記式(I)におけるR〜R2+nとして例示した基と同様の基などが挙げられる。好ましい置換基RA1としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子などが挙げられ、なかでも、長鎖アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルキル基など)、長鎖アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルコキシ基など)、ハロゲン原子が好ましく、特に、ハロゲン原子(特に、フッ素原子)が好ましい。 Examples of the substituent represented by R A1 include the same groups as the groups exemplified as R 1 to R 2 + n in the formula (I). Preferred examples of the substituent R A1 include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an alkylthio group, and a halogen atom. Among them, a long-chain alkyl group (for example, a linear or branched C 6-36 alkyl group) And the like, a long-chain alkoxy group (for example, a linear or branched C 6-36 alkoxy group), and a halogen atom are preferable, and a halogen atom (particularly, a fluorine atom) is preferable.

係数m1は、環Eの種類に応じて適宜選択でき、例えば、0〜4の整数(例えば、0〜3の整数)、好ましくは0〜2の整数(例えば、0又は1)、さらに好ましくは0であってもよい。m1が2以上である場合、2以上の置換基RA1の種類は、互いに同一又は異なっていてもよい。 Coefficients m1 can be appropriately selected depending on the kind of ring E 1, for example, an integer of 0 to 4 (e.g., an integer of 0 to 3), preferably an integer of 0 to 2 (e.g., 0 or 1), more preferably May be 0. When m1 is 2 or more, the types of the two or more substituents RA1 may be the same or different from each other.

式(III−1)で表される単位として代表的には、例えば、下記式(III−1a)〜(III−1g)で表される単位などが挙げられる。   Representative examples of the unit represented by the formula (III-1) include units represented by the following formulas (III-1a) to (III-1g).

(式中、Z、RA1及びm1は、それぞれ好ましい態様を含めて前記に同じ)。 (Wherein Z 1 , R A1 and m1 are the same as described above, including preferred embodiments).

アクセプター性単位(A)は、前記式(III−1a)〜(III−1g)で表される単位を単独で又は2種以上組み合わせて含んでいてもよい。前記式(III−1a)〜(III−1g)で表される単位のうち、式(III−1a)、式(III−1b)[特に式(III−1a)]で表される単位が好ましい。   The acceptor unit (A) may contain the units represented by the formulas (III-1a) to (III-1g) alone or in combination of two or more. Among the units represented by the formulas (III-1a) to (III-1g), the units represented by the formulas (III-1a) and (III-1b) [particularly the units represented by the formula (III-1a)] are preferable. .

式(III−2)において、Zで表される周期表第16族原子は、前記式(III−1)のZと好ましい態様を含めて同様の原子が挙げられる。また、2つの原子Zは、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。 In formula (III-2), the periodic table Group 16 atom represented by Z 2 include the same atoms including Z 1 and preferred embodiments of the formula (III-1). Also, two atoms Z 2 may be the same or different from each other, usually, it is often the same.

で表される芳香族環は、原子Z及び2つの窒素原子を含む5員複素環と2か所で縮合可能、すなわち、互いに隣接する2つの炭素原子を2組以上有する限り、特に制限されず、芳香族炭化水素環(アレーン環)であってもよく、芳香族複素環(ヘテロアレーン環)であってもよい。 The aromatic ring represented by E 2 can be condensed at two places with a 5-membered heterocyclic ring containing the atom Z 2 and two nitrogen atoms, that is, as long as it has two or more pairs of two carbon atoms adjacent to each other. It is not limited, and may be an aromatic hydrocarbon ring (arene ring) or an aromatic heterocyclic ring (heteroarene ring).

芳香族炭化水素環(アレーン環)としては、例えば、ベンゼン環などの単環式アレーン環;縮合多環式アレーン環[例えば、インデン環、インダン環、ナフタレン環、テトラリン環、アズレン環、インダセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フェナレン環、フルオランテン環、アセアントリレン環、アセフェナントリレン環、ナフタセン環、クリセン環、ピレン環、トリフェニレン環、ペンタセン環、ペンタフェン環、ピセン環、ペリレン環などのC9−30縮合多環式アレーン環など]などが挙げられる。好ましい芳香族炭化水素環としては、C6−22アレーン環(例えば、C6−18アレーン環)、さらに好ましくはC6−14アレーン環(例えば、ベンゼン環又はナフタレン環などのC6−10アレーン環など)、特にナフタレン環であってもよい。 As the aromatic hydrocarbon ring (arene ring), for example, a monocyclic arene ring such as a benzene ring; a condensed polycyclic arene ring [for example, an indene ring, an indane ring, a naphthalene ring, a tetralin ring, an azulene ring, an indacene ring] , Acenaphthylene ring, biphenylene ring, fluorene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, phenalene ring, fluoranthene ring, aceanthrylene ring, acephenanthrylene ring, naphthacene ring, chrysene ring, pyrene ring, triphenylene ring, pentacene ring, pentaphene ring And a C 9-30 fused polycyclic arene ring such as a picene ring and a perylene ring]. Preferred aromatic hydrocarbon rings include a C 6-22 arene ring (eg, a C 6-18 arene ring), and more preferably a C 6-14 arene ring (eg, a C 6-10 arene such as a benzene ring or a naphthalene ring) Ring, etc.), especially a naphthalene ring.

芳香族複素環(ヘテロアレーン環)としては、例えば、多環式ヘテロレーン環[例えば、窒素(N)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、インドリジン環、インドール環、3H−インドール環、イソインドール環、1H−インダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、4H−キノリジン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、カルバゾール環、4aH−カルバゾール環、β−カルボリン環、アクリジン環、フェナントリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、ペリミジン環など);酸素(O)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、クロメン環、クロマン環、イソクロマン環、キサンテン環など);硫黄(S)含有多環式ヘテロアレーン環(例えば、ベンゾチオフェン環、チアントレン環など);2種以上のヘテロ原子を含有する多環式ヘテロアレーン環(例えば、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェナルサジン環など)などのC6−20多環式ヘテロアレーン環など]などが挙げられる。好ましいヘテロアレーン環としては、C6−13ヘテロアレーン環(例えば、窒素(N)含有単環式又は多環式C6−13ヘテロアレーン環など)であってもよい。 As the aromatic heterocycle (heteroarene ring), for example, a polycyclic heterolane ring [eg, a nitrogen (N) -containing polycyclic heteroarene ring (eg, an indolizine ring, an indole ring, a 3H-indole ring, an isoindole) Ring, 1H-indazole ring, quinoline ring, isoquinoline ring, 4H-quinolidine ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, carbazole ring, 4aH-carbazole ring, β-carboline ring, acridine ring, Anthridine ring, phenazine ring, phenanthroline ring, perimidine ring, etc.); oxygen (O) -containing polycyclic heteroarene ring (eg, benzofuran ring, isobenzofuran ring, chromene ring, chroman ring, isochroman ring, xanthene ring); Sulfur (S) -containing polycyclic heteroarene ring (eg If, benzothiophene ring, etc. thianthrene ring); polycyclic heteroarene ring containing two or more hetero atoms (e.g., a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, phenoxathiin ring, C such as phenarsazine ring) 6- 20 polycyclic heteroarene rings, etc.]. A preferred heteroarene ring may be a C 6-13 heteroarene ring (eg, a nitrogen (N) -containing monocyclic or polycyclic C 6-13 heteroarene ring).

好ましい環Eとしては、C6−14アレーン環などが挙げられ、なかでも、ベンゼン環、ナフタレン環などのC6−10アレーン環(特にナフタレン環)が好ましい。 Preferred examples of the ring E 2 include a C 6-14 arene ring and the like, and among them, a C 6-10 arene ring such as a benzene ring and a naphthalene ring (particularly a naphthalene ring) is preferable.

なお、Eで表される芳香族環と、原子Z及び2つの窒素原子を含む5員複素環との縮合位置は特に制限されない。 Incidentally, the aromatic ring represented by E 2, the condensation position of the 5-membered heterocyclic ring containing atoms Z 2 and the two nitrogen atoms is not particularly limited.

A2で表される置換基としては、例えば、前記式(I)におけるR〜R2+nとして例示した基と同様の基などが挙げられる。好ましい置換基RA2としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子などが挙げられ、なかでも、長鎖アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルキル基など)、長鎖アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルコキシ基など)、ハロゲン原子が好ましく、特に、ハロゲン原子(特に、フッ素原子)が好ましい。 Examples of the substituent represented by R A2, for example, the same groups as exemplified as R 1 ~R 2 + n in the formula (I). Preferred substituents RA2 include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a halogen atom and the like, and among them, a long-chain alkyl group (for example, a linear or branched C6-36 alkyl group) And the like, a long-chain alkoxy group (for example, a linear or branched C 6-36 alkoxy group), and a halogen atom are preferable, and a halogen atom (particularly, a fluorine atom) is preferable.

係数m2は、環Eの種類に応じて適宜選択でき、例えば、0〜4の整数(例えば、0〜3の整数)、好ましくは0〜2の整数(例えば、0又は1)、さらに好ましくは0であってもよい。m2が2以上である場合、2以上の置換基RA2の種類は、互いに同一又は異なっていてもよい。 Factor m2 can be appropriately selected depending on the kind of ring E 2, for example, an integer of 0 to 4 (e.g., an integer of 0 to 3), preferably an integer of 0 to 2 (e.g., 0 or 1), more preferably May be 0. When m2 is 2 or more, the types of the two or more substituents RA2 may be the same or different from each other.

式(III−2)で表される単位として代表的には、例えば、下記式(III−2a)で表される単位などが挙げられる。   Typical examples of the unit represented by the formula (III-2) include a unit represented by the following formula (III-2a).

(式中、m2aは0又は1を示し、Z及びRA2は、それぞれ好ましい態様を含めて前記に同じ)。 (Wherein, m2a represents 0 or 1, Z 2 and R A2 are as defined above, including the preferred embodiments, respectively).

前記式(III−2a)において、m2aは0であるのが好ましい。また、2つのm2aは、互いに同一又は異なっていてもよい。   In the formula (III-2a), m2a is preferably 0. Further, the two m2a may be the same or different from each other.

式(III−3)において、Zで表される周期表第16族原子は、前記式(III−1)のZと好ましい態様を含めて同様の原子が挙げられる。 In formula (III-3), the periodic table Group 16 atom represented by Z 3 include the same atoms including Z 1 and preferred embodiments of the formula (III-1).

式(III−4)において、Zで表される周期表第16族原子は、前記式(III−1)のZと好ましい態様を含めて同様の原子が挙げられる。また、2つの原子Zは、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。 In formula (III-4), periodic table Group 16 atom represented by Z 4 include the same atoms including Z 1 and preferred embodiments of the formula (III-1). Also, two atoms Z 4 may be the same or different from each other, usually, it is often the same.

式(III−5)において、Zで表される周期表第16族原子は、前記式(III−1)のZと好ましい態様を含めて同様の原子が挙げられる。また、2つの原子Zは、互いに同一又は異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。 In formula (III-5), the periodic table Group 16 atom represented by Z 5 include the same atoms including Z 1 and preferred embodiments of the formula (III-1). Also, two atoms Z 5 may be the same or different from each other, usually, it is often the same.

A3で表される置換基としては、例えば、前記式(I)におけるR〜R2+nとして例示した基と同様の基などが挙げられる。好ましい置換基RA3としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子などが挙げられ、なかでも、長鎖アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルキル基など)、長鎖アルコキシ基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C6−36アルコキシ基など)が好ましい。 Examples of the substituent represented by R A3, for example, the same groups as exemplified as R 1 ~R 2 + n in the formula (I). Preferred substituents RA3 include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a halogen atom and the like, and among them, a long-chain alkyl group (for example, a linear or branched C6-36 alkyl group) And a long-chain alkoxy group (eg, a linear or branched C 6-36 alkoxy group).

係数m3は、0又は1であり、好ましくは0であってもよい。2つのm3は互いに同一又は異なっていてもよい。2つのm3の双方が1である場合、2つの置換基RA3の種類は、互いに同一又は異なっていてもよい。 The coefficient m3 is 0 or 1, preferably 0. Two m3's may be the same or different from each other. When both m3 are 1, the types of the two substituents RA3 may be the same or different from each other.

これらの第1のアクセプター性単位(A1)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの第1のアクセプター性単位(A1)のうち、前記式(III−1)で表される単位が好ましく、なかでも、前記式(III−1a)で表される単位が好ましい。   These first acceptor units (A1) may be used alone or in combination of two or more. Among these first acceptor units (A1), a unit represented by the formula (III-1) is preferable, and a unit represented by the formula (III-1a) is particularly preferable.

アクセプター性単位(A)は、必ずしも第1のアクセプター性単位(A1)を含んでいなくてもよく、他のアクセプター性単位[第2のアクセプター単位(A2)ともいう]を含んでいてもよい。第2のアクセプター性単位(A2)としては、例えば、置換基[例えば、前記式(I)における置換基R〜R2+nとして例示した基と同様の置換基など]を有していてもよいシクロペンタ[h,i]アセアントリレン単位(下記式で表される単位)などの少なくとも炭素5員環が縮合した芳香族炭化水素環骨格を有する単位などが挙げられる。 The acceptor unit (A) does not necessarily need to include the first acceptor unit (A1), and may include another acceptor unit (also referred to as a second acceptor unit (A2)). . The second acceptor unit (A2) may have, for example, a substituent [for example, the same substituent as the group exemplified as the substituents R 1 to R 2 + n in the formula (I)]. Examples include units having an aromatic hydrocarbon ring skeleton in which at least a 5-membered carbon ring is fused, such as a cyclopenta [h, i] aceanthrylene unit (a unit represented by the following formula).

アクセプター単位(A)は、単独の単位で又は2種以上の単位を組み合わせて形成してもよく、第1のアクセプター単位(A1)及び第2のアクセプター単位(A2)から選択された少なくとも1種のアクセプター単位(特に、第1のアクセプター性単位(A1))を含んでいればよい。   The acceptor unit (A) may be formed of a single unit or a combination of two or more units, and at least one selected from a first acceptor unit (A1) and a second acceptor unit (A2) (In particular, the first acceptor unit (A1)).

第1のアクセプター性単位(A1)[特に、前記式(III−1a)などの前記式(III−1)で表される単位]の割合は、アクセプター性単位(A)全体に対して、例えば、10〜100モル%(例えば、30〜100モル%)程度の範囲から選択でき、キャリア移動度を高めるためには、例えば、50〜100モル%、好ましくは60〜100モル%(例えば、70〜99モル%)、さらに好ましくは80〜100モル%(例えば、85〜95モル%)、特に、90〜100モル%(例えば、95〜100モル%、好ましくは実質的に100モル%)程度であってもよい。   The ratio of the first acceptor unit (A1) [particularly, the unit represented by the formula (III-1) such as the formula (III-1a)] is, for example, based on the entire acceptor unit (A). , 10 to 100 mol% (for example, 30 to 100 mol%). In order to increase carrier mobility, for example, 50 to 100 mol%, preferably 60 to 100 mol% (for example, 70 to 100 mol%) To 99 mol%), more preferably about 80 to 100 mol% (for example, 85 to 95 mol%), particularly about 90 to 100 mol% (for example, 95 to 100 mol%, preferably substantially 100 mol%). It may be.

なお、本発明の有機高分子は、発明の効果を害さない限り、ドナー性単位(D)及びアクセプター性単位(A)に属さない他の共役系単位及び/又は非共役系単位(例えば、アルキレン単位など)を含んでいてもよい。このような単位の割合は、有機高分子の構成単位全体に対して、例えば、10モル%以下(例えば、0〜5モル%)、好ましくは1モル%以下(例えば、0.01〜0.1モル%程度)であってもよく、実質的に含まないのが好ましい。   As long as the effects of the invention are not impaired, the organic polymer of the present invention may contain other conjugated units and / or non-conjugated units that do not belong to the donor unit (D) and the acceptor unit (A) (for example, alkylene units). Unit etc.). The ratio of such a unit is, for example, 10 mol% or less (for example, 0 to 5 mol%), preferably 1 mol% or less (for example, 0.01 to 0.1 mol%), based on the entire constitutional unit of the organic polymer. (Approximately 1 mol%), and is preferably substantially not contained.

本発明の有機高分子は、少なくともドナー性単位(D)(単にD単位ともいう)及びアクセプター性単位(A)(単にA単位ともいう)を含む共重合体であり、その形態は、D単位及びA単位のランダム共重合体であってもよいが、分子間相互作用により配向性(又は結晶性)を向上し易い点から、各単位が規則性をもって配列された形態(又は繰り返し単位を有する形態)、通常、交互共重合体又はブロック共重合体(下記式(1)で表される共重合体)であるのが好ましい。   The organic polymer of the present invention is a copolymer containing at least a donor unit (D) (also simply referred to as a D unit) and an acceptor unit (A) (also simply referred to as an A unit). And a random copolymer of A units, but from the viewpoint that orientation (or crystallinity) is easily improved by intermolecular interaction, a form in which each unit is regularly arranged (or having a repeating unit) Form), and usually, preferably an alternating copolymer or a block copolymer (a copolymer represented by the following formula (1)).

[−(D)−(A)−] (1)
(式中、(D)はD単位、(A)はA単位、繰り返し数pは2以上の整数、繰り返し数q及びrはそれぞれ独立して1以上の整数を示し、以下同じ)。
[-(D) q- (A) r- ] p (1)
(Wherein (D) is a D unit, (A) is an A unit, the number of repetitions p is an integer of 2 or more, and the numbers of repetitions q and r each independently represent an integer of 1 or more, and the same applies hereinafter).

交互共重合体は、D単位とA単位とが交互に配列していればよく、前記式(1)において、q及びrが双方とも1の共重合体である。交互共重合体において、繰り返される複数のD単位及びA単位は、複数種の単位を含んでいてもよいが、分子間相互作用を向上する観点から、通常、双方とも単一の単位で形成される場合が多い(例えば、下記式(i)など)。   The alternating copolymer may be any copolymer as long as D units and A units are alternately arranged, and in the formula (1), q and r are both 1. In the alternating copolymer, a plurality of repeating D units and A units may include a plurality of types of units, but from the viewpoint of improving intermolecular interaction, both are usually formed of a single unit. (For example, the following formula (i)).

[−(D1)−(A1)−] (i)
(式中、(D1)は第1のドナー性単位(D1)、(A1)は第1のアクセプター性単位(A1)を示し(以下同じ)、繰り返し数pは前記に同じ)。
[-(D1)-(A1)-] p (i)
(In the formula, (D1) represents the first donor unit (D1), (A1) represents the first acceptor unit (A1) (the same applies hereinafter, and the repetition number p is the same as described above).

ブロック共重合体は、D単位及びA単位のうち、少なくとも一方の単位が互いに結合又は連結してブロックを形成していればよく、前記式(1)において、q及びrのうち少なくとも一方の繰り返し数が2以上の共重合体である。代表的なブロック共重合体の有機高分子としては、例えば、下記式(ii)又は(iii)で表されるブロック共重合体などであってもよい。   In the block copolymer, at least one of the D unit and the A unit may be bonded or connected to each other to form a block, and in the formula (1), at least one of q and r may be repeated. It is a copolymer having a number of 2 or more. As a typical organic polymer of the block copolymer, for example, a block copolymer represented by the following formula (ii) or (iii) may be used.

[−(D1)q1−(A1)r1−] (ii)
(式中、繰り返し数q1及びr1はそれぞれ独立して1以上の整数を示し、q1及びr1のうち少なくとも一方が2以上であり、(D1)、(A1)及びpは前記に同じ)。
[-(D1) q1- (A1) r1- ] p (ii)
(In the formula, the numbers of repetitions q1 and r1 each independently represent an integer of 1 or more, at least one of q1 and r1 is 2 or more, and (D1), (A1) and p are the same as above.)

[−((D2)q2−(D1)q1−(D2)q2)−(A1)r1−] (iii)
(式中、(D2)は第2のドナー性単位(D2)、繰り返し数q1、q2及びr1はそれぞれ独立して1以上の整数を示し、(D1)、(A1)及びpは前記に同じ)。
[-((D2) q2- (D1) q1- (D2) q2 )-(A1) r1- ] p (iii)
(Wherein (D2) is the second donor unit (D2), the numbers of repetitions q1, q2 and r1 each independently represent an integer of 1 or more, and (D1), (A1) and p are the same as above. ).

これらの共重合体のうち、分子間相互作用を向上する観点から、有機高分子は交互共重合体(特に、前記式(i)で表される共重合体)であるのが好ましい。   Among these copolymers, from the viewpoint of improving the intermolecular interaction, the organic polymer is preferably an alternating copolymer (particularly, a copolymer represented by the formula (i)).

