JP3148987B2 - C60フラーレン分子誘導体、c60フラーレン分子誘導体の合成方法 - Google Patents
C60フラーレン分子誘導体、c60フラーレン分子誘導体の合成方法Info
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Description
子を電子受容体、ビスマロン酸エステルのベンゼン環に
種々の電子供与基を導入した分子を電子供与体とする、
対面型ドナー・アクセプター化合物より成る、新規の機
能性有機化合物に関する。
するため、C60フラーレン分子を電子受容体とするドナ
ー・アクセプター化合物は、電子デバイス、光学デバイ
ス、導電素子等の、機能性有機分子として、注目されて
いる。C60フラーレン分子を電子受容体とするドナー・
アクセプター化合物としては、これまでC60フラーレン
分子と電子供与体を一点で連結した直線型化合物が知ら
れており、それらの電子的あるいは光学的性質や機能が
知られている。しかしながら、それらを材料として利用
する場合、C60フラーレン分子の特異的形状のために分
子間のスタックが不十分であり、集合体としての十分な
性質、機能は発現しなかった。
直線型C60フラーレン化合物の欠点を解決する、新規の
ドナー・アクセプター化合物を提供し、よって電子デバ
イス、光学デバイス、導電素子等の素材としての使用に
適する新規化合物、即ち対面型ドナー・アクセプター化
合物を提供する事にある。
直線型C60フラーレン分子の問題点を解決するために、
電子受容体(アクセプター)であるC60フラーレン分子
と、電子供与体(ドナー)である芳香族化合物を2点で
連結した二付加体に、発明者らは注目した。両者を対面
固定することによって、上述した欠点が克服され、電子
授受の効率が向上する事が期待される。ドナー・アクセ
プター間の電荷移動相互作用は、フラーレンの対面型配
置においてしばしば観察される。対面型ドナー・アクセ
プターC 60化合物においては、ドナーとアクセプターが
2点で固定されているため、C60フラーレン分子部位の
運動が抑制され、強力な分子間スタックによって分子結
晶となる。対面型ドナー・アクセプター系C60フラーレ
ン化合物は、二官能性化合物であるので、各種高分子の
合成材料となり、C60フラーレン分子を高分子主鎖に含
む主鎖・側鎖併用型ドナー・アクセプター高分子を構築
できる。これらの有機材料は、新規な電子材料、光学材
料としての応用が期待できる(図1)。
(つなぎわ)としてのビスマロン酸エステルとを、I2
と1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7
−エン(DBU)の存在下で反応させる事により、C60
フラーレン分子と芳香族化合物を2点で連結した二付加
体を合成する手法が報告された(Nierengart
en.et al.Angew.Chem.Int.E
d.Engel.,1996,35,2101:F.D
iederich et al.Helvetica
Chemica Acta.,1997,80,223
8)。発明者らはその手法に注目し、テターであるビス
マロン酸エステルのベンゼン環に種々の電子供与基を導
入する事により、より良いドナー・アクセプター相互作
用を得る事を試みた。
ターC60フラーレン化合物は、ビスマロン酸エステルの
ベンゼン環に種々の電子供与基を導入しする事により、
電子を豊富にしたてテターである電子供与体と、電子受
容体であるC60フラーレン分子とを二カ所で結合させた
ベンゼン環は、少なくとも二カ所が種々の電子供与基で
置換されている必要がある。即ち、化学式12において
示される、R1 、R2 、R3 及びR4 のうち少なくとも
二つは、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖の
アルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ基、炭素
数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ基、無置
換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数1ないし
5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ基、炭素
数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二置換アミ
ノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ基、若し
くは無置換又は置換アリール基二置換アミノ基等で置換
されている必要がある。これらの分子でベンゼン環が置
換される事により電子供与体の電子が豊富となり、電子
授受の効率が向上する。
は、二カ所で結合している必要がある。上記の化学式1
2においてX及びYは、X及びYはメチレン、炭素数1
ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換メチレ
ン、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換メチレン、無置換又は置換アリール基一置換メチレ
ン、無置換又は置換アリール基二置換メチレン、エーテ
ル酸素、チオエーテル硫黄、アミノ窒素、炭素数1ない
し5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基置換アミノ窒素、若
しくは無置換又は置換アリール基置換アミノ基等であ
る。
に、nが0ないし5のアルキレン鎖を含む事が可能であ
る。Zはカルボニル酸素又はチオカルボニル硫黄等であ
り、R 5 は炭素数1ないし5の直鎖又は分子鎖のアルキ
ル基、無置換又は置換アリール基若しくはシリル基等で
ある。又、C60フラーレン分子に結合した2つの置換メ
タノ基の位置は、シスー3、シスー2、シスー1、エカ
トリアル、トランスー4、トランスー3、トランスー
2、トランスー1である。置換基の位置を、図2に示
す。
明の範囲内である。ビスマロン酸エステル誘導体とC60
フラーレン分子とを、トルエン等の有機溶媒中、I2 と
DBUの存在下において室温で反応させる事により、本
