JP4883955B2 - Organic semiconductor and electronic device using the same - Google Patents

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本発明は、有機半導体およびそれを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to an organic semiconductor and an electronic device using the organic semiconductor.

最近、本発明者らは、スマネン(Sumanene)と呼ばれる有機化合物(下記式(84))の合成に世界ではじめて成功した(非特許文献1等参照)。この化合物は、学術的観点のみならず産業上の観点からも多大な利用可能性が見込まれており、例えば電子材料等への応用の可能性が注目されている。以下、本発明者らがスマネンおよびその製造方法の発明をするに至った経緯について説明する。   Recently, the present inventors have succeeded in synthesizing an organic compound called “Sumanene” (the following formula (84)) for the first time in the world (see Non-Patent Document 1, etc.). This compound is expected to have great applicability not only from an academic point of view but also from an industrial point of view. For example, the possibility of application to electronic materials has attracted attention. Hereinafter, the background that the present inventors came to invent the sumanen and the manufacturing method thereof will be described.

60(下記式(82))やC70をはじめとする各種フラーレンおよびカーボンナノチューブと呼ばれる一群の炭素同族体(以下、これらを総称して「フラーレン類」と呼ぶことがある)は、その特異的な物性から次世代材料として注目されている。フラーレン類は、C60やC70以外にも種々の構造のものが知られており、それぞれが固有の物性を有している。それらを化学修飾することにより、さらに多様な機能を付加しようとする研究も全世界的に活発に行なわれている。 A group of carbon homologues called C 60 (following formula (82)) and various fullerenes including C 70 and carbon nanotubes (hereinafter, these may be collectively referred to as “fullerenes”) It is attracting attention as a next-generation material because of its physical properties. In addition to C 60 and C 70 , fullerenes having various structures are known, and each has specific physical properties. Research that attempts to add more various functions by chemically modifying them has been actively conducted all over the world.

しかし、現状では、フラーレン類の製造方法はいわゆるアーク放電法等に限定されており、C60およびC70は比較的容易に得られるが、その他のフラーレン類はごく微量しか生産することができず、入手が非常に困難である。したがって、フラーレン類を化学修飾して種々の構造の高機能材料を製造しようとしても、出発原料の種類の貧困さが問題となる。 However, at present, the production method of fullerenes is limited to the so-called arc discharge method and C 60 and C 70 can be obtained relatively easily, but other fullerenes can be produced in a very small amount. It is very difficult to obtain. Therefore, even if an attempt is made to produce highly functional materials having various structures by chemically modifying fullerenes, poverty of the kinds of starting materials becomes a problem.

上記の事情に鑑み、フラーレン類を化学的に合成しようとする試みが世界各地で盛んに行なわれているが、この研究はようやく端緒についたばかりであり、いまだ誰も成功していない。しかしながら、有機合成化学の手法によれば、前記アーク放電法等と異なり生成物の分子構造を自由自在に制御できるため、研究が進めば、従来は入手困難であったフラーレン類も自由に得られることが期待できる。さらに、既存のフラーレン類に限定されず、新規なフラーレン類およびその誘導体についても合成できれば、新規材料の設計に大きな風穴を開けることになると考えられる。例えば、フラーレン類の炭素原子の一部をヘテロ原子で置き換えたヘテロフラーレン類は、理論研究によりその挙動が注目されている(例えば、非特許文献2参照)が、C59N(非特許文献3参照)等のごく一部の化合物を除いていまだ製造されておらず、その有機化学的合成法の確立が期待される。 In view of the above circumstances, attempts to chemically synthesize fullerenes have been actively carried out in various parts of the world, but this research has only just begun and no one has been successful. However, according to the organic synthetic chemistry method, the molecular structure of the product can be freely controlled unlike the arc discharge method, etc., and if research proceeds, fullerenes that have been difficult to obtain can be obtained freely. I can expect that. Furthermore, the present invention is not limited to existing fullerenes, and if new fullerenes and derivatives thereof can be synthesized, it is considered that a large air hole will be opened in the design of new materials. For example, the behavior of heterofullerenes in which a part of carbon atoms of fullerenes is replaced with a heteroatom has attracted attention by theoretical research (for example, see Non-Patent Document 2), but C 59 N (Non-Patent Document 3). It has not been manufactured except for a small part of compounds such as reference), and the establishment of the organic chemical synthesis method is expected.

現在は、C60の部分的構造である非平面共役系炭素骨格を含む化合物を合成すべく研究が進められている。しかし、従来は、コランニュレン(Corannulene)と呼ばれる化合物(下記式(83))およびその誘導体が1966年に合成されたことが報告されているのみであり、かつ、実験室レベルでの合成しか行われていなかった。なお、1999年には、フラスコ内の穏やかな条件下においてコランニュレンを比較的大量に合成できるルートも報告されている(非特許文献4)。 Currently, research is underway in order to synthesize a compound containing a non-planar conjugated carbon skeleton which is a partial structure of C 60. However, conventionally, it has only been reported that a compound called corannulene (the following formula (83)) and a derivative thereof were synthesized in 1966, and only a synthesis at a laboratory level was performed. It wasn't. In 1999, a route was also reported in which corannulene can be synthesized in a relatively large amount under mild conditions in the flask (Non-Patent Document 4).

コランニュレンは、前記C60の部分的構造を含む化合物としては世界ではじめて合成された化合物であり、その学術的意義は大きいが、産業上利用等の観点から見ると難点があった。なぜならば、その骨格の炭素原子が全てベンゼン核に取り込まれているため反応性がさほど高くないからである。したがって、コランニュレンは、前記C60の部分的構造を含むにも関わらず、実際にC60等のフラーレン類およびその他の化合物の合成原料等として用いるには困難を伴う。実際に、コランニュレン誘導体も、現時点ではごく限られた構造のものが合成されているだけである。 Corannulene is a compound synthesized for the first time in the world as a compound containing the partial structure of C 60 , and its academic significance is great, but it is difficult from the viewpoint of industrial use. This is because the reactivity is not so high because all the carbon atoms of the skeleton are incorporated into the benzene nucleus. Therefore, Corannulene, said despite containing partial structure of C 60, accompanied by actually difficult to use as a raw material for the synthesis of fullerenes and other compounds, such as C 60. Actually, the corannulene derivatives have only been synthesized with a very limited structure at present.

研究者の間で、コランニュレンの他にもう一つ注目されてきた化学構造が、前記スマネン(Sumanene)であった。コランニュレンがC60のC5対称部分骨格を含むのに対し、スマネンはC60のC3対称部分骨格を含む。そして、スマネンは、コランニュレンと異なり、ベンジル位炭素を3ヶ所に含んでいることが大きな特徴である。一般に、ベンジル位炭素を含む化合物は合成原料として価値が高い。なぜならば、ベンジル位炭素は非常に活性が高く、カチオン種、アニオン種、カルベンなど様々な活性種を発生させることができ、その活性種を足がかりにさらなる結合生成反応への応用が可能だからである。したがって、スマネンはコランニュレンよりもはるかに反応性が高く、例えば、ベンジル位の酸化反応などにより様々な官能基を直接導入し、多種多様な誘導体を合成できると考えられる。そして、さらにそれら誘導体を原料としてフラーレン類のみならず様々な化合物を合成できることが期待される。 Among the researchers, in addition to corannulene, another chemical structure that has attracted attention is the sumanene. Corannulene contains a C 60 C 5 symmetric partial skeleton, whereas Smanen contains a C 60 C 3 symmetric partial skeleton. Sumanen is different from corannulene in that it contains benzylic carbon at three locations. In general, a compound containing a benzylic carbon is highly valuable as a raw material for synthesis. This is because the benzylic carbon is very active and can generate various active species such as cationic species, anionic species, and carbenes, and can be applied to further bond formation reactions based on the active species. . Therefore, sumanen is much more reactive than corannulene, and it is considered that various functional groups can be directly introduced by, for example, oxidation reaction at the benzyl position to synthesize a wide variety of derivatives. Furthermore, it is expected that various compounds as well as fullerenes can be synthesized using these derivatives as raw materials.

また、ベンジル位炭素を含むことは、合成原料として有利なだけでなく、前記活性種自体にも大きな利用価値がある。例えば、スマネンのベンジルアニオン種はシクロペンタジエニルアニオンと同様の構造を含むことから、金属包摂能等を有すると考えられる。したがって、それ自体に大きな産業上の利用可能性があるだけでなく、金属内包型フラーレン化合物のモデル研究用化合物としての発展等も期待できる。   In addition, the inclusion of benzylic carbon is not only advantageous as a synthetic raw material, but also has great utility value in the active species themselves. For example, since the benzyl anion species of sumanen contains the same structure as the cyclopentadienyl anion, it is considered that it has a metal inclusion ability and the like. Therefore, not only has great industrial applicability in itself, but also development of a metal-encapsulated fullerene compound as a model research compound can be expected.