本発明の有機高分子は、D−A型高分子であり、分子間相互作用により高い配向性(又は結晶性)を有するため、相反する特性である溶解性が低下し易くなる。そのため、高い配向性と高い溶解性とをバランスよく両立する観点から、有機高分子は、直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルキル基、及び直鎖状又は分岐鎖状長鎖アルコキシ基から選択される少なくとも1種の置換基を有する単位を含んでいるのが好ましい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において特に断りのない限り、「長鎖」とは、置換基を形成する炭素数が、例えば、4以上(例えば、6〜50)、好ましくは8以上(例えば、10〜46)、さらに好ましくは12以上(例えば、16〜40)、特に18以上(例えば、22〜32)程度であることを意味する。   Since the organic polymer of the present invention is a DA polymer and has high orientation (or crystallinity) due to intermolecular interaction, the solubility, which is a contradictory property, tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of achieving a good balance between high orientation and high solubility, the organic polymer is selected from linear or branched long-chain alkyl groups, and linear or branched long-chain alkoxy groups. It preferably contains a unit having at least one substituent. In the present specification and claims, unless otherwise specified, the term “long chain” means that the number of carbon atoms forming a substituent is, for example, 4 or more (eg, 6 to 50), preferably 8 or more ( For example, 10 to 46), more preferably 12 or more (for example, 16 to 40), particularly 18 or more (for example, about 22 to 32).

このような置換基は、D単位及びA単位のうち、少なくとも一方(特に、いずれか一方)の単位に置換していればよく、通常、D単位(特に、第1のドナー性単位(D1))が前記置換基を有し、A単位は前記置換基を有していない場合が多い。D単位及びA単位の双方が前記置換基を有していてもよいが、近接する置換基同士の立体障害などにより、配向性(又は結晶性)が低下するおそれがある。   Such a substituent may be substituted on at least one (particularly, any one) unit of the D unit and the A unit, and usually, the D unit (particularly, the first donor unit (D1) ) Has the substituent, and the A unit often does not have the substituent. Both the D unit and the A unit may have the substituent, but the orientation (or crystallinity) may be reduced due to steric hindrance between adjacent substituents.

[D−A型高分子の製造方法]
本発明の有機高分子は、通常、D単位及び/又はA単位を含む化合物を慣用のカップリング反応に供し、各単位を連結(又は各単位間の結合を形成)することにより合成(又は重合)できる。そのため、有機高分子は、D単位及びA単位の双方を有する化合物(例えば、(D)−(A)型2量体、(A)−(D)−(A)型、(D)−(A)−(D)型3量体などの多量体又はオリゴマー)をホモカップリング反応を経て合成してもよいが、生産性などの観点から、通常、D単位を有する化合物と、A単位を有する化合物とをクロスカップリング反応させて合成することが多い。
[Method for producing DA polymer]
The organic polymer of the present invention is usually synthesized (or polymerized) by subjecting a compound containing a D unit and / or an A unit to a conventional coupling reaction to connect the units (or to form a bond between the units). )it can. Therefore, the organic polymer is a compound having both a D unit and an A unit (for example, a (D)-(A) type dimer, (A)-(D)-(A) type, (D)-( A)-(D) multimers or oligomers such as type trimers) may be synthesized through a homocoupling reaction. However, from the viewpoint of productivity and the like, a compound having D units and an A unit are usually used. In many cases, the compound is synthesized by performing a cross-coupling reaction with a compound having the compound.

なお、D単位及び/又はA単位を有する化合物は、D単位又はA単位を有する単量体(又はモノマー)であってもよく、2量体以上の多量体(又はオリゴマー)であってもよい。オリゴマーは、D単位及びA単位から選択される単位を単独で又は複数種含んでいてもよい。複数種(例えば、3種以上)の単位を含む場合、その配列又は順序は特に制限されない。   In addition, the compound having a D unit and / or an A unit may be a monomer (or a monomer) having a D unit or an A unit, or may be a multimer (or an oligomer) of a dimer or more. . The oligomer may include a single unit or a plurality of units selected from D units and A units. When a plurality (for example, three or more) units are included, the arrangement or order is not particularly limited.

また、D単位及び/又はA単位を有する化合物は、カップリング反応の種類に応じて、カップリング可能な反応性基を有している。前記反応性基は、前記化合物(又は単位)を連結する位置(通常、2か所の結合位置)に結合又は置換していればよい。D単位及び/又はA単位を有する化合物が、カップリング可能な一対の反応性基のうち、双方の反応性基を有していてもよいが、生産性又は調達容易性などの観点から、通常、D単位を有する化合物が一方の反応性基(第1の反応性基)を有し、この反応性基にカップリング可能な他方の反応性基(第2の反応性基)を、A単位を有する化合物が有していることが多い。   Further, the compound having a D unit and / or an A unit has a reactive group that can be coupled depending on the type of the coupling reaction. The reactive group may be bonded or substituted at a position (usually two bonding positions) connecting the compound (or unit). The compound having a D unit and / or an A unit may have both reactive groups out of a pair of reactive groups that can be coupled. However, from the viewpoint of productivity or procureability, the compound is usually used. , A compound having a D unit has one reactive group (a first reactive group), and the other reactive group (a second reactive group) that can be coupled to the reactive group is an A unit In many cases.

そのため、本発明の有機高分子の代表的な製法としては、例えば、下記式(2D)で表されるD単位を有する化合物と、下記式(2A)で表されるA単位を有する化合物とを、クロスカップリング反応させて、前記式(1)で表される有機高分子を合成する方法などが挙げられる。   Therefore, typical methods for producing the organic polymer of the present invention include, for example, a compound having a D unit represented by the following formula (2D) and a compound having an A unit represented by the following formula (2A). And a method of synthesizing an organic polymer represented by the formula (1) by a cross-coupling reaction.

(式中、Xはそれぞれ独立して第1の反応性基、Xはそれぞれ独立して第1の反応性基とカップリング可能な第2の反応性基を示し、(D)、(A)、p、q及びrはそれぞれ前記に同じ)。 (Wherein X 1 each independently represents a first reactive group, X 2 each independently represents a second reactive group that can be coupled to the first reactive group, (D), (D) A), p, q and r are the same as above).

カップリング反応としては、特に制限されず、慣用のカップリング反応、例えば、パラジウム触媒(例えば、パラジウム(0)触媒)を用いるカップリング反応(例えば、根岸カップリング反応、檜山カップリング反応、鈴木−宮浦カップリング反応(鈴木カップリング反応)、右田−小杉−スティレ(Stille)カップリング反応(スティレカップリング反応)など);ニッケル触媒(例えば、ニッケル(0)触媒)を用いるカップリング反応(例えば、熊田−玉尾−コリュー(Corriu)カップリング反応など);鉄触媒(例えば、鉄(III)触媒)を用いるカップリング反応(例えば、高知−フュルストナー(Furstner)カップリング反応など);銅触媒(例えば、銅(I)触媒など)を用いるカップリング反応(例えば、ウルマン反応など);遷移金属触媒を用いないカップリング反応(例えば、有機触媒を用いるカップリング反応、1電子触媒を用いるカップリング反応、ラジカル種を用いるカップリング反応など)などが挙げられる。   The coupling reaction is not particularly limited, and a conventional coupling reaction, for example, a coupling reaction using a palladium catalyst (for example, a palladium (0) catalyst) (for example, Negishi coupling reaction, Hiyama coupling reaction, Suzuki- Miyaura coupling reaction (Suzuki coupling reaction), Migita-Kosugi-Stille coupling reaction (Stille coupling reaction) and the like; coupling reaction using a nickel catalyst (for example, nickel (0) catalyst) (for example, Kumada-Tamao-Corriu coupling reaction, etc .; Coupling reaction using an iron catalyst (eg, iron (III) catalyst) (eg, Kochi-Furstner coupling reaction, etc.); Copper catalyst (eg, , Copper (I) catalyst, etc.) (eg, Ullmann reaction) Coupling reactions without using a transition metal catalyst (e.g., coupling reaction using an organic catalyst, a coupling reaction using a one-electron catalyst, such as a coupling reaction using a radical species), and the like.

金属触媒を用いたカップリング反応により高分子を調製する場合、得られた高分子から金属触媒を完全に除去するのは困難であること、また、有機半導体において金属が残存すると、たとえ微量(例えば、ppm又はppbオーダー)であっても半導体特性が低下することが知られている。このような観点から、これらのカップリング反応のうち、金属触媒(例えば、遷移金属触媒)を用いないカップリング反応が好ましい。また、これらのカップリング反応のうち、生産性などの観点から、通常、パラジウム(0)触媒又はニッケル(0)触媒を用いるカップリング反応、好ましくは鈴木−宮浦カップリング反応、右田−小杉−スティレカップリング反応などのパラジウム(0)触媒を用いるカップリング反応(特に、鈴木−宮浦カップリング反応)が好ましい。なお、鈴木−宮浦カップリング反応では、パラジウム触媒に代えて、ニッケル触媒を用いて反応させることもできる。   When a polymer is prepared by a coupling reaction using a metal catalyst, it is difficult to completely remove the metal catalyst from the obtained polymer. , Ppm or ppb order), it is known that the semiconductor characteristics deteriorate. From such a viewpoint, among these coupling reactions, a coupling reaction not using a metal catalyst (for example, a transition metal catalyst) is preferable. In addition, among these coupling reactions, from the viewpoint of productivity and the like, a coupling reaction using a palladium (0) catalyst or a nickel (0) catalyst, preferably a Suzuki-Miyaura coupling reaction, a Migita-Kosugi-Stile A coupling reaction using a palladium (0) catalyst such as a coupling reaction (particularly a Suzuki-Miyaura coupling reaction) is preferred. In the Suzuki-Miyaura coupling reaction, a nickel catalyst may be used instead of the palladium catalyst.

第1及び第2の反応性基X及びXは、前記カップリング反応に応じて適宜選択できる。鈴木−宮浦カップリング反応により合成する場合、一方の反応性基(例えば、第1の反応性基X)としては、例えば、ハロゲン原子又はフッ化アルカンスルホニルオキシ基などが挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、ヨウ素原子、臭素原子、塩素原子(好ましくはヨウ素原子、臭素原子)などが挙げられる。フッ化アルカンスルホニルオキシ基としては、例えば、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基(基[−OTf])などのフッ化C1−4アルカンスルホニルオキシ基などが挙げられる。これらの一方の反応性基(例えば、第1の反応性基X)は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。これらの一方の反応性基(例えば、第1の反応性基X)のうち、ハロゲン原子(例えば、ヨウ素原子、臭素原子)が好ましく、通常、臭素原子が汎用される。 The first and second reactive groups X 1 and X 2 can be appropriately selected according to the coupling reaction. In the case of synthesizing by a Suzuki-Miyaura coupling reaction, examples of one reactive group (for example, the first reactive group X 1 ) include a halogen atom or a fluorinated alkane sulfonyloxy group. Examples of the halogen atom include an iodine atom, a bromine atom and a chlorine atom (preferably an iodine atom and a bromine atom). Examples of the fluorinated alkanesulfonyloxy group include a C1-4 alkanesulfonyloxy group such as a trifluoromethanesulfonyloxy group (group [-OTf]). One of these reactive groups (for example, the first reactive group X 1 ) may be used alone or in combination of two or more. Among these one reactive groups (for example, the first reactive group X 1 ), a halogen atom (for example, an iodine atom or a bromine atom) is preferable, and a bromine atom is generally used.

鈴木−宮浦カップリング反応において、前記一方の反応性基(例えば、第1の反応性基X)とカップリング可能な他方の反応性基(例えば、第2の反応性基X)としては、ホウ素含有基が挙げられる。ホウ素含有基としては、例えば、ボロン酸基又はジヒドロキシボリル基(基[−B(OH)]);ボロン酸エステル基[例えば、ジアルコキシボリル基(例えば、ジメトキシボリル基、ジイソプロポキシボリル基、ジブトキシボリル基などのジC1−4アルコキシボリル基など)、環状ボロン酸エステル基(例えば、ピナコラートボリル基(基[−Bpin])、1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル基、5,5−ジメチル−1,3,2−ジオキサボリナン−2−イル基など)など]などが挙げられる。これらの他方の反応性基(例えば、第2の反応性基X)は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。他方の反応性基(例えば、第2の反応性基X)のうち、通常、基[−B(OH)]、基[−Bpin]などが汎用される。 In the Suzuki-Miyaura coupling reaction, the other reactive group (for example, the second reactive group X 2 ) capable of coupling with the one reactive group (for example, the first reactive group X 1 ) includes , Boron-containing groups. Examples of the boron-containing group include a boronic acid group or a dihydroxyboryl group (group [—B (OH) 2 ]); a boronic ester group [eg, a dialkoxyboryl group (eg, a dimethoxyboryl group, a diisopropoxyboryl group) , A diboroxyboryl group or other di-C 1-4 alkoxyboryl group, etc.), a cyclic boronic ester group (for example, a pinacolatoboryl group (group [—Bpin]), a 1,3,2-dioxaborinan-2-yl group, 5 , 5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl group and the like). These other reactive groups (for example, the second reactive group X 2 ) may be used alone or in combination of two or more. The other reactive group (e.g., a second reactive group X 2) of, usually, group [-B (OH) 2], and a group [-Bpin] is generic.

右田−小杉−スティレカップリング反応により合成する場合、一方の反応性基(例えば、第1の反応性基X)としては、例えば、前記鈴木−宮浦カップリング反応における一方の反応性基として例示したハロゲン原子又はフッ化アルカンスルホニルオキシ基と好ましい態様を含めて同様であってもよい。これらの一方の反応性基は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。また、右田−小杉−スティレカップリング反応において、前記一方の反応性基とカップリング可能な他方の反応性基(例えば、第2の反応性基X)としては、トリアルキルスタンニル基(例えば、トリメチルスタンニル基、トリn−ブチルスタンニル基などのトリC1−6アルキルスタンニル基、好ましくはトリn−ブチルスタンニル基などのトリC1−4アルキルスタンニル基)などが挙げられる。これらの他方の反応性基は単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。 When the synthesis is performed by the Migita-Kosugi-Stille coupling reaction, one reactive group (for example, the first reactive group X 1 ) is exemplified as one reactive group in the Suzuki-Miyaura coupling reaction, for example. It may be the same as the halogen atom or the fluorinated alkanesulfonyloxy group including the preferred embodiment. One of these reactive groups can be used alone or in combination of two or more. In the Migita-Kosugi-Stille coupling reaction, the other reactive group (for example, the second reactive group X 2 ) capable of coupling with the one reactive group is a trialkylstannyl group (for example, , A tri-C 1-6 alkylstannyl group such as a trimethylstannyl group and a tri-n-butylstannyl group, and preferably a tri-C 1-4 alkylstannyl group such as a tri-n-butylstannyl group). . These other reactive groups can be used alone or in combination of two or more.

なお、第1及び第2の反応性基X及びXは、上述した代表的な反応性基のいずれであってもよい。例えば、鈴木−宮浦カップリング反応において、第1の反応性基Xがハロゲン原子又はフッ化アルカンスルホニルオキシ基、第2の反応性基Xがホウ素含有基であってもよく;第1の反応性基Xがホウ素含有基、第2の反応性基Xがハロゲン原子又はフッ化アルカンスルホニルオキシ基であってもよい。 The first and second reactive groups X 1 and X 2 may be either a typical reactive groups described above. For example, Suzuki - in Miyaura coupling reaction, a first reactive group X 1 is a halogen atom or a fluorinated alkane sulfonyloxy group, the second reactive group X 2 is a also good a boron-containing group; first reactive group X 1 is a boron-containing group, the second reactive group X 2 may be a halogen atom or a fluorinated alkane sulfonyloxy group.

前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物としては、例えば、qが1であり、(D)が第1のドナー性単位(D1)で形成される化合物、すなわち、下記式(2D−I)で表される化合物などが挙げられる。なお、前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物は単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。   As the compound having a D unit represented by the formula (2D), for example, a compound in which q is 1 and (D) is formed by the first donor unit (D1), that is, a compound represented by the following formula (2D) -I) and the like. The compound having a D unit represented by the formula (2D) can be used alone or in combination of two or more.

(式中、環A、環B、環C、n、R〜R2+n及びa〜a2+nは、それぞれ好ましい態様を含めて前記式(I)に同じであり、Xは好ましい態様を含めて前記式(2D)に同じである)。 (Wherein, ring A, ring B, ring C, n, R 1 to R 2 + n and a 1 to a 2 + n are the same as those in the above formula (I) including preferred embodiments, and X 1 represents a preferred embodiment) The same applies to the formula (2D).

前記式(2A)で表されるA単位を有する化合物としては、例えば、rが1であり、(A)が第1のアクセプター性単位(A1)で形成される化合物、すなわち、下記式(2A-III-1)で表される化合物などの第1のアクセプター性単位(A1)を有する化合物などが挙げられる。なお、前記式(2A)で表されるA単位を有する化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。   As the compound having an A unit represented by the formula (2A), for example, a compound in which r is 1 and (A) is formed of the first acceptor unit (A1), that is, a compound represented by the following formula (2A) And a compound having the first acceptor unit (A1) such as a compound represented by -III-1). In addition, the compound having the A unit represented by the formula (2A) can be used alone or in combination of two or more.

(式中、環E、Z、RA1、及びm1は、好ましい態様を含めて前記式(III−1)に同じであり、Xは好ましい態様を含めて前記式(2A)に同じである)。 (Wherein, ring E 1 , Z 1 , R A1 , and m1 are the same as those in formula (III-1) including preferred embodiments, and X 2 is the same as in formula (2A) including preferred embodiments. Is).

前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物と、前記式(2A)で表されるA単位を有する化合物との割合は、例えば、前者/後者(モル比)=1/0.8〜1/1.2((例えば、1/0.9〜1/1.1)程度であってもよい。   The ratio of the compound having the D unit represented by the formula (2D) to the compound having the A unit represented by the formula (2A) is, for example, the former / the latter (molar ratio) = 1 / 0.8. It may be about 1 / 1.2 (for example, 1 / 0.9 to 1 / 1.1).

鈴木−宮浦カップリング反応により合成する場合、反応は、パラジウム触媒、ニッケル触媒(例えば、Ni(dppf)など)などの存在下、通常、パラジウム触媒の存在下で反応させる。パラジウム触媒としては、慣用のカップリング触媒、例えば、パラジウム(0)触媒{例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[Pd(PPh]、ビス(トリ−t−ブチルホスフィン)パラジウム(0)[Pd(P(t−Bu)]などのパラジウム(0)−ホスフィン錯体など};パラジウム(II)触媒{例えば、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(PPh]、ビス(トリ−o−トリルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(P(o−tolyl)]、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(dppf)]、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(dppe)]、[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(dppp)]などのパラジウム(II)−ホスフィン錯体など}などが挙げられる。なお、パラジウム(II)触媒を用いる場合、反応系内の還元性化合物(例えば、後述するホスフィン、アミン、有機金属試薬など)によって0価の錯体に還元されることにより反応が開始する。 In the case of synthesis by a Suzuki-Miyaura coupling reaction, the reaction is carried out in the presence of a palladium catalyst, a nickel catalyst (for example, Ni (dppf) or the like), usually in the presence of a palladium catalyst. As the palladium catalyst, a conventional coupling catalyst, e.g., palladium (0) catalyst {e.g., tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) [Pd (PPh 3 ) 4], bis (tri -t- butylphosphine) palladium (0) palladium (0) -phosphine complex such as [Pd (P (t-Bu) 3 ) 2 ]; palladium (II) catalyst {for example, bis (triphenylphosphine) palladium (II) dichloride [PdCl 2 (PPh 3) 2], bis (tri -o- tolyl phosphine) palladium (II) dichloride [PdCl 2 (P (o- tolyl) 3) 2], [1,1'- bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) dichloride [PdCl 2 (dppf)], [1,2- bis (diphenylphosphino I Roh) ethane] palladium (II) dichloride [PdCl 2 (dppe)], [1,3- bis (palladium such as diphenylphosphino) propane] palladium (II) dichloride [PdCl 2 (dppp)] (II) - And phosphine complexes. When a palladium (II) catalyst is used, the reaction is started by being reduced to a zero-valent complex by a reducing compound (for example, a phosphine, an amine, an organometallic reagent, and the like described later) in the reaction system.

これらの触媒は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。これらの触媒のうち、通常、Pd(PPhなどのパラジウム(0)−ホスフィン錯体が汎用される。触媒の割合は、前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物1モルに対して、金属換算で、例えば、0.01〜0.1モル(例えば、0.02〜0.08モル)程度であってもよい。 These catalysts can be used alone or in combination of two or more. Of these catalysts, typically, Pd palladium such as (PPh 3) 4 (0) - phosphine complex is generic. The ratio of the catalyst is, for example, 0.01 to 0.1 mol (for example, 0.02 to 0.08 mol) in terms of metal per 1 mol of the compound having the D unit represented by the formula (2D). ).