発明の化合物を合成する事ができる。
レン分子とを、トルエン中でI2とDBUの存在下にお
いて反応させる事(F.Diederich et a
l.Helvetica Chemica Act
a.,1997,80,2238参照)により、トラン
ス−4付加体を得た。尚、反応は室温で1晩反応させる
事により行った。本反応を図3に示す。 (1)親化合物である、無置換体 (2)メトキシ基二置換体(R1 がメトキシ基、R2 が
水素である) (3)メトキシ基四置換体(R1 がメトキシ基、R2 が
メトキシ基である) (4)ビスメチレンジオキシ基二置換体である、(R1
−R2 がビスメチレンジオキシ基で架橋されている)
無置換体の収率が33%であるにもかかわらず、(2)
のメトキシ基二置換体の収率は71%、(3)のメトキ
シ基四置換体の収率は43%、(4)のビスメチレンジ
オキシ基二置換体の収率は35%であった。これらの結
果は、(1)の親化合物に対して、特に(2)のメトキ
シ基二置換体において、生成物の収率及び選択性が向上
している事を示している。
クトルにより測定し、検討した。その結果、470nm
付近の吸収は、溶媒の極性の上昇と共に、(2)のメト
キシ基二置換体では1nm、(3)のメトキシ基四置換
体では7nm、短波長側にシフトした(図4)。蛍光ス
ペクトルを測定(励起波長:415nm)したところ、
(2)、(3)、(4)おいて720nm付近の蛍光が
低下した(図5)。また、生成物のCVスペクトルを測
定すると、第一還元酸化電位は(1)と比較して、
(2)では0.08V、(3)では0.16V低下し
た。これらの結果から、電子供与体である電子豊富な芳
香環と、求電子的な性質を有するアクセプターであるC
60フラーレン分子との間で、効果的な電荷移動相互作用
が存在している事が示された。
子受容体、ビスマロン酸エステルのベンゼン環に種々の
電子供与基を導入した分子を電子供与体とする、新規の
対面型ドナー・アクセプター化合物が提供された。当該
化合物はその電荷移動相互作用により、電子デバイス、
光学デバイス、導電素子等に使用可能である。
の電子的相互作用を示した図である。
基の位置を示した図である。
ーレン分子との反応による対面型ドナー・アクセプター
化合物の生成及び生成物の収率を示した図である。
測定した結果である。
mの励起波長において測定した結果である。
Claims (8)
- 【請求項1】 【化1】 (nは0ないし5であり、X及びYはメチレン、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換メチレ
ン、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換メチレン、無置換又は置換アリール基一置換メチレ
ン、無置換又は置換アリール基二置換メチレン、エーテ
ル酸素、チオエーテル硫黄、アミノ窒素、炭素数1ない
し5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基置換アミノ窒素、若
しくは無置換又は置換アリール基置換アミノ基であり、
Zはカルボニル酸素又はチオカルボニル硫黄であり、R
1 、R3 は水素、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は
分岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ
基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ
基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換アミノ基
であり、R2 、R4 は、水酸基、炭素数1ないし5の直
鎖又は分岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリール
オキシ基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキ
ルチオ基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、
炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換
アミノ基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキ
ル基二置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換
アミノ基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換ア
ミノ基であり、R5 は炭素数1ないし5の直鎖又は分岐
鎖のアルキル基、無置換又は置換アリール基若しくはシ
リル基である)のC60フラーレン分子誘導体。 - 【請求項2】 【化2】 (R1 、R2 のうち、少なくとも1つは水酸基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基、無置換又
は置換アリールオキシ基、炭素数1ないし5の直鎖又は
分岐鎖のアルキルチオ基、無置換又は置換アリールチオ
基、アミノ基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のア
ルキル基一置換アミノ基、炭素数1ないし5の直鎖又は
分岐鎖のアルキル基二置換アミノ基、無置換又は置換ア
リール基一置換アミノ基、若しくは無置換又は置換アリ
ール基二置換アミノ基である)のC60フラーレン分子誘
導体。 - 【請求項3】 【化3】 のC60フラーレン分子誘導体。
- 【請求項4】 【化4】 のC60フラーレン分子誘導体。
- 【請求項5】 【化5】 のC60フラーレン分子誘導体。
- 【請求項6】 【化6】 (R1 は水素、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は分
岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ
基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ
