JP2023152788A - 電気光学用インク組成物、化合物、電気光学膜、及び電気光学素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱安定性に優れる電気光学用インク組成物を提供すること。【解決手段】式(1’)の化合物及び式(1’’)の化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、沸点120℃以上であり、かつ双極子モーメント3.0デバイ未満の有機溶媒とを含む、電気光学用インク組成物。TIFF2023152788000112.tif7149TIFF2023152788000113.tif25149TIFF2023152788000114.tif7149TIFF2023152788000115.tif25149【選択図】なし
Description
本発明は、電気光学用インク組成物、化合物、電気光学膜、及び電気光学素子に関する。
光変調器、光スイッチ、光インターコネクト、光電子回路、波長変換、電界センサー、THz(テラヘルツ)波発生及び検出、光フェーズドアレイ等の光制御素子(光学素子)に適用できる電気光学(以下、「EO」と省略する場合がある。)材料は、従来、無機強誘電体EO材料が使用されている。しかしながら、無機強誘電体EO材料は、高速性及び小型化・集積化の点において限界がある。そのため、次世代の超高速光通信を実現するために、高速動作が可能で、かつシリコンフォトニクスとハイブリッドが可能な材料が必要とされている。
このような観点から、有機EO材料が注目されている。有機EO材料は、無機強誘電体EO材料に比べて大きな電気光学効果を示し、高速動作が可能であること、及びシリコンフォトニクスとのハイブリッドによって小型化・集積化が可能であることから、次世代の光通信を担う材料として期待されている。
有機EO材料に用いられる化合物(以下、「EO化合物」という場合がある。)は、基本構造として電子供与性のドナーと電子求引性のアクセプターとを2価の共役系連結基で連結する構造を有している。有機EO材料の電気光学係数(EO係数)を高くするためには、EO化合物の電子供与性の高いドナー及び電子求引性の高いアクセプターを採用し、2価の共役系連結基の長さを長くすることが知られている。かかる構造を有するEO化合物としては、種々の構造を有するものが報告されている(例えば、特許文献1、非特許文献1等)。
有機EO材料によって光導波路が形成されたEO素子を作製するに際しては、EO化合物と有機溶媒とを含むEO用インク組成物を基板上に塗布し、有機溶媒を揮発させた後、有機EO材料(EO用インク組成物の乾燥物)の2次のEO活性を生じさせるためにEO化合物に対して配向処理を施す場合がある。EO化合物の配向処理方法としては、一般に電界ポーリング法が用いられる。電界ポーリング法は、EO材料に電界を印加し、EO化合物の双極子モーメントと印加電界とのクーロン力によって、EO化合物を印加電界方向に配向させる方法である。このような電界ポーリング法では、通常、ホスト材料のガラス転移温度付近の温度まで加熱し、EO化合物の分子運動を促進した状態で電界が印加される。
Chem.Mater.2008,120,6372-6377.
ところで、EO化合物に対して配向処理を施す場合において、有機EO材料(EO用インク組成物の乾燥物)には、有機溶媒が残存する傾向にある。本発明者らの検討によると、従来のEO化合物は、有機EO材料中の残存する有機溶媒に対して熱的安定性が充分でなく、有機EO材料を一定以上の高温条件で加熱することによって分解してしまう場合があることが見出された。このような分解を防ぐためには、有機EO材料を形成するためのインク組成物を高温(例えば、140℃)で加熱した場合において、EO化合物の有機溶媒による熱分解を抑制できることが必要であり、そのような加熱安定性に優れるEO用インク組成物が求められている。
そこで、本発明は、加熱安定性に優れる電気光学用インク組成物を提供することを主な目的とする。
上記の課題に鑑み、本発明者らが鋭意検討したところ、主に、所定の構造を有するEO化合物と所定の物性を有する有機溶媒とを組み合わせることで、EO化合物の有機溶媒による分解を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の[1]~[3]及び[8]の電気光学用インク組成物、[4]~[7]の化合物、[9]及び[10]の電気光学膜、並びに[11]の電気光学素子を提供する。
[1]下記式(1’)で表される化合物及び下記式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒とを含む、電気光学用インク組成物。
[式(1’)中、D1は、電子供与性基を表す。
X1は、2価の共役系連結基又は単結合を表す。
A1は、下記式(a1)で表される基を表す。]
[式(a1)中、E1及びE2は、それぞれ独立に、-C(R1)(R2)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3-を表す。ただし、E1及びE2の少なくとも一方は、-O-又は-NR3-である。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1及びR2の少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。]
[式(1’’)中、D2は、電子供与性基を表す。
X2は、2価の多環式縮合環基を含む2価の共役系連結基を表す。当該2価の多環式縮合環基は、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基であり、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。
A2は、下記式(a2)で表される基を表す。]
[式(a2)中、E3及びE4は、それぞれ独立に、-C(R11)(R12)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13-を表す。ただし、E3及びE4の少なくとも一方は、-O-又は-NR13-である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。]
[2]前記D1及び前記D2が、下記式(d1)で表される基である、[1]に記載の電気光学用インク組成物。
[式(d1)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41-OH(R41は2価の炭化水素基を表す。)、-R42-NH2(R42は2価の炭化水素基を表す。)、-R43-SH(R43は2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44-NCO(R44は2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4及びR5は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6は、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61-OH(R61は2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62-OH(R62は2価の炭化水素基を表す。)、-R63-NH2(R63は2価の炭化水素基を表す。)、-R64-SH(R64は2価の炭化水素基を表す。)、-R65-NCO(R65は2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66(R66は1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6は、R4又はR5と互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kは、0~4の整数を表す。
nは、0又は1を表す。
*は、結合位置を表す。]
[3]非晶性樹脂をさらに含み、前記非晶性樹脂が、前記化合物と共有結合を形成していてもよく、前記化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成していてもよい、[1]又は[2]に記載の電気光学用インク組成物。
[4]下記式(1A)で表される、化合物。
[式(1A)中、Xaは、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E1a及びE2aは、それぞれ独立に、-C(R1a)(R2a)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3a-を表す。ただし、E1a及びE2aの少なくとも一方は、-O-又は-NR3a-である。
R1a及びR2aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1a及びR2aの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基ある。
R3aは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4a及びR5aは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41a-OH(R41aは2価の炭化水素基を表す。)、-R42a-NH2(R42aは2価の炭化水素基を表す。)、-R43a-SH(R43aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44a-NCO(R44aは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4a及びR5aは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6aは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61a-OH(R61aは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62a-OH(R62aは2価の炭化水素基を表す。)、-R63a-NH2(R63aは2価の炭化水素基を表す。)、-R64a-SH(R64aは2価の炭化水素基を表す。)、-R65a-NCO(R65aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66a(R66aは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6aは、R4a又はR5aと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kaは、0~4の整数を表す。]
[5]前記式(1A)で表される化合物が、下記式(2)で表される化合物である、[4]に記載の化合物。
[式(2)中、Xa、R1a、R4a、R5a、R6a、及びkaは、前記と同義である。]
[6]下記式(1B)で表される、化合物。
[式(1B)中、Xbは、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E3b及びE4bは、それぞれ独立に、-C(R11b)(R12b)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13b-を表す。ただし、E3b及びE4bの少なくとも一方は、-O-又は-NR13b-である。
R11b及びR12bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13bは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4b及びR5bは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41b-OH(R41bは2価の炭化水素基を表す。)、-R42b-NH2(R42bは2価の炭化水素基を表す。)、-R43b-SH(R43bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44b-NCO(R44bは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4b及びR5bは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6bは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61b-OH(R61bは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62b-OH(R62bは2価の炭化水素基を表す。)、-R63b-NH2(R63bは2価の炭化水素基を表す。)、-R64b-SH(R64bは2価の炭化水素基を表す。)、-R65b-NCO(R65bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66b(R66bは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6bが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6bは、R4b又はR5bと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kbは、0~4の整数を表す。]
[7]下記式(1C)で表される、化合物。
[式(1C)中、Xcは、チオフェン環を2以上有する2価の多環式縮合環基又はチオフェン環を2以上有するヘテロアリーレン基を表し、2価の多環式縮合環基及びヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
E1C及びE2Cは、それぞれ独立に、-C(R1C)(R2C)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3C-を表す。ただし、E1C及びE2Cの少なくとも一方は、-O-又は-NRa-である。
R1C及びR2Cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1C及びR2Cの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3Cは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4C及びR5Cは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41C-OH(R41Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R42C-NH2(R42Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R43C-SH(R43Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44C-NCO(R44Cは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4C及びR5Cは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6Cは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61C-OH(R61Cは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62C-OH(R62Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R63C-NH2(R63Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R64C-SH(R64Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R65C-NCO(R65Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66C(R66Cは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6Cが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6Cは、R4C又はR5Cと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kcは、0~4の整数を表す。
R7c及びR8cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。]
[8][4]~[7]のいずれかに記載の化合物を含む、電気光学用インク組成物。
[9][1]~[3]、[8]のいずれかに記載の電気光学用インク組成物を形成材料とする、電気光学膜。
[10][4]~[7]のいずれかに記載の化合物を含む、電気光学膜。
[11][9]又は[10]に記載の電気光学膜を備える、電気光学素子。
[1]下記式(1’)で表される化合物及び下記式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒とを含む、電気光学用インク組成物。
[式(1’)中、D1は、電子供与性基を表す。
X1は、2価の共役系連結基又は単結合を表す。
A1は、下記式(a1)で表される基を表す。]
[式(a1)中、E1及びE2は、それぞれ独立に、-C(R1)(R2)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3-を表す。ただし、E1及びE2の少なくとも一方は、-O-又は-NR3-である。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1及びR2の少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。]
[式(1’’)中、D2は、電子供与性基を表す。
X2は、2価の多環式縮合環基を含む2価の共役系連結基を表す。当該2価の多環式縮合環基は、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基であり、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。
A2は、下記式(a2)で表される基を表す。]
[式(a2)中、E3及びE4は、それぞれ独立に、-C(R11)(R12)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13-を表す。ただし、E3及びE4の少なくとも一方は、-O-又は-NR13-である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。]
[2]前記D1及び前記D2が、下記式(d1)で表される基である、[1]に記載の電気光学用インク組成物。
[式(d1)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41-OH(R41は2価の炭化水素基を表す。)、-R42-NH2(R42は2価の炭化水素基を表す。)、-R43-SH(R43は2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44-NCO(R44は2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4及びR5は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6は、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61-OH(R61は2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62-OH(R62は2価の炭化水素基を表す。)、-R63-NH2(R63は2価の炭化水素基を表す。)、-R64-SH(R64は2価の炭化水素基を表す。)、-R65-NCO(R65は2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66(R66は1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6は、R4又はR5と互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kは、0~4の整数を表す。
nは、0又は1を表す。
*は、結合位置を表す。]
[3]非晶性樹脂をさらに含み、前記非晶性樹脂が、前記化合物と共有結合を形成していてもよく、前記化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成していてもよい、[1]又は[2]に記載の電気光学用インク組成物。
[4]下記式(1A)で表される、化合物。
[式(1A)中、Xaは、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E1a及びE2aは、それぞれ独立に、-C(R1a)(R2a)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3a-を表す。ただし、E1a及びE2aの少なくとも一方は、-O-又は-NR3a-である。
R1a及びR2aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1a及びR2aの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基ある。
R3aは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4a及びR5aは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41a-OH(R41aは2価の炭化水素基を表す。)、-R42a-NH2(R42aは2価の炭化水素基を表す。)、-R43a-SH(R43aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44a-NCO(R44aは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4a及びR5aは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6aは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61a-OH(R61aは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62a-OH(R62aは2価の炭化水素基を表す。)、-R63a-NH2(R63aは2価の炭化水素基を表す。)、-R64a-SH(R64aは2価の炭化水素基を表す。)、-R65a-NCO(R65aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66a(R66aは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6aは、R4a又はR5aと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kaは、0~4の整数を表す。]
[5]前記式(1A)で表される化合物が、下記式(2)で表される化合物である、[4]に記載の化合物。
[式(2)中、Xa、R1a、R4a、R5a、R6a、及びkaは、前記と同義である。]
[6]下記式(1B)で表される、化合物。
[式(1B)中、Xbは、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E3b及びE4bは、それぞれ独立に、-C(R11b)(R12b)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13b-を表す。ただし、E3b及びE4bの少なくとも一方は、-O-又は-NR13b-である。