また、前記パラジウム触媒は、パラジウム触媒前駆体と配位子と反応系内に添加して調製してもよい。パラジウム触媒前駆体としては、例えば、パラジウム(0)触媒前駆体{例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)クロロホルム錯体[Pd(dba)・CHCl]、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)[Pd(dba)]などのパラジウム(0)−dba錯体など};パラジウム(II)触媒前駆体{例えば、酢酸パラジウム(II)[Pd(OAc)]、塩化パラジウム(II)[PdCl]、ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(CHCN)]、ビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)ジクロリド[PdCl(PhCN)]、アリルパラジウム(II)クロリド2量体[(PdCl(allyl))]、テトラクロロパラジウム(II)酸ナトリウム[NaPdCl]など}などが挙げられる。これらのパラジウム触媒前駆体は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、Pd(dba)・CHClなどのパラジウム(0)−dba錯体が汎用される。 The palladium catalyst may be prepared by adding a palladium catalyst precursor, a ligand and a reaction system. Examples of the palladium catalyst precursor include a palladium (0) catalyst precursor {eg, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) chloroform complex [Pd 2 (dba) 3 .CHCl 3 ], bis (dibenzylideneacetone) Palladium (0) -dba complex such as palladium (0) [Pd (dba) 2 ]; palladium (II) catalyst precursor {eg, palladium (II) acetate [Pd (OAc)], palladium (II) chloride [PdCl 2 ], bis (acetonitrile) palladium (II) dichloride [PdCl 2 (CH 3 CN) 2 ], bis (benzonitrile) palladium (II) dichloride [PdCl 2 (PhCN) 2 ], allyl palladium (II) chloride dimer [(PdCl (allyl)) 2 ], tetrachloropalladate Um (II) Sodium [NaPdCl 4], etc.} and the like. These palladium catalyst precursors can be used alone or in combination of two or more. Usually, a palladium (0) -dba complex such as Pd 2 (dba) 3 .CHCl 3 is widely used.

配位子としては、例えば、ホスフィン類(例えば、トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィンなどのトリアリールホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィンなどのトリシクロアルキルホスフィンなど);窒素含有複素環状カルベン類(例えば、1,3−ジイソプロピルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1,3−ジ−t−ブチルイミダゾール−2−イリデンなどのイミダゾール系カルベン類など)などが挙げられる。これらの配位子は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類が汎用される。パラジウム触媒前駆体及び配位子の割合は、目的とするパラジウム触媒におけるモル比(又は当量比)と同等程度であってもよい。   Examples of the ligand include phosphines (eg, triarylphosphines such as triphenylphosphine and tolylphosphine, trialkylphosphines such as tri-t-butylphosphine, and tricycloalkylphosphines such as tricyclohexylphosphine); Nitrogen-containing heterocyclic carbene (for example, imidazole carbene such as 1,3-diisopropylimidazolium tetrafluoroborate and 1,3-di-t-butylimidazol-2-ylidene) and the like. These ligands can be used alone or in combination of two or more. Usually, phosphines such as triphenylphosphine are widely used. The ratio of the palladium catalyst precursor and the ligand may be about the same as the molar ratio (or equivalent ratio) in the target palladium catalyst.

鈴木−宮浦カップリング反応は、通常、塩基の存在下で行ってもよい。塩基としては、通常、無機塩基、例えば、金属水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、水酸化タリウム(I)など)、金属炭酸塩又は炭酸水素塩(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩又は炭酸水素塩、炭酸タリウム(I)など)、金属リン酸塩(例えば、リン酸三カリウムなどのアルカリ金属リン酸塩など)、金属フッ化物(例えば、フッ化カリウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属フッ化物など)、金属アルコキシド(例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドなど)、金属有機酸塩(例えば、酢酸カリウムなどのアルカリ金属酢酸塩など)などが挙げられる。   The Suzuki-Miyaura coupling reaction may be usually performed in the presence of a base. As the base, usually, an inorganic base, for example, a metal hydroxide (eg, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide such as barium hydroxide, Thallium (I) hydroxide, etc.), metal carbonates or bicarbonates (eg, alkali metal carbonates or bicarbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, sodium bicarbonate, thallium (I) carbonate, etc.), Metal phosphates (eg, alkali metal phosphates such as tripotassium phosphate), metal fluorides (eg, alkali metal fluorides such as potassium fluoride and cesium fluoride), metal alkoxides (eg, sodium methoxy) Alkali metal alkoxides such as sodium ethoxide, etc.), metal organic acid salts (eg potassium acetate) Alkali metal acetate such as beam) and the like.

これらの塩基は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、リン酸三カリウムなどの金属リン酸塩などが汎用される。塩基の割合は、前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物1モルに対して、例えば、0.1〜50モル(例えば、1〜25モル)程度であってもよい。   These bases can be used alone or in combination of two or more. Usually, metal phosphates such as tripotassium phosphate are widely used. The ratio of the base may be, for example, about 0.1 to 50 mol (for example, 1 to 25 mol) based on 1 mol of the compound having the D unit represented by the formula (2D).

カップリング反応は、反応に不活性な溶媒の非存在下又は存在下で行ってもよい。溶媒としては、例えば、炭化水素類[例えば、脂肪族炭化水素類(ヘキサン、ドデカンなど)、脂環族炭化水素類(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレンなど)など]、アルコール類(メタノール、エタノールなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどの鎖状エーテルなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)、エステル類(酢酸エチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなど)、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、水などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は混合溶媒として用いてもよい。これらの溶媒のうち、通常、水及び炭化水素類(例えば、水及び芳香族炭化水素類)の混合溶媒、水及びエーテル類(水、及びTHFなど)の混合溶媒などが汎用される。   The coupling reaction may be performed in the absence or presence of a solvent inert to the reaction. Examples of the solvent include hydrocarbons (eg, aliphatic hydrocarbons (hexane, dodecane, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), alcohols (Such as methanol and ethanol), ethers (such as cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, and chain ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether), ketones (such as acetone and methyl ethyl ketone), esters (such as ethyl acetate), and nitrile (Such as acetonitrile and benzonitrile), amides (such as N, N-dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone), sulfoxides (such as dimethylsulfoxide), and water. These solvents may be used alone or as a mixed solvent. Among these solvents, a mixed solvent of water and hydrocarbons (eg, water and aromatic hydrocarbons), a mixed solvent of water and ethers (water, THF, and the like) are generally used.

カップリング反応は、相間移動触媒の存在下又は非存在下で行ってもよい。相間移動触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドなどのテトラアルキルアンモニウムハライドなどが挙げられる。具体的には、例えば、Aliquat(登録商標)336(Sigma Aldrich社製)などが利用できる。   The coupling reaction may be performed in the presence or absence of a phase transfer catalyst. Examples of the phase transfer catalyst include tetraalkylammonium halides such as tetrabutylammonium bromide and trioctylmethylammonium chloride. Specifically, for example, Aliquat (registered trademark) 336 (manufactured by Sigma Aldrich) or the like can be used.

これらの相間移動触媒は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドなどが汎用される。相間移動触媒の割合は、前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物1モルに対して、例えば、0.01〜3モル(例えば、0.1〜1モル)程度であってもよい。   These phase transfer catalysts can be used alone or in combination of two or more. Usually, trioctylmethylammonium chloride and the like are widely used. The ratio of the phase transfer catalyst is, for example, about 0.01 to 3 mol (for example, 0.1 to 1 mol) with respect to 1 mol of the compound having the D unit represented by the formula (2D). Good.

カップリング反応は、不活性ガス(例えば、窒素;ヘリウム、アルゴンなどの希ガスなど)雰囲気下で行ってもよい。反応温度は、例えば、50〜200℃、好ましくは70〜150℃程度であってもよい。反応時間は特に制限されず、例えば、1分〜5日間、好ましくは30分〜3日間程度であってもよい。   The coupling reaction may be performed in an atmosphere of an inert gas (for example, nitrogen; a rare gas such as helium or argon). The reaction temperature may be, for example, about 50 to 200 ° C, preferably about 70 to 150 ° C. The reaction time is not particularly limited, and may be, for example, about 1 minute to 5 days, preferably about 30 minutes to 3 days.

カップリング反応は、通常、加熱下に行われ、マイクロウェーブの照射下で行ってもよい。マイクロウェーブ照射下で反応する場合、反応温度としては、前記範囲と同様であってもよい。また、照射時間(又は反応時間)としては、例えば、10分〜3時間(例えば、20分〜1時間)程度であってもよい。このように、本発明では、鈴木−宮浦カップリング反応をマイクロウェーブの照射下で行うと、マイクロウェーブ非照射下で反応させた場合に比べて、反応時間を著しく短縮しつつ、高い収率で有機高分子を調製できる。そのため、反応収率は、例えば、50%以上(例えば、55〜100%)、好ましくは60%以上(例えば、65〜99%)、さらに好ましくは70%以上(例えば、85〜98.5%程度)であってもよい。溶媒として、トルエンなどの芳香族炭化水素類を用いると、収率をより一層向上し易い場合がある。   The coupling reaction is generally performed under heating, and may be performed under microwave irradiation. When reacting under microwave irradiation, the reaction temperature may be the same as the above range. The irradiation time (or reaction time) may be, for example, about 10 minutes to 3 hours (for example, 20 minutes to 1 hour). As described above, in the present invention, when the Suzuki-Miyaura coupling reaction is performed under irradiation with microwaves, the reaction time is significantly shortened and the yield is high with higher yield as compared with the case where the reaction is performed without irradiation with microwaves. Organic polymers can be prepared. Therefore, the reaction yield is, for example, 50% or more (for example, 55 to 100%), preferably 60% or more (for example, 65 to 99%), and more preferably 70% or more (for example, 85 to 98.5%). Degree). When an aromatic hydrocarbon such as toluene is used as the solvent, the yield may be more easily improved in some cases.

反応終了後、必要により、反応混合物を、慣用の分離精製方法、例えば、洗浄、抽出、濃縮、デカンテーション、再沈殿、クロマトグラフィー、これらを組み合わせた方法など精製し、有機高分子を分離精製してもよい。また、必要であれば、有機高分子は、クロマトグラフィー、抽出などの操作により、所定の分子量を有する1又は複数の成分に分画してもよい。   After completion of the reaction, if necessary, the reaction mixture is purified by a conventional separation and purification method, such as washing, extraction, concentration, decantation, reprecipitation, chromatography, a method combining these, and the organic polymer is separated and purified. You may. If necessary, the organic polymer may be fractionated into one or a plurality of components having a predetermined molecular weight by operations such as chromatography and extraction.

なお、前記式(2D)で表されるD単位を有する化合物は、慣用の方法、例えば、前記特許文献1や国際公開第2010/024388号の実施例10などに準じた方法などにより合成できる。具体的には、例えば、下記式(2D-I-3)で表される化合物を以下の方法により調製してもよい。   The compound having a D unit represented by the formula (2D) can be synthesized by a conventional method, for example, a method according to Patent Document 1 or Example 10 of WO 2010/024388. Specifically, for example, a compound represented by the following formula (2D-I-3) may be prepared by the following method.

(式中、Rはアルキル基、Xはハロゲン原子を示し、環A、環B、R〜R、a〜a及びXは好ましい態様を含めて前記に同じである)。 (Wherein, R b is an alkyl group, X 3 is a halogen atom, and ring A, ring B, R 1 to R 4 , a 1 to a 4, and X 1 are the same as described above, including preferred embodiments) .

(式(5-I-3)で表される化合物の合成)
式(5-I-3)で表される化合物は、式(3-I-3)で表される化合物の環A及び環Bの所定の部位をリチオ化剤(4a)でリチオ化し、このリチウムをシリル化剤又は保護剤(R SiCl:Rはアルキル基を示す)(4b)でシリル化し、所定の部位をシリル基(−SiR )で保護している。この例では、リチオ化剤としては、n−ブチルリチウム(n−BuLi)を用い、シリル化剤として、トリイソプロピルシリルクロリド(TIPSCl)を用い、環A及び環Bの所定の部位にアルキルシリル基(−SiR )を導入している。
(Synthesis of compound represented by formula (5-I-3))
The compound represented by the formula (5-I-3) is prepared by lithiating a predetermined portion of the ring A and the ring B of the compound represented by the formula (3-I-3) with a lithiating agent (4a). lithium silylating agent or protective agent: silylated with (R b 3 SiCl R b is an alkyl group shows a) (4b), to protect the predetermined portion with a silyl group (-SiR b 3). In this example, n-butyllithium (n-BuLi) is used as a lithiating agent, triisopropylsilyl chloride (TIPSCl) is used as a silylating agent, and an alkylsilyl group is has introduced (-SiR b 3).

式(3-I-3)で表される化合物は、前記特許文献1や国際公開第2010/024388号(例えば、実施例10)などに準じて調製でき、代表的には、前記式(I−3a)〜(I−3i)で表される単位に対応する化合物などが挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。   The compound represented by the formula (3-I-3) can be prepared according to Patent Document 1 or WO 2010/024388 (for example, Example 10), and typically, the compound represented by the formula (I And compounds corresponding to the units represented by -3a) to (I-3i). These compounds can be used alone or in combination of two or more.

リチオ化剤(4a)としては、慣用のリチオ化剤、例えば、アルキルリチウム(例えば、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウムなどのC1−6アルキルリチウムなど)、アリールリチウム(フェニルリチウムなど)、リチウムアミド類(リチウムジイソプロピルアミド(LDA)、リチウム−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(LiTMP)、リチウム−ビス(トリメチルシリル)アミド(LHMDS)など)などが挙げられる。リチオ化剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。リチオ化剤の使用量は、式(3-I-3)で表される化合物に対して1〜5当量(例えば、1.5〜3当量)程度であってもよい。 Examples of the lithiating agent (4a) include conventional lithiating agents such as alkyllithium (eg, C 1-6 alkyllithium such as methyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, and t-butyllithium); Aryl lithium (phenyllithium, etc.), lithium amides (lithium diisopropylamide (LDA), lithium-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (LiTMP), lithium-bis (trimethylsilyl) amide (LHMDS), etc.) No. The lithiating agents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the lithiating agent used may be about 1 to 5 equivalents (for example, 1.5 to 3 equivalents) to the compound represented by the formula (3-I-3).

リチオ化反応は、反応に不活性な溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、例えば、エーテル類(ジエチルエーテルなどの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどの環状エーテルなど)、脂肪族又は脂環族炭化水素類(シクロヘキサンなど)などであってもよく、通常、THF、シクロヘキサンなどが汎用される。反応は、不活性ガス(窒素;ヘリウム、アルゴンなどの希ガスなど)雰囲気下、温度−100℃〜30℃(通常、−80℃〜0℃)程度で、反応時間1分〜12時間(通常、10〜60分)程度で行ってもよい。反応終了後、必要に応じて、慣用の分離精製手段により精製してもよいが、精製することなく、得られたリチオ化物を含む反応液を次のシリル化反応に供してもよい。   The lithiation reaction may be performed in the presence of a solvent inert to the reaction. As the solvent, for example, ethers (chain ethers such as diethyl ether, cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF) and dioxane), and aliphatic or alicyclic hydrocarbons (such as cyclohexane) may be used. Usually, THF, cyclohexane and the like are widely used. The reaction is carried out in an atmosphere of an inert gas (nitrogen; rare gas such as helium, argon, etc.) at a temperature of about -100 ° C to 30 ° C (normally -80 ° C to 0 ° C), and a reaction time of 1 minute to 12 hours (normally) , 10 to 60 minutes). After completion of the reaction, if necessary, the reaction solution may be purified by a conventional separation and purification means, but the reaction solution containing the obtained lithiated product may be subjected to the next silylation reaction without purification.

シリル化剤(4b)(又は保護剤)としては、例えば、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリイソプロピルシリルクロリド(TIPSCl)、トリブチルシリルクロリド、トリイソブチルシリルクロリドなどのトリ直鎖状又は分岐鎖状C1−6アルキルシリルハライドなどが例示できる。これらのシリル化剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。シリル化剤の使用量は、式(3-I-3)で表される化合物に対して1〜5当量(例えば、1.5〜3当量)程度であってもよい。 Examples of the silylating agent (4b) (or protecting agent) include tri-linear or branched C such as trimethylsilyl chloride, triethylsilyl chloride, triisopropylsilyl chloride (TIPSCl), tributylsilyl chloride, and triisobutylsilyl chloride. Examples thereof include 1-6 alkylsilyl halide. These silylating agents can be used alone or in combination of two or more. The amount of the silylating agent used may be about 1 to 5 equivalents (for example, 1.5 to 3 equivalents) to the compound represented by the formula (3-I-3).

シリル化反応は、上記リチオ化反応と同様の溶媒中、不活性雰囲気下、温度−100℃〜40℃(通常、−80℃〜30℃)程度で、反応時間1〜48時間(通常、12〜24時間)程度で行ってもよい。反応終了後、慣用の分離精製手段(カラムクロマトグラフィー、ろ過、再結晶など)により精製してもよい。   The silylation reaction is carried out in a solvent similar to the lithiation reaction described above, under an inert atmosphere, at a temperature of about -100 ° C to 40 ° C (normally -80 ° C to 30 ° C), for a reaction time of 1 to 48 hours (usually 12 hours). ~ 24 hours). After completion of the reaction, the product may be purified by a conventional separation and purification means (column chromatography, filtration, recrystallization, etc.).

(式(7-I-3)で表される化合物の合成)
式(5-I-3)で表される化合物をホウ素化剤又はホウ素化合物(6)でホウ素化し、式(7-I-3)で表される化合物を調製している。この例では、イリジウム触媒[ビス(1,5−シクロオクタジエン)ジ−μ−メトキシジイリジウム(I)錯体:Ir(OMe)(COD)]及び4,4’−ジ−t−ブチル−2,2’−ビピリジル(dtbpy)の存在下、4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−オクタメチル−2,2’−ビス−1,3,2−ジオキサボロネート[(Bpin)]を用い、環Aに隣接するベンゼン環及び環Bに隣接するベンゼン環の所定の部位をホウ素化している。
(Synthesis of compound represented by formula (7-I-3))
The compound represented by the formula (5-I-3) is boronated with a boronating agent or a boron compound (6) to prepare a compound represented by the formula (7-I-3). In this example, the iridium catalyst [bis (1,5-cyclooctadiene) di-μ-methoxydiiridium (I) complex: Ir (OMe) (COD) 2 ] and 4,4′-di-t-butyl- In the presence of 2,2'-bipyridyl (dtbpy), 4,4,4 ', 4', 5,5,5 ', 5'-octamethyl-2,2'-bis-1,3,2-dioxa Using a boronate [(Bpin) 2 ], predetermined portions of a benzene ring adjacent to ring A and a benzene ring adjacent to ring B are borated.

式(5-I-3)で表される化合物のホウ素化には、イリジウム触媒、レニウム触媒、ロジウム触媒などの触媒を用いた慣用のホウ素化方法、例えば、イリジウム触媒と、ビピリジル配位子、ジイミン配位子、ホスフィン配位子(トリフェニルホスフィンなど)などの配位子を利用した方法が挙げられる。これらの触媒や配位子は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。イリジウム触媒などの触媒の使用量は、式(5-I-3)で表される化合物に対して0.1〜10モル%(例えば、2〜8モル%)程度であってもよい。ビピリジル配位子などの配位子の使用量は、触媒に対して1.5〜5倍モル程度であってもよい。   For boration of the compound represented by the formula (5-I-3), a conventional boration method using a catalyst such as an iridium catalyst, a rhenium catalyst, and a rhodium catalyst, for example, an iridium catalyst and a bipyridyl ligand, A method using a ligand such as a diimine ligand or a phosphine ligand (such as triphenylphosphine) is exemplified. These catalysts and ligands can be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst such as the iridium catalyst may be about 0.1 to 10 mol% (for example, 2 to 8 mol%) based on the compound represented by the formula (5-I-3). The amount of a ligand such as a bipyridyl ligand may be about 1.5 to 5 times the mol of the catalyst.

ホウ素化剤又はホウ素化合物(6)としては、ボロン酸エステルを形成可能な化合物、例えば、(BPin)の他、慣用の化合物、例えば、ジボラン酸、ピナコールボランなどが利用できる。ホウ素化合物(6)は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。ホウ素化合物(6)の使用量は、式(5-I-3)で表される化合物に対して1.1〜5当量(例えば、1.5〜3当量)程度であってもよい。 As the boronating agent or the boron compound (6), a compound capable of forming a boronic acid ester, for example, (BPin) 2 , or a conventional compound, for example, diboronic acid, pinacol borane, or the like can be used. The boron compound (6) can be used alone or in combination of two or more. The amount of the boron compound (6) used may be about 1.1 to 5 equivalents (for example, 1.5 to 3 equivalents) to the compound represented by the formula (5-I-3).

ホウ素化反応は、前記有機溶媒、脂環族炭化水素類(シクロヘキサンなど)などの不活性な溶媒中、不活性雰囲気下、温度30〜120℃(例えば、50〜100℃)程度で、反応時間1〜36時間(通常、18〜24時間)程度行ってもよい。反応終了後、慣用の分離精製手段(ろ過、洗浄など)により精製してもよい。   The boration reaction is carried out in an inert solvent such as the organic solvent and alicyclic hydrocarbons (eg, cyclohexane) under an inert atmosphere at a temperature of about 30 to 120 ° C. (eg, 50 to 100 ° C.) for a reaction time of It may be performed for about 1 to 36 hours (normally, 18 to 24 hours). After completion of the reaction, the product may be purified by conventional separation and purification means (filtration, washing, etc.).

式(9-I-3)で表される化合物の合成
式(7-I-3)で表される化合物とハロゲン化剤(8)とを反応させることにより、ハロゲン原子が導入された式(9-I-3)で表される化合物を調製できる。この例では、式(7-I-3)で表される化合物と臭化銅(II)とを反応させている。
Synthesis of the compound represented by the formula (9-I-3) The compound represented by the formula (7-I-3) is reacted with a halogenating agent (8) to give a compound having a halogen atom introduced therein ( The compound represented by 9-I-3) can be prepared. In this example, the compound represented by the formula (7-I-3) is reacted with copper (II) bromide.