基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換アミノ基
であり、R2 は、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は
分岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ
基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ
基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換アミノ
基)に示すビスマロン酸エステル誘導体と、C60フラー
レン分子とを、I2 と1,8−ジアザビシクロ[5.
4.0]ウンデク−7−エンの存在下で反応させる事に
より 【化7】 (R1 は水素、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は分
岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ
基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ
基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換アミノ基
であり、R2 は、水酸基、炭素数1ないし5の直鎖又は
分岐鎖のアルコキシ基、無置換又は置換アリールオキシ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキルチオ
基、無置換又は置換アリールチオ基、アミノ基、炭素数
1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基一置換アミノ
基、炭素数1ないし5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基二
置換アミノ基、無置換又は置換アリール基一置換アミノ
基、若しくは無置換又は置換アリール基二置換アミノ
基)に示すC60フラーレン分子誘導体を得る過程より成
る、C60フラーレン分子誘導体の合成方法。 - 【請求項7】 【化8】 (R1 、R2 のうち、少なくとも1つは電子供与基であ
る)に示すビスマロン酸エステル誘導体と、C60フラー
レン分子とを、I2 と1,8−ジアザビシクロ[5.
4.0]ウンデク−7−エンの存在下で反応させる事に
より 【化9】 (R1 、R2 のうち、少なくとも1つは電子供与基であ
る)に示すC60フラーレン分子誘導体を得る過程より成
る、C60フラーレン分子誘導体の合成方法。 - 【請求項8】 【化10】 (R1 はメトキシ基でありR2 は水素、又はR1 はメト
キシ基でありR2 はメトキシ基、又はR1 −R2 はビス
メチレンジオキシ基で架橋されている)に示すビスマロ
ン酸エステル誘導体と、C60フラーレン分子とを、I2
と1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7
−エンの存在下で反応させる事により 【化11】 (R1 はメトキシ基でありR2 は水素、又はR1 はメト
キシ基でありR2 はメトキシ基、又はR1 −R2 はビス
メチレンジオキシ基で架橋されている)に示すC60フラ
ーレン分子誘導体を得る過程より成る、C60フラーレン
分子誘導体の合成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15026499A JP3148987B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | C60フラーレン分子誘導体、c60フラーレン分子誘導体の合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15026499A JP3148987B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | C60フラーレン分子誘導体、c60フラーレン分子誘導体の合成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000344764A JP2000344764A (ja) | 2000-12-12 |
JP3148987B2 true JP3148987B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=15493150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15026499A Expired - Lifetime JP3148987B2 (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | C60フラーレン分子誘導体、c60フラーレン分子誘導体の合成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3148987B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2197828A4 (en) * | 2007-09-21 | 2011-09-21 | Solenne Bv | FULLERENE MULTI-ADDUCT COMPOSITIONS |
JP6101007B2 (ja) * | 2012-06-04 | 2017-03-22 | 住友化学株式会社 | 光電変換素子 |
-
1999
- 1999-05-28 JP JP15026499A patent/JP3148987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Helvetica Chimica Acta,vol.80(1997),pages2238−2276 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000344764A (ja) | 2000-12-12 |
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