R11b及びR12bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13bは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4b及びR5bは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41b-OH(R41bは2価の炭化水素基を表す。)、-R42b-NH2(R42bは2価の炭化水素基を表す。)、-R43b-SH(R43bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44b-NCO(R44bは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4b及びR5bは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6bは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61b-OH(R61bは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62b-OH(R62bは2価の炭化水素基を表す。)、-R63b-NH2(R63bは2価の炭化水素基を表す。)、-R64b-SH(R64bは2価の炭化水素基を表す。)、-R65b-NCO(R65bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66b(R66bは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6bが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6bは、R4b又はR5bと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kbは、0~4の整数を表す。]
[7]下記式(1C)で表される、化合物。
[式(1C)中、Xcは、チオフェン環を2以上有する2価の多環式縮合環基又はチオフェン環を2以上有するヘテロアリーレン基を表し、2価の多環式縮合環基及びヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
E1C及びE2Cは、それぞれ独立に、-C(R1C)(R2C)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3C-を表す。ただし、E1C及びE2Cの少なくとも一方は、-O-又は-NRa-である。
R1C及びR2Cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1C及びR2Cの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3Cは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4C及びR5Cは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41C-OH(R41Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R42C-NH2(R42Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R43C-SH(R43Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44C-NCO(R44Cは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4C及びR5Cは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6Cは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61C-OH(R61Cは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62C-OH(R62Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R63C-NH2(R63Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R64C-SH(R64Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R65C-NCO(R65Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66C(R66Cは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6Cが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6Cは、R4C又はR5Cと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kcは、0~4の整数を表す。
R7c及びR8cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。]
[8][4]~[7]のいずれかに記載の化合物を含む、電気光学用インク組成物。
[9][1]~[3]、[8]のいずれかに記載の電気光学用インク組成物を形成材料とする、電気光学膜。
[10][4]~[7]のいずれかに記載の化合物を含む、電気光学膜。
[11][9]又は[10]に記載の電気光学膜を備える、電気光学素子。
また、本発明は[4]~[6]のいずれかに記載の化合物の電気光学材料としての使用に関する。さらに、本発明は、[4]~[6]のいずれかに記載の化合物を含む組成物の電気光学材料としての使用に関する。
本発明によれば、加熱安定性に優れる電気光学用インク組成物が提供される。当該インク組成物をEO素子の製造に用いることによって、ポーリング時の高温プロセス、膜配向固定のための熱硬化プロセス、実装時の高温プロセス等に必要とされる耐熱性を向上させることができ、素子製造のプロセス自由度を高くすることができる。また、本発明によれば、このようなインク組成物に適した化合物、当該化合物を用いた電気光学用インク組成物、電気光学膜、及び電気光学素子が提供される。
以下、本実施形態の好適な実施形態について詳細に説明する。
[電気光学用インク組成物]
本実施形態のEO用インク組成物は、一態様において、式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(以下、「所定の化合物」という場合がある。)と、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒とを含む。
本実施形態のEO用インク組成物は、一態様において、式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(以下、「所定の化合物」という場合がある。)と、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒とを含む。
<式(1’)で表される化合物>
式(1’)で表される化合物は、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1’)で表される化合物は、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
・電子求引性基(アクセプター構造を有する基)A1
式(1’)中、A1は、電子求引性基(アクセプター構造を有する基)であり、下記式(a1)で表される基を表す。
式(1’)中、A1は、電子求引性基(アクセプター構造を有する基)であり、下記式(a1)で表される基を表す。
式(a1)中、E1及びE2は、それぞれ独立に、-C(R1)(R2)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3-を表す。ただし、E1及びE2の少なくとも一方は、-O-又は-NR3-である。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1及びR2の少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R1及びR2としてのアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~30である。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル墓、ペンチル基、イソペンチル基、2-メチルブチル基、1-メチルブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1-メチルペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル墓、オクタデシル基、エイコシル基等の直鎖状又は分岐状のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等の環状のアルキル基などが挙げられる。
R1及びR2としてのハロアルキル基は、1以上ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)で置換されたアルキル基である。ハロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~5である。ハロアルキル基の具体例としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2-フルオロエチル基、1,2-ジフルオロエチル基、クロロメチル基、2-クロロエチル基、1,2-ジクロロエチル基、ブロモメチル基、2-ブロモエチル基、1-ブロモプロピル基、2-ブロモプロピル基、3-ブロモプロピル基、ヨードメチル基等が挙げられる。
R1及びR2としてのアリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~30である。アリール基の具体例としては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基等が挙げられる。
R1及びR2としてのハロアリール基は、1以上ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等、好ましくはフッ素原子)で置換されたアリール基である。ハロアリール基の具体例としては、ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。
R3としてのアルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基と同様であってよい。
E1は、所望の電気光学特性が得られ易いことから、好ましくは、-O-又は-NR3-である。E2は、電子求引性を高めてEO係数を向上させる観点から、-C(CF3)(Ph)-(Ph:フェニル基)又は-C(O)-であり、より好ましくは-C(CF3)(Ph)-である。E1とE2との組み合わせは、合成上の観点から、好ましくは、-O-と-C(CF3)(Ph)-との組み合わせ又は-NR3-と-C(O)-との組み合わせ、より好ましくは-O-と-C(CF3)(Ph)-との組み合わせである。
式(a1)で表される基としては、式(a1)-1~式(a1)-25で表される基が例示される。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。*は、結合位置を表す。
なお、本明細書において、置換基とは、有機化学の分野で一般的に取り得る基を意味する。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換アミノ基が挙げられる。置換基としての各基は、本明細書内で例示される基と同様であってよい。
式(a1)で表される基は、好ましくは、式(a1)-1、式(a1)-2、式(a1)-18~式(a1)-19、又は式(a1)-22で表される基、より好ましくは、式(a1)-1又は式(a1)-2で表される基である。
・連結基(連結結合)X1
式(1’)中、X1は、2価の共役系連結基又は単結合を表す。ここで、2価の共役系連結基は、一方の結合位置から他の一方の結合位置まで共役系がつながっている2価の連結基を意味する。X1は、好ましくは2価の共役系連結基である。
式(1’)中、X1は、2価の共役系連結基又は単結合を表す。ここで、2価の共役系連結基は、一方の結合位置から他の一方の結合位置まで共役系がつながっている2価の連結基を意味する。X1は、好ましくは2価の共役系連結基である。
X1としての2価の共役系連結基としては、例えば、下記式(x1)で表される連結基が挙げられる。
式(x1)中、XAAは、アリーレン基;ヘテロアリーレン基;2価の多環式縮合環基;-CRX1=CRX2-;-C≡C-;-N=N-;-アリーレン基-Y-;-ヘテロアリーレン基-Y-等が挙げられる。これらの基は、置換基を有していてもよい。XAAが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。XAAが複数存在し、-CRX1=CRX2-同士が互いに隣接する場合、それらのRX1同士は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。kxは、1~10の整数を表す。*は、結合位置を表す。
kxは、1~10の整数を表す。kxは、好ましくは1~3、より好ましくは1又は2、さらに好ましくは1である。
アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~30である。アリール基の具体例としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フルオレン等の芳香族化合物から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基が挙げられる。アリーレン基は、置換基を有していてもよい。
ヘテロアリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30である。ヘテロアリーレン基の具体例としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、チエノチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、イソキノリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン等の芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基が挙げられる。ヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
RX1及びRX2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。RX1及びRX2は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。RX1及びRX2としてのアルキル基及びアリール基は、R1及びR2で例示したアルキル基及びアリール基と同様であってよい。
Yは、-O-、-S-、又は-NRX3-を表す。RX3は、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。RX3としてのアルキル基及びアリール基は、R1及びR2で例示したアルキル基及びアリール基と同様であってよい。
2価の多環式縮合環基は、チオフェン環を2以上有していてもよい。チオフェン環の数は、好ましくは2~10、より好ましくは2~8、さらに好ましくは2~6である。なお、チオフェンが縮環した縮環チオフェンにおいては、縮環したチオフェンの数がチオフェン環の数である。例えば、2のチオフェンが縮環したチエノチオフェンは、チオフェン環を2と数える。
2価の多環式縮合環基は、構成元素としてsp3炭素原子、窒素原子、及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。すなわち、2価の多環式縮合環基は、当該環内に-C(RA)(RB)-で表される基、当該環内に-N(RC)-で表される基、及び当該環内に-Si(RD)(RE)-で表される基からなる群より選ばれる少なくとも1種を有していてもよい。-C(RA)(RB)-における炭素原子は、RA及びRBの一方がアルキル基等であり、他の一方が水素原子である3級炭素原子、又は、RA及びRBの両方がアルキル基等である4級炭素原子であってよく、好ましく4級炭素原子である。
2価の多環式縮合環基におけるsp3炭素原子の数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、さらに好ましくは1又は2である。Xとしての2価の多環式縮合環基における窒素原子の数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、さらに好ましくは1又は2である。Xとしての2価の多環式縮合環基におけるケイ素原子の数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、さらに好ましくは1又は2である。
RA、RB、RC、RD、及びREは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、又は1価の複素環基を表す。これらの基は置換基を有していてもよい。
RA、RB、RC、RD、及びREとしてのアルキル基及びアリール基は、R1及びR2で例示したアルキル基及びアリール基と同様であってよい。
RA、RB、RC、RD、及びREとしてのアルキルオキシ基におけるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキルオキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~30である。アルキルオキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基等が挙げられる。
RA、RB、RC、RD、及びREとしてのアルキルチオ基におけるアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキルチオ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~30である。アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2-エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7-ジメチルオクチルチオ基、ラウリルチオ基、シクロプロピルチオ基、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基、アダマンチルチオ基等が挙げられる。
RA、RB、RC、RD、及びREとしての1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30である。1価の複素環基の具体例としては、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、ピロリジン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピラゾール、ピラゾリン、プラゾリジン、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピラン、ピリジン、ピペリジン、チオピラン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペラジン、モルホリン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、チエノチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、クロメン、クロマン、イソクロマン、ベンゾピラン、キノリン、イソキノリン、キノリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、キサンテン、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン、チアントレン、フェノキサチイン、フェノキサジン、フェノチアジン、フェナジン等の複素環式化合物から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた基が挙げられる。
RA、RB、RC、RD、及びREは、耐熱性の維持及び分子間の凝集抑制の観点から、好ましくは、炭素原子数1~30のアルキル基、炭素原子数3~30のシクロアルキル基、又は炭素原子数6~30のアリール基である。
2価の共役系連結基は、2価の多環式縮合環基又はヘテロアリーレン基を含むことが好ましい。2価の多環式縮合環基としては、式(X-1)~式(X-40)で表される基が例示される。*は、結合位置を表す。
構成元素としてsp3炭素原子を有する2価の多環式縮合環基は、分子間の凝集を抑制する観点から、好ましくは、式(X-1)、式(X-4)、式(X-5)、式(X-8)~式(X-22)、式(X-24)、又は式(X-25)で表される基、より好ましくは、式(X-1)、式(X-4)、式(X-5)、式(X-8)、式(X-9)、式(X-13)、式(X-24)、又は式(X-25)で表される基である。
構成元素として窒素原子を有する2価の多環式縮合環基は、分子間の凝集を抑制する観点から、好ましくは、式(X-26)~式(X-28)、又は式(X-34)で表される基である。
構成元素としてケイ素原子を有する2価の多環式縮合環基は、分子間の凝集を抑制する観点から、好ましくは、式(X-35)又は式(X-36)で表される基である。
ヘテロアリーレン基は、好ましくは、チオフェン又はチエノチオフェンから環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基である。
・電子供与性基(ドナー構造を有する基)D1
式(1’)中、D1は、電子供与性基を表す。D1は、上記のA1としての式(a1)で表される基に対して、相対的に電子供与性を示す基であり得る。
式(1’)中、D1は、電子供与性基を表す。D1は、上記のA1としての式(a1)で表される基に対して、相対的に電子供与性を示す基であり得る。
D1としては、アルキル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換アミノ基、置換シリル基が挙げられる。また、D1は、これらの基(アルキル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ヒドロキシ基、アミノ基、置換アミノ基、及び置換シリル基)の群から選ばれる少なくとも1種の基で置換された、アルケニル基、アリール基、アルキニル基、又はヘテロアリール基等であってもよい。これらの基は、置換基を有していてもよい。
D1としてのアルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基と同様であってよい。
D1としてのアルキルオキシ基、アリールオキシ基、及びアルキルチオ基は、RA、RB、RC、RD、及びREで例示したアルキルオキシ基、アリールオキシ基、及びアルキルチオ基と同様であってよい。
D1としてのアリールオキシ基におけるアリール基は、R1及びR2で例示したアリール基と同様であってよい。
D1としての置換アミノ基は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、置換基を有していてもよいアリール基を有するアミノ基を意味する。置換アミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7-ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基が挙げられる。
D1としての置換シリル基は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、置換基を有していてもよいアリール基を有するシリル基を意味する。置換シリル基の具体例としては、メチルシリル基、エチルシリル基、フェニルシリル基等の一置換シリル基;ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジフェニルシリル基等の二置換シリル基;トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリ-n-ブチルシリル基、トリ-tert-ブチルシリル基、トリ-イソブチルシリル基、tert-ブチル-ジメチルシリル基、トリ-n-ペンチルシリル基等の三置換シリル基などが挙げられる。
D1としてのアルケニル基としては、例えば、炭素原子数2~20のアルケニル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、エテニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、1-メチルエテニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、1-メチル-1-プロペニル基、1-メチル-2-プロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基等が挙げられる。アルケニル基は、置換基を有していてもよい。