このように、スマネンは、学術的にも絶大な価値を有し、そして産業上利用価値も多大なものが見込まれることから、多くの研究者がその合成に取り組んできた。しかし、その分子ひずみが大きいためか、合成に成功したとの報告はいまだになかった。スマネンについて述べた文献は少なくないが、いずれも理論計算等を行なうに止まっていた(例えば、非特許文献5および6参照)。   In this way, Smanen has tremendous academic value and is expected to have great industrial utility value, so many researchers have been working on its synthesis. However, there were no reports of successful synthesis due to the large molecular strain. There are many documents that describe Sumanen, but all of them were limited to performing theoretical calculations and the like (for example, see Non-Patent Documents 5 and 6).

なお、スマネンのベンジル位炭素を硫黄原子に置き換えた化合物(下記式(85))が合成されている(非特許文献7)。これ自体興味深い化合物ではあるが、合成するには、今のところ真空中で1000℃という厳しい条件が必要であり、大量生産して産業ベースに載せることは難しい状況である。また、そもそもスマネンとは物性が大いに異なる。例えば、前記硫黄原子の反応性はベンジル位炭素のように自由自在ではなく、オキソ基等を付加できるに止まると思われる。このように、スマネンの化学構造および有用性は予想されてはいるものの、合成に成功した例は今までになかった。   A compound in which the benzylic carbon of sumanen is replaced with a sulfur atom (the following formula (85)) has been synthesized (Non-patent Document 7). Although this is an interesting compound itself, synthesis requires a severe condition of 1000 ° C. in a vacuum at present, and it is difficult to mass-produce it and put it on an industrial base. In the first place, the physical properties are very different from Sumanen. For example, the reactivity of the sulfur atom is not as flexible as the benzylic carbon, but seems to be able to add an oxo group or the like. Thus, although the chemical structure and utility of sumanen are expected, there have been no examples of successful synthesis.

以上のような状況の中で、本発明者らは、鋭意検討の結果、前述の通り、スマネンの合成に世界で初めて成功し、その製造方法を確立するに至った。この製造方法によれば、有機合成化学の手法を用いてスマネンおよびその誘導体を困難なく得ることができる。例えば、安価で容易に入手可能なノルボルナジエンから、フラスコ内において、穏和な条件下、わずか3ステップでスマネンを合成することも可能である。   Under the circumstances as described above, as a result of intensive studies, the present inventors have succeeded in synthesizing sumanen for the first time in the world and established a production method thereof as described above. According to this production method, sumanene and its derivatives can be obtained without difficulty using a synthetic organic chemistry technique. For example, it is also possible to synthesize sumanene in as little as 3 steps from mild and readily available norbornadiene in a flask under mild conditions.

Hidehiro Sakurai, Taro Daiko, Toshikazu Hirao, Science, 2003, 301, p.1878.Hidehiro Sakurai, Taro Daiko, Toshikazu Hirao, Science, 2003, 301, p.1878. M. Riad Manaa, David W. Sprehn, and Heather A. Ichord, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, p.13990-13991.M. Riad Manaa, David W. Sprehn, and Heather A. Ichord, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, p. 13990-13991. Science, 1995, 269, p.1554.Science, 1995, 269, p.1554. Andrzej Sygula and Peter W. Rabideau, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, p.6323-6324.Andrzej Sygula and Peter W. Rabideau, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, p.6323-6324. U. Deva Priyakumar and G. Narahari Sastry, J. Phys. Chem. A, 2001, 105, p.4488-4494.U. Deva Priyakumar and G. Narahari Sastry, J. Phys. Chem. A, 2001, 105, p.4488-4494. U. Deva Priyakumar and G. Narahari Sastry, Tetrahedron Letters, 2001, 42, p.1379-1381.U. Deva Priyakumar and G. Narahari Sastry, Tetrahedron Letters, 2001, 42, p.1379-1381. Koichi Imamura, Kazuo Takimiya, Yoshio Aso and Tetsuo Otsubo, Chem. Commun., 1999, p.1859-1860.Koichi Imamura, Kazuo Takimiya, Yoshio Aso and Tetsuo Otsubo, Chem. Commun., 1999, p.1859-1860.

スマネンおよびその誘導体については、前述の通り、学術的にも絶大な価値を有し、そして産業上利用価値も多大なものが見込まれている。しかしながら、スマネンは、世界ではじめて合成に成功したばかりの化合物であるため、その物性等についてはいまだ未知の部分が多いのも事実である。そのため、産業上利用可能性の探求等の観点から、スマネンについてさらなる研究が望まれている。一方、有機半導体の分野では、さらに性能が優れた半導体の開発が要求されている。   As described above, sumanen and its derivatives have great academic value and are expected to have great industrial utility value. However, since Smanen is the first compound in the world that has just been successfully synthesized, it is also true that there are still many unknowns regarding its physical properties. Therefore, further research on Sumanen is desired from the viewpoint of searching for industrial applicability. On the other hand, in the field of organic semiconductors, development of semiconductors with even better performance is required.

したがって、本発明は、高性能な新規有機半導体を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a novel organic semiconductor with high performance.

前記課題を解決するために、本発明の有機半導体は、下記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを含む有機半導体である。   In order to solve the above problems, the organic semiconductor of the present invention is at least selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof. Organic semiconductor including one.

式(1)中、A1〜A6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族炭化水素基であり、A1〜A6上にベンジル位水素原子が存在する場合は、その水素原子は置換基によって置換されていても良く、
前記A1〜A6上の置換基は、それぞれ同一であるかまたは異なり、ハロゲン、直鎖状もしくは分枝状の低分子もしくは高分子鎖(ただし、その主鎖および側鎖中には、ヘテロ原子を含んでいてもいなくても良く、不飽和結合を含んでいてもいなくても良く、環状構造を含んでいてもいなくても良い)、炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、電子供与基または電子求引基であるか、または、同一のAr(rは1から6までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するArとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
1〜X3はそれぞれ同一であるかまたは異なり、メチレン基(下記式(2))、ビニリデン基(下記式(3))、カルボニル基(下記式(4))、チオカルボニル基(下記式(5))、イミノメチレン基(下記式(6))、イミノ基(下記式(7))、または酸素原子(下記式(8))、であり、X1〜X3上に水素原子が存在する場合は、その水素原子は置換基によって置換されていても良く、
In formula (1), A 1 to A 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, and a benzylic hydrogen on A 1 to A 6 When an atom is present, the hydrogen atom may be substituted with a substituent,
The substituents on A 1 to A 6 may be the same or different, and may be halogen, a linear or branched small molecule or polymer chain (however, in the main chain and side chain, hetero May or may not contain atoms, may or may not contain unsaturated bonds, may or may not contain cyclic structures, carbocycles or heterocycles (but may be monocyclic or fused rings) However, it may be saturated or unsaturated and may or may not have a substituent), an electron donating group or an electron withdrawing group, or the same A r (r is any one of 1 to 6) substituents together that binds to Kano integer) is covalently bonded, carbon ring or heterocyclic ring together with a r to which they are bonded (although a condensed ring with a single ring may be saturated or unsaturated, a substituent Shape with or without) You may
X 1 to X 3 are the same or different, and are a methylene group (the following formula (2)), a vinylidene group (the following formula (3)), a carbonyl group (the following formula (4)), a thiocarbonyl group (the following formula (5)), an iminomethylene group (the following formula (6)), an imino group (the following formula (7)), or an oxygen atom (the following formula (8)), and a hydrogen atom is present on X 1 to X 3. If present, the hydrogen atom may be substituted by a substituent,

前記X1〜X3上の置換基は、それぞれ同一であるかまたは異なり、ハロゲン、直鎖状もしくは分枝状の低分子もしくは高分子鎖(ただし、その主鎖および側鎖中には、ヘテロ原子を含んでいてもいなくても良く、不飽和結合を含んでいてもいなくても良く、環状構造を含んでいてもいなくても良い)、炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、電子供与基または電子求引基であるか、または、同一のXa(aは1から3までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するXaとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良い。 The substituents on X 1 to X 3 are the same or different from each other, and are halogen, a linear or branched small molecule or polymer chain (however, in the main chain and side chain, hetero groups are May or may not contain atoms, may or may not contain unsaturated bonds, may or may not contain cyclic structures, carbocycles or heterocycles (but may be monocyclic or fused rings) However, it may be saturated or unsaturated and may or may not have a substituent), an electron donating group or an electron withdrawing group, or the same X a (a is any one of 1 to 3) And the substituents bonded to each other by a covalent bond, together with the X a to which they are bonded, may be a carbocyclic or heterocyclic ring (which may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, Shape with or without) You may make it.

