JP2020528444A - 1,2,5,6−ナフタレンジイミドモノマーの合成 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「1,2,5,6−ナフタレンジイミドモノマーの合成」という表題の2017年7月28日に出願された米国仮出願番号第62/538,386号明細書及び2018年7月18日に出願された米国特許出願番号第16/038,291号明細書の利益及びそれへの優先権を主張するPCT国際出願であり、それらの両方は引用することによりその記載事項の全体が本明細書の内容となる。
なし
本発明は有機太陽電池(organic photovoltaics)のための高性能ワイドバンドギャップポリマーに関する。
太陽電池(又は光電池)を用いる太陽エネルギーは、光を電気に変換するために活性な半導体材料を必要とする。現在、ケイ素に基づく太陽電池が、それらの高い電力変換効率の故に優勢な技術である。最近、有機材料に基づく太陽電池が、特に材料及び加工における低いコストの可能性について興味深い特徴を示した。
添付の図面と結び付けて理解される以下の記述を参照することにより、本発明及びその利益のより完全な理解が得られる場合があり、図面中:
ここで本発明の好ましい取合せ(arrangement or arrangements)の詳細な記述に移るが、本発明の特徴及び概念が他の取合せにおいて明示される場合があること及び本発明の範囲が記載されるか又は例示される態様に制限されないことが理解されるべきである。本発明の範囲は続く特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図されている。
前記方法は2,6−ナフタレンジオールを転換して
(19.5g,0.061モル,97%収率)が淡褐色の固体として得られた。
をシュレンク(schlenk)フラスコ中に装入することを含む。熱いオーブン乾燥されたシュレンクフラスコを約30分間排気し、アルゴンを再充填し、次いで、
(10g,31.45ミリモル)を装入し、約1時間排気した。フラスコにアルゴンを再充填し、乾燥ジクロロメタン(300mL)を加えた。得られる懸濁液を約0℃に約15分間冷却し、次いで、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(11.62mL,0.069モル)滴下し、続いてピリジン(15.2mL,0.189モル)を滴下した。次いで、反応物を徐々に室温まで温め、約18時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタンと水で希釈し、次いで、分液ロートに移した。塩酸を用いて水層を酸性化し、次いで、ジクロロメタンで抽出した。合わせた有機抽出物を乾燥し(MgSO4)、ろ過し、反応混合物Bに濃縮した。次いで、反応混合物Bをジクロロメタンとアセトンの混合物で希釈し、4”x6”カラムの上部に適用し、ジクロロメタンを用いて溶離させた。
を含むすべての画分を濃縮した。次いで、材料をジクロロメタン中に溶解し、シリカゲル上に吸着させ、340gのバイオタージ(Biotage)シリカゲルカートリッジ上で10−30%ジクロロメタン/ヘキサン勾配を用いて精製した。純粋な生成物
を含む画分を濃縮し(15.2g,0.026モル,83%収率)、それは白色の結晶性の固体であった。
(11.6g,19.9ミリモル)、CuI(1.14g,6ミリモル)及びPd(PPh3)2Cl2(2.1g,3ミリモル)をフラスコに加え、続いて約30分間脱ガスした。アルゴンを再充填した後、乾燥テトラヒドロフラン(50mL,モル)を加え、2回の凍結−ポンプ−解凍(freeze−pump−thaw)サイクルを行った。次いで、混合物を室温に温め、トリエチルアミン(16.7mL,120ミリモル)及びトリメチルシリルアセチレン(28.4mL,200ミリモル)で処理した。次いで、反応物を約40℃で約3日間撹拌した。反応混合物Cを室温に冷まし、次いで、水中に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。合わせた有機抽出物を乾燥し(MgSO4)、ろ過し、濃縮した。粗材料をジクロロメタン中に溶解し、シリカゲル上に吸着させ、340gのバイオタージカラム上で0−15%ジクロロメタン/ヘキサン勾配を用いて精製した。生成物を含むいずれの画分も濃縮し、
(8.3g,16ミリモル,62%収率)をオレンジ色の固体として製造した。
(3.78g,7.4ミリモル)、FeCl3(H2O)6(0.4g,1.5ミリモル)、水(30mL)及びtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液(水中の70重量%,24.5mL)を合わせた。混合物を室温で1時間撹拌し、次いで、NaOH(4.7g,117.9ミリモル)で処理し、水冷コンデンサー及びアルゴン導入口を上に付け、約80℃に約18時間加熱した。次いで、反応混合物を室温に冷まし、水で希釈し、0℃に冷却し、HClを用いて酸性化し、反応混合物Dを与えた。濾紙を介して反応混合物Dをろ過し、固体を捨て、ろ液を分液ロートに移し、酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物を乾燥し(MgSO4)、ろ過し、濃縮し、次いで、減圧下に終夜放置した。