D1としてのアリール基は、R1及びR2で例示したアリール基と同様であってよい。アリール基の炭素原子数は、好ましくは6~20、より好ましくは6~10である。
D1としてのアルキニル基としては、例えば、炭素原子数3~20のアルキニル基が挙げられる。アルキニル基の具体例としては、2-プロピニル基、1-メチル-2-プロピニル基、1,1-ジメチル-2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基等が挙げられる。アルキニル基は、置換基を有していてもよい。
D1としてのヘテロアリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30である。ヘテロアリール基の具体例としては、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、フラザン、トリアゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾチオフェン、チエノチオフェン、インドール、イソインドール、インドリジン、イソキノリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、インダゾール、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、キナゾリジン、シンノリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、β-カルボリン、ペリミジン、フェナントロリン等の芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた基が挙げられる。ヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。
これらの中でも、D1は、所定の化合物を有機EO材料に用いた場合に所望のEO係数が得られ易いことから、好ましくは、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ヒドロキシ基、アミノ基、及び置換アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基で置換された、アリール基又はヘテロアリール基、より好ましくは、当該群より選ばれる少なくとも1種の基で置換されたアリール基、さらに好ましくは、アルキルオキシ基及び置換アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基で置換されたアリール基である。アリール基又はヘテロアリール基の置換数は、合成上の観点から好ましくは1であり、超分極率を向上させる観点から好ましくは2又は3である。
D1は、好ましくは下記式(d1)で表される基である。
式(d1)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41-OH(R41は2価の炭化水素基を表す。)、-R42-NH2(R42は2価の炭化水素基を表す。)、-R43-SH(R43は2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44-NCO(R44は2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4及びR5は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R4及びR5としてのアルキル基及びハロアルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基及びハロアルキル基と同様であってよい。
R4及びR5としてのアシルオキシアルキル基としては、例えば、1以上のアシルオキシ基で置換されたアルキル基等が挙げられる。アシルオキシアルキル基の炭素原子数は、好ましくは2~20、より好ましくは3~10、さらに好ましくは3~7である。
R4及びR5としてのトリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基としては、例えば、1以上のトリアルキルシリルオキシ基で置換されたアルキル基、1以上のアリールジアルキルシリルオキシ基で置換されたアルキル基、1以上のアルキルジアリールシリルオキシ基で置換されたアルキル基等が挙げられる。トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基の炭素原子数は、好ましくは5~25、より好ましくは10~22、さらに好ましくは12~20である。
R4及びR5としてのアリール基としては、R1及びR2で例示したアリール基と同様であってよい。アリール基の炭素原子数は、好ましくは6~20、より好ましくは6~10である。
R4及びR5において、R41、R42、R43、及びR44としての2価の炭化水素基としては、例えば、アルカンジイル基、シクロアルカンジイル基等が挙げられる。アルカンジイル基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等の直鎖状のアルカンジイル基;プロピレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基、2-メチルトリメチレン基、イソペンチレン基、イソへキシレン基、イソオクチレン基、2-エチルへキシレン基及びイソデシレン基等の分岐状のアルカンジイル基が挙げられる。シクロアルカンジイル基の具体例としては、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロドデシレン基が挙げられる。アルカンジイル基の炭素原子数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~5である。シクロアルカンジイル基の炭素原子数は、好ましくは3~20である。
R4及びR5は、優れたEO特性を発現する観点から、好ましくは、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数3~10のアシルオキシアルキル基、炭素原子数5~10のシリルオキシアルキル基、炭素原子数6~10のアリール基、-R41-OH(R41は炭素原子数1~10のアルカンジイル基を表す。)、-R42-NH2(R42は炭素原子数1~10のアルカンジイル基を表す。)、-R43-SH(R43は炭素原子数1~10のアルカンジイル基を表す。)、又は-R44-NCO(式中、R44は炭素原子数1~10のアルカンジイル基を表す。)、より好ましくは、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数3~7のアシルオキシアルキル基、炭素原子数6~9のシリルオキシアルキル基、-R41-OH(R41は炭素原子数1~5のアルカンジイル基を表す。)、-R42-NH2(R42は炭素原子数1~5のアルカンジイル基を表す。)、-R43-SH(R43は炭素原子数1~5のアルカンジイル基を表す。)、又は-R44-NCO(式中、R44は炭素原子数1~5のアルカンジイル基を表す。)である。
R4及びR5は、架橋性基を有していてもよい。架橋性基とは、熱及び/又は活性エネルギー線の照射により近傍に位置するほかの分子の同一又は異なる基と反応して、架橋構造を形成する(新規な化学結合を生成する)基を意味する。架橋基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、スチリル基(ビニルフェニル基)等のラジカル重合性基、アントラセニル基、ベンゾシクロブテニル基等のジエノファイル基と反応するDiels-Alder重合性基などが挙げられる。
R4及びR5は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R4とR5とが互いに結合して環を形成している場合、安定性の確保の観点から、好ましくは5員環又は6員環である。環は、好ましくは脂肪族環である。
R6は、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61-OH(R61は2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62-OH(R62は2価の炭化水素基を表す。)、-R63-NH2(R63は2価の炭化水素基を表す。)、-R64-SH(R64は2価の炭化水素基を表す。)、-R65-NCO(R65は2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66(R66は1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6は、R4又はR5と互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6としてのアルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基と同様であってよい。アルキル基の炭素原子数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~5である。
R6としてのアルキルオキシ基は、RA、RB、RC、RD、及びREで例示したアルキルオキシ基と同様であってよい。
R6としてのアリール基及びアリールオキシ基のアリール基は、R1及びR2としてのアリール基と同様であってよい。アリール基の炭素原子数は、好ましくは6~20、より好ましくは6~10である。
R6としてのアラルキルオキシ基のアラルキル基としては、例えば、1以上のアリール基で置換されたアルキル基等が挙げられる。アラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、1-フェニルエチル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等が挙げられる。
R6としてのトリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基は、R4及びR5で例示したトリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基と同様であってよい。
R6としてのアルケニルオキシ基のアルケニル基は、D1で例示したアルケニル基と同様であってよい。
R6としてのアルキニルオキシ基のアルキニル基としては、D1で例示したアルキニル基と同様であってよい。
R6において、R61、R62、R63、R64、及びR65としての2価の炭化水素基は、R41、R42、R43、及びR44で例示した2価の炭化水素基と同様であってよい。
R6において、R66としての1価の炭化水素基は、アルキル基であってよい。アルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基と同様であってよい。
R6は、架橋性基を有していてもよい。架橋性基は、R4及びR5で例示した架橋性基と同様であってよい。
R6は、R4又はR5と互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。R6とR4又はR5とが互いに結合して環を形成している場合、安定性の確保の観点から、好ましくは5員環又は6員環である。環は、好ましくは脂肪族環である。
kは、0~4の整数を表す。kは、好ましくは0又は1、より好ましくは0である。
nは、0又は1を表す。nは、好ましくは1である。
式(1’)で表される化合物としては、式(1’)-1~式(1’)-26で表される化合物、後述の式(1A)-1~式(1A)-61で表される化合物が例示される。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。
式(1’)で表される化合物には、シス-トランス異性体が存在し得る。本実施形態の化合物においては、トランス異性体の生成が優勢となる傾向にあるが、シス異性体、トランス異性体、又はシス-トランス異性体混合物のいずれであっても使用することができる。中でも、本実施形態の化合物は、分極率を確保し易い点から、好ましくはトランス異性体である。
<式(1’’)で表される化合物>
式(1’’)で表される化合物は、式(1’)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1’’)で表される化合物は、式(1’)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
・電子求引性基(アクセプター構造を有する基)A2
式(1’’)中、A2は、電子求引性基(アクセプター構造を有する基)であり、下記式(a2)で表される基を表す。
式(1’’)中、A2は、電子求引性基(アクセプター構造を有する基)であり、下記式(a2)で表される基を表す。
式(a2)中、E3及びE4は、それぞれ独立に、-C(R11)(R12)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13-を表す。ただし、E3及びE4の少なくとも一方は、-O-又は-NR13-である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R11及びR12としてのアルキル基は、R1及びR2で例示したアルキル基と同様であってよい。
R11及びR12としてのアリール基は、R1及びR2で例示したアリール基と同様であってよい。
R13としてのアルキル基は、R11及びR12で例示したアルキル基と同様であってよい。
E3は、所望の電気光学特性が得られ易いことから、好ましくは、-O-又は-NR13-である。E4は、電子求引性を高めてEO係数を向上させる観点から、-C(CH3)2-又は-C(O)-であり、より好ましくは-C(CH3)2-である。E3とE4との組み合わせは、合成上の観点から、好ましくは、-O-と-C(CH3)2-との組み合わせ又は-NR13-と-C(O)-との組み合わせ、より好ましくは-O-と-C(CH3)2-との組み合わせである。
式(a2)で表される基としては、式(a2)-1~式(a2)-19で表される基が例示される。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。*は、結合位置を表す。
・連結基(連結結合)X2
式(1’’)中、X2は、2価の多環式縮合環基を含む2価の共役系連結基を表す。ここで、2価の共役系連結基は、一方の結合位置から他の一方の結合位置まで共役系がつながっている2価の連結基を意味する。
式(1’’)中、X2は、2価の多環式縮合環基を含む2価の共役系連結基を表す。ここで、2価の共役系連結基は、一方の結合位置から他の一方の結合位置まで共役系がつながっている2価の連結基を意味する。
X2における2価の多環式縮合環基は、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基であり、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。なお、チエノチオフェン環とは、チオフェン環が2個縮合した環構造を意味する。
X2における2価の多環式縮合環基としては、例えば、上記の式(X-13)~式(X-15)、式(X-19)、式(X-23)、式(X-25)、式(X-36)、式(X-40)で表される基が例示される。
X2としての2価の共役系連結基は、XAAとして例示した、アリーレン基;ヘテロアリーレン基;2価の多環式縮合環基;-CRX1=CRX2-;-C≡C-;-N=N-;-アリーレン基-Y-;-ヘテロアリーレン基-Y-等をさらに含んでいてもよい。
・電子供与性基(ドナー構造を有する基)D2
式(1’’)中、D2は、電子供与性基を表す。D2は、上記のA2としての式(a2)で表される基に対して、相対的に電子供与性を示す基であり得る。
式(1’’)中、D2は、電子供与性基を表す。D2は、上記のA2としての式(a2)で表される基に対して、相対的に電子供与性を示す基であり得る。
D2としては、D1と同様のものが例示される。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
式(1’’)で表される化合物としては、式(1’’)-1~式(1’’)-15で表される化合物が例示される。式(1’’)で表される化合物は、好ましくは、式(1’’)-1~式(1’’)-8又は式(1’’)-13~式(1’’)-15で表される化合物である。これらの化合物はさらに置換基を有していてもよい。
式(1’’)で表される化合物には、シス-トランス異性体が存在し得る。本実施形態の化合物においては、トランス異性体の生成が優勢となる傾向にあるが、シス異性体、トランス異性体、又はシス-トランス異性体混合物のいずれであっても使用することができる。中でも、本実施形態の化合物は、分極率を確保し易い点から、好ましくはトランス異性体である。
<有機溶媒>
有機溶媒は、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒である。有機溶媒は、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒であれば、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。このような有機溶媒を所定の化合物と組み合わせることで、所定の化合物の有機溶媒による分解を抑制できる傾向にある。このような効果を奏する理由は、必ずしも定かではないが、本出願人は、以下のように考えている。双極子モーメントが3.0以上である有機溶媒を用いると、当該有機溶媒が有する極性基は、所定の化合物に付加する。続いて、元来所定の化合物が有していた置換基が脱離し、有機溶媒由来の置換基に置き換わる加溶媒分解が進行する。加溶媒分解は、双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒を用いることで回避できると推測され、結果として、所定の化合物の分解を抑制できると考えられる。有機溶媒は、所定の化合物を溶解できるもの又は均一に分散できるものがより好適である。
有機溶媒は、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒である。有機溶媒は、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒であれば、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。このような有機溶媒を所定の化合物と組み合わせることで、所定の化合物の有機溶媒による分解を抑制できる傾向にある。このような効果を奏する理由は、必ずしも定かではないが、本出願人は、以下のように考えている。双極子モーメントが3.0以上である有機溶媒を用いると、当該有機溶媒が有する極性基は、所定の化合物に付加する。続いて、元来所定の化合物が有していた置換基が脱離し、有機溶媒由来の置換基に置き換わる加溶媒分解が進行する。加溶媒分解は、双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒を用いることで回避できると推測され、結果として、所定の化合物の分解を抑制できると考えられる。有機溶媒は、所定の化合物を溶解できるもの又は均一に分散できるものがより好適である。
有機溶媒の沸点は、120℃以上である。沸点が120℃以上であると、表面が平坦なEO素子が得られ易い傾向にある。沸点は、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、さらに好ましくは150℃以上、特に好ましくは160℃以上である。沸点の上限は、特に制限されないが、280℃以下、260℃以下、又は240℃以下であってよい。なお、沸点は、1気圧(1.0×105Pa)のときの沸点を意味する。
有機溶媒の双極子モーメントは、3.0デバイ未満である。双極子モーメントが3.0デバイ未満であると、所定の化合物の加溶媒分解が進行し難い傾向にある。双極子モーメントは、好ましくは2.8デバイ以下、より好ましくは2.6デバイ以下、さらに好ましくは2.5デバイ以下である。双極子モーメントの下限は、特に制限されないが、0.1デバイ以上又は0.3デバイ以上であってよい。
有機溶媒の双極子モーメントμは、例えば、Gaussian社製の量子化学計算プログラムであるGaussian09により計算することによって算出することができる。より詳細には、有機溶媒の双極子モーメントμは、M062X/6-31+g(d)条件の下、pcm計算(溶媒としてクロロホルムを指定)により構造最適化計算を実施することによって算出することができる。
有機溶媒の具体例としては、o-ジクロロベンゼン(オルト-ジクロロベンゼン)(沸点:180℃、双極子モーメント:2.3デバイ)、クロロベンゼン(沸点:131℃、双極子モーメント:1.6デバイ)、キシレン(沸点:139℃、双極子モーメント:0.4デバイ)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)(沸点:146℃、双極子モーメント:1.8デバイ)、テトラリン(沸点:208℃、双極子モーメント:0.4デバイ)、2-ヘプタノン(沸点:151℃、双極子モーメント:2.6デバイ)、酢酸ブチル(沸点:126℃、双極子モーメント:1.8デバイ)、エチルシクロヘキサン(沸点:101℃、双極子モーメント:0.0デバイ)、1,3,5-トリメチルベンゼン(沸点:165℃、双極子モーメント:0.1デバイ)等が挙げられる。
有機溶媒の含有量は、特に制限されないが、塗工性の観点から、所定の化合物(式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物)の総量100質量部に対して、好ましくは200~200000質量部、より好ましくは300~20000質量部、さらに好ましくは400~10000質量部である。電気光学用インク組成物が後述の非晶性樹脂をさらに含む場合、有機溶媒の含有量は、塗工性の観点から、固形分総量(所定の化合物及び非晶性樹脂)の100質量部に対して、好ましくは100~100000質量部、より好ましくは150~10000質量部、さらに好ましくは200~5000質量部である。
<非晶性樹脂>
本実施形態のEO用インク組成物は、好ましくは非晶性樹脂をさらに含む。非晶性樹脂は、上記の式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を分散させることが可能なホスト材料として作用する成分であり、非晶性樹脂は、当該化合物と高い相溶性を示すことが好ましい。非晶性樹脂は、当該化合物と共有結合を形成していてもよく、当該化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成していてもよい。
本実施形態のEO用インク組成物は、好ましくは非晶性樹脂をさらに含む。非晶性樹脂は、上記の式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を分散させることが可能なホスト材料として作用する成分であり、非晶性樹脂は、当該化合物と高い相溶性を示すことが好ましい。非晶性樹脂は、当該化合物と共有結合を形成していてもよく、当該化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成していてもよい。
非晶性樹脂における「非晶性」の判断は、融点(Tm)(DSC(示差走査熱量測定)にて観測される融解に伴う吸熱ピーク)の有無で判断することができ、「非晶性」は、融点(Tm)を有しないものである。すなわち、非晶性樹脂は、融点(Tm)を有しない樹脂を意味する。
非晶性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)等のポリ(メタ)アクリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂であって、融点(Tm)を有しない樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、EO化合物との相溶性に優れており、EO素子として用いる場合においては、透明性及び成形性も優れる傾向にある。
所定の化合物を非晶性樹脂に分散させる方法としては、例えば、所定の化合物とホスト材料とを適切な混合比で有機溶媒中に溶解させる方法等が挙げられる。
非晶性樹脂は、EO化合物との間に共有結合を形成し得る反応性官能基を有する樹脂を含んでいてもよい。さらに、EO化合物の少なくとも一部が、当該反応性官能基を有する樹脂と結合していることが好ましい。このような非晶性樹脂を含むことにより、EO化合物を高密度でホスト材料中に分散させることが可能であり、高いEO特性を達成することができる。
反応性官能基としては、例えば、ハロアルキル基、ハロゲン化アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシ基等が挙げられる。当該反応性官能基は、EO化合物中の、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基等と反応して共有結合を形成することができる。