本発明の有機半導体は、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを含むことにより、半導体として優れた性能を発揮する。なお、本発明の有機半導体では、前記式(1)で表される化合物の分子は、中性分子であってもよいが、前記の通り、正または負の電荷を持ったイオンの状態であっても良い。   The organic semiconductor of the present invention includes at least one selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof. As an excellent performance. In the organic semiconductor of the present invention, the molecule of the compound represented by the formula (1) may be a neutral molecule, but as described above, it is in an ion state having a positive or negative charge. May be.

以下、本発明についてさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

前記式(1)で表される化合物(スマネンおよびその誘導体)およびそれを含む組成物については、前述の通り多大な産業上利用価値が見込まれており、例えば、各種電子材料等の工業用材料、金属内包型フラーレン化合物のモデル化合物等の基礎研究用材料、光増感剤、重合触媒等、あらゆる用途への応用が期待されている。しかし、本発明者らは、鋭意研究の結果、前記式(1)で表される化合物が、その電気的性質等の観点から有機半導体に好ましく使用できることをつきとめた。そして、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを含む本発明の有機半導体が、半導体として高性能であることを見出した。   The compound represented by the formula (1) (Sumanen and derivatives thereof) and a composition containing the compound are expected to have a great industrial utility value as described above. For example, industrial materials such as various electronic materials Application to various uses such as basic research materials such as model compounds of metal-encapsulated fullerene compounds, photosensitizers, polymerization catalysts, etc. is expected. However, as a result of intensive studies, the present inventors have found that the compound represented by the formula (1) can be preferably used for an organic semiconductor from the viewpoint of its electrical properties and the like. The organic semiconductor of the present invention comprising at least one selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof is used as a semiconductor. I found it to be high performance.

本発明の有機半導体中における分子の構造は特に限定されないが、例えば、前記式(1)で表される化合物の分子またはイオンが上下方向に積層した構造を有することが、電気的性質等においてさらに優れる等の観点から好ましい。   The molecular structure in the organic semiconductor of the present invention is not particularly limited. For example, it may have a structure in which molecules or ions of the compound represented by the formula (1) are stacked in the vertical direction. It is preferable from the viewpoint of superiority.

本発明の有機半導体中における分子の構造、および本発明の有機半導体が電気的性質等に優れる理由は、必ずしも全てが明らかではないが、例えば以下のように考えられる。すなわち、まず、前記式(1)で表される化合物(スマネンおよびその誘導体)は、その分子構造中にベンゼン環構造を含み、前述の通り芳香族化合物としての性質を示す。しかしながら、その分子骨格が、通常の状態では、平面ではなく若干湾曲したボウル状であるために、π電子が完全には非局在化されず、若干の電荷の偏りが生じていると考えられる。分子中におけるこの若干の電荷の偏りのために、本発明の有機半導体は、電気的性質等において優れ、特に電気伝導性、電子移動性等において優れると推測される。さらに、前記式(1)で表される化合物分子は、前記電荷の偏りのために、分子間において電子密度の高い部分と低い部分とが引き合い、その結果、固体中においては規則正しく積層された構造をとると考えられる。そして、分子がこのような構造をとる結果、芳香環のπ電子が効率よくパッキング(充填)されるため、そのことも電気伝導性、電子移動性等に対して有利に働くと思われる。ただし、この説明は、推測されるメカニズムの一例であり、本発明を限定するものではない。また、前述の通り、本発明の有機半導体中における分子の構造は特に限定されず、前記式(1)で表される化合物またはイオンが上下方向に積層した構造を含む構造に限られるものではない。   The molecular structure in the organic semiconductor of the present invention and the reason why the organic semiconductor of the present invention is excellent in electrical properties and the like are not necessarily all clear, but are considered as follows, for example. That is, first, the compound represented by the formula (1) (Sumanen and derivatives thereof) contains a benzene ring structure in its molecular structure and exhibits properties as an aromatic compound as described above. However, in the normal state, the molecular skeleton is not a plane but a slightly curved bowl shape, so that the π electrons are not completely delocalized, and it is considered that a slight charge bias occurs. . Because of this slight charge bias in the molecule, the organic semiconductor of the present invention is presumed to be excellent in electrical properties and the like, and particularly in electrical conductivity and electron mobility. Further, the compound molecule represented by the formula (1) attracts a portion having a high electron density and a portion having a low electron density between the molecules due to the bias of the electric charge, and as a result, a structure in which the layers are regularly stacked in a solid. It is thought to take. As a result of the molecule having such a structure, the π electrons of the aromatic ring are efficiently packed (filled), which also seems to have an advantageous effect on electrical conductivity, electron mobility, and the like. However, this description is an example of a presumed mechanism and does not limit the present invention. Further, as described above, the molecular structure in the organic semiconductor of the present invention is not particularly limited, and is not limited to a structure including a structure in which the compound or ion represented by the formula (1) is stacked in the vertical direction. .

本発明の有機半導体は、前記式(1)で表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩のみからなっていても良いが、必要に応じてその他の成分を含んでいても良い。また、本発明の有機半導体は、電気的性質等の観点から、結晶構造を有することが好ましく、理想的には、いわゆる単結晶の状態であるのが良いが、これに限定されず、例えば、いわゆる多結晶その他任意の状態が可能である。   The organic semiconductor of the present invention may be composed only of the compound represented by the formula (1), a tautomer or stereoisomer thereof, or a salt thereof, but includes other components as necessary. You can leave. Further, the organic semiconductor of the present invention preferably has a crystal structure from the viewpoint of electrical properties and the like, and ideally it may be in a so-called single crystal state, but is not limited thereto, for example, So-called polycrystals and other arbitrary states are possible.

このような本発明の有機半導体の製造方法も特に限定されないが、例えば、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを、溶媒に溶解後、再結晶するか、または融解後、固体化する工程を含む製造方法により製造することができる。このとき、必要であれば、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つに、さらにその他の成分を加えても良い。ただし、分子の規則正しい配列の妨げとなる不要な不純物は、あらかじめクロマトグラフィー等により除去しておくことが好ましい。再結晶する場合、溶媒は特に限定されず、前記式(1)で表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩の溶解度等を考慮して適宜決定すれば良いが、例えば、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、酢酸エチル等のエステル、ジエチルエーテル、THF(テトラヒドロフラン)、ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール等があげられ、これらは単独で用いても良いし二種類以上併用しても良い。再結晶により結晶を析出させる方法としては、温度による溶解度の相違を利用して、前記式(1)で表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩および必要に応じてその他の成分(以下、単に「溶質」と呼ぶことがある)を含む高温の飽和溶液を冷却する方法、溶質を含む溶液から溶媒を蒸発させて濃縮する方法、溶質を含む溶液に他の適切な溶媒を加えて前記溶質の溶解度を減少させる方法等を用いることができる。いずれの方法を用いる場合も、結晶を析出および成長させるための時間は、極力長くかければ、分子が規則正しく配列した大きい結晶が得られる等の利点があるが、この時間は、結晶の製造効率等も考慮して適宜決定することが好ましい。   Such a method for producing an organic semiconductor of the present invention is not particularly limited. For example, from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof. At least one selected can be produced by a production method comprising a step of recrystallization after dissolution in a solvent, or solidification after melting. At this time, if necessary, at least one selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof, Ingredients may be added. However, it is preferable to remove unnecessary impurities that hinder the regular arrangement of molecules in advance by chromatography or the like. In the case of recrystallization, the solvent is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the solubility of the compound represented by the formula (1), its tautomer or stereoisomer, or a salt thereof. , For example, aliphatic hydrocarbons such as pentane and hexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane and chlorobenzene, esters such as ethyl acetate, Examples include ethers such as diethyl ether, THF (tetrahydrofuran), dimethoxyethane, and dioxane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol, and these may be used alone. You may use together more than a kind. As a method for precipitating crystals by recrystallization, the difference in solubility depending on temperature is used, and the compound represented by the formula (1), a tautomer or stereoisomer thereof, or a salt thereof and as necessary. Cooling a hot saturated solution containing other components (hereinafter sometimes referred to simply as “solute”), a method of evaporating the solvent from the solution containing solute, and other suitable solutions containing the solute For example, a method of reducing the solubility of the solute by adding an appropriate solvent can be used. In any of the methods, if the time for depositing and growing the crystal is as long as possible, there is an advantage that a large crystal in which molecules are regularly arranged can be obtained. It is preferable to determine appropriately considering also.