(1.63g,6ミリモル,98%収率)が暗褐色のフレーク状固体として得られた。
(2.8g,10ミリモル)をフラスコ中に入れ、それを真空下に約2時間放置することにより開始される。フラスコにアルゴンを再充填し、トルエン(100mL)及び2−エチルヘキシルアミン(5.1mL,31ミリモル)を加えた。フラスコに水冷コンデンサー及びアルゴンバルーンを備え付け、反応物を約110℃に約18時間加熱した。反応混合物を濃縮し、残留物を塩化チオニル(60mL)で処理し、水冷コンデンサー及びアルゴンバルーンを上部に付け、約80℃に約5時間加熱した。回転蒸発器を介して塩化チオニルを除去し、残る残留物、反応混合物Fをジクロロメタン中に溶解し、シリカゲル上に吸着させ、100gのバイオタージシリカゲルカラム上で30−100%ジクロロメタン/ヘキサン勾配を用いて精製した。反応混合物Fを濃縮し、
(1.7g,3ミリモル,33%収率)を淡褐色の固体として製造した。
(1.2g,2ミリモル)を丸底フラスコ中でトリフルオロ酢酸(12mL)及び硫酸(3mL)と一緒に溶解し、次いでN−ブロモスクシンイミド(1.3g,7ミリモル)を少量ずつ用いて処理することにより開始される。フラスコの上部にアルゴンバルーンを備え付け、反応物を約55℃に約18時間加熱した。反応混合物の薄層クロマトグラフィーはいくらかの未反応出発材料を示し、従って、追加のN−ブロモスクシンイミド(0.44g,2ミリモル)を加え、反応物を約55℃で約1時間撹拌した。室温に冷ました後、氷を用いて反応をクエンチングし、次いで、分液ロートに移し、ジクロロメタンを用いて抽出し、反応混合物Gを製造した。次いで、反応混合物Gの有機抽出物を乾燥し(MgSO4)、ろ過し、濃縮した。次いで、粗材料をジクロロメタン中に溶解し、シリカ上に吸着させ、100gのバイオタージシリカゲルカラム上で0−100%ジクロロメタン/ヘキサン勾配を用いて精製した。反応混合物Gを次いで濃縮し、
(380mg,0.586ミリモル,24%収率)を黄色の固体として製造した。
Claims (12)
- 転換がシアン化物含有試薬を含まない、請求項1に記載の方法。
- 前記方法が250℃未満の温度で行われる、請求項4に記載の方法。
- 転換がシアン化物含有試薬を含まない、請求項4に記載の方法。
- a)2,6−ナフタレンジオールを反応させて反応混合物Aを製造するステップであって、ここで反応混合物Aは
を含む、ステップ;
b)
を反応させて反応混合物Bを製造するステップであって、ここで反応混合物Bは
を含む、ステップ;
c)
を反応させて反応混合物Cを製造するステップであって、ここで反応混合物Cは
を含む、ステップ;
d)
を反応させて反応混合物Dを製造するステップであって、ここで反応混合物Dは
を含む、ステップ;
e)
を反応させて反応混合物Eを製造するステップであって、ここで反応混合物Eは
を含む、ステップ;
f)
を反応させて反応混合物Fを製造するステップであって、ここで反応混合物Fは
を含む、ステップ;
g)
を反応させて反応混合物Gを製造するステップであって、ここで反応混合物Gは
を含むステップ
を含む方法。 - 前記方法が250℃未満の温度で行われる、請求項7に記載の方法。
- 転換がシアン化物を含まない、請求項7に記載の方法。
- a)テトラヒドロフラン中の2,6−ナフタレンジオールを約20℃未満の温度でN−ブロモスクシンイミドと反応させて反応混合物Aを製造し、次いで、反応混合物Aを約20℃より高く且つ250℃未満の温度においてNa2S2O3で希釈し、ろ過して
b)
を約20℃未満の温度でトリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させ、続いて約20℃未満の温度でピリジンと反応させて反応混合物Bを製造し、次いで、反応混合物Bをジクロロメタンで希釈し、分別して
c)
をCuI及びPd(PPh3)2Cl2と反応させ、続いてトリメチルアミン及びトリメチルシリルアセチレンと反応させて反応混合物Cを製造し、次いで、反応混合物Cをジクロロメタンで抽出し、分別して
d)
をFeCl3及びtert−ブチルヒドロペルオキシド溶液と反応させ、続いてNaOH処理及びHClを用いる酸性化を行い、反応混合物Dを製造し、次いで、反応混合物Dをろ過し、乾燥して
e)約20℃より高く且つ250℃未満の温度で
を無水酢酸と反応させて反応混合物Eを製造し、それは
を含み;
f)約20℃より高く且つ250℃未満の温度で
を2−エチルヘキシルアミン及びトルエンと反応させ、続いて塩化チオニルと反応させて反応混合物Fを製造し、次いで、反応混合物Fを精製して
g)約20℃より高く且つ250℃未満の温度で
をN−ブロモスクシンイミドと反応させて反応混合物Gを製造し、次いで、反応混合物Gを精製して
ステップを含む方法。 - 前記方法が250℃未満の温度で行われる、請求項10に記載の方法。
- 転換がシアン化物含有試薬を含まない、請求項10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
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