非晶性樹脂は、EO化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成し得る架橋性官能基を有する樹脂を含んでいてもよい。さらに、EO化合物の少なくとも一部が、当該架橋性官能基を有する樹脂と架橋構造を形成していることが好ましい。このような非晶性樹脂を含むことにより、EO化合物を高密度でホスト材料中に分散させることが可能であり、高いEO特性を達成することができる。
架橋性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、スチリル基(ビニルフェニル基)等のラジカル重合性基、アントラセニル基、ベンゾシクロブテニル基等のジエノファイル基などが挙げられる。当該架橋性官能基は、EO化合物中の架橋性基と反応して架橋構造を形成することができる。
非晶性樹脂の含有量は、塗工性の観点から、所定の化合物(式(1’)で表される化合物及び式(1’’)で表される化合物)の総量100質量部に対して、好ましくは100~100000質量部、より好ましくは150~10000質量部、さらに好ましくは200~5000質量部である。
[電気光学膜及び電気光学素子]
本実施形態のEO膜及びEO素子は、公知の方法(例えば、Oh et al.,IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.7,No.5,pp.826-835,Sept./Oct.2001;Dalton et al.,Journal of Materials Chemistry,1999,9,pp.1905-1920;戒能俊邦、電子情報通信学会論文誌,CVol.J84-C,No.9,pp.744-755,2001年9月;Ma et al.,Advanced Materials,Vol.14,No.19,2002,pp.1339-1365等に記載の方法)によって製造することができる。
本実施形態のEO膜及びEO素子は、公知の方法(例えば、Oh et al.,IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.7,No.5,pp.826-835,Sept./Oct.2001;Dalton et al.,Journal of Materials Chemistry,1999,9,pp.1905-1920;戒能俊邦、電子情報通信学会論文誌,CVol.J84-C,No.9,pp.744-755,2001年9月;Ma et al.,Advanced Materials,Vol.14,No.19,2002,pp.1339-1365等に記載の方法)によって製造することができる。
EO膜は、例えば、上記のEO用インク組成物を形成材料とするものであり、このようなEO用インク組成物を用いて形成することができる。EO膜は、例えば、EO用インク組成物を、スピンコートによって基板上に塗布する工程と、得られた塗膜を加熱乾燥させる工程とを含む方法によって得ることができる。EO膜の厚さは、例えば、0.01~100μmであってよい。
EO膜のEO係数は、好ましくは30~1000pm/V、より好ましくは40~800pm/V、さらに好ましくは50~500pm/Vである。なお、EO係数r33は、参考論文(“Transmission ellipsometric method without an aperture for simple and reliable evaluation of electro-optic properties”,Toshiki Yamada and Akira Otomo,Optics Express,vol.21,pages29240-48(2013))に記載の方法と同様にして測定することができる。
上記のEO用インク組成物をEO素子の製造に用いることによって、ポーリング時の高温プロセス、膜配向固定のための熱硬化プロセス、実装時の高温プロセス等に必要とされる耐熱性を向上させることができ、素子製造のプロセス自由度を高くすることができる。
本実施形態のEO素子は、上記のEO用インク組成物を用いて形成されたEO膜を備える。本実施形態のEO素子の用途は、上記のEO膜を有するものであれば、光変調器に限定されない。本実施形態のEO素子は、光変調器(超高速用途、光インターコネクト用途、光信号処理用途等)に加えて、例えば、光スイッチ、光メモリー、波長変換器、マイクロ波、ミリ波、テラヘルツ波等の電界センサー、筋電、脳波等の生体電位センサー、光空間変調器、光スキャナなどに用いることができ、さらには、電子回路との組み合わせによって電子回路間の光による信号伝達等にも用いることができる。
[化合物]
<式(1A)で表される化合物>
式(1A)で表される化合物は、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
<式(1A)で表される化合物>
式(1A)で表される化合物は、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1A)中、Xaは、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。Xaとしての2価の多環式縮合環基は、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まないこと以外は、X1(XAA)における2価の多環式縮合環基と同様である。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
Xaとしての2価の多環式縮合環基としては、X1(XAA)における2価の多環式縮合環基において、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない縮合環基が例示される。具体的には、上記の式(X-1)~式(X-8)、式(X-12)~式(X-15)、式(X-19)~式(X-31)、式(X-33)、式(X-34)で表される基が例示される。
E1a及びE2aは、それぞれ独立に、-C(R1a)(R2a)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3a-を表す。ただし、E1a及びE2aの少なくとも一方は、-O-又は-NR3a-である。
R1a及びR2aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1a及びR2aの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基ある。
R3aは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4a及びR5aは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41a-OH(R41aは2価の炭化水素基を表す。)、-R42a-NH2(R42aは2価の炭化水素基を表す。)、-R43a-SH(R43aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44a-NCO(R44aは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4a及びR5aは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6aは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61a-OH(R61aは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62a-OH(R62aは2価の炭化水素基を表す。)、-R63a-NH2(R63aは2価の炭化水素基を表す。)、-R64a-SH(R64aは2価の炭化水素基を表す。)、-R65a-NCO(R65aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66a(R66aは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6aは、R4a又はR5aと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kaは、0~4の整数を表す。
式(1A)中の、E1a、E2a、R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R41a、R42a、R43a、R44a、R6a、R61a、R62a、R63a、R64a、R65a、R66a、及びkaは、それぞれ、式(a1)及び式(d1)中の、E1、E2、R1、R2、R3、R4、R5、R41、R42、R43、R44、R6、R61、R62、R63、R64、R65、R66、及びkと同義である。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
式(1A)で表される化合物は、好ましくは、式(2)で表される化合物又は式(3)で表される化合物、より好ましく式(2)で表される化合物である。
式(2)中、Xa、R1a、R4a、R5a、R6a、及びkaは、前記と同義である。
式(3)中、Xa、R3a、R4a、R5a、R6a、及びkaは、前記と同義である。
式(1A)で表される化合物としては、式(1A)-1~式(1A)-61で表される化合物が例示される。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。
式(1A)で表される化合物は、所望のEO特性を得られ易い観点から、好ましくは、式(1A)-1~式(1A)-22、式(1A)-31~式(1A)-49、式(1A)-54~式(1A)-56、又は式(1A)-59~式(1A)-61で表される化合物である。
本実施形態の化合物(例えば、式(1A)で表される化合物、後述の式(1B)で表される化合物、後述の式(1C)で表される化合物)には、シス-トランス異性体が存在し得る。本実施形態の化合物においては、トランス異性体の生成が優勢となる傾向にあるが、シス異性体、トランス異性体、又はシス-トランス異性体混合物のいずれであっても使用することができる。中でも、本実施形態の化合物は、分極率を確保し易い点から、好ましくはトランス異性体である。
<式(1B)で表される化合物>
式(1B)で表される化合物は、式(1A)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1B)で表される化合物は、式(1A)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1B)中、Xbは、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。Xbとしての2価の多環式縮合環基は、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まないこと及び縮合環全体の環の数が4~10であること以外は、X1(XAA)における2価の多環式縮合環基と同様である。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
Xbとしての2価の多環式縮合環基としては、X1(XAA)における2価の多環式縮合環基において、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない縮合環基であり、縮合環全体の環の数が4~10である縮合環基が例示される。具体的には、上記の式(X-13)~式(X-15)、式(X-19)、式(X-23)、式(X-25)、式(X-36)、式(X-40)で表される基が例示される。
E3b及びE4bは、それぞれ独立に、-C(R11b)(R12b)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13b-を表す。ただし、E3b及びE4bの少なくとも一方は、-O-又は-NR13b-である。
R11b及びR12bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13bは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4b及びR5bは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41b-OH(R41bは2価の炭化水素基を表す。)、-R42b-NH2(R42bは2価の炭化水素基を表す。)、-R43b-SH(R43bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44b-NCO(R44bは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4b及びR5bは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6bは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61b-OH(R61bは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62b-OH(R62bは2価の炭化水素基を表す。)、-R63b-NH2(R63bは2価の炭化水素基を表す。)、-R64b-SH(R64bは2価の炭化水素基を表す。)、-R65b-NCO(R65bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66b(R66bは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6bが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6bは、R4b又はR5bと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kbは、0~4の整数を表す。
式(1B)中の、E3b、E4b、R11b、R12b、R13b、R4b、R5b、R41b、R42b、R43b、R44b、R6b、R61b、R62b、R63b、R64b、R65b、R66b、及びkbは、それぞれ、式(a1)及び式(d1)中の、E1、E2、R1、R2、R3、R4、R5、R41、R42、R43、R44、R6、R61、R62、R63、R64、R65、R66、及びkと同義である。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
<式(1C)で表される化合物>
式(1C)で表される化合物は、式(1A)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1C)で表される化合物は、式(1A)で表される化合物と同様に、電子供与性基(ドナー構造を有する基)と電子求引性基(アクセプター構造を有する基)とを所定の連結基で連結する構造を有しており、有機EO材料として使用されるものである。
式(1C)中、Xcは、チオフェン環を2以上有する2価の多環式縮合環基又はチオフェン環を2以上有するヘテロアリーレン基を表し、2価の多環式縮合環基及びヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
Xcとしてのヘテロアリーレン基としては、例えば、チエノチオフェンから環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた基(下記式で表される基、*は、結合位置を表す。)が例示される。
Xcとしての2価の多環式縮合環基としては、例えば、X1(XAA)における、式(X-1)~式(X-40)で表される基が例示される。
E1C及びE2Cは、それぞれ独立に、-C(R1C)(R2C)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3C-を表す。ただし、E1C及びE2Cの少なくとも一方は、-O-又は-NRa-である。
R1C及びR2Cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1C及びR2Cの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3Cは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4C及びR5Cは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41C-OH(R41Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R42C-NH2(R42Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R43C-SH(R43Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44C-NCO(R44Cは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4C及びR5Cは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6Cは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61C-OH(R61Cは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62C-OH(R62Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R63C-NH2(R63Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R64C-SH(R64Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R65C-NCO(R65Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66C(R66Cは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6Cが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6Cは、R4C又はR5Cと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kcは、0~4の整数を表す。
R7c及びR8cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。R7c及びR8cとしてのアルキル基及びアリール基は、R1及びR2で例示したアルキル基及びアリール基と同様であってよい。R7c及びR8cは、所望の電気光学特性が得られ易いことから、好ましくはアリール基である。R7c及びR8cは、合成上の観点から、好ましくは水素原子である。
式(1C)中の、E1C、E2C、R1C、R2C、R3C、R4C、R5C、R41C、R42C、R43C、R44C、R6C、R61C、R62C、R63C、R64C、R65C、R66C、及びkcは、それぞれ、式(a1)及び式(d1)中の、E1、E2、R1、R2、R3、R4、R5、R41、R42、R43、R44、R6、R61、R62、R63、R64、R65、R66、及びkと同義である。したがって、ここでは、重複する説明を省略する。
式(1C)で表される化合物としては、式(1C)-1~式(1C)-27で表される化合物が例示される。これらの基はさらに置換基を有していてもよい。
式(1C)で表される化合物は、所望のEO特性を得られ易い観点から、好ましくは、式(1C)-1~式(1C)-19、式(1C)-24~式(1C)-25、又は式(1C)-27で表される化合物である。
[電気光学用インク組成物]
本実施形態のEO用インク組成物は、他の一態様において、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。EO用インク組成物は、有機溶媒をさらに含んでいてもよい。有機溶媒は、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。有機溶媒としては、例えば、モノアルコール類;グリコール類;環状エーテル類;グリコールモノエーテル類;グリコールエーテル類;グリコールモノエーテルのエステル類(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等);アルキルエステル類;ケトン類;芳香族炭化水素類;ハロゲン化芳香族炭化水素類;脂肪族炭化水素類;アミド類等が挙げられる。有機溶媒は、例えば、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒であってよい。
本実施形態のEO用インク組成物は、他の一態様において、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。EO用インク組成物は、有機溶媒をさらに含んでいてもよい。有機溶媒は、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。有機溶媒としては、例えば、モノアルコール類;グリコール類;環状エーテル類;グリコールモノエーテル類;グリコールエーテル類;グリコールモノエーテルのエステル類(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等);アルキルエステル類;ケトン類;芳香族炭化水素類;ハロゲン化芳香族炭化水素類;脂肪族炭化水素類;アミド類等が挙げられる。有機溶媒は、例えば、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒であってよい。
有機溶媒の含有量は、特に制限されないが、塗工性の観点から、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物の総量100質量部に対して、好ましくは200~200000質量部、より好ましくは300~20000質量部、さらに好ましくは400~10000質量部である。
EO用インク組成物は、非晶性樹脂をさらに含んでいてもよい。非晶性樹脂は、上記の非晶性樹脂と同様のものが例示される。
非晶性樹脂の含有量は、非晶性樹脂中に式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物を分散させ易く、均質な膜が得られ易い観点から、式(1A)で表される化合物及び式(1B)で表される化合物の総量100質量部に対して、好ましくは100~50000質量部、より好ましくは150~1000質量部、さらに好ましくは200~5000質量部である。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
1.化合物の合成
(実施例1-1)化合物(1)の合成
化合物(1)を合成するために、化合物(1-a)をホルミル化し、化合物(1-b)を合成した。続いて、化合物(1-b)からWittig反応により、化合物(1-c)を合成した。続いて、化合物(1-c)からアルドール縮合によって化合物(1)を合成した。
(実施例1-1)化合物(1)の合成
化合物(1)を合成するために、化合物(1-a)をホルミル化し、化合物(1-b)を合成した。続いて、化合物(1-b)からWittig反応により、化合物(1-c)を合成した。続いて、化合物(1-c)からアルドール縮合によって化合物(1)を合成した。
化合物(1-a)は、国際公開第2013/047858号に記載の方法で合成した。三方コックを取り付けた100mLの三口フラスコに、化合物4.00g(11.0mmol)の化合物(1-a)及び40mLのクロロホルム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。室温(25℃、以下同様である。)で、マグネティックスターラーを用いて撹拌しながら1.69g(13.2mmol)のVilsmeir試薬(東京化成工業株式会社製)を3回に分けて添加した。添加終了後、さらに、1時間撹拌して反応させた。反応終了後、40mLのブラインを添加して反応をクエンチした。有機層を分液した後、さらに、40mLのブラインで洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラム精製することによって、化合物(1-b)を得た。得量は、3.34g(収率:82%)であった。化合物(1-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.78(s,1H),7.65-7.58(m,4H),7.17(d,1H),6.67(d,1H),1.95-1.80(m,4H),1.42-1.18(m,16H),0.86-0.81(m,6H).