再結晶方法としては、より具体的には、例えば、前記溶質を適切な溶媒に添加し、その溶媒の沸点付近まで加熱して前記溶質を完全に溶解させた後に、静置したまま冷却して過冷却(過飽和)溶液とし、さらにそのままの温度で静置して結晶を析出させる方法等を用いることができる。静置する際には、例えば室温で静置しても良いし、必要に応じて冷蔵庫等で冷却しても良い。静置する際の温度も特に限定されないが、例えば、0〜20℃が好ましく、また、前記の通り、例えば室温でも良い。なお、「室温」とは、本発明では特に限定されないが、例えば、JIS K 0050の規定によれば5〜35℃である。なお、本発明の有機半導体の製造においては、例えば、前記式(1)で表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩を、必要に応じてその他の成分と混合するのみでも良いが、電気的性質等のために有機半導体中の分子を規則正しく配列させる等の観点から、例えば、前記の通り、再結晶するか、または融解後、固体化する等の方法を用いることが好ましい。   More specifically, as the recrystallization method, for example, the solute is added to an appropriate solvent, heated to the vicinity of the boiling point of the solvent to completely dissolve the solute, and then cooled while standing. For example, a supercooled (supersaturated) solution may be used, and the crystal may be deposited by standing at the same temperature. When standing still, it may stand still at room temperature, for example, and may be cooled with a refrigerator etc. as needed. Although the temperature at the time of standing is not specifically limited, For example, 0-20 degreeC is preferable and, for example, room temperature may be sufficient as above-mentioned. The “room temperature” is not particularly limited in the present invention, but is, for example, 5 to 35 ° C. according to JIS K 0050. In the production of the organic semiconductor of the present invention, for example, the compound represented by the formula (1), a tautomer or stereoisomer thereof, or a salt thereof is mixed with other components as necessary. However, from the viewpoint of regularly arranging molecules in the organic semiconductor due to electrical properties, etc., for example, as described above, a method such as recrystallization or solidification after melting is used. It is preferable.

本発明の有機半導体は、前述の通り、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンの積層構造を含むことが好ましいが、電気伝導性、電子移動性等の観点から、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンが平行に積層されていることがより好ましい。より具体的には、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンにおいて、原子団X1中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIとし、原子団X2中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIIとし、原子団X3中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIIIとし、xI、xIIおよびxIIIの3原子を含む平面をx面と定義した場合に、前記分子またはそのイオンの積層構造中において、各分子またはイオンの前記x面同士が互いに平行であることがより好ましい。また、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンにおいて、前記xI、xIIおよびxIIIの3原子を頂点とする三角形を定義した場合に、前記分子またはそのイオンの積層構造中において、任意の前記分子またはイオン中における前記三角形が、その上または下に接して積層されている分子またはイオンの前記三角形に対し、前記x面内で60°±10°、180°±10°または300°±10°回転させた角度で位置することがさらに好ましい。なお、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンが、例えば母体化合物のスマネン(前記式(84))のようにC3対称性を有する場合は、前記角度が60°である状態、180°である状態、および300°である状態は、みな同じ状態を指す。また、本発明において、式(1)で表される化合物分子またはそのイオンが「平行」であると言う場合は、厳密に平行な状態のみならず実質的に平行である状態をも含む。 As described above, the organic semiconductor of the present invention preferably includes a compound molecule represented by the formula (1) or a stacked structure of ions thereof. However, from the viewpoint of electrical conductivity, electron mobility, and the like, More preferably, the compound molecules represented by 1) or ions thereof are laminated in parallel. More specifically, in the compound molecule represented by the formula (1) or an ion thereof, an atom directly bonded to the benzene ring in the sumanene skeleton in the atomic group X 1 is defined as x I , and the atomic group X 2 the directly bonded to the benzene ring in sumanene backbone at medium atoms and x II, the atom directly bonded to the benzene ring in sumanene backbone in atomic group X 3 and x III, x I, x II and the plane containing the 3 atoms x III when defined as x plane, the stacked structure of the molecule or ion, more preferably the x plane of the respective molecules or ions are parallel to each other. Further, in the compound molecule represented by the formula (1) or its ion, when a triangle having the three atoms of x I , x II and x III as a vertex is defined, in the laminated structure of the molecule or its ion The triangle in any molecule or ion is 60 ° ± 10 ° or 180 ° ± 10 ° in the x plane with respect to the triangle of the molecule or ion stacked on or under it. Or, it is more preferable to be positioned at an angle rotated by 300 ° ± 10 °. In the case where the compound molecule represented by the formula (1) or its ion has C3 symmetry as in the parent compound, eg, sumanene (formula (84)), the angle is 60 °, The state of 180 ° and the state of 300 ° all refer to the same state. In the present invention, when the compound molecule represented by the formula (1) or its ion is said to be “parallel”, it includes not only a strictly parallel state but also a substantially parallel state.

なお、本発明の有機半導体中における各分子の構造および各分子間の位置関係等は、例えば、X線構造解析等の機器分析方法を用いて確認することができる。前述の通り、本発明の有機半導体中における分子構造は、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンの積層構造を含むことが、電気的性質等においてさらに優れるため、より好ましいが、前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンの積層構造を含む構造に限られない。例えば、前記分子またはそのイオンが、各分子またはイオンの前記x面と平行な方向に規則正しく配列していれば、前記x面と平行方向の電気伝導性、電子移動性等が優れると考えられる。また、前記分子またはそのイオンは、必ずしも規則正しく配列していなくても、良好な電気伝導性、電子移動性等を得ることができる。   In addition, the structure of each molecule | numerator in the organic semiconductor of this invention, the positional relationship between each molecule | numerator, etc. can be confirmed using instrumental analysis methods, such as X-ray structural analysis, for example. As described above, the molecular structure in the organic semiconductor of the present invention preferably includes a compound molecule represented by the formula (1) or a stacked structure of ions thereof, because it is further excellent in electrical properties and the like. It is not limited to a structure including a layered structure of the compound molecule represented by the formula (1) or ions thereof. For example, if the molecules or ions thereof are regularly arranged in the direction parallel to the x-plane of each molecule or ion, it is considered that the electric conductivity, electron mobility, etc. in the direction parallel to the x-plane are excellent. Moreover, even if the molecules or ions thereof are not necessarily arranged regularly, good electrical conductivity, electron mobility, and the like can be obtained.

本発明の有機半導体は、種々の電子機器に使用可能であり、中でも有機トランジスタ材料として有用である。本発明の有機半導体の形状は特に限定されないが、電子機器等に使用する場合は、例えば薄膜状であることが好ましい。また、本発明の有機半導体は、例えば、前述の通り再結晶法等により製造することもできるが、薄膜状の場合は、例えば以下のような方法で製造することができる。   The organic semiconductor of the present invention can be used in various electronic devices, and is particularly useful as an organic transistor material. Although the shape of the organic semiconductor of this invention is not specifically limited, When using for an electronic device etc., it is preferable that it is a thin film form, for example. In addition, the organic semiconductor of the present invention can be produced by, for example, the recrystallization method as described above, but in the case of a thin film, it can be produced by the following method, for example.

前記薄膜状の有機半導体の製造方法は、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを薄膜状に形成する工程を含む。前記薄膜状に形成する方法は、特に限定されず公知の製膜法を用いることができるが、例えば、蒸着法、化学的気相成長法、スピンコート法および印刷法からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。また、薄膜状に形成する際に、必要に応じ、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩以外の成分を適宜併用しても良い。このような製造方法によれば、例えば、製造条件の適宜な設定により、前記式(1)で表される化合物分子またはイオンが上下方法に規則正しく積層した構造を有する有機半導体を容易に製造することも可能である。   The method for producing the thin-film organic semiconductor comprises thin film forming at least one selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer thereof, a stereoisomer thereof, and a salt thereof. Forming the shape. The method of forming the thin film is not particularly limited, and a known film forming method can be used. For example, the method is selected from the group consisting of a vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, a spin coating method, and a printing method. It is preferable that it is at least one. Moreover, when forming into a thin film form, components other than the compound represented by the general formula (1), a tautomer, a stereoisomer, and a salt thereof may be appropriately used as necessary. good. According to such a manufacturing method, for example, by appropriately setting manufacturing conditions, an organic semiconductor having a structure in which the compound molecules or ions represented by the formula (1) are regularly stacked in the upper and lower methods can be easily manufactured. Is also possible.

また、本発明の有機半導体は、導電性を所望の範囲とする等の目的で、ドーパントをさらに含んでいても良い。ドーパントとは、例えば、半導体の導電性を向上する等の目的で添加する物質であり、有機材料、例えば導電性高分子等の導電性を向上する目的で添加することもできる。   Further, the organic semiconductor of the present invention may further contain a dopant for the purpose of bringing the conductivity into a desired range. A dopant is a substance added for the purpose of improving the conductivity of a semiconductor, for example, and can also be added for the purpose of improving the conductivity of an organic material such as a conductive polymer.