式(9-I-3)において、Xで表されるハロゲン原子としては例えば、塩素、臭素、ヨウ素原子などが挙げられ、通常、臭素であることが多い。2つのハロゲン原子Xは互いに異なっていてもよいが、通常、同一である。 In the formula (9-I-3), examples of the halogen atom represented by X 3 include a chlorine, bromine, iodine atom and the like, and usually, it is often bromine. Two halogen atoms X 3 may be different from each other, but typically are the same.

ハロゲン化剤(8)としては、例えば、塩化銅(II)、臭化銅(II)、ヨウ化銅(II)などのハロゲン化銅(II)[Cu(X(II)]などが例示できる。ハロゲン化銅などのハロゲン化剤(8)の使用量は、式(7-I-3)で表される化合物に対して2〜10当量(例えば、5〜8当量)程度であってもよい。 Examples of the halogenating agent (8) include copper (II) halides such as copper (II) chloride, copper (II) bromide, and copper (II) iodide [Cu (X 3 ) 2 (II)]. Can be exemplified. The use amount of the halogenating agent (8) such as copper halide may be about 2 to 10 equivalents (for example, 5 to 8 equivalents) to the compound represented by the formula (7-I-3). .

ハロゲン化反応は、反応に不活性な溶媒、例えば、水と水溶性溶媒(環状エーテル類、メタノールなどのアルコール類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド類など)との混合溶媒などの存在下で行ってもよい。通常、アルコール類、アミド類及び水の混合溶媒(例えば、メタノール、NMP及び水の混合溶媒など)などが汎用される。反応は、不活性雰囲気下、温度30〜120℃(例えば、50〜100℃)程度で、反応時間5〜48時間(通常、18〜24時間)程度行ってもよい。反応終了後、慣用の分離精製手段(ろ過、抽出、洗浄など)により精製してもよい。   In the halogenation reaction, a solvent inert to the reaction, for example, a mixed solvent of water and a water-soluble solvent (cyclic ethers, alcohols such as methanol, amides such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), etc.) And so on. Usually, a mixed solvent of alcohols, amides and water (for example, a mixed solvent of methanol, NMP and water, etc.) is widely used. The reaction may be performed under an inert atmosphere at a temperature of about 30 to 120 ° C. (eg, 50 to 100 ° C.) for a reaction time of about 5 to 48 hours (generally, 18 to 24 hours). After completion of the reaction, the product may be purified by conventional separation and purification means (filtration, extraction, washing, etc.).

式(11-I-3)で表される化合物の合成
根岸カップリング反応を利用して、式(9-I-3)で表される化合物とアルキル化剤(10)とを触媒の存在下で反応させ、式(11-I-3)で表される化合物を調製できる。この例では、パラジウム触媒(1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)ジクロロメタン錯体(PdCl(dppf)CHCl))の存在下、式(9-I-3)で表される化合物と、アルキル化剤(10)としての亜鉛試薬[アルキル亜鉛ハライド塩化リチウム、例えば、R−ZnCl LiCl及び/又はR−ZnCl LiCl(R及びRはアルキル基を示す)]とのクロスカップリング反応により、アルキル基を導入している。
Synthesis of the compound represented by the formula (11-I-3) Using the Negishi coupling reaction, the compound represented by the formula (9-I-3) is reacted with the alkylating agent (10) in the presence of a catalyst. And the compound represented by the formula (11-I-3) can be prepared. In this example, in the presence of a palladium catalyst (1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene) dichloropalladium (II) dichloromethane complex (PdCl 2 (dppf) CH 2 Cl 2 ), the compound represented by the formula (9-I-3) ) And a zinc reagent [alkyl zinc halide lithium chloride such as R 1 -ZnCl LiCl and / or R 4 -ZnCl LiCl (R 1 and R 4 are alkyl groups) Shown)) to introduce an alkyl group.

アルキル化剤(10)としては、例えば、グリニャール試薬、アルキル亜鉛ハライド、ジアルキル亜鉛、リチウムジンケート又はマグネシウムジンケート[M Zn及び/又はM Zn(Mはリチウム又はマグネシウムを示し、R及びRはアルキル基を示す)]などのアルキル化金属などの慣用のアルキル化剤が使用できる。これらのアルキル化剤(10)は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。アルキル化剤としては、亜鉛試薬(リチウムジンケート又はマグネシウムジンケート)を用いる場合が多い。 The alkylating agent (10), for example, Grignard reagents, alkyl zinc halides, dialkyl zinc, lithium zincate or magnesium zincate [M + R 1 3 Zn - and / or M + R 4 3 Zn - ( M is lithium or magnesium And R 1 and R 4 represent an alkyl group.)], And a conventional alkylating agent such as an alkylating metal can be used. These alkylating agents (10) can be used alone or in combination of two or more. As the alkylating agent, a zinc reagent (lithium zincate or magnesium zincate) is often used.

前記亜鉛試薬は、例えば、アルキルマグネシウムハライド(10A)と、亜鉛化合物(10B)(例えば、塩化亜鉛などのハロゲン化亜鉛など)と、リチウム化合物(10C)(塩化リチウムなどのハロゲン化リチウムなど)との反応で生成させてもよい。アルキルマグネシウムハライド(10A)としては、R及びRに対応するアルキルマグネシウムハライド(クロリド、ブロミド、ヨージド)が使用できる。アルキルマグネシウムハライド(10A)の使用量は、例えば、式(9-I-3)で表される化合物に対して1.5〜10当量(例えば、2〜5当量)程度であってもよい。亜鉛化合物(10B)及びリチウム化合物(10C)の使用量は、例えば、それぞれ、アルキルマグネシウムハライド(10A)に対して、0.8〜1.2倍モル程度であってもよい。アルキル化剤又は亜鉛試薬(10)の使用量は、式(9-I-3)で表される化合物に対して1.5〜5当量(例えば、2〜3当量)程度であってもよい。 The zinc reagent includes, for example, an alkyl magnesium halide (10A), a zinc compound (10B) (eg, a zinc halide such as zinc chloride), and a lithium compound (10C) (a lithium halide such as lithium chloride). May be formed. As the alkyl magnesium halide (10A), an alkyl magnesium halide (chloride, bromide, iodide) corresponding to R 1 and R 4 can be used. The amount of the alkyl magnesium halide (10A) used may be, for example, about 1.5 to 10 equivalents (for example, 2 to 5 equivalents) to the compound represented by the formula (9-I-3). The amount of each of the zinc compound (10B) and the lithium compound (10C) may be, for example, about 0.8 to 1.2 times the molar amount of the alkyl magnesium halide (10A). The amount of the alkylating agent or zinc reagent (10) to be used may be about 1.5 to 5 equivalents (for example, 2 to 3 equivalents) relative to the compound represented by the formula (9-I-3). .

亜鉛試薬を調製する反応は、例えば、反応に不活性な溶媒(ジエチルエーテル、THFなどのエーテル類など)中、不活性雰囲気下、反応温度10〜70℃(例えば、20〜25℃程度の室温)で、反応時間10分〜12時間程度で行ってもよい。得られた反応液は、必要に応じて精製してもよく、精製することなくカップリング反応に供してもよい。   The reaction for preparing the zinc reagent is carried out, for example, in a solvent inert to the reaction (such as ethers such as diethyl ether and THF) under an inert atmosphere at a reaction temperature of 10 to 70 ° C (for example, room temperature of about 20 to 25 ° C). ), The reaction may be performed for about 10 minutes to 12 hours. The obtained reaction solution may be purified as necessary, or may be subjected to a coupling reaction without purification.

パラジウム触媒としては、上記触媒の他、前記鈴木−宮浦カップリング反応において例示のパラジウム触媒が例示できる。なお、配位子として、前記例示の配位子、例えば、ホスフィン配位子(トリフェニルホスフィン)などを併用してもよい。触媒や配位子は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。パラジウム触媒の使用量は、例えば、式(9-I-3)で表される化合物に対して1〜50モル%(例えば、5〜25モル%)程度であってもよい。   Examples of the palladium catalyst include the above catalysts and the palladium catalyst exemplified in the Suzuki-Miyaura coupling reaction. In addition, you may use together the above-mentioned ligand, for example, a phosphine ligand (triphenylphosphine), etc. as a ligand. The catalysts and ligands can be used alone or in combination of two or more. The amount of the palladium catalyst used may be, for example, about 1 to 50 mol% (for example, 5 to 25 mol%) based on the compound represented by the formula (9-I-3).

根岸カップリング反応は、反応に不活性な溶媒(例えば、THFなどの環状エーテル類など)の存在下において、不活性雰囲気下、反応温度30〜120℃(例えば、50〜100℃)程度、反応時間1〜48時間(通常、12〜24時間)程度で行うことができる。反応終了後、慣用の分離精製手段(抽出、洗浄、カラムクロマトグラフィーなど)により精製してもよい。   The Negishi coupling reaction is carried out in the presence of a solvent inert to the reaction (for example, a cyclic ether such as THF) under an inert atmosphere at a reaction temperature of about 30 to 120 ° C (for example, 50 to 100 ° C). It can be performed for about 1 to 48 hours (usually 12 to 24 hours). After completion of the reaction, the product may be purified by a conventional separation and purification means (extraction, washing, column chromatography, etc.).

式(13-I-3)で表される化合物の合成
式(2D−I)におけるXが水素原子に相当する式(13-I-3)で表される化合物は、式(11-I-3)で表される化合物を脱保護反応に供することにより調製できる。脱保護反応には、酸、塩基などの慣用の脱保護剤(12)、例えば、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)などのフッ化物イオンなどが利用できる。脱保護剤(12)は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、TBAFなどが汎用される。脱保護剤(12)の使用量は、式(11-I-3)で表される化合物に対して1〜10当量(例えば、2〜5当量)程度であってもよい。
Synthesis of Compound Represented by Formula (13-I-3) The compound represented by the formula (13-I-3) in which X 1 in the formula (2D-I) corresponds to a hydrogen atom is represented by the formula (11-I-3) It can be prepared by subjecting the compound represented by -3) to a deprotection reaction. For the deprotection reaction, conventional deprotecting agents (12) such as acids and bases, for example, alkali metal carbonates such as potassium carbonate, fluoride ions such as tetrabutylammonium fluoride (TBAF) and the like can be used. The deprotecting agent (12) can be used alone or in combination of two or more. Usually, TBAF or the like is widely used. The use amount of the deprotecting agent (12) may be about 1 to 10 equivalents (for example, 2 to 5 equivalents) to the compound represented by the formula (11-I-3).

脱保護反応は、反応に不活性な溶媒(例えば、THFなどの環状エーテル類など)の存在下、不活性雰囲気中、反応温度−20℃〜50℃(例えば、−10℃〜30℃)程度、反応時間10分〜12時間(通常、30分〜3時間)程度で行うことができる。反応終了後、慣用の分離精製手段(ろ過、洗浄、カラムクロマトグラフィーなど)により精製してもよい。   The deprotection reaction is carried out in an inert atmosphere in the presence of a solvent inert to the reaction (for example, cyclic ethers such as THF) at a reaction temperature of about -20 ° C to 50 ° C (eg, -10 ° C to 30 ° C). And a reaction time of about 10 minutes to 12 hours (usually, 30 minutes to 3 hours). After completion of the reaction, the reaction product may be purified by conventional separation and purification means (filtration, washing, column chromatography, etc.).

式(2D-I-3)で表される化合物の合成
式(2D-I-3)で表される化合物は、式(13-I-3)で表される化合物をリチオ化剤(14a)でリチオ化し、得られたリチオ化物をハロゲン化剤(14b)と反応させることにより調製できる。
Synthesis of the compound represented by the formula (2D-I-3) The compound represented by the formula (2D-I-3) is obtained by converting the compound represented by the formula (13-I-3) into a lithiating agent (14a) And reacting the resulting lithiated product with a halogenating agent (14b).

リチオ化剤(14a)としては、前記リチオ化剤(4a)と同様のリチオ化剤が利用でき、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。リチオ化剤の使用量は、式(13-I-3)で表される化合物に対して1.5〜10当量(例えば、2〜5当量)程度であってもよい。   As the lithiation agent (14a), the same lithiation agent as the lithiation agent (4a) can be used, and it can be used alone or in combination of two or more. The amount of the lithiating agent used may be about 1.5 to 10 equivalents (for example, 2 to 5 equivalents) to the compound represented by the formula (13-I-3).

リチオ化反応は、前記リチオ化反応と同様に不活性な溶媒(THFなどの環状エーテルなど)の存在下で行ってもよい。反応は、不活性ガス雰囲気下、温度−100〜30℃(通常、−80〜−10℃)程度で、反応時間1分〜12時間(通常、1〜3時間)程度で行ってもよい。反応終了後、必要に応じて、慣用の分離精製手段により精製してもよいが、精製することなく、得られたリチオ化物を含む反応液を次のハロゲン化反応に供してもよい。   The lithiation reaction may be performed in the presence of an inert solvent (such as a cyclic ether such as THF) as in the lithiation reaction. The reaction may be carried out under an inert gas atmosphere at a temperature of about -100 to 30C (normally -80 to -10C) and for a reaction time of about 1 minute to 12 hours (generally 1 to 3 hours). After completion of the reaction, if necessary, the reaction solution may be purified by a conventional separation and purification means, but the reaction solution containing the obtained lithiated product may be subjected to the next halogenation reaction without purification.

ハロゲン化剤(14b)としては、慣用のハロゲン化合物、例えば、1,2−ジブロモ−1,1,2,2−テトラクロロエタンなどのハロゲン化アルカン、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン単体などを使用できる。通常、ハロゲン化アルカンなどが汎用される。ハロゲン化剤(14b)の使用量は、リチオ化剤(14a)の使用量と同程度である。ハロゲン化反応は、反応に不活性な溶媒(例えば、THFなどの環状エーテル類など)の存在下、不活性雰囲気中、反応温度−50℃〜50℃(例えば、−30℃〜30℃)程度、反応時間10分〜48時間(通常、12〜24時間)程度で行ってもよい。   As the halogenating agent (14b), a conventional halogen compound, for example, a halogenated alkane such as 1,2-dibromo-1,1,2,2-tetrachloroethane, a simple halogen such as chlorine, bromine, or iodine is used. it can. Usually, halogenated alkanes and the like are widely used. The amount of the halogenating agent (14b) used is about the same as the amount of the lithiating agent (14a) used. The halogenation reaction is carried out in the presence of a solvent inert to the reaction (for example, cyclic ethers such as THF) in an inert atmosphere at a reaction temperature of about -50 ° C to 50 ° C (for example, -30 ° C to 30 ° C). The reaction may be performed for about 10 minutes to 48 hours (usually, 12 to 24 hours).

なお、前記各反応工程において、反応終了後、慣用の分離精製方法、例えば、ろ過、濃縮、晶析又は析出、再結晶、抽出、洗浄、クロマトグラフィー、これらを組み合わせた方法などにより所定の化合物を分離精製して後続の反応に供してもよく、反応混合液から所定の化合物を分離精製することなく後続の反応に供してもよい。   In each of the above reaction steps, after completion of the reaction, a predetermined compound is purified by a conventional separation and purification method, for example, filtration, concentration, crystallization or precipitation, recrystallization, extraction, washing, chromatography, a method combining these, and the like. The compound may be separated and purified and used for the subsequent reaction, or a predetermined compound may be used for the subsequent reaction without separation and purification from the reaction mixture.

前記反応工程式では、式(2D−I)において、nが2の化合物の製造について説明したが、nが0〜1又は3以上である化合物については、前記式(3-I-3)で表される化合物に代えて、式(I)において、所望のnを有する単位に対応したジグザグ状化合物を用いることで調製できる。なお、このようなジグザグ状化合物は、前記特許文献1や国際公開第2010/024388号(例えば、実施例10)などを参照して調製してもよい。   In the above reaction scheme, the production of a compound in which n is 2 in the formula (2D-I) has been described. For a compound in which n is 0 to 1, or 3 or more, the compound is represented by the formula (3-I-3). It can be prepared by using a zigzag compound corresponding to a unit having a desired n in the formula (I) instead of the compound represented by the formula (I). In addition, such a zigzag-like compound may be prepared with reference to Patent Document 1 and International Publication No. 2010/024388 (for example, Example 10).

[有機高分子(D−A型高分子)の特性]
本発明の有機高分子の分子量は特に制限されず、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したとき、ポリスチレン換算で、数平均分子量Mnは、500〜5000000(例えば、1000〜1000000)、好ましくは3000〜500000(例えば、5000〜100000)、さらに好ましくは8000〜50000(例えば、10000〜25000)程度であってもよく、重量平均分子量Mwは、1000〜10000000(例えば、3000〜1000000)、好ましくは5000〜100000(例えば、10000〜80000)、さらに好ましくは20000〜50000程度であってもよく、通常、30000〜300000(例えば、50000〜250000)、好ましくは100000〜200000(例えば、120000〜180000)程度であってもよい。分子量分布(Mw/Mn)は、例えば、1〜20(例えば、1.1〜10)、好ましくは1.2〜8(例えば、1.3〜5)、さらに好ましくは1.4〜3(例えば、1.5〜2)程度であってもよく、通常、1.5〜15(例えば、6〜8)程度であってもよい。また、重合度DPnは、例えば、3〜100(例えば、5〜50)、好ましくは7〜30(例えば、10〜25)、さらに好ましくは11〜23(例えば、17〜21)程度であってもよい。
[Characteristics of organic polymer (DA type polymer)]
The molecular weight of the organic polymer of the present invention is not particularly limited. For example, when measured by gel permeation chromatography (GPC), the number average molecular weight Mn is 500 to 5,000,000 (for example, 1000 to 1,000,000) in terms of polystyrene, It may be preferably about 3000 to 500000 (for example, 5000 to 100000), more preferably about 8000 to 50000 (for example, 10,000 to 25000), and the weight average molecular weight Mw is 1,000 to 100,000,000 (for example, 3000 to 1,000,000); It may be preferably 5,000 to 100,000 (e.g., 10,000 to 80,000), more preferably about 20,000 to 50,000, and usually 30,000 to 300,000 (e.g., 50,000 to 250,000), preferably From 100,000 to 200,000 (e.g., from 120000 to 180000) may be about. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is, for example, 1 to 20 (for example, 1.1 to 10), preferably 1.2 to 8 (for example, 1.3 to 5), and more preferably 1.4 to 3 (for example). For example, it may be about 1.5 to 2), and usually about 1.5 to 15 (for example, 6 to 8). The degree of polymerization DPn is, for example, about 3 to 100 (for example, 5 to 50), preferably about 7 to 30 (for example, 10 to 25), and more preferably about 11 to 23 (for example, 17 to 21). Is also good.

また、本発明の有機高分子は高い耐熱性を有しており、5%質量欠損温度T95は、TG−DTA(熱重量・示差熱分析装置)により測定でき、例えば、200〜600℃(例えば、300〜500℃)、好ましくは350〜450℃程度であってもよい。 The organic polymer of the present invention has a high heat resistance, a 5% mass defect temperature T 95 can be measured by TG-DTA (thermogravimetric-differential thermal analyzer), for example, 200 to 600 ° C. ( For example, the temperature may be about 300 to 500 ° C), preferably about 350 to 450 ° C.

本発明の有機高分子(半導体高分子又はπ共役高分子)は、配向性(又は結晶性)が低いと予想される第1のドナー性単位(D1)[隣接する複数のベンゼン環がジグザク状にオルト縮合したジグザグ状単位]を有しているにもかかわらず、意外にも極めて優れた配向性(又は結晶性)を示すため、スピンコート法などの簡便な方法で成膜しても、高い配向性を保持できる。そのため、高い移動度を実現でき、有機半導体として有効に利用できる。   The organic polymer (semiconductor polymer or π-conjugated polymer) of the present invention has a first donor unit (D1), which is expected to have low orientation (or crystallinity) [a plurality of adjacent benzene rings have a zigzag shape. To a zigzag-like unit which is ortho-condensed to), surprisingly, it exhibits extremely excellent orientation (or crystallinity). Therefore, even if the film is formed by a simple method such as spin coating, High orientation can be maintained. Therefore, high mobility can be realized, and it can be effectively used as an organic semiconductor.