上部に三方コックを取り付けたジムロート、300mLの平衡型滴下ロート、及び誘導撹拌器を取り付けた1Lの三口フラスコに、20.00g(111.6mmol)のN-Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-4-aminobenzaldehyde(Aldrich社製)、15.19g(117.2mmol)のimidazole(東京化成工業株式会社製)、及び350mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)(THF)を加え、内部を窒素置換した。17.66gのt-Butyldiphenylchlorosilane(TBDPSCl、東京化成工業株式会社製、以後、tert-ブチルジフェニルシリル基を「TBDPS」と呼称することがある。)を150mLの脱水THFに溶解させて調整した溶液を滴下ロートに加えた。フラスコを氷浴に浸け、メカニカルスターラーで撹拌しながら冷却した。TBDPSClのTHF溶液を30分間かけて滴下ロートからゆっくり加えた。滴下終了後、氷浴中で30分間反応させた後、氷浴を外し、室温でさらに1時間反応させた後、フラスコを65℃のオイルバスに浸けてさらに4時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温までもどした後、反応混合物を1Lのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮、乾固した。得られた固体にヘキサン200mL及びイオン交換水200mLを加え、生成物を抽出した。有機層を分液し、さらに、100mLのイオン交換水で3回洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(1A-b)を粘調な液体として得た。得量は、45.20g(収率:99%)であった。化合物(1A-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.71(s,1H),7.66-7.62(m,2H),7.61-7.58(m,4H),7.44-7.38(m,2H),7.36-7.31(m,H),6.58-6.54(m,2H),3.81(t,2H),3.55(t,2H),3.03(s,3H),1.01(s,9H).
三方コックを取り付けた500mLの三口フラスコに、10.00g(24.42mmol)の化合物(1A-b)及び150mLの脱水メタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加えて、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、マグネティックスターラーで撹拌しながら1.11g(29.30mmol)の水素化ホウ素ナトリウム(東京化成工業株式会社製)を3回に分けて添加した。添加終了後、氷浴中で30分間撹拌して反応させた後、氷浴を外して、室温でさらに6時間撹拌して反応させた。反応終了後、1N塩酸を加えて酸性にし、室温で2時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和した後、反応混合物を1Lのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮し、得られたスラリー状物に酢酸エチル300mL及びイオン交換水200mLを加え、生成物を抽出した。ナスフラスコ内容物を1Lの分液ロートに移して有機層を分液し、さらに、100mLのイオン交換水で有機層を3回洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(1A-c)を固体として得た。得量は、8.54g(収率:85%)であった。
化合物(1A-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
化合物(1A-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.65-7.62(m,4H),7.44-7.37(m,2H),7.37-7.32(m,4H),7.14(d,2H),6.53(d,2H),4.53(d,2H),3.78(t,2H),3.46(t,2H),2.93(s,3H),1.34(m,1H),1.03(s,9H).
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた1Lの三口フラスコに、25.00g(59.57mmol)の化合物(1A-c)、24.54g(71.49mmol)のTriphenylphophine hydrobromide(東京化成工業株式会社製)、及び500mLの脱水クロロホルム(関東化学株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを70℃のオイルバスに浸し、還流下で3時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、反応混合物を1Lのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮、乾固した。得られた乾固物をジエチルエーテルで洗浄した後、真空乾燥して目的物の化合物合(1A-d)を固体として得た。得量は、43.93g(収率:99%)であった。化合物(1A-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.76-7.67(m,9H),7.63-7.55(m,10H),7.42-7.36(m,2H),7.35-7.29(m,4H),6.78(d,2H),6.29(br,2H),5.14(d,2H),3.71(br,2H),3.38(t,2H),2.85(brs,3H),1.01(s,9H).
・化合物(1-c)の合成
三方コックを取り付けた500mLの三口フラスコに、3.13g(8.01mmol)の化合物(1-b)、6.67g(8.81mmol)の化合物(1A-d)、及び200mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)(THF)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、メカニカルスターラーで撹拌しながら冷却した後、1.17g(10.42mmol)のPotassium t-Butoxide(東京化成工業株式会社製)を加えて5分間反応させ、氷浴を外し、室温に昇温してさらに2時間反応させた。反応終了後、トルエン480mLを加え、イオン交換水にて洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。不溶分をろ別した後、ろ液をナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮し、化合物(1-c)を粘調な液体として得た。得量は、9.91g(収率:159%)であった。
・化合物(1-d)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた500mLの三口フラスコに、9.81g(20.03mmol)の化合物(1-c)及び98mLのクロロホルム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、マグネティックスターラーで撹拌しながら冷却した。3.88g(30.34mmol)のVilsmeir試薬(東京化成工業株式会社製)を2回に分けて添加した。添加終了後、さらに、1時間撹拌して反応させた。反応終了後、40mLのブラインを添加して反応をクエンチした。有機層を分液した後、さらに、40mLのブラインで洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物を逆相シリカゲルカラム精製(移動相、メタノール:酢酸エチル=80:20)することによって、化合物(1-d)を得た。得量は、3.30g(収率:32%)であった。化合物(1-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.73(s,1H),7.66-7.59(m,4H),7.45-7.38(m,2H),7.37-7.31(m,4H),7.26(d,2H),7.24(s,1H),6.93(d,1H,J=1.6Hz),6.82(d,1H,J=1.6Hz),6.59(s,1H),6.53(d,2H),3.80(t,2H),3.50(t,2H),2.97(s,3H),),1.96-1.78(m,2H),1.42-1.18(m,18H),1.03(s,9H),0.86-0.81(m,6H).
・化合物(1)の合成
上部に三方コックを取り付けた500mLのナスフラスコに、2.70g(3.36mmol)の化合物(1-d)、1.91g(6.04mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5-phenyl-5-(trifluoromethyl)-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(iChemical社製)、41mLの脱水エタノール、及び41mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。マグネティックスターラーで撹拌しながら室温で24時間反応させた。反応終了後、反応混合物をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮物に150mLメタノールを加え、沈殿物をろ別した。得られた生成物を17mLの酢酸エチルおよび75mLのエタノールを用いて洗浄することによって化合物(1)を赤褐色固体として得た。得量は、3.75g(収率:101%)であった。化合物(1)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.68(d,1H,J=15.2Hz),7.65-7.59(m,4H),7.54-7.47(m,5H),7.45-7.38(m,2H),7.37-7.31(m,4H),7.26(d,2H),6.92(s,1H),6.91(s,2H),6.62(s,1H),6.57(d,1H,J=1.5.2Hz),6.54(d,2H),3.80(t,2H),3.51(t,2H),2.98(s,3H),),1.96-1.78(m,4H),1.42-1.18(m,16H),1.02(s,9H),0.86-0.81(m,6H).
(合成例1)化合物(2)の合成
化合物(2)を合成するために、化合物(1-a)をブロモ化し、化合物(2-b)を合成した。続いて、化合物(2-b)をホルミル化し、化合物(2-c)を合成した。続いて、化合物(2-c)から鈴木カップリングによって化合物(2-d)を合成し、化合物(2-d)からアルドール縮合によって化合物(2)を合成した。
化合物(2)を合成するために、化合物(1-a)をブロモ化し、化合物(2-b)を合成した。続いて、化合物(2-b)をホルミル化し、化合物(2-c)を合成した。続いて、化合物(2-c)から鈴木カップリングによって化合物(2-d)を合成し、化合物(2-d)からアルドール縮合によって化合物(2)を合成した。
化合物(1-a)のブロモ化によって化合物(2-b)を合成した。上部に三方コックを取り付けたジムロート及び100mLの平衡型滴下ロートを取り付けた500mLの三口フラスコに、10.00g(27.6mmol)の化合物(1-a)及び100mLの脱水テトラヒドロフラン(THF、富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。その後、反応混合物の入ったフラスコをドライアイスアセトン浴に浸け、反応混合物を-40℃に冷却した。5.16g(29.0mmol)のN-ブロモスクシンイミド(NBS、東京化成工業株式会社製)を50mLの脱水THFに溶解させて調整した溶液を滴下ロートに加えた。反応混合物の温度が-40℃を超えないように、NBSのTHF溶液を滴下ロートからゆっくり滴下した。滴下終了後、-40℃で3時間撹拌を続けた後、フラスコをドライアイスアセトン浴から出し、室温でさらに16時間撹拌し、反応させた。反応終了後、反応混合物を500mLのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物に、200mLのクロロホルム及び200mLのイオン交換水を加え、生成物を抽出し、有機層を分液した。得られた有機層を、さらに、100mLのイオン交換水で3回洗浄し、分液した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(2-b)を得た。得量は、10.93g(収率:90%)であった。化合物(2-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ(ppm)=7.26(d,1H),7.04(s,1H),6.72(d,1H),1.98-1.85(m,4H),1.50-1.17(m,16H),0.94-0.77(m,6H).
化合物(2-b)のホルミル化によって化合物(2-c)を合成した。三方コックを取り付けた500mLの三口フラスコに、8.00g(18.1mmol)の化合物(2-b)及び150mLの脱水クロロホルム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。室温で、マグネティックスターラーを用いて撹拌しながら4.64g(36.2mmol)のVilsmeir試薬(東京化成工業株式会社製)を3回に分けて添加した。添加終了後、さらに、24時間撹拌して反応させた。反応終了後、50mLのイオン交換水を添加して反応をクエンチした。有機層を分液した後、さらに、50mLのイオン交換水で洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液を500mLのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物に、200mLの酢酸エチル及び200mLのイオン交換水を加え、生成物を抽出した。ナスフラスコ内容物を500mLの分液ロートに移して有機層を分液し、さらに、100mLのイオン交換水で有機層を3回洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(2-c)を得た。得量は、6.40g(収率:75%)であった。化合物(2-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ(ppm)=9.85(s,1H),7.81,7.55(ss,1H),7.17,6.95(ss,1H),2.03-1.87(m,4H),1.50-1.17(m,16H),0.94-0.77(m,6H).
ガス導入管及び誘導撹拌型撹拌器を取り付けた1Lのナスフラスコに、55.47g(366.8mmol)の2-(メチルフェニルアミノ)エタノール(化合物(4A-a)、東京化成工業株式会社製)及び832mLの脱水ジメチルホルムアミド(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、内部を窒素置換し、溶液を-40℃まで冷却した。65.29g(366.8mmol)のN-ブロモスクシンイミド(東京化成工業株式会社製)を加えた後、-15℃まで昇温し、2時間反応させた。反応混合物を室温まで昇温させた後、455gの10%亜硫酸ナトリウム水溶液及び1110mLのトルエンを加え、イオン交換水にて有機層を洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固し、無色のオイルとして化合物(2A-b)を得た。得量は、72.05g(収率:85%)であった。化合物(2A-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.27(d,2H),6.63(d,2H),3.80-3.74(m,2H),3.42(t,2H),2.92(3H),1.90(t,1H).
ガス導入管及び誘導撹拌型撹拌器を取り付けた1Lのナスフラスコに、71.93g(312.6mmol)の化合物(2A-b)、42.56g(625.2mmol)のイミダゾール(東京化成工業株式会社製)、及び832mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、内部を窒素置換し、溶液を0℃まで冷却した。88.51g(322.0mmol)のtert-ブチルジフェニルクロロシラン(TBDPSCl、東京化成工業株式会社製)を加えた後、室温まで昇温し、3時間反応させた。反応混合物に、2929mLのヘキサンを加え、イオン交換水にて有機層を洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固し、無色のオイルとして化合物(2A-c)を得た。得量は、145.5g(収率:99%)であった。
上部に三方コック及びガス導入管を取り付けた3Lのナスフラスコに、145.6g(310.8mmol)の化合物(2A-c)及び1456mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、内部を窒素置換し、溶液を-65℃まで冷却した。239mL(372.9mmol)の1.6Mのn-ButylLithiumテトラヒドロフラン溶液(関東化学株式会社製)を滴下した後、1時間撹拌し、反応させた。75.17g(404.0mmol)の2-イソプロポキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(東京化成工業株式会社製)を加え、2時間かけて室温まで昇温した。反応混合物に、2884mLのヘキサンを加え、イオン交換水にて有機層を洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮し、粗生成物を得た。粗生成物を、アセトニトリルを用いて2回晶析した後、固形分を減圧乾燥することにより、化合物(2A-d)を白色固体として得た。得量は、124.1g(収率:77%)であった。化合物(2A-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=7.64-7.57(m,6H),7.42-7.31(m,6H),6.54(d,2H),3.79(t,2H),3.49(t,2H),2.95(s,3H),1.31(s,12H),1.02(s,9H).
・化合物(2-d)の合成
化合物(2-c)から鈴木カップリングによって化合物(2-d)を合成した。上部に三方コックを取り付けたジムロート及び誘導式撹拌翼を取り付けた500mLの三口フラスコに、3.00g(6.39mmol)の化合物(2-c)、4.94g(9.58mmol)の化合物(2A-d)、及び200mLの脱水THFを加え、内部をアルゴン置換した。撹拌しながら、0.18g(0.13mmol)のTris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(Strem Chemicals社製)及び0.22g(0.51mmol)のTri-tert-butylphosphonium Tetrafluoroborate(東京化成工業株式会社製)を加え、さらに、48mL(144mmol)の3Mリン酸カリウム水溶液を加えた。フラスコを80℃のオイルバスに浸し、激しく撹拌しながら還流下で9時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、撹拌を止めて静置した。二層に分離した反応混合物の水層を除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ過し、ろ液を500mLのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物を展開溶媒にトルエンを用いてカラムクロマトグラフィーで精製して目的物の化合物(2-d)を得た。得量は、3.85g(収率:77%)であった。化合物(2-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ(ppm)=9.82(s,1H)、7.73-7.64(m,4H),7.55-7.35(m,8H),6.75-6.68(m,2H),3.86(t,2H),3.65(t,2H),2.81(s,3H),2.03-1.87(m,4H),1.50-1.17(m,16H),1.03(s,9H),0.94-0.77(m,6H).
・化合物(2)の合成
化合物(2-d)からアルドール縮合によって化合物(2)を合成した。上部に三方コックを取り付けた500mLのナスフラスコに、3.85g(4.95mmol)の化合物(2-d)、1.87g(5.94mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5-phenyl-5-(trifluoromethyl)-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(iChemical社製)、100mLの脱水エタノール、及び100mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。マグネティックスターラーで撹拌しながら室温で24時間反応させた。反応終了後、反応混合物をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮物にメタノールを加え、沈殿物をろ別し、さらに、沈殿物をメタノールで洗浄して、化合物(2)を青色固体として得た。得量は、4.55g(収率:86%)であった。化合物(2)は、チオフェン環を2以上有し、かつ構成元素としてsp3炭素原子を有する2価の多環式縮合環基を備え、さらに式(b1)で表される基を備えている。化合物(2)の1H-NMRスペクトル及びUV可視光スペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ(ppm)=7.86-7.34(m,18H),6.85-6.69(m,3H),3.86(t,2H),3.65(t,2H),2.81(s,3H),2.03-1.87(m,4H),1.50-1.17(m,16H),1.03(s,9H),0.94-0.77(m,6H).