本発明の有機半導体に含まれるドーパントは特に限定されず、公知のドーパント等を適宜用いることができ、例えば、下記のものが使用可能である。例えば、電子供与性の化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属、ユウロピウム等のランタノイド、アンモニウム塩、ホスホニウム塩等があげられる。電子受容性の化合物として、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンおよびハロゲン元素を含む化合物、五フッ化リン、五フッ化砒素、五フッ化アンチモン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素等のルイス酸、フッ酸、塩酸、硝酸、硫酸、過塩素酸等の無機酸、各種有機酸、アミノ酸、三塩化鉄、四塩化チタン、四塩化ジルコニウム、五塩化ニオブ、五塩化タンタル、三塩化セリウム等の遷移金属化合物、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等の電解質アニオン等があげられる。また、各種金属、例えば、イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、レニウム(Re)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、W(タングステン)、Ni(ニッケル)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)、オスミウム(Os)等の遷移金属もあげられる。ドーピング方法も特に限定されず、例えば電圧印加、レーザー光照射等の公知の方法を適宜用いることができる。   The dopant contained in the organic semiconductor of this invention is not specifically limited, A well-known dopant etc. can be used suitably, For example, the following can be used. For example, examples of the electron donating compound include alkali metals such as lithium, sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium, strontium and barium, lanthanoids such as europium, ammonium salts and phosphonium salts. As an electron-accepting compound, a compound containing a halogen and a halogen element such as chlorine, bromine, iodine, etc., a Lewis acid such as phosphorus pentafluoride, arsenic pentafluoride, antimony pentafluoride, boron trifluoride, boron trichloride, Inorganic acids such as hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and perchloric acid, various organic acids, amino acids, iron trichloride, titanium tetrachloride, zirconium tetrachloride, niobium pentachloride, tantalum pentachloride, cerium trichloride and other transition metals Examples thereof include electrolytes such as compounds, chloride ions, bromine ions, and iodine ions. Various metals such as yttrium (Y), samarium (Sm), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr ), Molybdenum (Mo), manganese (Mn), rhenium (Re), iron (Fe), ruthenium (Ru), iridium (Ir), cobalt (Co), rhodium (Rh), W (tungsten), Ni (nickel) ), Transition metals such as Pd (palladium), Pt (platinum), and osmium (Os). The doping method is not particularly limited, and a known method such as voltage application or laser light irradiation can be appropriately used.

本発明の有機半導体は、例えば、電気伝導性、電子移動性等の観点から、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩の純度が高いことが好ましい。具体的には、例えば、本発明の有機半導体の質量から前記ドーパントの質量を除いた部分において、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩の含有率が10質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましく、理想的には100質量%である。例えば、前記一般式(1)で表される化合物が不純物を多く含む場合、蒸着法、化学的気相成長法等の方法により、純度を高めることができる。しかし、本発明の有機半導体は、必ずしも前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩の純度が高くなくても良い。例えば、本発明の有機半導体は、前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される物質以外に、必要に応じて、有機半導体としての性質を示すその他の物質を適宜含んでいても良い。   The organic semiconductor of the present invention is, for example, from the viewpoint of electrical conductivity, electron mobility, etc., the purity of the compound represented by the general formula (1), its tautomer, its stereoisomer, and their salts Is preferably high. Specifically, for example, in the portion excluding the mass of the dopant from the mass of the organic semiconductor of the present invention, the compound represented by the general formula (1), its tautomer, its stereoisomer, and those The salt content is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and ideally 100% by mass. For example, when the compound represented by the general formula (1) contains a large amount of impurities, the purity can be increased by a method such as vapor deposition or chemical vapor deposition. However, the organic semiconductor of the present invention is not necessarily required to have high purity of the compound represented by the general formula (1), its tautomer, its stereoisomer, and salts thereof. For example, the organic semiconductor of the present invention may contain, as necessary, a substance selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1), a tautomer, a stereoisomer, and a salt thereof. In addition, other substances exhibiting properties as organic semiconductors may be included as appropriate.

本発明の電子機器、特にトランジスタは、本発明の有機半導体を含むことにより優れた性能を有する。本発明のトランジスタの構成は特に限定されず、任意の構成が可能であり、例えば、公知のトランジスタの半導体部分に代え、またはそれに加え、本発明の有機半導体を含む構成であってもよい。本発明のトランジスタとしては、具体的には、例えば、薄型化等の観点から、薄層フィルム型トランジスタ(薄膜フィルム型トランジスタまたは薄膜フィルム型コンデンサなどとも呼ばれる)がより好ましい。また、本発明のトランジスタは、いわゆるバイポーラトランジスタでも電界効果型トランジスタ(電界効果型コンデンサなどとも呼ばれる)でも良いが、特に薄層フィルム型トランジスタである場合等は、製造しやすさ等の観点から、電界効果型トランジスタがより好ましい。   The electronic device of the present invention, particularly the transistor, has excellent performance by including the organic semiconductor of the present invention. The configuration of the transistor of the present invention is not particularly limited, and an arbitrary configuration is possible. For example, a configuration including the organic semiconductor of the present invention may be used instead of or in addition to a known semiconductor portion of a transistor. Specifically, as the transistor of the present invention, for example, a thin film transistor (also referred to as a thin film transistor or a thin film capacitor) is more preferable from the viewpoint of thinning. The transistor of the present invention may be a so-called bipolar transistor or a field effect transistor (also referred to as a field effect capacitor), but particularly in the case of a thin film transistor, from the viewpoint of ease of manufacture and the like. A field effect transistor is more preferable.

本発明のトランジスタの構成は、例えば、本発明の有機半導体から形成された有機半導体層に加え、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、および絶縁層を含む構成であっても良い。これら各構成要素は、例えば絶縁基板上に形成されていても良い。これら各構成要素の位置関係は、例えば従来のトランジスタと同様でも良く、例えば、前記有機半導体層と前記ゲート電極との間は前記絶縁層により隔てられており、かつ、前記ソース電極およびドレイン電極が前記有機半導体層に直接接していても良い。さらに、前記有機半導体層以外の各構成要素の材質および大きさ等は特に限定されず、例えば、従来のトランジスタと同様でも良い。また、本発明のトランジスタの構成はこれに限定されず、前述の通り任意の構成が可能である。さらに、本発明のトランジスタの製造方法も特に限定されず、例えば、従来のトランジスタと同様でも良く、より具体的には、例えば、前記有機半導体層を、前記蒸着法、化学的気相成長法、スピンコート法または印刷法等により形成し、それ以外の各構成要素は従来と同様に形成しても良い。   The configuration of the transistor of the present invention may be, for example, a configuration including a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an insulating layer in addition to the organic semiconductor layer formed from the organic semiconductor of the present invention. Each of these components may be formed on an insulating substrate, for example. The positional relationship between these components may be the same as that of a conventional transistor, for example, for example, the organic semiconductor layer and the gate electrode are separated by the insulating layer, and the source electrode and the drain electrode are It may be in direct contact with the organic semiconductor layer. Furthermore, the material and size of each component other than the organic semiconductor layer are not particularly limited, and may be the same as that of a conventional transistor, for example. Further, the structure of the transistor of the present invention is not limited to this, and any structure is possible as described above. Furthermore, the method for producing the transistor of the present invention is not particularly limited, and may be the same as, for example, a conventional transistor. More specifically, for example, the organic semiconductor layer is formed by the vapor deposition method, chemical vapor deposition method, It may be formed by a spin coating method or a printing method, and the other components may be formed in the same manner as in the past.

次に、前記式(1)で表される化合物およびその製造方法についてさらに詳しく説明する。   Next, the compound represented by the formula (1) and the production method thereof will be described in more detail.

本発明者らは、前述の通り、スマネンの合成に世界で初めて成功した。そして、前記一般式(1)で表される本発明の化合物(すなわち、スマネンおよびその誘導体)とその製造方法とを確立した。   As described above, the present inventors have succeeded in synthesizing sumanen for the first time in the world. And the compound (namely, sumanen and its derivative) of this invention represented by the said General formula (1) and its manufacturing method were established.

前記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩の製造方法は特に限定されず、どのような方法により製造しても良いが、例えば、以下に説明する製造方法により製造することが好ましい。この製造方法によれば、有機合成化学の手法を用いてスマネンおよびその誘導体を困難なく得ることができる。例えば母体化合物のスマネンについては、下記スキーム1に示すように、安価で容易に入手可能なノルボルナジエン(下記式(86))から、フラスコ内において、穏和な条件下、わずか3ステップで合成することも可能である。   The method for producing the compound represented by the general formula (1), a tautomer or stereoisomer thereof, or a salt thereof is not particularly limited and may be produced by any method. It is preferable to manufacture by the manufacturing method demonstrated to (1). According to this production method, sumanene and its derivatives can be obtained without difficulty using a synthetic organic chemistry technique. For example, as shown in Scheme 1 below, the parent compound, sumanen, may be synthesized from norbornadiene (formula (86) below) that is inexpensive and easily available in only 3 steps in a flask under mild conditions. Is possible.