有機高分子(高分子薄膜又は有機半導体)のπスタック間の距離(面間距離)dπは、例えば、3.3〜3.7Å(例えば、3.35〜3.6Å)、好ましくは3.4〜3.55Å(例えば、3.4〜3.5Å程度であってもよい。なお、一般的な有機半導体ポリマーのdπは3.4〜3.75Å程度である。πスタック間の距離(面間距離)dπが大きすぎると、移動度が低下するおそれがある。また、ラメラ構造間の距離(面間距離)dは、有機高分子の側鎖又は置換基[例えば、R〜R2+n(特に、長鎖アルキル基など)など]などに応じて調整でき、例えば、10〜50Å(例えば、15〜40Å)、好ましくは20〜35Å(例えば、25〜30Å)程度であってもよい。なお、各面間距離は、例えば、後述の実施例に記載のように薄膜X線解析により測定できる。 Organic polymer distance (interplanar distance) d [pi between [pi stack (polymer film or an organic semiconductor), for example, 3.3~3.7A (e.g., 3.35~3.6A), preferably 3 .4~3.55A (e.g., it may be about 3.4~3.5A. Note that the d [pi common organic semiconductor polymers between .π stack is about 3.4~3.75Å If the distance (interplanar distance) d [pi is too large, the mobility may be lowered. Further, the distance between the lamellar structure (interplanar distance) d l is the side chain or substituents of organic polymer [e.g., R 1 to R 2 + n (especially, a long-chain alkyl group or the like)], for example, about 10 to 50 ° (for example, 15 to 40 °), preferably about 20 to 35 ° (for example, 25 to 30 °). The distance between the surfaces may be described in, for example, an example described later. It can be measured by thin film X-ray analysis as.

また、有機高分子は、高い配向性(又は結晶性)を有しているものの、側鎖にアルキル基などを導入することにより、有機溶媒に対する溶解性を高めることができ、高い配向性と溶解性とを両立して製膜性を向上できる。そのため、本発明は有機高分子と有機溶媒とを含む組成物も包含する。このような組成物は、有機半導体の薄膜を形成するのに有用であり、印刷、塗布(コーティング)などの簡便な方法によって、薄膜(有機半導体薄膜)を形成できる。   In addition, although the organic polymer has high orientation (or crystallinity), the introduction of an alkyl group or the like into the side chain can increase the solubility in an organic solvent, and can achieve high orientation and dissolution. And the film forming property can be improved. Therefore, the present invention also includes a composition containing an organic polymer and an organic solvent. Such a composition is useful for forming a thin film of an organic semiconductor, and a thin film (organic semiconductor thin film) can be formed by a simple method such as printing or coating (coating).

[有機高分子(D−A型高分子)の用途]
本発明の有機高分子は、前述のように半導体特性及び成膜性に優れており、有機半導体として有効に利用できる。有機半導体は、前記有機高分子を少なくとも含んでいればよく、必要に応じて、慣用の半導体材料、添加剤などをキャリア輸送性を損なわない範囲で含んでいてもよい。
[Use of organic polymer (DA type polymer)]
The organic polymer of the present invention has excellent semiconductor properties and film-forming properties as described above, and can be effectively used as an organic semiconductor. The organic semiconductor may include at least the organic polymer, and may include a conventional semiconductor material, an additive, and the like, as needed, in a range that does not impair the carrier transportability.

このような半導体材料としては、例えば、アセン類(例えば、ナフタセン、クリセン、ピレン、ペンタセン、ピセン、ペリレン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、コロネン、テトラベンゾペンタセン、オバレンなど);フタロシアニン類(例えば、フタロシアニン(銅フタロシアニンなど)、ナフタロシアニン、サブフタロシアニンなど);カルバゾール類[例えば、1,3,5−トリス[2,7−(N,N−(p−メトキシフェニル)アミノ)−9H−カルバゾール−9−イル]ベンゼン(SGT405)など];チオフェン類[例えば、2,5−ビス[4−(N,N−ビス(p−メトキシフェニル)アミノ)フェニル]−3,4−エチレンジオキシチオフェン(H101)、2,3,4,5−テトラキス[4−(N,N−ビス(p−メトキシフェニル)アミノ)フェニル]チオフェン(H111)など];テトラカルボン酸ジイミド類[例えば、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸ジイミドなど];トリプチセン類[例えば、2,6,14−トリス[5’−(4−(N,N−ビス(p−メトキシフェニル)アミノ)フェニル)−チオフェン−2’−イル]トリプチセン(T103)など]などの有機低分子半導体材料;ポリアセチレン類(trans−ポリアセチレンなど);ポリパラフェニレン類(ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンなど);ポリピロール類(ポリ(ピロール−2,5−ジイル)など);ポリチオフェン類[例えば、ポリ(3−メチルチオフェン−2,5−ジイル)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)(P3HT)、ポリ[N−9’−ヘプタデカニル−2,7−カルバゾール−alt−5,5−(4’,7’−ジ−2−チエニル−2’,1’,3’−ベンゾチアジアゾール)](PCDTBT)、ポリ[N−9’−ヘプタデカニル−2,7−カルバゾール−alt−3,6−ビス(チオフェン−5−イル)−2,5−ジオクチル−2,5−ジヒドロピロロ[3,4]ピロール−1,4−ジオン](PCBTDPP)、ポリ[2,6−(4,4−ビス−(2−エチルヘキシル)−4H−シクロペンタ[2,1−b;3,4−b’]ジチオフェン)−alt−4,7−(2,1,3−ベンゾチアジアゾール)](PCPDTBT)など];ポリトリアリールアミン類[例えば、ポリ[ビス(フェニル−4−イル)−(2,4,6−トリメチルフェニル)−アミン](PTAA)、ポリ[ビス(フェニル−4−イル)−(4−ブチルフェニル)−アミン](PolyTPD)など];ポリフルオレン類[例えば、ポリ[9,9−ジオクチルフルオレン−co−ビス−N,N’−(4−ブチルフェニル)−ビス−N,N’−フェニル−1,4−フェニレンジアミン](PFB)など]などの有機高分子半導体材料;炭素材[例えば、フラーレン類(例えば、C60フラーレン、C70フラーレン、C76フラーレン、C78フラーレン、C84フラーレンなど)、グラフェン類(グラフェン、酸化グラフェンなど)、カーボンナノチューブ類(単層カーボンナノチューブ(SWNT)、多層カーボンナノチューブ(MWNT)など)など]などの無機半導体材料などが挙げられる。これらの慣用の半導体材料は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。 Such semiconductor materials include, for example, acenes (eg, naphthacene, chrysene, pyrene, pentacene, picene, perylene, hexacene, heptacene, dibenzopentacene, coronene, tetrabenzopentacene, ovalene, etc.); phthalocyanines (eg, phthalocyanine (Eg, copper phthalocyanine), naphthalocyanine, subphthalocyanine); carbazoles [eg, 1,3,5-tris [2,7- (N, N- (p-methoxyphenyl) amino) -9H-carbazole-9] -Yl] benzene (SGT405) and the like]; thiophenes [for example, 2,5-bis [4- (N, N-bis (p-methoxyphenyl) amino] phenyl] -3,4-ethylenedioxythiophene (H101) ), 2,3,4,5-tetrakis [4- (N, N- [(P-methoxyphenyl) amino) phenyl] thiophene (H111) and the like]; tetracarboxylic diimides [for example, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic diimide, 2,3,6,7-naphthalenetetra Carboxylic acid diimide, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid diimide and the like]; triptycenes [for example, 2,6,14-tris [5 ′-(4- (N, N-bis (p-methoxyphenyl) ) Amino) phenyl) -thiophen-2'-yl] triptycene (T103) etc.]; polyacetylenes (trans-polyacetylene etc.); polyparaphenylenes (polyparaphenylene, polyparaphenylenevinylene etc.) ); Polypyrroles (such as poly (pyrrole-2,5-diyl)); [E.g., poly (3-methylthiophen-2,5-diyl), poly (3-hexylthiophen-2,5-diyl) (P3HT), poly [N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole -Alt-5,5- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)] (PCDTBT), poly [N-9'-heptadecanyl-2,7- Carbazole-alt-3,6-bis (thiophen-5-yl) -2,5-dioctyl-2,5-dihydropyrrolo [3,4] pyrrole-1,4-dione] (PCBTDPP), poly [2, 6- (4,4-bis- (2-ethylhexyl) -4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b ′] dithiophene) -alt-4,7- (2,1,3-benzothiadiazole )] (PCPDTBT) etc.]; Litriarylamines [eg, poly [bis (phenyl-4-yl)-(2,4,6-trimethylphenyl) -amine] (PTAA), poly [bis (phenyl-4-yl)-(4-butyl Phenyl) -amine] (PolyTPD) and the like]; polyfluorenes [for example, poly [9,9-dioctylfluorene-co-bis-N, N '-(4-butylphenyl) -bis-N, N'-phenyl] 1,4-phenylenediamine] (PFB), etc.] an organic polymer semiconductor materials, such as; the carbon material [e.g., fullerenes (eg, C 60 fullerene, C 70 fullerene, C 76 fullerene, C 78 fullerene, C 84 fullerene ), Graphenes (graphene, graphene oxide, etc.), carbon nanotubes (single-walled carbon nanotubes (SWNT) An inorganic semiconductor material such as multi-walled carbon nanotubes (MWNT), etc.), etc.] and the like. These conventional semiconductor materials can be used alone or in combination of two or more.

添加剤としては、例えば、レベリング剤、密着性向上剤(シランカップリング剤など)、ドーパントなどが挙げられる。これらの添加剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。   Examples of the additive include a leveling agent, an adhesion improver (such as a silane coupling agent), and a dopant. These additives can be used alone or in combination of two or more.

本発明の有機半導体において、前記有機高分子(D−A型高分子)の割合は、有機半導体全体に対して、例えば、10重量%以上(例えば、30〜100重量%)、好ましくは50重量%以上(例えば、70〜99.9重量%)、さらに好ましくは80重量%以上(例えば、90〜99重量%)程度であってもよく、実質的に100重量%(前記有機高分子(D−A型高分子)のみ)であってもよい。   In the organic semiconductor of the present invention, the ratio of the organic polymer (DA polymer) is, for example, 10% by weight or more (for example, 30 to 100% by weight), or preferably 50% by weight, based on the entire organic semiconductor. % (Eg, 70 to 99.9% by weight), more preferably about 80% by weight (eg, 90 to 99% by weight), and substantially 100% by weight (the organic polymer (D -A type polymer) only).

本発明の有機半導体(有機半導体薄膜又は有機半導体層)は、真空蒸着法、スパッタリング法などのドライプロセスにより形成してもよいが、前記有機高分子(D−A型高分子)が高い溶解性を示すため、ウェットプロセス(コーティングなど)により形成してもよい。前記ウェットプロセスは、基材(又は基板)の少なくとも一方の面に対して、前記有機高分子と溶媒とを含む組成物(又は溶液)を塗布し、溶媒を除去する製膜工程を含んでいる。   The organic semiconductor (organic semiconductor thin film or organic semiconductor layer) of the present invention may be formed by a dry process such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, but the organic polymer (DA type polymer) has a high solubility. May be formed by a wet process (such as coating). The wet process includes a film forming step of applying a composition (or a solution) containing the organic polymer and a solvent to at least one surface of a substrate (or a substrate) and removing the solvent. .

前記基材(又は基板)としては特に制限されず、例えば、ガラス板、シリコンウエハー、プラスチックフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの透明樹脂フィルムなど)などであってもよい。これらの基材は、必要に応じて、表面に1又は複数の機能層(例えば、ITOなどの導電層、SiOなどの絶縁層、β−フェネチルトリメトキシシラン(β−PTS)などの自己組織化単分子膜(SAM)など)が形成されていてもよい。 The substrate (or substrate) is not particularly limited, and may be, for example, a glass plate, a silicon wafer, or a plastic film (for example, a transparent resin film such as a polyethylene terephthalate film). These substrates may have one or more functional layers (for example, a conductive layer such as ITO, an insulating layer such as SiO 2 ), a self-assembly such as β-phenethyltrimethoxysilane (β-PTS) on the surface, if necessary. Monolayer (SAM) or the like may be formed.

前記組成物は、慣用の方法、例えば、有機高分子と溶媒とを混合して有機高分子を溶解し、必要により濾過して調製してもよい。溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソールなど);ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロC1−6アルカン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン);アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノールなどのC1−6アルカンモノオール;エチレングリコールなどのC2−4アルカンジオールなど);エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類など);グリコールエーテル類[例えば、セロソルブ類(メチルセロソルブなど)、カルビトール類(メチルカルビトールなど)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの(ポリ)C2−4アルキレングリコールモノC1−4アルキルエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどの(ポリ)C2−4アルキレングリコールジC1−4アルキルエーテルなど];グリコールエーテルアセテート類[例えば、セロソルブアセテート類(例えば、メチルセロソルブアセテートなどのC1−4アルキルセロソルブアセテートなど)、カルビトールアセテート類(例えば、メチルカルビトールアセテートなどのC1−4アルキルカルビトールアセテートなど)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどの(ポリ)C2−4アルキレングリコールモノC1−4アルキルエーテルアセテートなど];ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなどの鎖状ケトン、シクロヘキサノンなどの環状ケトンなど);エステル類(酢酸エチルなどの酢酸エステル、乳酸メチルなどの乳酸エステルなど);カーボネート類(ジメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネートなど);ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなど);アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなど);スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど);及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。通常、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類(例えば、o−ジクロロベンゼンなど)などが汎用される。 The composition may be prepared by a conventional method, for example, by mixing an organic polymer and a solvent to dissolve the organic polymer and, if necessary, filtering. As the solvent, for example, aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, xylene, anisole, etc.); halogenated hydrocarbons (eg, halo C 1-6 alkanes such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, etc.) chlorobenzene, dichlorobenzene); alcohols (e.g., methanol, ethanol, 2-propanol, n- butanol, C 1-6 alkane monool such as t- butanol; such C 2-4 alkanediol such as ethylene glycol), ethers (Chain ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane); glycol ethers [eg, cellosolves (eg, methyl cellosolve), carbitols (eg, methyl carbitol) , Triethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether (poly) C 2-4 alkylene glycol mono C 1-4 alkyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, (poly) C 2-4 alkylene glycol such as dipropylene glycol dimethyl ether di C 1-4, such as alkyl ethers]; glycol ether acetates [e.g., cellosolve acetates (e.g., C 1-4 alkyl cellosolve acetate, such as methyl cellosolve acetate), carbitol acetates (e.g., such as methyl carbitol acetate C 1-4, such as alkyl carbitol acetate), propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate Etc. (poly) C 2-4 alkylene glycol mono C 1-4 alkyl ether acetates such as over preparative]; ketones (acetone, chain ketones such as methyl ethyl ketone, cyclic ketones such as cyclohexanone), esters (ethyl acetate, etc. Acetates, lactate esters such as methyl lactate, etc.); carbonates (chain carbonates such as dimethyl carbonate, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.); nitriles (acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, etc.); Amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.); sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.); and mixed solvents thereof. Usually, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons (eg, o-dichlorobenzene, etc.) are widely used.

前記組成物(又は溶液)において、有機高分子の濃度(固形分濃度)は、塗布方法などに応じて選択でき、例えば、0.001〜20重量%(例えば、0.01〜10重量%)、好ましくは0.1〜5重量%(例えば、0.5〜3重量%)、特に0.6〜2重量%(例えば、0.7〜1.3重量%)程度であってもよい。   In the composition (or solution), the concentration (solid content concentration) of the organic polymer can be selected according to a coating method and the like, and is, for example, 0.001 to 20% by weight (for example, 0.01 to 10% by weight). Preferably, it may be about 0.1 to 5% by weight (for example, 0.5 to 3% by weight), particularly about 0.6 to 2% by weight (for example, 0.7 to 1.3% by weight).

塗布方法は特に制限されず、慣用の塗布方法、例えば、エアーナイフコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ブレードコート法、バーコート法、ダイコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法、キャスト法、エッジキャスト法、ドロップキャスト法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、圧縮配向法などが採用できる。通常、スピンコート法、エッジキャスト法、ドロップキャスト法、インクジェット印刷法などが汎用され、成膜容易性(又は生産性)の観点から、スピンコート法などが好ましい。   The coating method is not particularly limited, and a conventional coating method, for example, an air knife coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a blade coating method, a bar coating method, a die coating method, a dip coating method, a spray coating method, a spin coating method , A casting method, an edge casting method, a drop casting method, a screen printing method, an ink jet printing method, a compression orientation method, and the like. Usually, a spin coating method, an edge casting method, a drop casting method, an ink jet printing method and the like are generally used, and a spin coating method and the like are preferable from the viewpoint of easy film formation (or productivity).

塗膜を慣用の乾燥方法、例えば、自然乾燥、加熱処理による乾燥などで溶媒を除去することにより有機半導体(層)を形成できる。前記加熱処理における温度は、例えば、30〜100℃、好ましくは40〜80℃程度であってもよい。また、必要に応じて、減圧下で乾燥してもよい。   The organic semiconductor (layer) can be formed by removing the solvent by a conventional drying method, for example, natural drying, drying by heat treatment, or the like. The temperature in the heat treatment may be, for example, about 30 to 100 ° C, preferably about 40 to 80 ° C. Moreover, you may dry under reduced pressure as needed.

また、得られた塗膜(有機半導体薄膜)は、必要に応じてアニール処理してもよい。アニール処理温度は、例えば、50〜400℃(例えば、80〜380℃)程度の範囲から選択でき、例えば、100〜360℃(例えば、150〜350℃)、好ましくは200〜340℃(例えば、250〜330℃)、さらに好ましくは280℃〜320℃程度であってもよい。アニール処理時間は、例えば、10分〜12時間、好ましくは30分〜8時間、さらに好ましくは1〜6時間(例えば、2〜4時間)程度であってもよい。なお、アニール処理は、大気雰囲気下で行ってもよく、窒素、希ガス(ヘリウム、アルゴンなど)などの不活性ガス雰囲気下で行ってもよく、不活性ガス(特にアルゴン)雰囲気下で行うのが好ましい。   Further, the obtained coating film (organic semiconductor thin film) may be subjected to an annealing treatment as needed. The annealing temperature can be selected, for example, from the range of about 50 to 400 ° C (for example, 80 to 380 ° C), for example, 100 to 360 ° C (for example, 150 to 350 ° C), preferably 200 to 340 ° C (for example, 250-330 ° C.), more preferably about 280-320 ° C. The annealing time may be, for example, about 10 minutes to 12 hours, preferably about 30 minutes to 8 hours, and more preferably about 1 to 6 hours (for example, about 2 to 4 hours). Note that the annealing treatment may be performed in an air atmosphere, may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or a rare gas (such as helium or argon), or may be performed in an inert gas (particularly argon) atmosphere. Is preferred.

このようにして得られる有機半導体(層)の厚みは、用途に応じて、例えば、1〜5000nm、好ましくは30〜1000nm、さらに好ましくは50〜500nm程度であってもよい。   The thickness of the organic semiconductor (layer) thus obtained may be, for example, about 1 to 5000 nm, preferably about 30 to 1000 nm, and more preferably about 50 to 500 nm, depending on the application.

本発明の有機半導体は、n型半導体、p型半導体であってもよく、真性半導体であってもよい。本発明の有機半導体は、電子及び/又はホール(正孔)の移動度(キャリア移動度又は電気移動度)が高いため、電子デバイス、例えば、スイッチング素子、整流素子(ダイオード)、トランジスタなどの半導体素子の材料、光電変換デバイス又は光電変換素子(太陽電池素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子など)の材料として利用できる。   The organic semiconductor of the present invention may be an n-type semiconductor, a p-type semiconductor, or an intrinsic semiconductor. Since the organic semiconductor of the present invention has a high mobility (carrier mobility or electric mobility) of electrons and / or holes (holes), semiconductors such as electronic devices such as switching elements, rectifiers (diodes), and transistors are used. It can be used as a material for an element, a photoelectric conversion device, or a material for a photoelectric conversion element (such as a solar cell element and an organic electroluminescence (EL) element).

また、本発明の有機半導体において、有機高分子(D−A型高分子)は、基板に対してフェイスオン配向(又は面内配向)していてもよいが、通常、エッジオン配向(又は面外配向)していることが多いようである。そのため、有機薄膜トランジスタとして有効に利用できる。   In the organic semiconductor of the present invention, the organic polymer (DA type polymer) may be face-on oriented (or in-plane oriented) with respect to the substrate, but is usually edge-on oriented (or out-of-plane). Orientation). Therefore, it can be effectively used as an organic thin film transistor.

このような有機薄膜トランジスタは、ゲート電極層と、ゲート絶縁層と、ソース/ドレイン電極層と、有機半導体層とで構成されている。これらの層の積層構造によって、有機薄膜トランジスタは、トップゲート型、ボトムゲート型(トップコンタクト型、ボトムコンタクト型)に分類できる。例えば、ゲート電極(酸化膜が形成されたp型シリコンウエハーなど)に有機半導体膜を形成して、この有機半導体膜上にソース/ドレイン電極(金電極)を形成することにより、トップコンタクト型電界効果トランジスタを製造できる。また、前記ソース/ドレイン電極層と、前記有機半導体層との間に、キャリア注入層(ドーパント層)を形成してもよい。このようなキャリア注入層は、例えば、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)、2,3,5,6−テトラフルオロテトラシアノキノンジメタン(FTCNQ)などのTCNQ類、塩化鉄(III)などの金属ハロゲン化物、フラーレン類などで形成されていてもよい。 Such an organic thin film transistor includes a gate electrode layer, a gate insulating layer, a source / drain electrode layer, and an organic semiconductor layer. According to the stacked structure of these layers, the organic thin film transistor can be classified into a top gate type and a bottom gate type (top contact type, bottom contact type). For example, by forming an organic semiconductor film on a gate electrode (such as a p-type silicon wafer on which an oxide film is formed) and forming source / drain electrodes (gold electrodes) on the organic semiconductor film, a top-contact type electric field is formed. An effect transistor can be manufactured. Further, a carrier injection layer (dopant layer) may be formed between the source / drain electrode layer and the organic semiconductor layer. Such carrier injection layers include, for example, TCNQs such as tetracyanoquinonedimethane (TCNQ) and 2,3,5,6-tetrafluorotetracyanoquinonedimethane (F 4 TCNQ), and iron (III) chloride. Metal halides, fullerenes and the like.