UV可視光スペクトル:λmax=835nm(クロロホルム中).
UV可視光スペクトル:λmax=835nm(クロロホルム中).
(実施例1-2)化合物(3)の合成
化合物(3)を合成するために、化合物(3-a)をホルミル化し、化合物(3-b)を合成した。続いて、化合物(3-b)からWittig反応により、化合物(3-c)を合成した。続いて、化合物(3-c)をホルミル化し、化合物(3-d)を合成した。続いて、化合物(3-d)からアルドール縮合によって化合物(3)を合成した。
化合物(3)を合成するために、化合物(3-a)をホルミル化し、化合物(3-b)を合成した。続いて、化合物(3-b)からWittig反応により、化合物(3-c)を合成した。続いて、化合物(3-c)をホルミル化し、化合物(3-d)を合成した。続いて、化合物(3-d)からアルドール縮合によって化合物(3)を合成した。
化合物(3-a)は、Chem.Mater.2011,23,2289-2291.記載の方法を参考に合成した。三方コック及びセプタムを取り付けた1000mLの三口フラスコに、20.00g(24.96mmol)の化合物(3-a)及び500mLの超脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。氷浴(0℃)で、マグネティックスターラーを用いて撹拌しながら17.16mL(27.46mmol)の1.6M n-ブチルリチウムヘキサン溶液(関東化学工業株式会社製)をガスタイトシリンジで5分かけて添加した。添加終了後、氷冷下、さらに、2時間撹拌して反応させた後、3.65gの超脱水N,N-ジメチルホルムアミドを添加し、15分間撹拌した。氷浴を外し、さらに、室温で1時間撹拌した後、イオン交換水を添加して反応をクエンチした。反応混合物を1Lナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた粘調な濃縮物をイオン交換水で洗浄し、析出した固体をろ別した。得られた固体をメタノールで洗浄し、減圧乾燥することによって、化合物(3-b)を得た。得量は、22.07g(収率:107%)であった。化合物(3-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.77(s,1H),7.66(s,1H),7.22(d,1H),7.20-7.05(m,9H),2.93-2.76(m,4H),1.20(t,24H).
・化合物(3-c)の合成
三方コックを取り付けた300mLの三口フラスコに、2.50g(3.01mmol)の化合物(3-b)、2.69g(3.62mmol)の化合物(1A-d)、及び100mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)(THF)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、マグネティックスターラーで撹拌しながら冷却した後、2.25g(56.38mmol)の水素化ナトリウム60%流動パラフィン分散物(東京化成工業株式会社製)を加えて1時間反応させ、氷浴を外し、室温に昇温してさらに2時間反応させた。反応終了後、反応混合物を氷上に空けて残存の水素化ナトリウムをクエンチし、酢酸エチル200mLを加えて生成物を抽出し、さらに、イオン交換水にて洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。不溶分をろ別した後、ろ液をナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮し、化合物(3-c)を固体として得た。得量は、3.60g(収率:98%)であった。
・化合物(3-d)の合成
三方コック、セプタムを取り付けた500mLの三口フラスコに、3.60g(2.96mmol)の化合物(3-c)及び100mLの脱水クロロホルム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。室温で、マグネティックスターラーを用いて撹拌しながら0.57g(4.44mmol)のVilsmeir試薬(東京化成工業株式会社製)を3回に分けて添加した。添加終了後、さらに、24時間撹拌して反応させた。反応終了後、50mLのイオン交換水を添加して反応をクエンチした。有機層を分液した後、さらに、50mLのイオン交換水で洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液を500mLのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をメタノールで洗浄した後、減圧下で乾燥して化合物(3-d)を得た。得量は、3.78g(収率:103%)であった。化合物(3-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.78(s,1H),7.70-7.62(m,3H),7.50-7.07(m,26H),6.53(d,1H),3.82(t,2H),3.51(t,2H),2.98(s,3H),2.96-2.83(m,4H),1.24(t,24H),1.05(t,9H).
・化合物(3)の合成
上部に三方コックを取り付けた300mLのナスフラスコに、3.78g(3.04mmol)の化合物(3-d)、0.91g(4.56mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5、5-dimethyl-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(公知の手法により合成した。Proceedings of SPIE,8113,pp811315)、1.5mLのトリエチルアミン、100mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコをオイルバスに浸け、マグネティックスターラーで撹拌しながら60℃で48時間反応させた。反応終了後、反応混合物をロータリーエバポレーターで濃縮した。濃縮物に150mLメタノールを加え、沈殿物をろ別した。得られた生成物を17mLの酢酸エチルおよび75mLのエタノールを用いて洗浄することによって化合物(3)を赤褐色固体として得た。得量は、3.98g(収率:92%)であった。化合物(3)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD2Cl2):7.78(d,1H,J=15.8Hz),7.62-7.58(m,4H),7.44-7.28(m,7H),7.23(d,2H),7.17-7.10(m,16H),6.95(d,2H),6.83(d,1H,15.8Hz),6.59-6.51(m,3H),3.78(t,2H),3.50(t,2H),2.96(s,3H),2.90-2.80(m,4H),1.69(s,6H),1.18(d,24H),1.00(s,9H).
UV可視光スペクトル:λmax=793nm(クロロホルム中).
UV可視光スペクトル:λmax=793nm(クロロホルム中).
(実施例1-3)化合物(4)の合成
化合物(4)を合成するために、化合物(4-a)からWittig反応により、化合物(4-b)を合成した。続いて、化合物(4-b)からVilsmeier反応によって化合物(4-c)を合成し、化合物(4-c)からKnoevenagel縮合によって化合物(4)を合成した。
化合物(4)を合成するために、化合物(4-a)からWittig反応により、化合物(4-b)を合成した。続いて、化合物(4-b)からVilsmeier反応によって化合物(4-c)を合成し、化合物(4-c)からKnoevenagel縮合によって化合物(4)を合成した。
・化合物(4-b)の合成
化合物(4-a)は、国際公開第2022/131236号に記載の方法で合成した。三方コックを取り付けた500mLの三口フラスコに、3.20g(8.20mmol)の化合物(4-a)、6.41g(8.60mmol)の化合物(1A-d)、及び160mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)(THF)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、メカニカルスターラーで撹拌しながら冷却した後、3.45g(30.72mmol)のPotassium t-Butoxide(東京化成工業株式会社製)を加えて5分間反応させ、氷浴を外し、室温に昇温してさらに1時間反応させた。反応終了後、トルエン128mLを加え、イオン交換水にて洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。不溶分をろ別した後、ろ液をナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮し、化合物(4-b)を粘調な液体として得た。得量は、7.38g(収率:116%)であった。
・化合物(4-c)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた200mLの三口フラスコに、6.36g(20.03mmol)の化合物(4-b)及び127mLのクロロホルム(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、撹拌子で撹拌しながら冷却した。3.48g(27.08mmol)のVilsmeier試薬(東京化成工業株式会社製)を2回に分けて添加した。添加終了後、さらに、1時間撹拌して反応させた。反応終了後、40mLのブラインを添加して反応をクエンチした。有機層を40mLのブラインで洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物を逆相シリカゲルカラム精製(移動相、メタノール:酢酸エチル=90:10)することによって、赤色固体として化合物(4-c)を得た。得量は、0.49g(収率:7%)であった。化合物(4-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=9.83(s,1H),7.66-7.59(m,4H),7.57(s,1H),7.45-7.39(m,2H),7.38-7.31(m,4H),7.29(d,2H),,7.01(d,1H,J=1.6Hz),6.91(d,1H,J=1.6Hz),6.85(s,1H),6.54(d,2H),4.16(t,2H),3.81(t,2H),3.51(t,2H),2.98(s,3H),),1.91-1.80(m,2H),1.38-1.19(m,12H),1.04(s,9H),0.86(t,3H).
・化合物(4)の合成
三方コックを取り付けた100mLのナスフラスコに、0.48g(0.67mmol)の化合物(4-c)、0.38g(1.20mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5-phenyl-5-(trifluoromethyl)-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(IChemical社製)、2mLの脱水エタノール、及び8mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で撹拌しながら室温で27時間反応させた。反応終了後、24mLのメタノールを加え、沈殿物をろ別した後、メタノールを用いて洗浄することによって化合物(4)を黒色固体として得た。得量は、0.63g(収率:91%)であった。化合物(4)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.05-7.90(br,1H),7.62-7.59(m,4H),7.54-7.51(m,5H),7.43-7.37(m,2H),7.36-7.29(m,6H),7.26(s,1H),7.05(d,1H,J=16.0Hz),6.99(d,1H,J=16.0Hz),6.82(s,1H),6.58(d,2H,J=14.8Hz),6.53(d,1H,14.8Hz),4.09(t,2H),3.80(t,2H),3.53(t,2H),2.99(s,3H),1.87-1.77(m,2H),1.32-1.13(m,10H),1.00(s,9H),0.84(t,3H).
(実施例1-4)化合物(5)の合成
化合物(5)を合成するために、鈴木カップリングにより、化合物(5-a)を合成した。続いて、化合物(5-a)をホルミル化し、化合物(5-b)を合成した。続いて、化合物(5-b)からKnoevenagel縮合によって化合物(5)を合成した。
化合物(5)を合成するために、鈴木カップリングにより、化合物(5-a)を合成した。続いて、化合物(5-a)をホルミル化し、化合物(5-b)を合成した。続いて、化合物(5-b)からKnoevenagel縮合によって化合物(5)を合成した。
上部に三方コックを取り付けたジムロート、ガス導入管、及び誘導型撹拌器を取り付けた500mL四口フラスコに、5.00gの化合物(2A-c)、4.26gの4,4,5,5-テトラメチル-2-(チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル)-1,3,2-ジオキサボロラン、及び200mLの脱水トルエン(関東化学株式会社製)200mLを入れ、反応混合物をアルゴンパージしながらフラスコ内部を窒素置換した。反応混合物にトリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム(Strem Chemical社製)を0.29gのTris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(Strem Chemicals社製)、0.37gのTri-tert-butylphosphonium Tetrafluoroborate(東京化成工業株式会社製)、及び80mLの3Mリン酸カリウム水溶液を加えた後、フラスコを80℃のオイルバスに浸漬し、メカニカルスターラーで激しく撹拌しながら10時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却した後、分離した水層を分液除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形分をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固した。得られた粗生成物をメタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)で洗浄、ろ別し、減圧乾燥して化合物(5-a)を得た。得量は4.37gであった。
・化合物(5-b)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた200mL三口フラスコに、1.00gの化合物(5-a)及び50mLの脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で撹拌しながら、室温で1.54mLの1.6Mブチルリチウムヘキサン溶液(関東化学株式会社製)を1.54mL添加した。添加終了後、室温でさらに1時間撹拌した後、0.28gのジメチルアミノアクロレイン(東京化成工業株式会社製)を反応混合物に添加した。添加終了後、室温でさらに1時間撹拌して反応させた。反応終了後、イオン交換水を加え、分離した水層を分液除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形分をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固した。得られた粘稠物をメタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)で洗浄、上澄みを取り除き、残存した粘稠物を減圧乾燥して化合物(5-b)を得た。得量は1.21gであった。
・化合物(5)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた200mLナスフラスコに、1.21gの化合物(5-b)、0.98gの2-(3-シアノ-4-メチル-5-フェニル-5-(トリフルオロメチル)フラン-2(5H)-イリデン)マロノニトリル(ICHEMICAL社製)、30mLの脱水クロロホルム(関東化学株式会社製)、及び30mLの脱水エタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で室温で9時間撹拌し反応させた。反応終了後、反応混合物をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固し、得られた粘稠物をメタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)で洗浄し、析出した固体をろ別し、減圧乾燥して化合物(5)を得た。得量は1.10gであった。化合物(5)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=8.11-7.89(br,1H),7.64-7.58(m,4H),7.52-7.48(m,5H),7.44-7.38(m,2H),7.37-7.27(m,6H),7.21(brs,1H), 7.01-6.96(m,2H),6.88-6.86(m,1H),6.67-6.45(m,3H),3.80(t,2H),3.53(t,2H),2.99(s,3H),1.99-1.83(m,4H),1.06-0.83(m,25H),0.76-0.53(m,14H).
(実施例1-5)化合物(6)の合成
化合物(6)を合成するために、化合物(4-a)をブロモ化し、化合物(6-b)を合成した。続いて、化合物(6-b)から鈴木カップリングによって、化合物(6-c)を合成した。続いて、化合物(6-c)からホルミル化反応によって化合物(6-d)を合成し、化合物(6-c)からKnoevenagel縮合によって化合物(6)を合成した。
化合物(6)を合成するために、化合物(4-a)をブロモ化し、化合物(6-b)を合成した。続いて、化合物(6-b)から鈴木カップリングによって、化合物(6-c)を合成した。続いて、化合物(6-c)からホルミル化反応によって化合物(6-d)を合成し、化合物(6-c)からKnoevenagel縮合によって化合物(6)を合成した。
三方コックを取り付けた500mLの三口フラスコに、24.00g(75.21mmol)の化合物(4-a)及び240mLの脱水テトラヒドロフラン(THF、富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。その後、反応混合物の入ったフラスコを0℃に冷却した。13.39g(75.21mmol)のN-ブロモスクシンイミド(NBS、東京化成工業株式会社製)を加えた。添加終了後、反応混合物を室温に昇温し、1時間撹拌し、反応させた。反応終了後、反応混合物をイオン交換水にて洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(6-b)を得た。得量は、18.07g(収率:62%)であった。
・化合物(6-c)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた500mLの三口フラスコに、15.00g(37.65mmol)の化合物(6-b)、21.35g(41.42mmol)の化合物(2A-d)、及び225mLの脱水THFを加え、さらに撹拌子を入れて内部をアルゴン置換した。撹拌しながら、50mL(151mmol)の3Mリン酸カリウム水溶液を加え、1.10g(0.94mmol)のTris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(StremChemicals社製)及び1.15g(3.77mmol)のTri-tert-butylphosphoniumTetrafluoroborate(東京化成工業株式会社製)を加えた。フラスコを80℃のオイルバスに浸し、激しく撹拌しながら還流下で2時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、撹拌を止めて静置した。二層に分離した反応混合物の水層を除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ過し、ろ液を500mLのナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで濃縮、乾固し目的物の化合物(6-c)を得た。得量は、29.52g(収率:111%)であった。化合物(6-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):9.83(s,1H),7.64-7.61(m,4H),7.59(s,1H)7.48-7.38(m,4H),7.38(m,4H),7.01(s,1H),6.58(d,2H),4.20(t,2H),3.82(t,2H),3.52(t,2H),),2.99(s,3H),1.91-1.86(m,2H),1.37-1.19(m,10H),1.03(s,9H),0.85(t,3H).