以下、前記製造方法についてさらに具体的に説明する。すなわち、まず、下記式(76)で表される化合物を準備する。この化合物およびその塩は、本発明者らの発明に係る新規化合物であり、さらに酸化(脱水素)反応を経由してスマネンおよびその誘導体に変換することができる。   Hereinafter, the manufacturing method will be described more specifically. That is, first, a compound represented by the following formula (76) is prepared. This compound and its salt are novel compounds according to the inventors' invention, and can be further converted to sumanen and its derivatives via an oxidation (dehydrogenation) reaction.

式(76)中、R1〜R6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族炭化水素基であり、好ましくは、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、フェニル基、またはナフチル基である。X11、X21およびX31はそれぞれ同一であるかまたは異なり、メチレン基、イミノ基または酸素原子であり、イミノ基の場合は、その水素原子は保護基により置換されていても良い。以下、この化合物の製造方法について説明する。 In formula (76), R 1 to R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, preferably a hydrogen atom, 6 straight-chain or branched alkyl groups, phenyl groups, or naphthyl groups. X 11 , X 21 and X 31 are the same or different and each represents a methylene group, an imino group or an oxygen atom. In the case of an imino group, the hydrogen atom may be substituted with a protecting group. Hereafter, the manufacturing method of this compound is demonstrated.

前記式(76)で表される化合物およびその塩の製造方法は特に限定されないが、下記式(77)で表される化合物のメタセシス反応を含む製造方法がより好ましい。この製造方法は本発明者らの発明に係る新規な製造方法である。メタセシス反応はよく知られている反応であるが、本発明者らはそれを下記式(77)で表される化合物に適用することを見出した。この方法を発明したことにより、スマネンおよびその誘導体を困難なく得ることができるようになった。   Although the manufacturing method of the compound represented by said Formula (76) and its salt is not specifically limited, The manufacturing method including the metathesis reaction of the compound represented by following formula (77) is more preferable. This manufacturing method is a novel manufacturing method according to the inventors' invention. The metathesis reaction is a well-known reaction, but the present inventors have found that it applies to a compound represented by the following formula (77). By inventing this method, it was possible to obtain sumanen and its derivatives without difficulty.

式(77)中、R1〜R6、X11、X21およびX31はそれぞれ前記式(76)と同じである。 In the formula (77), R 1 to R 6 , X 11 , X 21 and X 31 are the same as those in the formula (76).

前記メタセシス反応の条件は特に限定されず、従来のメタセシス反応と同様に行なうことができるが、触媒を用いて行なうことが好ましい。前記触媒は特に限定されず、いわゆるメタセシス触媒として通常用いられているものを使用することができ、単独で使用しても良いし二種類以上併用しても良い。また、前記触媒は、例えば、ルテニウム、アルミニウム、チタン、モリブデンおよびタングステンからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含むことがより好ましい。このようなメタセシス触媒、特にルテニウムやモリブデンを含む触媒は多数開発されている。本発明に使用する前記触媒としては、具体的には、例えば、(PCy3)2RuCl2=CHPhすなわちビス(トリシクロヘキシルホスフィノ)ベンジリデンルテニウム(II)クロリド、Al(C2H5)3-TiCl4、Al(C2H5)3-MoCl3、およびAl(C2H5)3-WCl6からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが特に好ましいが、これらに限定されるものではない。前記触媒の使用量も特に限定されず、反応効率やコスト等を考慮して適宜調整すれば良いが、例えば、いわゆる化学量論量以下が好ましい。前記触媒の適切な使用量は、触媒の種類や反応スケール等によって変化し、一定ではないが、フラスコレベルの反応では、前記式(77)で表される化合物に対し、例えば5mol%程度である。なお、一般に、触媒反応では、反応スケールが大きくなれば、相対的に触媒使用量を減らせる(すなわち、基質量に対する触媒使用量の比率を小さくできる)傾向がある。 The conditions for the metathesis reaction are not particularly limited and can be carried out in the same manner as in the conventional metathesis reaction, but it is preferably carried out using a catalyst. The said catalyst is not specifically limited, What is normally used as what is called a metathesis catalyst can be used, and it may be used independently and may be used together 2 or more types. More preferably, the catalyst contains at least one element selected from the group consisting of ruthenium, aluminum, titanium, molybdenum and tungsten, for example. Many such metathesis catalysts, particularly catalysts containing ruthenium and molybdenum, have been developed. Specific examples of the catalyst used in the present invention include (PCy 3 ) 2 RuCl 2 = CHPh, that is, bis (tricyclohexylphosphino) benzylidene ruthenium (II) chloride, Al (C 2 H 5 ) 3- It is particularly preferable to include at least one selected from the group consisting of TiCl 4 , Al (C 2 H 5 ) 3 —MoCl 3 , and Al (C 2 H 5 ) 3 —WCl 6, but is not limited thereto. It is not a thing. The amount of the catalyst used is not particularly limited, and may be appropriately adjusted in consideration of reaction efficiency, cost, etc. For example, a so-called stoichiometric amount or less is preferable. The appropriate amount of the catalyst used varies depending on the type of catalyst, reaction scale, etc., and is not constant, but in a flask level reaction, for example, about 5 mol% with respect to the compound represented by the formula (77). . In general, in a catalytic reaction, as the reaction scale increases, the amount of catalyst used tends to be relatively reduced (that is, the ratio of the amount of catalyst used to the base mass can be reduced).

また、前記メタセシス反応は、前記式(77)の化合物と反応するもう一種類のオレフィンを用いて行なうことが反応効率や収率の観点から好ましい。この場合のオレフィンは特に限定されないが、反応効率、コスト、扱いやすさ等の観点から、例えばエチレンがより好ましい。   The metathesis reaction is preferably performed using another olefin that reacts with the compound of the formula (77) from the viewpoint of reaction efficiency and yield. The olefin in this case is not particularly limited, but for example, ethylene is more preferable from the viewpoint of reaction efficiency, cost, ease of handling, and the like.

前記もう一種類のオレフィン、例えばエチレンを用いる場合の操作および反応原理は、例えば以下のように説明される。すなわち、まず、前記式(77)の化合物とエチレンとをメタセシス反応により化合させ、前記式(77)の化合物におけるオレフィン結合部分を開環させる。そして、その反応生成物をさらにメタセシス反応させて閉環させることにより、前記式(76)で表される化合物を生成させる。この閉環反応により再びエチレンが生成し、最終的に系中から除かれる。このようにすると、前記式(76)で表される化合物をさらに効率よく得ることができる。   The operation and reaction principle in the case of using the other type of olefin, for example, ethylene, is explained as follows, for example. That is, first, the compound of the formula (77) and ethylene are combined by a metathesis reaction to open the olefin bond portion in the compound of the formula (77). And the compound represented by said Formula (76) is produced | generated by carrying out the metathesis reaction of the reaction product, and ring-closing. This ring closure reaction produces ethylene again and is finally removed from the system. In this way, the compound represented by the formula (76) can be obtained more efficiently.

前記メタセシス反応におけるその他の使用物質や反応条件は特に限定されず、従来のメタセシス反応等を参考にして適宜設定すれば良い。溶媒は、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素や、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化物や、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒や、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等の高極性溶媒が使用可能であり、これら溶媒は単独で用いても二種類以上併用しても良い。反応温度および反応時間も特に限定されず、前記式(77)中におけるR1〜R6、X11、X21およびX31の構造や反応スケール等により適宜設定すれば良い。また、反応生成物の分離や精製の方法も特に限定されず、カラムクロマトグラフィーやGPC等の公知の手段を適宜用いて行なうことができる。 Other substances used and reaction conditions in the metathesis reaction are not particularly limited, and may be set as appropriate with reference to a conventional metathesis reaction or the like. Solvents include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halides such as dichloromethane, chloroform and dichloroethane, ether solvents such as diethyl ether, dimethoxyethane and tetrahydrofuran, and highly polar solvents such as acetonitrile and dimethyl sulfoxide. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The reaction temperature and reaction time are also not particularly limited, and may be appropriately set depending on the structure of R 1 to R 6 , X 11 , X 21 and X 31 in the formula (77), the reaction scale, and the like. Further, the method for separating and purifying the reaction product is not particularly limited, and it can be carried out by appropriately using known means such as column chromatography or GPC.