本発明の有機半導体は、前記有機高分子(D−A型高分子)を含むため、高い移動度と高い溶解性とを両立できる。そのため、本発明の有機半導体を用いて電界効果型トランジスタを作製した場合の移動度は、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、例えば、0.001〜10cm/Vs(例えば、0.005〜1cm/Vs)、好ましくは0.008〜0.5cm/Vs(例えば、0.01〜0.1cm/Vs)程度であってもよい。 Since the organic semiconductor of the present invention contains the organic polymer (DA type polymer), both high mobility and high solubility can be achieved. Therefore, the mobility of the case of manufacturing a field effect transistor using an organic semiconductor of the present invention, in the drain voltage Vd = -150 V, for example, 0.001~10cm 2 / Vs (e.g., 0.005~1Cm 2 / Vs), preferably about 0.008 to 0.5 cm 2 / Vs (for example, about 0.01 to 0.1 cm 2 / Vs).

また、前記電界効果型トランジスタにおいて、ドレイン電圧Vd=−150Vにおける閾値電圧Vthは、例えば、−100V以上0V未満(例えば、−70〜−0.01V程度)であってもよく、好ましくは−60〜−0.1V程度であってもよい。なお、移動度及び閾値電圧Vthは、後述する実施例に記載の方法により測定してもよい。   In the field-effect transistor, the threshold voltage Vth at a drain voltage Vd of -150 V may be, for example, -100 V or more and less than 0 V (for example, about -70 to -0.01 V), and preferably -60. It may be about -0.1V. Note that the mobility and the threshold voltage Vth may be measured by a method described in an embodiment described later.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[合成例1](ジグザグ状低分子化合物の合成)   [Synthesis Example 1] (Synthesis of zigzag low molecular weight compound)

3−ブロモチオフェンに代えて3−ブロモフランを用いる以外は、国際公開第2017/170245号(特許文献1)の合成例1〜5に記載の方法に準じて、目的化合物(3-1)(クリセノ[2,1−b:8,7−b’]ジフラン)を調製した。   Except that 3-bromofuran is used instead of 3-bromothiophene, the target compound (3-1) (chryseno) is prepared according to the method described in Synthesis Examples 1 to 5 of WO2017 / 170245 (Patent Document 1). [2,1-b: 8,7-b '] difuran) was prepared.

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.86(d、2H、J=9.2Hz)、8.72(d、2H、J=9.2Hz)、8.33(d、2H、J=9.2Hz)、7.87(d、2H、J=9.2Hz)、7.83(d、2H、J=1.6Hz)、7.37(d、2H、J=1.6Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.86 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.72 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.33 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.87 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.83 (d, 2H, J = 1.6 Hz), 7.37 (d , 2H, J = 1.6 Hz).

[合成例2](シリル化工程)   [Synthesis Example 2] (Silylation step)

アルゴン雰囲気下、化合物(3-1)(100mg、0.324mmol)/テトラヒドロフラン(THF、5mL)の白色懸濁液を−78℃で攪拌させながら、リチオ化剤(4a)として1.55M n−ブチルリチウム(n−BuLi)シクロヘキサン溶液(0.44mL、0.681mmol)を滴下した。得られたうす緑色懸濁液をさらに−78〜0℃で15分間攪拌後、再び−78℃に低下させ、シリル化剤(4b)としてトリイソプロピルシリルクロリド(TIPSCl)(131mg、0.681mmol)を加え、自然に室温まで昇温させながら、19間攪拌させた。そのうす緑色懸濁液にメタノールを加え、ろ過して得られた粗生成物をノルマルヘキサンでカラム精製することにより、目的化合物(5-1)をうす黄色固体(87mg、94% 2段階収率)として得た。   Under an argon atmosphere, while stirring a white suspension of compound (3-1) (100 mg, 0.324 mmol) / tetrahydrofuran (THF, 5 mL) at -78 ° C, 1.55 M n- as a lithiating agent (4a) was used. Butyllithium (n-BuLi) cyclohexane solution (0.44 mL, 0.681 mmol) was added dropwise. The resulting light green suspension was further stirred at −78 to 0 ° C. for 15 minutes, lowered to −78 ° C. again, and triisopropylsilyl chloride (TIPSCl) (131 mg, 0.681 mmol) as a silylating agent (4b). Was added, and the mixture was stirred for 19 hours while the temperature was naturally raised to room temperature. Methanol was added to the light green suspension, and the crude product obtained by filtration was purified by column chromatography with n-hexane to give the target compound (5-1) as a light yellow solid (87 mg, 94%, two-step yield). ).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.85(d、2H、J=9.2Hz)、8.68(d、2H、J=9.2Hz)、8.37(d、2H、J=9.2Hz)、7.87(d、2H、J=9.2Hz)、7.61(s、2H)、1.44−1.54(m、6H)、1.23(d、36H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.85 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.68 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.37 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.87 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.61 (s, 2H), 1.44-1.54 (m, 6H) ), 1.23 (d, 36H, J = 7.2 Hz).

[合成例3](ホウ素化工程)   [Synthesis Example 3] (Boronization step)

アルゴン雰囲気下、化合物(5-1)(1.3g、2.1mmol)/シクロヘキサン(30mL)の懸濁液を室温で攪拌させながら、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ジ−μ−メトキシジイリジウム(I)錯体([Ir(OMe)(COD)]、69mg、0.11mmol)、4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’−ビピリジル(dtbpy、56mg、0.2mmol)、ホウ素化剤(6)として4,4,4’,4’,5,5,5’,5’−オクタメチル−2,2’−ビス−1,3,2−ジオキサボロネート[(Bpin)](1.2g、4.6mmol)を加えた。得られた懸濁液をさらに80℃で22時間攪拌した。反応混合物をメタノールで希釈後、ろ過し、メタノールで洗浄したところ、目的化合物(7-1)を得た(1.5g、83%収率)。 Under an argon atmosphere, a suspension of compound (5-1) (1.3 g, 2.1 mmol) / cyclohexane (30 mL) was stirred at room temperature, and bis (1,5-cyclooctadiene) di-μ-methoxy was stirred. Diiridium (I) complex ([Ir (OMe) (COD)] 2 , 69 mg, 0.11 mmol), 4,4′-di-tert-butyl-2,2′-bipyridyl (dtbpy, 56 mg, 0.2 mmol) ), 4,4,4 ', 4', 5,5,5 ', 5'-octamethyl-2,2'-bis-1,3,2-dioxaboronate [(4) Bpin) 2 ] (1.2 g, 4.6 mmol). The resulting suspension was further stirred at 80 ° C. for 22 hours. The reaction mixture was diluted with methanol, filtered, and washed with methanol to obtain the desired compound (7-1) (1.5 g, 83% yield).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)9.09(s、2H)、9.00(d、2H、J=9.2Hz)、8.35(d、2H、J=9.2Hz)、7.57(s、2H)、1.43−1.51(m、6H)、1.45(s、24H)、1.26(d、36H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 9.09 (s, 2H), 9.00 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.35 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.57 (s, 2H), 1.43-1.51 (m, 6H), 1.45 (s, 24H), 1.26 (d, 36H, J = 7.2 Hz).

[合成例4](ハロゲン化工程)   [Synthesis Example 4] (Halogenation step)

アルゴン雰囲気下、化合物(7-1)(1.4g、1.6mmol)/N−メチルピロリドン(120mL)/メタノール(40mL)/水(20mL)の懸濁液を室温で攪拌させながら、ハロゲン化剤(8)としての臭化銅(II)(2.4g、10.6mmol)を加えた。得られた暗緑色の懸濁液を80℃で21時間攪拌した。反応混合物に0℃でメタノールを加え攪拌後、ろ過し、メタノールで洗浄したところ、目的化合物(9-1)を固体(1.1g、90%収率)として得た。   Halogenation is performed while stirring a suspension of compound (7-1) (1.4 g, 1.6 mmol) / N-methylpyrrolidone (120 mL) / methanol (40 mL) / water (20 mL) at room temperature under an argon atmosphere. Copper (II) bromide (2.4 g, 10.6 mmol) as agent (8) was added. The resulting dark green suspension was stirred at 80 ° C. for 21 hours. After methanol was added to the reaction mixture at 0 ° C., the mixture was stirred, filtered, and washed with methanol to obtain the target compound (9-1) as a solid (1.1 g, 90% yield).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.83(s、2H)、8.77(d、2H、J=9.2Hz)、8.33(d、2H、J=9.2Hz)、7.65(s、2H)、1.45−1.55(m、6H)、1.24(d、36H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.83 (s, 2H), 8.77 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.33 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.65 (s, 2H), 1.45-1.55 (m, 6H), 1.24 (d, 36H, J = 7.2 Hz).

[合成例5](根岸カップリングによるカップリング工程)   [Synthesis Example 5] (Coupling step by Negishi coupling)

(R1aは5−デシル−ヘプタデシル基を示す。以下同じ) (R 1a represents a 5-decyl-heptadecyl group; the same applies hereinafter)

アルゴン雰囲気下、0.11Mの5−デシル−ヘプタデシルマグネシウムブロミド−ジエチルエーテル溶液(9mL、0.98mmol)/テトラヒドロフラン(12mL)溶液を0℃で攪拌させながら、1.0M塩化亜鉛(II)−テトラヒドロフラン溶液(0.97mL、0.97mmol)、0.5M塩化リチウム−テトラヒドロフラン溶液(1.95mL、0.97mmol)を加えた後、白色の懸濁液を室温で30分間攪拌し、透明の亜鉛試薬(アルキル亜鉛クロリド 塩化リチウム:R1a−ZnCl LiCl)(化合物(10))を調製した。 Under an argon atmosphere, while stirring a 0.11 M 5-decyl-heptadecyl magnesium bromide-diethyl ether solution (9 mL, 0.98 mmol) / tetrahydrofuran (12 mL) solution at 0 ° C., 1.0 M zinc (II) chloride- After adding a tetrahydrofuran solution (0.97 mL, 0.97 mmol) and a 0.5 M lithium chloride-tetrahydrofuran solution (1.95 mL, 0.97 mmol), the white suspension was stirred at room temperature for 30 minutes, and a clear zinc solution was added. A reagent (alkyl zinc chloride lithium chloride: R 1a -ZnCl LiCl) (compound (10)) was prepared.

亜鉛試薬(化合物(10))に、化合物(9-1)(303mg、0.389mmol)、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)ジクロロメタン錯体(PdCl(dppf)CHCl、31.8mg、0.0389mmol)を室温で加えた。得られた黒色の懸濁液を70℃で18時間攪拌した。得られた黒色の懸濁液に水を加え、有機層をクロロホルムで抽出後、水で洗浄した。抽出液を減圧下で濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、目的化合物(11-1)を透明な液体(420mg、78%収率)として得た。 Compound (9-1) (303 mg, 0.389 mmol), [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] dichloropalladium (II) dichloromethane complex (PdCl 2 (dppf) were added to a zinc reagent (compound (10)). ) CH 2 Cl 2, was added 31.8mg, 0.0389mmol) at room temperature. The resulting black suspension was stirred at 70 ° C. for 18 hours. Water was added to the obtained black suspension, and the organic layer was extracted with chloroform and washed with water. The crude product obtained by concentrating the extract under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (hexane) to obtain the target compound (11-1) as a transparent liquid (420 mg, 78% yield).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.78(d、2H、J=9.2Hz)、8.44(s、2H)、8.29(d、2H、J=9.2Hz)、7.58(s、2H)、3.19(t、4H、J=7.6Hz)、1.94(quint、4H、J=7.6Hz)、1.44−1.55(m、10H)、1.20−1.38(m、122H)、0.87(t、12H、J=6.8Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.78 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.44 (s, 2H), 8.29 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.58 (s, 2H), 3.19 (t, 4H, J = 7.6 Hz), 1.94 (quint, 4H, J = 7.6 Hz), 44-1.55 (m, 10H), 1.20-1.38 (m, 122H), 0.87 (t, 12H, J = 6.8 Hz).

[合成例6](脱シリル化工程)   [Synthesis Example 6] (Desilylation step)

アルゴン雰囲気下、化合物(11-1)(400mg、0.29mmol)/テトラヒドロフラン(20mL)溶液を0℃で攪拌させながら、脱保護剤(12)として1.0Mのフッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)−テトラヒドロフラン溶液(0.87mL、0.87mmol)を加えた。得られた白色の懸濁液を室温で1.5時間攪拌した。反応混合物に水、メタノールを加え、さらに0℃で攪拌後、ろ過して得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製することで目的化合物(13-1)を白色固体(131mg、42%収率)として得た。   Under an argon atmosphere, a compound (11-1) (400 mg, 0.29 mmol) / tetrahydrofuran (20 mL) solution was stirred at 0 ° C., and 1.0 M tetrabutylammonium fluoride (TBAF) was used as a deprotecting agent (12). -A solution of tetrahydrofuran (0.87 mL, 0.87 mmol) was added. The resulting white suspension was stirred at room temperature for 1.5 hours. Water and methanol were added to the reaction mixture, and the mixture was further stirred at 0 ° C., and the crude product obtained by filtration was purified by column chromatography (hexane) to give the target compound (13-1) as a white solid (131 mg, (42% yield).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.80(d、2H、J=9.2Hz)、8.48(s、2H)、8.26(d、2H、J=9.2Hz)、7.82(d、2H、J=2.0Hz)、7.35(d、2H、J=2.0Hz)、3.19(t、4H、J=7.6Hz)、1.94(quint、4H、J=7.6Hz)、1.44−1.55(m、4H)、1.20−1.43(m、86H)、0.87(t、12H、J=6.8Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.80 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.48 (s, 2H), 8.26 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.82 (d, 2H, J = 2.0 Hz), 7.35 (d, 2H, J = 2.0 Hz), 3.19 (t, 4H, J = 7) 1.6 Hz), 1.94 (quint, 4H, J = 7.6 Hz), 1.44-1.55 (m, 4H), 1.20-1.43 (m, 86H), 0.87 (t , 12H, J = 6.8 Hz).

[合成例7](ハロゲン化工程)   [Synthesis Example 7] (Halogenation step)

アルゴン雰囲気下、化合物(13-1)(130mg、0.122mmol)/THF(3mL)溶液を−78℃で攪拌させながら、リチオ化剤(14a)としてのn−ブチルリチウム(n−BuLi)/ノルマルヘキサン溶液(1.55M、0.17mL、0.268mmol)を滴下し、−78〜−20℃で2時間攪拌した。このうす茶色溶液に、ハロゲン化剤(14b)としての1,2−ジブロモ−1,1,2,2−テトラクロロエタン(87mg、0.268mmol)/THF(3mL)溶液を−20℃で加え、自然に室温まで上昇させながら、17時間攪拌した。反応溶液に水を加え、クロロホルムで希釈した後、有機層をクロロホルムで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過した。ろ液を減圧下で濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、白色固体の化合物(2D-1)(95mg、64%収率)を得た。   Under an argon atmosphere, while stirring the compound (13-1) (130 mg, 0.122 mmol) / THF (3 mL) solution at -78 ° C, n-butyllithium (n-BuLi) / A normal hexane solution (1.55 M, 0.17 mL, 0.268 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred at −78 to −20 ° C. for 2 hours. To this light brown solution, a 1,2-dibromo-1,1,2,2-tetrachloroethane (87 mg, 0.268 mmol) / THF (3 mL) solution as a halogenating agent (14b) was added at −20 ° C. The mixture was stirred for 17 hours while being naturally raised to room temperature. After adding water to the reaction solution and diluting with chloroform, the organic layer was extracted with chloroform, dried over magnesium sulfate, and filtered. The crude product obtained by concentrating the filtrate under reduced pressure was purified by silica gel column chromatography (hexane) to obtain a white solid compound (2D-1) (95 mg, 64% yield).

H−NMR(400MHz、TCE−d、100℃):δ(ppm)8.77(d、2H、J=9.2Hz)、8.44(s、2H)、8.17(d、2H、J=9.2Hz)、7.29(s、2H)、3.15(t、4H、J=7.6Hz)、1.92(quint、4H、J=7.6Hz)、1.44−1.54(m、4H)、1.20−1.39(m、86H)、0.872(t、12H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, TCE-d 2 , 100 ° C.): δ (ppm) 8.77 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.44 (s, 2H), 8.17 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.29 (s, 2H), 3.15 (t, 4H, J = 7.6 Hz), 1.92 (quint, 4H, J = 7.6 Hz), 44-1.54 (m, 4H), 1.20-1.39 (m, 86H), 0.872 (t, 12H, J = 7.2 Hz).

[実施例1](鈴木カップリング重合)   [Example 1] (Suzuki coupling polymerization)

アルゴン雰囲気下、化合物(2D-1)(85mg、0.069mmol)、化合物(2A-1)[4,7−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾール、東京化成工業(株)製、27mg、0.069mmol]、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)クロロホルム錯体(Pd(dba)CHCl、2.0mg、0.002mmol)、トリフェニルホスフィン(PPh、2.1mg、0.008mmol)、Aliquat(登録商標)336(Sigma Aldrich社製、1滴)、2Mのリン酸三カリウム水溶液 (KPO、0.17mL、0.327mmol)、トルエン(Tol、2mL)を加え、オイルバスを用いて130℃で27時間攪拌した。反応混合液をメタノール中に再沈殿し、得られた沈殿物に対して、ソックスレー抽出器を用いてメタノール、アセトンの順で不純物を抽出(又は洗浄)した。洗浄した沈殿物をヘキサンにより抽出したところ、残渣は生じなかった。得られたヘキサン溶液からヘキサンを除去することにより、目的化合物(1-1)を赤褐色固体(77mg、98%収率)として得た。 Under an argon atmosphere, compound (2D-1) (85 mg, 0.069 mmol), compound (2A-1) [4,7-bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane- 2-yl) -2,1,3-benzothiadiazole, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 27 mg, 0.069 mmol], tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) chloroform complex (Pd 2 (dba) 3 CHCl) 3, 2.0 mg, 0.002 mmol), triphenylphosphine (PPh 3, 2.1mg, 0.008mmol) , Aliquat ( registered trademark) 336 (Sigma Aldrich Corporation, 1 drop), tripotassium phosphate aqueous 2M (K 3 PO 4 , 0.17 mL, 0.327 mmol) and toluene (Tol, 2 mL) were added, and the mixture was stirred at 130 ° C. for 27 hours using an oil bath. The reaction mixture was reprecipitated in methanol, and the resulting precipitate was subjected to extraction (or washing) of impurities using a Soxhlet extractor in the order of methanol and acetone. Extraction of the washed precipitate with hexane resulted in no residue. The target compound (1-1) was obtained as a reddish brown solid (77 mg, 98% yield) by removing hexane from the obtained hexane solution.

得られた目的化合物(1-1)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは13477、重量平均分子量Mwは23713、分子量分布Mw/Mnは1.76、重合度DPnは11.2であった。また、得られた目的化合物(1-1)の5%質量欠損温度T95をTG−DTA(熱重量・示差熱分析装置)により測定したところ、385℃であった。 When the obtained target compound (1-1) was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene, the number average molecular weight Mn was 13477, the weight average molecular weight Mw was 23713, and the molecular weight distribution Mw / Mn was 1.76. The polymerization degree DPn was 11.2. Further, when the obtained desired compound 5% mass defect temperature T 95 in (1-1) was measured by TG-DTA (thermogravimetric-differential thermal analyzer), it was 385 ° C..

[実施例2](マイクロウェーブを用いた鈴木カップリング重合)
アルゴン雰囲気下、化合物(2D-1)(122mg、0.1mmol)、化合物(2A-1)(39mg、0.1mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)錯体(Pd(PPh、5.8mg、0.005mmol)、Aliquat(登録商標)336(Sigma Aldrich社製、1滴)、2Mのリン酸三カリウム水溶液(KPO、1mL、2.0mmol)、THF(1.0mL)を加え混合し、マイクロウェーブ照射装置(バイオタージジャパン(株)製「Initiator+」、条件130℃)を用いて、40分間加熱攪拌した。得られた反応混合液を実施例1と同様の方法により洗浄、抽出して、目的化合物(1-1)を得た(91mg、76%収率)。得られた目的化合物(1-1)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは18625、重量平均分子量Mwは37935、分子量分布Mw/Mnは2.0、重合度DPnは15.5であった。
[Example 2] (Suzuki coupling polymerization using microwave)
Under an argon atmosphere, compound (2D-1) (122 mg, 0.1 mmol), compound (2A-1) (39 mg, 0.1 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium (0) complex (Pd (PPh 3 ) 4 , 5 .8mg, 0.005mmol), Aliquat (registered trademark) 336 (Sigma Aldrich Corporation, 1 drop), tripotassium phosphate aqueous 2M (K 3 PO 4, 1mL , 2.0mmol), THF (1.0mL) Was added and mixed, and the mixture was heated and stirred for 40 minutes using a microwave irradiation apparatus (“Initiator +” manufactured by Biotage Japan, Inc., conditions: 130 ° C.). The obtained reaction mixture was washed and extracted in the same manner as in Example 1 to obtain the desired compound (1-1) (91 mg, yield 76%). When the obtained target compound (1-1) was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene, the number average molecular weight Mn was 18625, the weight average molecular weight Mw was 37935, the molecular weight distribution Mw / Mn was 2.0, The polymerization degree DPn was 15.5.