・化合物(6-d)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた500mLの三口フラスコに、6.00g(8.49mmol)の化合物(6-c)、3.45g(9.33mmol)のトリブチル(1,3-ジオキソラン-2-イルメチル)ホスホニウムブロミド(東京化成工業株式会社製)、及び120mLのTHF(富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。フラスコを氷浴に浸け、撹拌子で撹拌しながら冷却した。反応混合物に1.02g(25.46mmol)の水素化ナトリウム試薬(東京化成工業株式会社製)を添加し、添加終了後、さらに、3時間撹拌して反応させた。反応終了後、120mLの10%塩酸を添加して反応をクエンチした。有機層を分液した後、さらに、60mLのイオン交換水で洗浄した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルカラム精製(移動相:クロロホルム)することによって、化合物(6-d)を得た。得量は、4.78g(収率:77%)であった。化合物(6-d)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):9.87(d,1H,J=7.6Hz),7.65-7.61(m,4H),7.58(d,1H,J15.0Hz),7.45-7.32(m,8H),7.19(s,1H),6.99(s,1H),6.58(d,2H),6.56(dd,1H,J=15.0Hz,7.6Hz),4.16(t,2H),3.81(t,2H),3.52(t,2H),2.99(s,3H),1.91-1.83(m,2H),1.35-1.18(m,10H),1.05(s,9H),0.85(t,3H).
・化合物(6)の合成
三方コックを取り付けた100mLのナスフラスコに、2.00g(2.73mmol)の化合物(6-d)、1.72g(5.46mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5-phenyl-5-(trifluoromethyl)-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(IChemical社製)、20mLの脱水エタノール、及び20mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で撹拌しながら室温で18時間反応させた。反応終了後、20mLのエタノールを加え、沈殿物をろ別した。得られた生成物を8mLのクロロホルムおよび42mLのエタノールを用いて2回洗浄することによって化合物(6)を黒色固体として得た。得量は、2.53g(収率:90%)であった。化合物(6)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):7.76(dd,J=13.2Hz,12.4Hz,1H),7.61(d,4H),7.66-7.29(m,14H),7.18(s,1H),7.02(s,1H),6.73(dd,J=14.6Hz,12.4Hz,1H),6.62(d,2H),6.33(d,J=14.6Hz,1H),4.13(t,2H),3.81(t,2H),3.55(t,2H),3.00(s,3H),1.89-1.79(m,2H),1.34-1.14(m,10H),1.00(s,9H),0.83(t,3H).
(実施例1-6)化合物(7)の合成
化合物(7)を合成するために、Buchwaldアミノ化反応により、化合物(7-b)を合成した。続いて、化合物(7-b)からホルミル化反応によって化合物(7-c)を合成した。続いて、化合物(7-c)からブロモ化反応により化合物(7-d)を合成した、続いて、化合物(7-d)から鈴木カップリングにより、化合物(7-e)を合成し、化合物(7-e)からKnoevenagel縮合によって化合物(7)を合成した。
化合物(7)を合成するために、Buchwaldアミノ化反応により、化合物(7-b)を合成した。続いて、化合物(7-b)からホルミル化反応によって化合物(7-c)を合成した。続いて、化合物(7-c)からブロモ化反応により化合物(7-d)を合成した、続いて、化合物(7-d)から鈴木カップリングにより、化合物(7-e)を合成し、化合物(7-e)からKnoevenagel縮合によって化合物(7)を合成した。
化合物(7-a)は、国際公開第2020/039962号に従って合成した。上部に三方コック及び誘導撹拌型撹拌器を取り付けた2Lの四口フラスコに、65.00g(200.59mmol)の3,3’-ジブロモ-2,2’-ビチオフェン(Ambeed社製)、73.79g(240.70mmol)の化合物(7-a)、及び1300mLの脱水トルエンを入れて、内部を窒素置換した。撹拌しながら、77.11g(802.36mmol)のナトリウムtert-ブトキシド、11.65g(10.03mmol)のトリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム、及び12.49g(20.06mmol)の(±)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル(東京化成工業株式会社製)を加えた後、反応容器をオイルバスに浸し、110℃にて24時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、反応混合物をイオン交換水で洗浄し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ過し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物を展開溶媒にトルエンを用いてカラムクロマトグラフィー(移動相、ヘキサン:クロロホルム=3:1)で精製した後、再結晶(酢酸エチル:メタノール=2:1)により目的物の化合物(7-b)を淡黄色固体として得た。得量は、62.28gであった。化合物(7-b)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):7.44-7.32(m,6H),7.29-7.244(m,4H),7.07(d,2H),6.88(d,2H),4.33(t,2H),3.94(t,2H),0.91(s,9H).
上部に三方コックを付けた200mL三口フラスコに、合成した化合物(7-a)を4.10g、脱水テトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬株式会社製)を82mL、撹拌子を入れ、内部を窒素置換した。反応混合物をドライアイスバスに浸し-64℃まで冷却し、撹拌しながら、1.6Mブチルリチウムヘキサン溶液(関東化学株式会社製)を6.11mL(9.77mmol)添加した。添加終了後、冷却したまま更に30分間撹拌した後、ジメチルアミノアクロレイン(東京化成工業株式会社製)2.64gを反応混合物に添加した。添加終了後、撹拌しながら0℃まで昇温した。反応終了後、イオン交換水を加え、分離した水層を分液除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形分をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固し、化合物(7-c)を褐色粘稠物として得た。得量は5.39g(収率:98%)であった。化合物(7-c)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):9.54(d,1H),7.50(d,1H),7.41-7.28(m,7H),7.27-7.20(m,5H),7.17(s,1H),6.93(d,1H),6.41(dd,1H),4.34(t,2H),3.92(t,2H),0.85(s,9H).
上部に三方コックを取り付けた200mLの三口フラスコに、2.00g(3.36mmol)の化合物(7-c)及び60mLの脱水テトラヒドロフラン(THF、富士フイルム和光純薬株式会社製)を加え、さらに、撹拌子を入れて内部を窒素置換した。その後、反応混合物の入ったフラスコを0℃に冷却した後、1.26g(7.06mmol)のN-ブロモスクシンイミド(NBS、東京化成工業株式会社製)を加えた。添加終了後、反応混合物を冷却したまま、1時間撹拌し、反応させた。反応終了後、反応混合物をイオン交換水にて洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、不溶物をろ別し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固して化合物(7-d)を得た。得量は、1.74g(収率:77%)であった。
1H-NMR(400MHz,CD2Cl2):9.23(s,1H),7.99(s,1H),7.47(s,1H),7.38-7.28(m,6H),7.26-7.21(m,4H),7.00(s,1H),4.32(t,2H),3.92(t,2H),0.85(s,9H).
・化合物(7-e)の合成
上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた500mLの三口フラスコに、1.00g(1.48mmol)の化合物(7-d)、0.27g(1.63mmol)の4-(ジメチルアミノ)フェニルボロン酸、及び30mLの脱水THFを加え、さらに、撹拌子を入れて内部をアルゴン置換した。撹拌しながら、1.5mL(4.45mmol)の3Mリン酸カリウム水溶液を加え、0.04g(0.04mmol)のTris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0)(StremChemicals社製)及び0.5g(0.15mmol)のTri-tert-butylphosphoniumTetrafluoroborate(東京化成工業株式会社製)を加えた。フラスコを50℃のオイルバスに浸し、激しく撹拌しながら2時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、撹拌を止めて静置した。二層に分離した反応混合物の水層を除去し、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物をろ過し、ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮、乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィ(移動相:クロロホルム)によって精製し、目的物の化合物(7-e)を得た。得量は、0.47g(収率:42%)であった。化合物(7-e)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):9.63(s,1H),7.46-7.32(m,9H),7.28-7.24(m,4H),7.13(d,2H),7.00(s,1H),6.87(s,1H),6.84(d,2H),6.68(d,2H),4.26(t,2H),3.92(t,2H),3.03(s,6H),3.00(s,6H),0.90(s,9H)
・化合物(7)の合成
上部に三方コックを取り付けた100mLのナスフラスコに、0.45g(0.60mmol)の化合物(7-e)、0.28g(0.90mmol)の2-(3-cyano-4-methyl-5-phenyl-5-(trifluoromethyl)-2(5H)-furanylidene)-propanedinitrile(IChemical社製)、5mLの脱水エタノール、及び5mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で撹拌しながら室温で30時間反応させた。反応終了後、反応混合物を濃縮し、8mLのエタノールを用いて洗浄し、反応粗生成物を得た。反応粗生成物を晶析(酢酸エチル:アセトニトリル=1:5)により精製し、化合物(7)を黒色固体として得た。得量は、0.44g(収率:66%)であった。化合物(6)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):8.08(d,1H,J=14.2Hz),7.51-7.30(m,13H),7.26-7.20(m,4H),7.08-6.75(m,5H),6.68(d,2H),5.94(d,1H,J=14.2Hz),4.22(t,4H),3.91(t,2H),3.09(s,6H),3.01(s,6H),0.88(s,9H).
(実施例1-7)化合物(8)の合成
化合物(6-d)からKnoevenagel縮合によって化合物(8)を合成した。
化合物(6-d)からKnoevenagel縮合によって化合物(8)を合成した。
化合物(8-a)は国際公開第2019151318号の記載の方法に従って合成した。上部に三方コックを取り付けたジムロートを取り付けた100mLのナスフラスコに、0.45g(0.60mmol)の化合物(7-e)、1.80g(5.46mmol)の化合物(8-a)、20mLの脱水エタノール、及び20mLの脱水クロロホルムを加え、さらに撹拌子を入れて、内部を窒素置換した。撹拌子で撹拌しながら、フラスコを50℃に加熱したオイルバスに浸し、5時間反応させた。反応終了後、反応混合物を濃縮し、8mLのエタノールを用いて洗浄し、反応粗生成物を得た。反応粗生成物を晶析(クロロホルム:エタノール=1:1)により精製し、化合物(8)を黒色固体として得た。得量は、2.51g(収率:88%)であった。化合物(8)の1H-NMRスペクトルの測定結果は以下のとおりである。
1H-NMR(400MHz,CD2Cl2):7.73(d,2H),7.62-7.58(m,4H),7.50(d,2H),7.44(d,2H),7.42-7.22(m,8H),7.12(s,1H),7.02(s,1H),6.67(dd,1H,J=14.4Hz,11.6Hz),6.61(d,2H),6.32(d,1H,J=14.4Hz),4.13(t,2H),3.08(t,2H),3.54(t,2H),2.99(s,3H),2.10(s,3H),1.89-1.78(m,2H),1.33-1.15(m,10H),1.00(s,9H),0.82(t,3H).