以上のようにして、前記式(77)の化合物から前記式(76)の化合物を製造することができる。前記式(77)で表される化合物の製造方法も特に限定されないが、下記式(78)〜(80)で表される化合物をハロゲン化し、さらにWurtz型カップリングにより環化させることを含む製造方法が好ましい。   As described above, the compound of the formula (76) can be produced from the compound of the formula (77). The method for producing the compound represented by the formula (77) is not particularly limited, but the method includes halogenation of compounds represented by the following formulas (78) to (80) and further cyclization by Wurtz-type coupling. The method is preferred.

ただし、式(78)〜(80)中、R1〜R6、X11、X21およびX31はそれぞれ前記式(77)と同じである。 However, R < 1 > -R < 6 >, X < 11 >, X < 21 > and X < 31 > are the same as said Formula (77) in Formula (78)-(80), respectively.

Wurtz型カップリングとは、ハロゲン化物同士のカップリング反応として知られており、本発明者らは、この反応を前記式(77)の化合物の製造に用いることを見出した。前記ハロゲンとしては、例えばフッ素、塩素、臭素およびヨウ素があげられ、これらの中で臭素がより好ましい。反応は、例えば金属ナトリウム、金属リチウム等のアルカリ金属や触媒等の存在下で行なわれ、前記触媒としては、例えば、銅触媒、ニッケル触媒、パラジウム触媒等があげられ、これらの中で銅触媒がより好ましい。また、ハロゲン化物は、単離状態で準備し、それをカップリングさせても良いが、反応系中でハロゲン化物を生成させ、同一の反応系中で(単離することなく)カップリングさせても良い。本発明では、前記Wurtz型カップリングの具体的な操作や反応条件は特に限定されないが、例えば以下の通りである。すなわち、まず、前記式(78)〜(80)の化合物(以下、単に「ジエン」と呼ぶことがある)と、カリウムt-ブトキシド、n-ブチルリチウムヘキサン溶液、1,2-ジブロモエタン、ヨウ化銅(I)、および溶媒としてのTHFを準備し、これら全ての反応物質および溶媒と、反応容器とを十分に乾燥させる。ジエンおよび溶媒以外の物質の使用量は特に限定されないが、副反応等を抑制するために全て同じ化学等量ずつ用いることがより好ましい。次に、前記反応容器内を不活性ガス置換し、t-BuOKおよびTHFを加えて溶解させる。その後、反応系温度をマイナス78 ℃まで下げ、ジエンを加え、さらにn-BuLiのヘキサン溶液を2時間かけ滴下する。滴下終了後、反応系の温度をマイナス40 ℃まで昇温し、さらに30分攪拌する。そして、前記系の温度をマイナス78℃に再び下げた後、1,2-ジブロモエタンを加え、その後再びマイナス40 ℃に昇温し、1時間半攪拌する。次に、再び前記系の温度をマイナス78 ℃に戻した後、ヨウ化銅(I)を加える。そして、マイナス78℃で4時間攪拌後、冷却を停止し、徐々に室温まで戻しながらさらに7時間攪拌する。その後、定法によりワークアップして、前記式(77)で表される目的化合物を得る。   Wurtz-type coupling is known as a coupling reaction between halides, and the present inventors have found that this reaction is used for the production of the compound of the formula (77). Examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Among these, bromine is more preferable. The reaction is carried out in the presence of an alkali metal such as metallic sodium or metallic lithium, or a catalyst, and examples of the catalyst include a copper catalyst, a nickel catalyst, and a palladium catalyst. More preferred. Alternatively, the halide may be prepared in an isolated state and coupled. However, the halide may be produced in the reaction system and coupled (without isolation) in the same reaction system. Also good. In the present invention, specific operations and reaction conditions of the Wurtz-type coupling are not particularly limited, but are as follows, for example. That is, first, the compounds of the above formulas (78) to (80) (hereinafter sometimes simply referred to as “diene”), potassium t-butoxide, n-butyllithium hexane solution, 1,2-dibromoethane, iodine Prepare copper (I) and THF as a solvent, and thoroughly dry all these reactants and solvent and the reaction vessel. The amount of the substance other than the diene and the solvent is not particularly limited, but it is more preferable to use the same chemical equivalent in order to suppress side reactions and the like. Next, the inside of the reaction vessel is replaced with an inert gas, and t-BuOK and THF are added and dissolved. Thereafter, the reaction system temperature is lowered to −78 ° C., diene is added, and a hexane solution of n-BuLi is added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the temperature of the reaction system is raised to minus 40 ° C., and further stirred for 30 minutes. Then, the temperature of the system is lowered to minus 78 ° C., 1,2-dibromoethane is added, and the temperature is raised again to minus 40 ° C., followed by stirring for one and a half hours. Next, after returning the temperature of the system to minus 78 ° C., copper (I) iodide is added. Then, after stirring at minus 78 ° C. for 4 hours, the cooling is stopped, and the mixture is further stirred for 7 hours while gradually returning to room temperature. Then, it works up by a conventional method and obtains the target compound represented by the formula (77).

この反応における使用物質、反応温度および反応時間等は前記には限定されず、従来のWurtz型カップリング反応等を参考にして適宜設定することができる。また、前記式(78)〜(80)において、前記X11〜X31のうちいずれかがイミノ基である場合は、その水素原子は、副反応等を抑制するため保護基により置換されていることがより好ましい。保護基としては特に限定されず、公知の保護基を適宜用いることができるが、例えば、Greene and Wuts著 "Protective Groups in Organic Synthesis" 第2版(2nd Edition)に記載の保護基等があげられ、具体的には、t-ブトキシカルボニル基(Boc)、アセチル基(Ac)、ベンジルオキシカルボニル基(Z)、ベンジル基(Bz)等がある。 Substances used in this reaction, reaction temperature, reaction time, and the like are not limited to those described above, and can be appropriately set with reference to a conventional Wurtz-type coupling reaction or the like. In the formulas (78) to (80), when any one of the X 11 to X 31 is an imino group, the hydrogen atom is substituted with a protecting group to suppress side reactions and the like. It is more preferable. Is not particularly limited as protecting groups, but may be appropriately used a known protecting group, for example, Greene and Wuts al "Protective Groups in Organic Synthesis", etc. protecting groups described mentioned second edition (2 nd Edition) Specifically, there are t-butoxycarbonyl group (Boc), acetyl group (Ac), benzyloxycarbonyl group (Z), benzyl group (Bz) and the like.

なお、前記式(77)の化合物はsyn体であるが、通常、その異性体であるanti体との混合物として得られる。これらはGPC等の一般に用いられている手段により分離することができる。さらに、前記X11〜X31の全てが同一ではない場合、目的とする前記式(77)の化合物以外に多数の副生成物が得られるが、これらも、カラムクロマトグラフィーやGPC等の手段により分離することができる。 In addition, although the compound of the said Formula (77) is a syn isomer, it is normally obtained as a mixture with the anti isomer which is the isomer. These can be separated by commonly used means such as GPC. Furthermore, when all of X 11 to X 31 are not the same, a number of by-products can be obtained in addition to the target compound of the formula (77). These can also be obtained by means such as column chromatography and GPC. Can be separated.

また、前記式(77)の化合物の製造方法は、前記Wurtz型カップリング法には限定されず、公知の方法で合成することもできる。これら公知の方法としては、例えば、 "Giuseppe Borsato, Ottorino De Lucchi, Fabrizio Fabris, Luca Groppo, Vittorio Lucchini, and Alfonso Zambon, J. Org. Chem., 2002, 67, p.7894-7897." に記載されたハロゲン化物と有機金属試薬とのクロスカップリング法や、 "Harold Hart, Abdollah Bashir-Hashemi, Jihmei Luo and Mary Ann Meador, Tetrahedron, 1986, 42, p.1641-1654." , "Harold Hart, Chung-yin Lai, Godson Chukuemeka Nwokogu and Shamouil Shamouilian, Tetrahedron, 1987, 43, p.5203-5224." および "Francisco Raymo, Franz H. Kohnke and Francesca Cardullo, Tetrahedron, 1992, 48, p.6827-6838." 等に記載の合成法等がある。しかし、前記Wurtz型カップリング法を用いれば、例えば前述の通り、前記式(78)〜(80)で表される化合物をハロゲン化した後、前記ハロゲン化と同一の反応系中で(単離することなく)環化を行なうこともできる。このようにすれば、前記式(77)の化合物を、前記式(78)〜(80)の化合物から1ステップで簡便に合成できるため好ましく、前記X11〜X31の全てがメチレン基である場合には特に有効である。 Moreover, the manufacturing method of the compound of the said Formula (77) is not limited to the said Wurtz type coupling method, It can also synthesize | combine by a well-known method. These known methods are described, for example, in “Giuseppe Borsato, Ottorino De Lucchi, Fabrizio Fabris, Luca Groppo, Vittorio Lucchini, and Alfonso Zambon, J. Org. Chem., 2002, 67, p.7894-7897”. And the method of cross-coupling of selected halides with organometallic reagents, "Harold Hart, Abdollah Bashir-Hashemi, Jihmei Luo and Mary Ann Meador, Tetrahedron, 1986, 42, p.1641-1654.", "Harold Hart, Chung-yin Lai, Godson Chukuemeka Nwokogu and Shamouil Shamouilian, Tetrahedron, 1987, 43, p.5203-5224. "And" Francisco Raymo, Franz H. Kohnke and Francesca Cardullo, Tetrahedron, 1992, 48, p.6827-6838. There is a synthesis method described in " However, if the Wurtz-type coupling method is used, for example, as described above, the compounds represented by the formulas (78) to (80) are halogenated and then isolated in the same reaction system as the halogenation (isolation). Cyclization can also be carried out (without). This is preferable because the compound of the formula (77) can be easily synthesized from the compounds of the formulas (78) to (80) in one step, and all of the X 11 to X 31 are methylene groups. It is especially effective in some cases.