[実施例3]
THF(1.0mL)に代えて、トルエン(1.6mL)を用いたこと以外は実施例2と同様にして目的化合物(1-1)を得た(114mg、94%収率)。得られた目的化合物(1-1)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは16460、重量平均分子量Mwは38358、分子量分布Mw/Mnは2.3、重合度DPnは13.8であった。
[Example 3]
The desired compound (1-1) was obtained in the same manner as in Example 2 except that toluene (1.6 mL) was used instead of THF (1.0 mL) (114 mg, 94% yield). When the obtained target compound (1-1) was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene, the number average molecular weight Mn was 16,460, the weight average molecular weight Mw was 38358, the molecular weight distribution Mw / Mn was 2.3, The polymerization degree DPn was 13.8.

[比較例1]
国際公開第2017/170245号(特許文献1)の実施例4に記載の第2の画分(B)(下記式で表される化合物、重合度DPn:9.9、数平均分子量Mn:9175、重量平均分子量Mw:14662、分子量分布Mw/Mn:1.6)を用いた。
[Comparative Example 1]
Second fraction (B) described in Example 4 of WO2017 / 170245 (Patent Document 1) (compound represented by the following formula, degree of polymerization DPn: 9.9, number average molecular weight Mn: 9175) , Weight average molecular weight Mw: 14662, molecular weight distribution Mw / Mn: 1.6).

(式中、R11は、3−オクチルトリデシル基を示す)。 (Wherein, R 11 represents a 3-octyltridecyl group).

[合成例8]
クリセノ[2,1−b:8,7−b’]ジフラン(前記化合物(3-1))に代えて、クリセノ[2,1−b:8,7−b’]ジチオフェン(下記化合物(3-2)、国際公開第2017/170245号(特許文献1)の合成例1〜5に準じて合成)を用いるとともに、根岸カップリング反応におけるアルキル化剤(10)[アルキル亜鉛クロリド 塩化リチウム:R1a−ZnCl LiCl(式中、R1aは5−デシル−ヘプタデシル基を示す)]として、前記アルキル基R1aに代えて、R1b(式中、R1bは5−オクチル−ペンタデシル基を示す)を導入したアルキル亜鉛クロリド 塩化リチウム(R1b−ZnCl LiCl)を調製して使用した以外は、合成例1〜7に準じて(同様のモル比の各試薬と反応させて)、下記式で表される化合物(2D-2)を調製した。
[Synthesis Example 8]
In place of chryseno [2,1-b: 8,7-b '] difuran (the compound (3-1)), chryseno [2,1-b: 8,7-b'] dithiophene (the following compound (3 -2), and an alkylating agent (10) in a Negishi coupling reaction [synthesized according to Synthesis Examples 1 to 5 of WO 2017/170245 (Patent Document 1)] [alkyl zinc chloride lithium chloride: R 1a- ZnCl LiCl (wherein, R 1a represents a 5-decyl-heptadecyl group)] and R 1b (wherein, R 1b represents a 5-octyl-pentadecyl group) instead of the alkyl group R 1a. In accordance with Synthesis Examples 1 to 7 (reacted with each reagent having the same molar ratio), except that lithium zinc chloride (R 1b -ZnCl LiCl) prepared and used was introduced, Is Compound (2D-2) was prepared.

(式中、R1bは5−オクチル−ペンタデシル基を示す。以下同じ)。 (Wherein, R 1b represents a 5-octyl-pentadecyl group; the same applies hereinafter).

H−NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)8.84(d、2H、J=9.2Hz)、8.52(s、2H)、8.38(d、2H、J=9.2Hz)、8.10(s、2H)、3.07(t、4H、J=7.6Hz)、1.93(quint、4H、J=7.6Hz)、1.42−1.52(m、4H)、1.17−1.40(m、70H)、0.87(t、12H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 8.84 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.52 (s, 2H), 8.38 (d, 2H, J = 9) .2 Hz), 8.10 (s, 2H), 3.07 (t, 4H, J = 7.6 Hz), 1.93 (quint, 4H, J = 7.6 Hz), 1.42-1.52 (M, 4H), 1.17-1.40 (m, 70H), 0.87 (t, 12H, J = 7.2 Hz).

[実施例4](鈴木カップリング重合)   [Example 4] (Suzuki coupling polymerization)

アルゴン雰囲気下、化合物(2D-2)(114mg、0.1mmol)、化合物(2A-1)(39mg、0.1mol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)錯体(Pd(PPh、12mg、0.01mmol)、Aliquat(登録商標)336(Sigma Aldrich社製、1滴)、2Mの炭酸カリウム水溶液(KCO、1mL、2mmol)、THF(1.6mL)を加え混合し、マイクロウェーブ照射装置(バイオタージジャパン(株)製「Initiator+」、条件130℃)を用いて、40分間加熱攪拌した。得られた反応混合液を実施例1と同様の方法により洗浄、抽出して、目的化合物(1-2)を得た(95mg、85%収率)。得られた目的化合物(1-2)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは13267、重量平均分子量Mwは51352、z平均分子量Mzは638208、分子量分布Mw/Mnは3.9、重合度DPnは11.9であった。 Under an argon atmosphere, compound (2D-2) (114 mg, 0.1 mmol), compound (2A-1) (39 mg, 0.1 mol), tetrakistriphenylphosphine palladium (0) complex (Pd (PPh 3 ) 4 , 12 mg , 0.01 mmol), Aliquat® 336 (Sigma Aldrich, 1 drop), 2M aqueous potassium carbonate (K 2 CO 3 , 1 mL, 2 mmol), THF (1.6 mL), and mix. The mixture was heated and stirred for 40 minutes using a wave irradiation device (“Initiator +” manufactured by Biotage Japan, Inc., conditions: 130 ° C.). The obtained reaction mixture was washed and extracted in the same manner as in Example 1 to obtain the desired compound (1-2) (95 mg, 85% yield). When the obtained target compound (1-2) was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene, the number average molecular weight Mn was 13,267, the weight average molecular weight Mw was 51352, the z average molecular weight Mz was 638208, and the molecular weight distribution Mw. / Mn was 3.9 and the degree of polymerization DPn was 11.9.

[合成例9]
クリセノ[2,1−b:8,7−b’]ジフラン(前記化合物(3-1))に代えて、クリセノ[2,1−b:8,7−b’]ジチオフェン(下記化合物(3-2)、国際公開第2017/170245号(特許文献1)の合成例1〜5に準じて合成)を用いるとともに、根岸カップリング反応におけるアルキル化剤(10)[アルキル亜鉛クロリド 塩化リチウム:R1a−ZnCl LiCl(式中、R1aは5−デシル−ヘプタデシル基を示す)]として、前記アルキル基R1aに代えて、R1c(式中、R1cは4−オクチル−テトラデシル基を示す)を導入したアルキル亜鉛クロリド 塩化リチウム(R1c−ZnCl LiCl)を調製して使用した以外は、合成例1〜7に準じて(同様のモル比の各試薬と反応させて)、下記式で表される化合物(2D-3)を調製した。
[Synthesis Example 9]
In place of chryseno [2,1-b: 8,7-b '] difuran (the compound (3-1)), chryseno [2,1-b: 8,7-b'] dithiophene (the following compound (3 -2), and an alkylating agent (10) in a Negishi coupling reaction [synthesized according to Synthesis Examples 1 to 5 of WO 2017/170245 (Patent Document 1)] [alkyl zinc chloride lithium chloride: R 1a- ZnCl LiCl (wherein, R 1a represents a 5-decyl-heptadecyl group)] and R 1c (wherein, R 1c represents a 4-octyl-tetradecyl group) in place of the alkyl group R 1a. According to Synthesis Examples 1 to 7 (reacted with each reagent having the same molar ratio) except that lithium zinc chloride (R 1c -ZnCl LiCl) prepared and used was introduced. Is Compound (2D-3) was prepared.

(式中、R1cは4−オクチル−テトラデシル基を示す。以下同じ)。 (Wherein, R 1c represents a 4-octyl-tetradecyl group; the same applies hereinafter).

H−NMR(400MHz、CDCl):δ(ppm)8.85(d、2H、J=9.2Hz)、8.53(s、2H)、8.39(d、2H、J=9.2Hz)、8.10(s、2H)、3.05(t、4H、J=7.6Hz)、1.92(quint、4H、J=7.6Hz)、1.33−1.49(m、6H)、1.18−1.34(m、64H)、0.86(t、12H、J=7.2Hz)。 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 8.85 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 8.53 (s, 2H), 8.39 (d, 2H, J = 9) .2 Hz), 8.10 (s, 2H), 3.05 (t, 4H, J = 7.6 Hz), 1.92 (quint, 4H, J = 7.6 Hz), 1.33-1.49 (M, 6H), 1.18-1.34 (m, 64H), 0.86 (t, 12H, J = 7.2 Hz).

[実施例5](鈴木カップリング重合)   [Example 5] (Suzuki coupling polymerization)

アルゴン雰囲気下、化合物(2D-3)(112mg、0.1mmol)、化合物(2A-1)(39mg、0.1mol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)錯体(Pd(PPh、12mg、0.01mmol)、Aliquat(登録商標)336(Sigma Aldrich社製、1滴)、2Mの炭酸カリウム水溶液(KCO、1mL、2mmol)、THF(1.6mL)を加え混合し、マイクロウェーブ照射装置(バイオタージジャパン(株)製「Initiator+」、条件130℃)を用いて、40分間加熱攪拌した。得られた反応混合液を実施例1と同様の方法により洗浄、抽出して、目的化合物(1-3)を得た(52mg、46(%収率)。得られた目的化合物(1-3)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは12995、重量平均分子量Mwは84204、z平均分子量Mzは386585、分子量分布Mw/Mnは6.5、重合度DPnは11.6であった。 Under an argon atmosphere, compound (2D-3) (112 mg, 0.1 mmol), compound (2A-1) (39 mg, 0.1 mol), tetrakistriphenylphosphine palladium (0) complex (Pd (PPh 3 ) 4 , 12 mg , 0.01 mmol), Aliquat® 336 (Sigma Aldrich, 1 drop), 2M aqueous potassium carbonate (K 2 CO 3 , 1 mL, 2 mmol), THF (1.6 mL), and mix. The mixture was heated and stirred for 40 minutes using a wave irradiation device (“Initiator +” manufactured by Biotage Japan, Inc., conditions: 130 ° C.). The obtained reaction mixture was washed and extracted in the same manner as in Example 1 to obtain the desired compound (1-3) (52 mg, 46 (% yield). The obtained desired compound (1-3) ) Was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene. The number average molecular weight Mn was 12995, the weight average molecular weight Mw was 84204, the z average molecular weight Mz was 386585, the molecular weight distribution Mw / Mn was 6.5, and the degree of polymerization was calculated. DPn was 11.6.

[実施例6]
実施例5と同様にして、目的化合物(1-3)を得た(32mg、29%収率)。得られた目的化合物(1-3)をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によりポリスチレン換算で測定したところ、数平均分子量Mnは21624、重量平均分子量Mwは155918、z平均分子量Mzは1461778、分子量分布Mw/Mnは7.2、重合度DPnは19.3であった。
[Example 6]
In the same manner as in Example 5, the target compound (1-3) was obtained (32 mg, 29% yield). When the obtained target compound (1-3) was measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene, the number average molecular weight Mn was 21,624, the weight average molecular weight Mw was 155918, the z average molecular weight Mz was 1461778, and the molecular weight distribution Mw. / Mn was 7.2 and the degree of polymerization DPn was 19.3.

[薄膜X線解析]
(サンプル調製)
二酸化ケイ素(SiO)絶縁膜(膜厚500nm)付シリコン(Si)基板を、アセトン及び2−プロパノールで、それぞれ、3分間に亘り超音波洗浄し、120℃で、30分間乾燥した。続いて、UVオゾン処理を30分間行った。洗浄処理した基板表面に、デシルトリエトキシシラン(DTS)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸気法で製膜した。
[Thin film X-ray analysis]
(Sample preparation)
A silicon (Si) substrate provided with a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film (500 nm in thickness) was ultrasonically cleaned with acetone and 2-propanol for 3 minutes each, and dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, UV ozone treatment was performed for 30 minutes. A self-assembled monolayer (SAM) of decyltriethoxysilane (DTS) was formed on the cleaned substrate surface by a vapor method.

実施例1で得られた化合物(1-1)を用いて、この単分子膜表面に、80℃で溶解した1.0重量%濃度の化合物(1-1)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、スピンコート法(回転数500rpm、回転時間5sの後、さらに、回転数2000rpm、回転時間30s)で製膜後、アルゴン雰囲気下で、(a)100℃、(b)150℃、(c)200℃又は(d)240℃で30分間アニールした後、真空下100℃で12時間乾燥して塗膜を形成した。   Using the compound (1-1) obtained in Example 1, a solution of the compound (1-1) / orthodichlorobenzene (oDCB) at a concentration of 1.0% by weight dissolved at 80 ° C. on the surface of the monomolecular film. Was dropped, and the film was formed by a spin coating method (at a rotation speed of 500 rpm and a rotation time of 5 s, and further at a rotation speed of 2,000 rpm and a rotation time of 30 s), and then (a) 100 ° C., (b) 150 ° C. After annealing at (c) 200 ° C. or (d) 240 ° C. for 30 minutes, it was dried under vacuum at 100 ° C. for 12 hours to form a coating film.

比較例1で得られた化合物を用いたサンプルは、スピンコート法と、スピンコート法よりも分子の配向性を向上できる圧縮配向法とによりそれぞれ調製した。スピンコート法で調製したサンプルは、実施例1で得られた化合物(1-1)に代えて、比較例1で得られた化合物を用いる以外は上記実施例1のサンプルと同様にして調製した。なお、アニールは150℃で30分間行った。   Samples using the compound obtained in Comparative Example 1 were prepared by a spin coating method and a compression alignment method capable of improving the molecular orientation compared to the spin coating method. The sample prepared by the spin coating method was prepared in the same manner as the sample of Example 1 except that the compound obtained in Comparative Example 1 was used instead of the compound (1-1) obtained in Example 1. . The annealing was performed at 150 ° C. for 30 minutes.

圧縮配向法で調製したサンプルは、上記洗浄処理した基板表面に、パーフルオロデシルトリクロロシラン(F-SAM)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸着法で製膜し、この単分子膜表面に、120℃で溶解した0.01重量%濃度の比較例1で得られた化合物/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、圧縮配向法[イオン液体:EMIM−TFSI(1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)、塗工温度:140℃、塗工速度:2mm/sec、乾燥時間:20sec]で製膜後、アルゴン雰囲気下で200℃、1時間乾燥した後、アセトニトリル中で3時間洗浄し、さらにアルゴン雰囲気下150℃で1時間アニールした。   In the sample prepared by the compression orientation method, a self-assembled monolayer (SAM) of perfluorodecyltrichlorosilane (F-SAM) is formed on the surface of the substrate subjected to the above-mentioned cleaning treatment by an evaporation method, and the surface of the monomolecular film is formed. Was added dropwise at 120 ° C. to a solution of the compound obtained in Comparative Example 1 at a concentration of 0.01% by weight / orthodichlorobenzene (oDCB), which was subjected to a compression alignment method [ionic liquid: EMIM-TFSI (1-ethyl-3). -Methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), coating temperature: 140 ° C., coating speed: 2 mm / sec, drying time: 20 sec], and after drying at 200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere. Then, the substrate was washed in acetonitrile for 3 hours and further annealed at 150 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere.

(測定条件)
測定施設:SPring−8
波長:1.00Å
入射角:0.12°
露光時間:60秒
ダイレクトビーム:X=57、Y=587pixel
カメラ長:175.1mm
(Measurement condition)
Measurement facility: SPring-8
Wavelength: 1.00Å
Incident angle: 0.12 °
Exposure time: 60 seconds Direct beam: X = 57, Y = 587 pixels
Camera length: 175.1 mm

実施例1で得られた化合物(1-1)の測定結果(二次元回折像)を図1(スピンコート)、比較例1で得られたサンプルの測定結果を図2((a)スピンコート及び(b)圧縮配向)に示す。   FIG. 1 (spin coating) shows the measurement results (two-dimensional diffraction image) of the compound (1-1) obtained in Example 1, and FIG. 2 ((a) spin coating) shows the measurement results of the sample obtained in Comparative Example 1. And (b) compression orientation).

図1から明らかなように、実施例1で得られた化合物(1-1)では、エッジオン(edge on)配向[分子の平面状の骨格(主鎖平面)が、基板に対して垂直な方向に配向]の形態で配向していることが分かった。詳しくは、基板に対して垂直な方向の性質を示すqz軸上において、(100)、(200)、(300)、(400)及び(500)のピークが観測され、その面間距離(ラメラ構造間の距離)dは、いずれのアニール温度においても27.5Åであり、R1aで表されるアルキル基に対応するものと考えられる。また、基板に対して平行な方向(基板の面方向)の性質を示すqxy軸上において、(010)のピークが観測され、その面間距離(πスタック間の距離)dπは、3.45Å(アニール温度:100℃、200℃、240℃)又は3.47Å(150℃)であった。一般的な有機半導体ポリマーのdπが3.4〜3.75Å程度であるため、化合物(1-1)は、配向性をそれほど向上できないスピンコート法で製膜してもdπが小さく、極めて配向性(又は結晶性)に優れた化合物であることが分かった。また、アニール温度の上昇とともに、各ピークがより明瞭に現れ、配向性を一層向上できることが分かった。 As is clear from FIG. 1, in the compound (1-1) obtained in Example 1, the edge-on (edge-on) orientation [the planar skeleton of the molecule (main chain plane) is perpendicular to the substrate]. Orientation]. More specifically, peaks (100), (200), (300), (400), and (500) are observed on the qz axis indicating the property in the direction perpendicular to the substrate, and the distance between the planes (lamella distance) d l between the structures are 27.5Å at any annealing temperature is considered to correspond to the alkyl group represented by R 1a. Further, a peak of (010) is observed on the qxy axis indicating the property of the direction parallel to the substrate (plane direction of the substrate), and the inter-plane distance (distance between π stacks) d π is 3. 45 ° (annealing temperature: 100 ° C., 200 ° C., 240 ° C.) or 3.47 ° (150 ° C.). Since d π of a general organic semiconductor polymer is about 3.4 to 3.75 °, the compound (1-1) has a small d π even when the film is formed by a spin coating method in which the orientation cannot be improved so much. It was found that the compound was extremely excellent in orientation (or crystallinity). Further, it was found that as the annealing temperature increased, each peak appeared more clearly, and the orientation could be further improved.

一方、比較例1で得られた化合物では、スピンコートにより製膜したサンプルでは、図2(a)に示すように、(100)、(200)などのピークがわずかに見られるものの、(010)などのピークは観測されず、分子があまり配向していないことが分かった。   On the other hand, in the compound obtained in Comparative Example 1, in the sample formed by spin coating, as shown in FIG. 2A, although peaks such as (100) and (200) are slightly observed, ) Was not observed, indicating that the molecules were not very oriented.

また、圧縮配向により配向性を向上すると、図2(b)に示すように、化合物(1-1)と同様に(100)、(200)、(300)及び(010)のピークが観測され、dが25.3Å、dπが3.9Åでエッジオン配向していることが分かった。圧縮配向法により形成しても、πスタック間の距離dπは比較的大きかった。 When the orientation is improved by compression orientation, peaks of (100), (200), (300) and (010) are observed as in the case of compound (1-1), as shown in FIG. , D 1 was 25.3 ° and d π was 3.9 °, indicating that edge-on orientation was achieved. Even when formed by the compression orientation method, the distance d π between the π stacks was relatively large.

[トランジスタ特性]
(実施例1の高分子を用いた素子)
二酸化ケイ素(SiO)絶縁膜(膜厚500nm)付シリコン(Si)基板を、アセトン、2−プロパノールの順序で、それぞれ3分間に亘り超音波洗浄し、その後120℃で30分間乾燥した。続いて、UVオゾン処理を30分間行った。UVオゾン処理した基板表面に、β−フェネチルトリクロロシラン(β−PTS)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸気法で製膜した。
[Transistor characteristics]
(Element using polymer of Example 1)
A silicon (Si) substrate provided with a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film (thickness: 500 nm) was subjected to ultrasonic cleaning in the order of acetone and 2-propanol for 3 minutes each, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, UV ozone treatment was performed for 30 minutes. A self-assembled monolayer (SAM) of β-phenethyltrichlorosilane (β-PTS) was formed on the surface of the substrate subjected to the UV ozone treatment by a vapor method.