2.加熱安定性試験
(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の測定条件)
化合物の純度の指標となるHPLC面積百分率の値は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC、株式会社島津製作所製、商品名:LC-20A)により、特に記載のない限り、254nmにおける値を求めた。測定するEO用インク組成物を3μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランを用い、1mL/分の流速で、0.1質量%の酢酸を添加した水/アセトニトリル(50/50):テトラヒドロフラン=100:0~0:100(容積比)のグラジエント分析で流した。カラムは、SUMIPAXODSZ-CLUE粒子径:3μm、内径:4.6mm、長さ:250mm(住化分析センター製)を用いた。検出器は、フォトダイオードアレイ検出器(株式会社島津製作所製、商品名:SPD-M20A)を用いた。
(高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の測定条件)
化合物の純度の指標となるHPLC面積百分率の値は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC、株式会社島津製作所製、商品名:LC-20A)により、特に記載のない限り、254nmにおける値を求めた。測定するEO用インク組成物を3μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランを用い、1mL/分の流速で、0.1質量%の酢酸を添加した水/アセトニトリル(50/50):テトラヒドロフラン=100:0~0:100(容積比)のグラジエント分析で流した。カラムは、SUMIPAXODSZ-CLUE粒子径:3μm、内径:4.6mm、長さ:250mm(住化分析センター製)を用いた。検出器は、フォトダイオードアレイ検出器(株式会社島津製作所製、商品名:SPD-M20A)を用いた。
(有機溶媒の双極子モーメントの算出)
有機溶媒の双極子モーメントμをGaussian社製の量子化学計算プログラムであるGaussian09により計算することによって算出した。M062X/6-31+g(d)条件の下、pcm計算(溶媒としてクロロホルムを指定)により構造最適化計算を実施した。
有機溶媒の双極子モーメントμをGaussian社製の量子化学計算プログラムであるGaussian09により計算することによって算出した。M062X/6-31+g(d)条件の下、pcm計算(溶媒としてクロロホルムを指定)により構造最適化計算を実施した。
(実施例2-1)
市販化合物NEO-823(東京化成工業株式会社製)5mgを、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、実施例2-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて2時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は102%であった。なお、維持率rは、以下の式(X)より求めた。
r=S1/S0 (X)
S1:加熱安定性試験後の化合物のHPLC面積百分率の値
S0:加熱安定性試験前の化合物のHPLC面積百分率の値
市販化合物NEO-823(東京化成工業株式会社製)5mgを、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、実施例2-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて2時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は102%であった。なお、維持率rは、以下の式(X)より求めた。
r=S1/S0 (X)
S1:加熱安定性試験後の化合物のHPLC面積百分率の値
S0:加熱安定性試験前の化合物のHPLC面積百分率の値
(実施例2-2)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてキシレンを用いて、実施例2-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、98%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてキシレンを用いて、実施例2-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、98%であった。
(実施例2-3)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて、実施例2-3のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、99%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて、実施例2-3のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、99%であった。
(実施例2-4)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてテトラリンを用いて、実施例2-4のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、102%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてテトラリンを用いて、実施例2-4のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、102%であった。
(実施例2-5)
オルト-ジクロロベンゼンに代えて2-ヘプタノンを用いて、実施例2-5のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えて2-ヘプタノンを用いて、実施例2-5のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
(比較例2-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてジメチルアセトアミドを用いて、比較例2-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、88%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてジメチルアセトアミドを用いて、比較例2-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、88%であった。
(比較例2-2)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例2-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、65%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例2-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、65%であった。
実施例2-1~2-5及び比較例2-1、2-2を表1にまとめる。
(実施例3-1)
NEO-823に代えて実施例1-1の化合物(1)を用いて、実施例3-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
NEO-823に代えて実施例1-1の化合物(1)を用いて、実施例3-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
(実施例3-2)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてクロロベンゼンを用いて、実施例3-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例3-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、102%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてクロロベンゼンを用いて、実施例3-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例3-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、102%であった。
(比較例3-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例3-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例3-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、56%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例3-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例3-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、56%であった。
実施例3-1、実施例3-2、及び比較例3-1を表2にまとめる。
(実施例4-1)
NEO-823に代えて合成例1の化合物(2)を用いて、実施例4-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、91%であった。
NEO-823に代えて合成例1の化合物(2)を用いて、実施例4-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、91%であった。
(比較例4-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例4-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例4-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、51%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例4-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例4-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、51%であった。
実施例4-1及び比較例4-1を表3にまとめる。
(実施例5-1)
NEO-823に代えて実施例1-2の化合物(3)を用いて、実施例5-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて8時間加熱撹拌した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
NEO-823に代えて実施例1-2の化合物(3)を用いて、実施例5-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて8時間加熱撹拌した以外は、実施例2-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
(比較例5-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例5-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例5-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、15%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例5-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例5-1と同様して、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、15%であった。
実施例5-1及び比較例5-1を表4にまとめる。
(実施例6-1)
NEO-823に代えて実施例1-3の化合物(4)を用いて、実施例6-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
NEO-823に代えて実施例1-3の化合物(4)を用いて、実施例6-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
(比較例6-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例6-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例6-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、62%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例6-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例6-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、62%であった。
実施例6-1及び比較例6-1を表5にまとめる。
(実施例7-1)
NEO-823に代えて実施例1-4の化合物(5)を用いて、実施例7-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、99%であった。
NEO-823に代えて実施例1-4の化合物(5)を用いて、実施例7-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、99%であった。
(比較例7-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例7-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例7-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、29%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例7-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例7-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、29%であった。
実施例7-1及び比較例7-1を表6にまとめる。
(実施例8-1)
NEO-823に代えて実施例1-5の化合物(6)を用いて、実施例8-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
NEO-823に代えて実施例1-5の化合物(6)を用いて、実施例8-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、100%であった。
(比較例8-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例8-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例8-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、61%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例8-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例8-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、61%であった。
実施例8-1及び比較例8-1を表7にまとめる。
(実施例9-1)
NEO-823に代えて実施例1-6の化合物(7)を用いて、実施例9-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、90%であった。
NEO-823に代えて実施例1-6の化合物(7)を用いて、実施例9-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例2-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、90%であった。
(比較例9-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例9-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例9-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、62%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例9-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例9-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、62%であった。
実施例9-1及び比較例9-1を表8にまとめる。
(実施例10-1)
実施例1-7の化合物(8)5mgを、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、実施例10-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて8時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は101%であった。
実施例1-7の化合物(8)5mgを、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、実施例10-1のEO用インク組成物を調製し、140℃に加熱したホットプレート上にて8時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は101%であった。
(比較例10-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例10-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例10-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、10%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例10-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例10-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、10%であった。
実施例10-1及び比較例10-1を表9にまとめる。
(実施例11-1)
市販化合物NEO-823(東京化成工業株式会社)5mg及びPMMA(アルドリッチ社製)を、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、140℃に加熱したホットプレート上にて2時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は105%であった。
市販化合物NEO-823(東京化成工業株式会社)5mg及びPMMA(アルドリッチ社製)を、オルト-ジクロロベンゼン4mLに溶解させて、140℃に加熱したホットプレート上にて2時間加熱撹拌した。加熱安定性試験の前後において、HPLCを測定したところ、化合物の維持率は105%であった。
(比較例11-1)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例11-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、33%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例11-1のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、33%であった。
(実施例11-2)
NEO-823に代えて実施例1-1の化合物(1)を用いて、実施例11-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
NEO-823に代えて実施例1-1の化合物(1)を用いて、実施例11-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-1と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、94%であった。
(比較例11-2)
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例11-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-2と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、45%であった。
オルト-ジクロロベンゼンに代えてシクロペンタノンを用いて、比較例11-2のEO用インク組成物を調製した以外は、実施例11-2と同様にして、加熱安定性試験を行い、化合物の維持率を算出した。加熱安定性試験の前後において、化合物の維持率は、45%であった。
実施例11-1、11-2及び比較例11-1、11-2を表10にまとめる。
(実施例12-1)
(A)インク組成物の調製
0.08gの実施例1-1の化合物(1)及び0.11gのPMMA(富士フイルム和光純薬株式会社製)をクロロベンゼン(富士フイルム和光純薬株式会社製)1.03gに溶解させ、実施例12-1のEO用インク組成物を調製した。
(A)インク組成物の調製
0.08gの実施例1-1の化合物(1)及び0.11gのPMMA(富士フイルム和光純薬株式会社製)をクロロベンゼン(富士フイルム和光純薬株式会社製)1.03gに溶解させ、実施例12-1のEO用インク組成物を調製した。
(B)EO膜の作製
スピンコーターMS-A100(ミカサ株式会社製)を使用し、洗浄済みのITO基板上に実施例12-1のEO用インク組成物を塗布した後、95℃で2.5時間真空乾燥した。これにより、膜厚が550nmであるEO膜を得た。この上に、IZO薄膜をスパッタ法により270nm作製し、上部電極とした。この薄膜をそれぞれ110℃に昇温した後、電極間に140V/μmの電界を印加し、110℃を1分間保持した。電界を印加したまま室温まで徐冷した後、電界をOFFとし、実施例12-1のEO膜を作成した。
スピンコーターMS-A100(ミカサ株式会社製)を使用し、洗浄済みのITO基板上に実施例12-1のEO用インク組成物を塗布した後、95℃で2.5時間真空乾燥した。これにより、膜厚が550nmであるEO膜を得た。この上に、IZO薄膜をスパッタ法により270nm作製し、上部電極とした。この薄膜をそれぞれ110℃に昇温した後、電極間に140V/μmの電界を印加し、110℃を1分間保持した。電界を印加したまま室温まで徐冷した後、電界をOFFとし、実施例12-1のEO膜を作成した。
(C)EO係数の測定
得られたEO膜を、参考論文(“Transmission ellipsometric method without an aperture for simpIe and reIiabIe evaluation of electro-optic properties”,Toshiki Yamada and Akira Otomo,Optics Express,voI.21,pages29240-48(2013))に記載の方法と同様にして、EO係数r33を測定した。レーザー光源は、半導体DFBレーザー(THORLABS製)のLP1310-SAD2(1310nm)及びLP1550-SAD2(1550nm)を用いた。実施例12-1のEO膜のEO係数r33は1310nm下で78pm/V、1550nm下で56pm/Vであった。
得られたEO膜を、参考論文(“Transmission ellipsometric method without an aperture for simpIe and reIiabIe evaluation of electro-optic properties”,Toshiki Yamada and Akira Otomo,Optics Express,voI.21,pages29240-48(2013))に記載の方法と同様にして、EO係数r33を測定した。レーザー光源は、半導体DFBレーザー(THORLABS製)のLP1310-SAD2(1310nm)及びLP1550-SAD2(1550nm)を用いた。実施例12-1のEO膜のEO係数r33は1310nm下で78pm/V、1550nm下で56pm/Vであった。
表1~表10に示すとおり、所定の化合物と、沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒との組み合わせである、実施例のEO用インク組成物は、このような組み合わせでない、比較例のEO用インク組成物に比べて、加熱安定性試験の前後における化合物の維持率が高かった。また、所定の化合物と非晶性樹脂とを含む実施例12-1のEO膜は、充分に高いEO係数を有することが判明した。これらの結果から、本発明の電気光学用インク組成物が加熱安定性に優れることが確認された。
Claims (12)
- 下記式(1’)で表される化合物及び下記式(1’’)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
沸点が120℃以上であり、かつ双極子モーメントが3.0デバイ未満である有機溶媒と、
を含む、電気光学用インク組成物。
[式(1’)中、D1は、電子供与性基を表す。
X1は、2価の共役系連結基又は単結合を表す。
A1は、下記式(a1)で表される基を表す。]
[式(a1)中、E1及びE2は、それぞれ独立に、-C(R1)(R2)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3-を表す。ただし、E1及びE2の少なくとも一方は、-O-又は-NR3-である。
R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1及びR2の少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。]
[式(1’’)中、D2は、電子供与性基を表す。
X2は、2価の多環式縮合環基を含む2価の共役系連結基を表す。当該2価の多環式縮合環基は、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基であり、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。
A2は、下記式(a2)で表される基を表す。]
[式(a2)中、E3及びE4は、それぞれ独立に、-C(R11)(R12)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13-を表す。ただし、E3及びE4の少なくとも一方は、-O-又は-NR13-である。
R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13は、水素原子又はアルキル基を表す。
*は、結合位置を表す。] - 前記D1及び前記D2が、下記式(d1)で表される基である、請求項1に記載の電気光学用インク組成物。
[式(d1)中、R4及びR5は、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41-OH(R41は2価の炭化水素基を表す。)、-R42-NH2(R42は2価の炭化水素基を表す。)、-R43-SH(R43は2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44-NCO(R44は2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4及びR5は、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6は、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61-OH(R61は2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62-OH(R62は2価の炭化水素基を表す。)、-R63-NH2(R63は2価の炭化水素基を表す。)、-R64-SH(R64は2価の炭化水素基を表す。)、-R65-NCO(R65は2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66(R66は1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6は、R4又はR5と互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kは、0~4の整数を表す。
nは、0又は1を表す。
*は、結合位置を表す。] - 非晶性樹脂をさらに含み、
前記非晶性樹脂が、前記化合物と共有結合を形成していてもよく、前記化合物の架橋性基と反応して架橋構造を形成していてもよい、請求項1又は2に記載の電気光学用インク組成物。 - 下記式(1A)で表される、化合物。
[式(1A)中、Xaは、チオフェン環を2以上有し、構成元素としてsp3炭素原子及び窒素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E1a及びE2aは、それぞれ独立に、-C(R1a)(R2a)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3a-を表す。ただし、E1a及びE2aの少なくとも一方は、-O-又は-NR3a-である。
R1a及びR2aは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1a及びR2aの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基ある。
R3aは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4a及びR5aは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41a-OH(R41aは2価の炭化水素基を表す。)、-R42a-NH2(R42aは2価の炭化水素基を表す。)、-R43a-SH(R43aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44a-NCO(R44aは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4a及びR5aは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6aは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61a-OH(R61aは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62a-OH(R62aは2価の炭化水素基を表す。)、-R63a-NH2(R63aは2価の炭化水素基を表す。)、-R64a-SH(R64aは2価の炭化水素基を表す。)、-R65a-NCO(R65aは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66a(R66aは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6aが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6aは、R4a又はR5aと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kaは、0~4の整数を表す。] - 下記式(1B)で表される、化合物。
[式(1B)中、Xbは、チエノチオフェン環を1又は2有し、構成元素としてsp3炭素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1種を有し、かつベンゼン環を含まない2価の多環式縮合環基を表し、2価の多環式縮合環基の縮合環全体の環の数は、4~10である。2価の多環式縮合環基は、置換基を有していてもよい。
E3b及びE4bは、それぞれ独立に、-C(R11b)(R12b)-、-C(O)-、-O-、又は-NR13b-を表す。ただし、E3b及びE4bの少なくとも一方は、-O-又は-NR13b-である。
R11b及びR12bは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。
R13bは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4b及びR5bは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41b-OH(R41bは2価の炭化水素基を表す。)、-R42b-NH2(R42bは2価の炭化水素基を表す。)、-R43b-SH(R43bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44b-NCO(R44bは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4b及びR5bは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6bは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61b-OH(R61bは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62b-OH(R62bは2価の炭化水素基を表す。)、-R63b-NH2(R63bは2価の炭化水素基を表す。)、-R64b-SH(R64bは2価の炭化水素基を表す。)、-R65b-NCO(R65bは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66b(R66bは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6bが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6bは、R4b又はR5bと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kbは、0~4の整数を表す。] - 下記式(1C)で表される、化合物。
[式(1C)中、Xcは、チオフェン環を2以上有する2価の多環式縮合環基又はチオフェン環を2以上有するヘテロアリーレン基を表し、2価の多環式縮合環基及びヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
E1C及びE2Cは、それぞれ独立に、-C(R1C)(R2C)-、-C(O)-、-O-、又は-NR3C-を表す。ただし、E1C及びE2Cの少なくとも一方は、-O-又は-NRa-である。
R1C及びR2Cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、又はハロアリール基を表す。ただし、R1C及びR2Cの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む基である。
R3Cは、水素原子又はアルキル基を表す。
R4C及びR5Cは、それぞれ独立に、アルキル基、ハロアルキル基、アシルオキシアルキル基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アリール基、-R41C-OH(R41Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R42C-NH2(R42Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R43C-SH(R43Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-R44C-NCO(R44Cは2価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R4C及びR5Cは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
R6Cは、アルキル基、アルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、トリアルキルシリルオキシアルキル基、アリールジアルキルシリルオキシアルキル基、アルキルジアリールシリルオキシアルキル基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、スルファニル基、イソシアネート基、-R61C-OH(R61Cは2価の炭化水素基を表す。)、-O-R62C-OH(R62Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R63C-NH2(R63Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R64C-SH(R64Cは2価の炭化水素基を表す。)、-R65C-NCO(R65Cは2価の炭化水素基を表す。)、又は-OC(=O)R66C(R66Cは1価の炭化水素基を表す。)を表す。これらの基は架橋性基を有していてもよい。R6Cが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。R6Cは、R4C又はR5Cと互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
kcは、0~4の整数を表す。
R7c及びR8cは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。] - 請求項4~7のいずれか一項に記載の化合物を含む、電気光学用インク組成物。
- 請求項1又は2に記載の電気光学用インク組成物を形成材料とする、電気光学膜。
- 請求項4~7のいずれか一項に記載の化合物を含む、電気光学膜。
- 請求項9に記載の電気光学膜を備える、電気光学素子。
- 請求項10に記載の電気光学膜を備える、電気光学素子。
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