この単分子膜の表面に、70℃で溶解した2.0重量%濃度の実施例1で得られた化合物(1-1)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、スピンコート法(回転数:1000rpm、回転時間:30s)で製膜後、アルゴン雰囲気下、100℃で30分間アニールし、減圧下60℃で12時間乾燥した。乾燥させた膜表面に金属マスクを置き、キャリア注入層として、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)(厚み約2nm)、ソース電極及びドレイン電極として、金(厚み40nm)を真空蒸着させ、デバイス素子(トップコンタクト−ボトムゲート型、チャネル長200μm、チャネル幅2mm)を作製した。素子の概略図を図3に示す。 A 2.0% by weight solution of the compound (1-1) / ortho-dichlorobenzene (oDCB) obtained in Example 1 dissolved at 70 ° C. was dropped onto the surface of the monomolecular film, and the solution was spin-coated (rotation). After forming the film at a number of 1000 rpm and a rotation time of 30 s), the film was annealed at 100 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere and dried at 60 ° C. under reduced pressure for 12 hours. The dried film surface Place the metal mask, as the carrier injection layer, tetrafluoro tetracyanoquinodimethane (F 4 -TCNQ) (thickness of about 2 nm), vacuum evaporation as a source electrode and a drain electrode, a gold (thickness 40 nm) As a result, a device element (top contact-bottom gate type, channel length 200 μm, channel width 2 mm) was manufactured. FIG. 3 shows a schematic diagram of the device.

作製したデバイス素子を、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて、キャリア移動度μ及び閾値電圧Vthを測定したところ、ドレイン電圧Vd=−100Vにおいて、μ=1.1×10−2cm/Vs、Vth=−33Vであり、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、μ=1.3×10−2cm/Vs、Vth=−58Vであった。 The carrier mobility μ and the threshold voltage Vth of the manufactured device element were measured using a semiconductor parameter analyzer (model number “keithley 4200”, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.), and when the drain voltage Vd = −100 V, μ = 1.1 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −33 V, and μ = 1.3 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −58 V at a drain voltage Vd = −150 V.

(比較例1の高分子を用いた素子)
一方、比較例1で得られた化合物について、国際公開第2017/170245号(特許文献1)の実施例5に記載の方法により、素子を作製してキャリア移動度μを測定したところ、μ=6.9×10−3cm/Vsであり、実施例1を用いて作製した素子よりも移動度が劣っていた。
(Device using the polymer of Comparative Example 1)
On the other hand, for the compound obtained in Comparative Example 1, an element was prepared by the method described in Example 5 of International Publication No. WO2017 / 170245 (Patent Document 1), and the carrier mobility μ was measured. It was 6.9 × 10 −3 cm 2 / Vs, and the mobility was lower than that of the device manufactured using Example 1.

(実施例4の高分子を用いた素子)
二酸化ケイ素(SiO)絶縁膜(膜厚500nm)付シリコン(Si)基板を、アセトン、2−プロパノールの順序で、それぞれ3分間に亘り超音波洗浄し、その後120℃で30分間乾燥した。続いて、UVオゾン処理を30分間行った。UVオゾン処理した基板表面に、β−フェネチルトリクロロシラン(β−PTS)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸気法で製膜した。
(Element Using Polymer of Example 4)
A silicon (Si) substrate provided with a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film (thickness: 500 nm) was subjected to ultrasonic cleaning in the order of acetone and 2-propanol for 3 minutes each, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, UV ozone treatment was performed for 30 minutes. A self-assembled monolayer (SAM) of β-phenethyltrichlorosilane (β-PTS) was formed on the surface of the substrate subjected to the UV ozone treatment by a vapor method.

この単分子膜の表面に、70℃で溶解した2.0重量%濃度の実施例4で得られた化合物(1-2)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、スピンコート法(回転数:1000rpm、回転時間:30s)で製膜後、アルゴン雰囲気下、300℃で30分間アニールし、減圧下100℃で12時間乾燥した。乾燥させた膜表面に金属マスクを置き、キャリア注入層として、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)(厚み約2nm)、ソース電極及びドレイン電極として、金(厚み40nm)を真空蒸着させ、デバイス素子(トップコンタクト−ボトムゲート型、チャネル長200μm、チャネル幅2mm)を作製した。素子の概略図を図3に示す。 A solution of the compound (1-2) / orthodichlorobenzene (oDCB) obtained in Example 4 having a concentration of 2.0% by weight dissolved at 70 ° C. was dropped on the surface of the monomolecular film, and the solution was spin-coated (rotation). After forming the film at a number of 1000 rpm and a rotation time of 30 s), the film was annealed at 300 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere and dried at 100 ° C. under reduced pressure for 12 hours. The dried film surface Place the metal mask, as the carrier injection layer, tetrafluoro tetracyanoquinodimethane (F 4 -TCNQ) (thickness of about 2 nm), vacuum evaporation as a source electrode and a drain electrode, a gold (thickness 40 nm) As a result, a device element (top contact-bottom gate type, channel length 200 μm, channel width 2 mm) was manufactured. FIG. 3 shows a schematic diagram of the device.

作製したデバイス素子を、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて、キャリア移動度μ及び閾値電圧Vthを測定したところ、ドレイン電圧Vd=−100Vにおいて、μ=1.6×10−2cm/Vs、Vth=−55Vであり、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、μ=2.0×10−2cm/Vs、Vth=−89Vであった。 The carrier mobility μ and the threshold voltage Vth of the fabricated device element were measured using a semiconductor parameter analyzer (model “keithley 4200”, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.), and when the drain voltage Vd = −100 V, μ = 1.6 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −55 V, and μ = 2.0 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −89 V at a drain voltage Vd = −150 V.

また、上記スピンコート法に代えて、ドロップキャスト法により製膜した素子を作製した。詳しくは、上記SAMを製膜した基板の単分子膜表面に、室温(25℃程度)で溶解した0.1重量%濃度の実施例5で得られた化合物(1-3)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、ホットプレートを用いて120℃で製膜後、減圧下40℃で12時間乾燥した。以降、スピンコート法により作製した素子と同様にして、図3に示すデバイス素子を作製した。   Further, an element was formed by a drop casting method instead of the spin coating method. Specifically, the compound (1-3) obtained in Example 5 having a concentration of 0.1% by weight dissolved at room temperature (about 25 ° C.) / Orthodichlorobenzene was dissolved on the surface of the monomolecular film of the substrate on which the SAM was formed. The (oDCB) solution was added dropwise, and a film was formed at 120 ° C. using a hot plate, and then dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. Thereafter, the device element shown in FIG. 3 was manufactured in the same manner as the element manufactured by the spin coating method.

作製したデバイス素子を、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて、キャリア移動度μ及び閾値電圧Vthを測定したところ、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、μ=1.8×10−2cm/Vs、Vth=−62Vであった。 The carrier mobility μ and the threshold voltage Vth of the fabricated device element were measured using a semiconductor parameter analyzer (model number “keithley 4200”, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.), and when the drain voltage Vd was −150 V, μ = 1.8 × 10 −2 cm 2 / Vs and Vth = −62 V.

(実施例5の高分子を用いた素子)
二酸化ケイ素(SiO)絶縁膜(膜厚500nm)付シリコン(Si)基板を、アセトン、2−プロパノールの順序で、それぞれ3分間に亘り超音波洗浄し、その後120℃で30分間乾燥した。続いて、UVオゾン処理を30分間行った。UVオゾン処理した基板表面に、デシルトリエトキシシラン(DTS)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸気法で製膜した。
(Element Using Polymer of Example 5)
A silicon (Si) substrate provided with a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film (thickness: 500 nm) was subjected to ultrasonic cleaning in the order of acetone and 2-propanol for 3 minutes each, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, UV ozone treatment was performed for 30 minutes. A self-assembled monolayer (SAM) of decyltriethoxysilane (DTS) was formed on the surface of the substrate subjected to the UV ozone treatment by a vapor method.

この単分子膜の表面に、70℃で溶解した1.0重量%濃度の実施例5で得られた化合物(1-3)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、スピンコート法(回転数:1000rpm、回転時間:30s)で製膜後、アルゴン雰囲気下、300℃で3時間アニールした。乾燥させた膜表面に金属マスクを置き、キャリア注入層として、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)(厚み約2nm)、ソース電極及びドレイン電極として、金(厚み40nm)を真空蒸着させ、デバイス素子(トップコンタクト−ボトムゲート型、チャネル長200μm、チャネル幅2mm)を作製した。素子の概略図を図3に示す。 A solution of the compound (1-3) / orthodichlorobenzene (oDCB) obtained in Example 5 having a concentration of 1.0% by weight dissolved at 70 ° C. was dropped on the surface of the monomolecular film, and the solution was spin-coated (rotation). (Number: 1000 rpm, rotation time: 30 s), and then annealed at 300 ° C. for 3 hours in an argon atmosphere. The dried film surface Place the metal mask, as the carrier injection layer, tetrafluoro tetracyanoquinodimethane (F 4 -TCNQ) (thickness of about 2 nm), vacuum evaporation as a source electrode and a drain electrode, a gold (thickness 40 nm) As a result, a device element (top contact-bottom gate type, channel length 200 μm, channel width 2 mm) was manufactured. FIG. 3 shows a schematic diagram of the device.

作製したデバイス素子を、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて、キャリア移動度μ及び閾値電圧Vthを測定したところ、ドレイン電圧Vd=−100Vにおいて、μ=5.1×10−2cm/Vs、Vth=−30Vであり、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、μ=5.7×10−2cm/Vs、Vth=−51Vであった。 The carrier mobility μ and the threshold voltage Vth of the fabricated device element were measured using a semiconductor parameter analyzer (model “keithley 4200”, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.), and when the drain voltage Vd = −100 V, μ = 5.1 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −30 V, and μ = 5.7 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −51 V at a drain voltage Vd = −150 V.

(実施例6の高分子を用いた素子)
二酸化ケイ素(SiO)絶縁膜(膜厚500nm)付シリコン(Si)基板を、アセトン、2−プロパノールの順序で、それぞれ3分間に亘り超音波洗浄し、その後120℃で30分間乾燥した。続いて、UVオゾン処理を30分間行った。UVオゾン処理した基板表面に、β−フェネチルトリクロロシラン(β−PTS)の自己組織化単分子膜(SAM)を蒸気法で製膜した。
(Element Using Polymer of Example 6)
A silicon (Si) substrate provided with a silicon dioxide (SiO 2 ) insulating film (thickness: 500 nm) was subjected to ultrasonic cleaning in the order of acetone and 2-propanol for 3 minutes each, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes. Subsequently, UV ozone treatment was performed for 30 minutes. A self-assembled monolayer (SAM) of β-phenethyltrichlorosilane (β-PTS) was formed on the surface of the substrate subjected to the UV ozone treatment by a vapor method.

この単分子膜の表面に、室温(25℃程度)で溶解した1.0重量%濃度の実施例6で得られた化合物(1-3)/オルトジクロロベンゼン(oDCB)溶液を滴下し、スピンコート法(回転数:1000rpm、回転時間:30s)で製膜後、アルゴン雰囲気下、300℃で3時間アニールした。乾燥させた膜表面に金属マスクを置き、キャリア注入層として、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(F−TCNQ)(厚み約2nm)、ソース電極及びドレイン電極として、金(厚み40nm)を真空蒸着させ、デバイス素子(トップコンタクト−ボトムゲート型、チャネル長200μm、チャネル幅2mm)を作製した。素子の概略図を図3に示す。 A solution of the compound (1-3) / orthodichlorobenzene (oDCB) obtained in Example 6 having a concentration of 1.0% by weight dissolved at room temperature (about 25 ° C.) was dropped on the surface of the monomolecular film, and the solution was spin-dried. After forming a film by a coating method (rotation speed: 1000 rpm, rotation time: 30 s), annealing was performed at 300 ° C. for 3 hours in an argon atmosphere. The dried film surface Place the metal mask, as the carrier injection layer, tetrafluoro tetracyanoquinodimethane (F 4 -TCNQ) (thickness of about 2 nm), vacuum evaporation as a source electrode and a drain electrode, a gold (thickness 40 nm) As a result, a device element (top contact-bottom gate type, channel length 200 μm, channel width 2 mm) was manufactured. FIG. 3 shows a schematic diagram of the device.

作製したデバイス素子を、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ(株)製)を用いて、キャリア移動度μ及び閾値電圧Vthを測定したところ、ドレイン電圧Vd=−100Vにおいて、μ=7.3×10−2cm/Vs、Vth=−32Vであり、ドレイン電圧Vd=−150Vにおいて、μ=8.0×10−2cm/Vs、Vth=−53Vであった。 The carrier mobility μ and the threshold voltage Vth of the manufactured device element were measured using a semiconductor parameter analyzer (model number “keithley 4200”, manufactured by Keithley Instruments Co., Ltd.), and when the drain voltage Vd = −100 V, μ = 7.3 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −32 V, and μ = 8.0 × 10 −2 cm 2 / Vs, Vth = −53 V at a drain voltage Vd = −150 V.

本発明の有機高分子化合物は、有機溶媒に対する溶解性及び移動度に優れているため、前記化合物を含む有機半導体は、様々な電子デバイス、例えば、整流素子(ダイオード)、スイッチング素子又はトランジスタ(有機薄膜トランジスタ)[例えば、接合型トランジスタ(バイポーラトランジスタ)、電界効果型トランジスタ(ユニポーラトランジスタ)など]、光電変換素子(太陽電池素子、有機EL素子など)などの有機半導体デバイスとして有効に利用できる。特に、前記化合物は基板に対してエッジオン配向可能なため、トランジスタとして好適に利用できる。   Since the organic polymer compound of the present invention is excellent in solubility and mobility in an organic solvent, an organic semiconductor containing the compound can be used in various electronic devices, for example, a rectifying element (diode), a switching element, or a transistor (organic). It can be effectively used as an organic semiconductor device such as a thin film transistor (for example, a junction transistor (bipolar transistor), a field effect transistor (unipolar transistor), etc.) and a photoelectric conversion element (solar cell element, organic EL element, etc.). In particular, since the compound can be edge-on-oriented with respect to the substrate, it can be suitably used as a transistor.

Claims (16)

ドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とを有する有機高分子であって、ドナー性単位(D)が、少なくとも下記式(I)で表されるドナー性単位(D1)を含む有機高分子。
(式中、環A及び環Bは、それぞれ独立して、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を示し、nは0又は1〜6の整数を示し、R〜R2+nは、それぞれ独立して、置換基を示し、a〜a2+nは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環Cは、nの数に応じて、隣接するベンゼン環に対して順次に非直線状にオルト縮合したベンゼン環を示す。)
An organic polymer having a donor unit (D) and an acceptor unit (A), wherein the donor unit (D) contains at least the donor unit (D1) represented by the following formula (I). Organic macromolecules.
(Wherein, ring A and ring B each independently represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle, n represents 0 or an integer of 1 to 6, and R 1 to R 2 + n each independently represent A 1 to a 2 + n each independently represent an integer of 0 to 2; and ring C is arranged in a non-linear sequence with respect to an adjacent benzene ring in accordance with the number of n. A benzene ring which is ortho-condensed is shown.)
ドナー性単位(D1)が、下記式(I−1)〜(I−5)のうち少なくとも1つの式で表される単位を有する請求項1記載の有機高分子。
(式中、R〜Rは、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアルキルチオ基を示し、a〜aは、それぞれ独立して、0〜2の整数を示し、環A及び環Bは請求項1に同じ。)
The organic polymer according to claim 1, wherein the donor unit (D1) has a unit represented by at least one of the following formulas (I-1) to (I-5).
(Wherein, R 1 to R 6 each independently represent an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, or an alkylthio group, and a 1 to a 6 each independently represent an integer of 0 to 2, Ring A and ring B are the same as in claim 1.)
ドナー性単位(D1)が、下記式(I−3)で表される単位を有する請求項1又は2記載の有機高分子。
(式中、R〜Rのうち少なくとも1つは直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルキル基又は直鎖状又は分岐鎖状C4−34アルコキシ基を示し、a〜aは、それぞれ独立して、0又は1を示し、a〜aのうち少なくとも1つが1であり、環A及び環Bは請求項1に同じ。)
The organic polymer according to claim 1 or 2, wherein the donor unit (D1) has a unit represented by the following formula (I-3).
(In the formula, at least one of R 1 to R 4 represents a linear or branched C 4-34 alkyl group or a linear or branched C 4-34 alkoxy group, and a 1 to a 4 Each independently represents 0 or 1, at least one of a 1 to a 4 is 1, and ring A and ring B are the same as in claim 1)
式(I)において、環A及び環Bが、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環、及びベンゼン環から選択された芳香環である請求項1〜3のいずれかに記載の有機高分子。   In the formula (I), the ring A and the ring B are aromatic rings selected from a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a selenophene ring, and a benzene ring. . アクセプター性単位(A)が、窒素原子及び周期表第16族原子を含む芳香族複素環骨格を有する単位(A1)を含む請求項1〜4のいずれかに記載の有機高分子。   The organic polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the acceptor unit (A) includes a unit (A1) having a nitrogen atom and an aromatic heterocyclic skeleton containing a group 16 atom of the periodic table. 窒素原子及び周期表第16族原子を含む芳香族複素環骨格を有する単位(A1)が、下記式(III−1)〜(III−5)から選択された少なくとも1つの式で表される単位を含む請求項5記載の有機高分子。
(式中、環E及びEは、それぞれ独立して芳香族環、Z〜Zは、それぞれ独立して酸素原子、硫黄原子又はセレン原子、RA1、RA2及びRA3は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基又はハロゲン原子、m1、m2及びm3は、それぞれ独立して0以上の整数を示す。)
The unit (A1) having a nitrogen atom and an aromatic heterocyclic skeleton containing a Group 16 atom of the periodic table is a unit represented by at least one formula selected from the following formulas (III-1) to (III-5) The organic polymer according to claim 5, comprising:
(Wherein, rings E 1 and E 2 are each independently an aromatic ring, Z 1 to Z 5 are each independently an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R A1 , R A2 and R A3 are Each independently represents an alkyl group, aryl group, alkoxy group, alkylthio group or halogen atom, m1, m2 and m3 each independently represent an integer of 0 or more.)
式(III−1)において、環Eがベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、イソキノリン環、フタラジン環又はキノキサリン環であり、Zが酸素原子又は硫黄原子であり、RA1がアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子であり、m1が0〜2の整数である請求項6記載の有機高分子。 In the formula (III-1), ring E 1 is a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, an isoquinoline ring, a phthalazine ring or a quinoxaline ring, Z 1 is an oxygen atom or a sulfur atom, and R A1 is an alkyl The organic polymer according to claim 6, which is a group, an alkoxy group or a halogen atom, and m1 is an integer of 0 to 2. ドナー性単位(D)と、アクセプター性単位(A)とのブロック共重合体又は交互共重合体である請求項1〜7のいずれかに記載の有機高分子。   The organic polymer according to any one of claims 1 to 7, which is a block copolymer or an alternating copolymer of the donor unit (D) and the acceptor unit (A). ドナー性単位(D)が直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、及び直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基から選択される少なくとも1種の置換基を有する単位を含み、かつアクセプター性単位(A)が、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、及び直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基を有さない単位を含む請求項1〜8のいずれかに記載の有機高分子。   The donor unit (D) contains a unit having at least one substituent selected from a linear or branched alkyl group and a linear or branched alkoxy group, and the acceptor unit (A) Contains a unit having no linear or branched alkyl group and no linear or branched alkoxy group, The organic polymer according to any one of claims 1 to 8. ドナー性単位(D)を含む化合物と、アクセプター性単位(A)を含む化合物とを、カップリング反応させて請求項1〜9のいずれかに記載の有機高分子を製造する方法。   The method for producing an organic polymer according to any one of claims 1 to 9, wherein a compound containing a donor unit (D) and a compound containing an acceptor unit (A) are subjected to a coupling reaction. カップリング反応が鈴木カップリング反応であり、かつマイクロウェーブ照射下で反応させる請求項10記載の製造方法。   The production method according to claim 10, wherein the coupling reaction is a Suzuki coupling reaction, and the reaction is performed under microwave irradiation. 請求項1〜9のいずれかに記載の有機高分子を含む有機半導体。   An organic semiconductor comprising the organic polymer according to claim 1. さらに、基材を含み、請求項1〜9のいずれかに記載の有機高分子が前記基材に対してエッジオン配向又はフェイスオン配向している請求項12記載の有機半導体。   The organic semiconductor according to claim 12, further comprising a substrate, wherein the organic polymer according to any one of claims 1 to 9 is edge-on or face-on oriented with respect to the substrate. 請求項1〜9のいずれかに記載の有機高分子と溶媒とを含む組成物。   A composition comprising the organic polymer according to claim 1 and a solvent. 基材に、請求項14記載の組成物を塗布し、溶媒を除去して請求項12又は13記載の有機半導体を製造する方法。   14. The method for producing an organic semiconductor according to claim 12 or 13, wherein the composition according to claim 14 is applied to a substrate, and the solvent is removed. 請求項12又は13記載の有機半導体を含む電子デバイス。   An electronic device comprising the organic semiconductor according to claim 12.
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