そして、前記式(77)の化合物が得られたら、前記の通り、この化合物のメタセシス反応により前記式(76)の化合物を得る。   And if the compound of the said Formula (77) is obtained, the compound of the said Formula (76) will be obtained by the metathesis reaction of this compound as above-mentioned.

なお、前記式(77)の化合物から前記式(76)の化合物を得る方法として、前記メタセシス反応以外に、例えば以下のような製造方法もある。すなわち、まず、前記式(77)で表される化合物をオゾン分解して、下記式(77')で表される化合物を得る。このオゾン分解の条件は特に限定されず、公知のオゾン分解反応等を参考にして適宜設定することができる。   In addition, as a method for obtaining the compound of the formula (76) from the compound of the formula (77), there is also the following production method in addition to the metathesis reaction. That is, first, the compound represented by the formula (77) is subjected to ozonolysis to obtain a compound represented by the following formula (77 ′). The conditions for this ozonolysis are not particularly limited, and can be appropriately set with reference to a known ozonolysis reaction or the like.

式(77’)中、R1〜R6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族炭化水素基であり、X11、X21およびX31はそれぞれ同一であるかまたは異なり、メチレン基、イミノ基または酸素原子であり、イミノ基の場合は、その水素原子は保護基により置換されていても良い。 In formula (77 ′), R 1 to R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, and X 11 , X 21, and X 31 are Each is the same or different and is a methylene group, an imino group or an oxygen atom. In the case of an imino group, the hydrogen atom may be substituted with a protecting group.

オゾン分解とは、炭素−炭素不飽和結合を持つ化合物をオゾン化し、それをさらに分解してカルボニル化合物を得る反応として知られている。オゾン化物(オゾニド)を分解してカルボニル反応を得る方法としては、例えば、水により分解する方法および還元剤を用いる方法があり、より具体的には、例えば、酢酸存在下Zn−H2Oにより還元する方法、白金触媒やパラジウム触媒等の存在下で水素を用いて接触還元する方法、ラネーニッケルを用いて還元する方法等があげられる。オゾン分解について記述している文献は多数あるが、例えば、 "P. S. Bailely, Chem. Rev., 1958, 58, p.925." および "R. W. Murray, Acc. Chem. Res., 1968, 1, p.313." 等があげられる。 Ozonolysis is known as a reaction in which a compound having a carbon-carbon unsaturated bond is ozonized and further decomposed to obtain a carbonyl compound. As a method for decomposing an ozonide (ozonide) to obtain a carbonyl reaction, for example, there are a method of decomposing with water and a method of using a reducing agent. More specifically, for example, Zn-H 2 O in the presence of acetic acid. Examples thereof include a reduction method, a catalytic reduction method using hydrogen in the presence of a platinum catalyst or a palladium catalyst, a reduction method using Raney nickel, and the like. There are many references describing ozonolysis, such as "PS Bailely, Chem. Rev., 1958, 58, p.925." And "RW Murray, Acc. Chem. Res., 1968, 1, p .313. "Etc.

なお、前記式(77')で表される化合物およびその塩は本発明に係る新規化合物であり、前記式(77)で表される化合物のオゾン分解を含む製造方法により製造されることが好ましいが、この製造方法に限定されずどのような方法により製造しても良い。   The compound represented by the formula (77 ′) and a salt thereof are novel compounds according to the present invention, and are preferably produced by a production method including ozonolysis of the compound represented by the formula (77). However, it is not limited to this manufacturing method and may be manufactured by any method.

そして、前記式(77')で表される化合物が得られたら、その分子内カップリング反応により前記式(76)で表される化合物を得る。この分子内カップリング反応の条件は特に限定されず、公知の反応を参考にするなどして適宜設定することができる。前記分子内カップリング反応は、遷移金属元素を用いた還元的カップリング反応が好ましく、前記遷移金属元素がチタンを含むことがより好ましい。なお、低原子価チタンを用いたカルボニル化合物の還元的カップリングはMcMurry反応として知られている。前記低原子価チタンは、例えばTiCl3やTiCl3(DME)1.5錯体(DMEはジメトキシエタンを表す)を反応系中で還元して発生させる方法がよく用いられており、この場合の還元剤としては、例えばZn(Cu)やC8K(カリウムグラファイト)等が用いられる。McMurry反応について述べた文献も多数あるが、例えば、 "J. E. McMurry, Acc. Chem. Res., 1974, 7, p.281." , "J. E. McMurry, Acc. Chem. Res., 1983, 16, p.405." , "J. E. McMurry and K. L. Kees, J. Org. Chem., 1977, 42, p.2655."および "D. L. J. Clive et al., J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, p.6914." 等があげられる。 And if the compound represented by said Formula (77 ') is obtained, the compound represented by said Formula (76) will be obtained by the intramolecular coupling reaction. The conditions for this intramolecular coupling reaction are not particularly limited, and can be appropriately set by referring to known reactions. The intramolecular coupling reaction is preferably a reductive coupling reaction using a transition metal element, and more preferably the transition metal element contains titanium. Note that the reductive coupling of carbonyl compounds using low-valent titanium is known as the McMurry reaction. As the low-valent titanium, for example, a method in which TiCl 3 or TiCl 3 (DME) 1.5 complex (DME represents dimethoxyethane) is reduced and generated in a reaction system is often used. For example, Zn (Cu) or C 8 K (potassium graphite) is used. There are many references describing the McMurry reaction. For example, "JE McMurry, Acc. Chem. Res., 1974, 7, p.281.", "JE McMurry, Acc. Chem. Res., 1983, 16, p .405. "," JE McMurry and KL Kees, J. Org. Chem., 1977, 42, p.2655. "And" DLJ Clive et al., J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, p .6914. "Etc.

以上のようにして前記化学式(76)で表される化合物が準備できたら、それを酸化して下記式(81)で表される化合物を製造する。   When the compound represented by the chemical formula (76) is prepared as described above, it is oxidized to produce a compound represented by the following formula (81).

式(81)中、R1〜R6、X11、X21およびX31はそれぞれ前記式(76)と同じである。 In formula (81), R 1 to R 6 , X 11 , X 21 and X 31 are the same as those in formula (76), respectively.

前記酸化反応の条件は特に限定されず、従来の脱水素反応と同様の条件で行なうことができる。例えば、DDQやクロラニル等の酸化剤を用いても良いが、工業的には触媒を用いることが好ましい。前記触媒は特に限定されず、脱水素反応に通常用いられるものを使用することができるが、例えば、Pd−C(パラジウムカーボン)、白金、ロジウム、金属硫黄および金属セレン等が使用可能である。また、これら触媒は単独で用いても良いが、二種類以上併用しても良い。   The conditions for the oxidation reaction are not particularly limited, and the oxidation reaction can be performed under the same conditions as in the conventional dehydrogenation reaction. For example, an oxidizing agent such as DDQ or chloranil may be used, but industrially a catalyst is preferably used. The catalyst is not particularly limited, and those usually used for dehydrogenation can be used. For example, Pd—C (palladium carbon), platinum, rhodium, metal sulfur, metal selenium, and the like can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.

その他の使用物質や反応条件も特に限定されず、従来の脱水素反応を参考にするなどして適宜設定することができる。前記DDQ等の酸化剤やPd−C等の触媒を用いる場合、反応溶媒は、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素や、ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒が使用可能であり、これら溶媒は単独で用いても二種類以上併用しても良い。この場合の反応温度および反応時間も特に限定されず、反応物質の種類等により適宜選択すればよい。   Other substances used and reaction conditions are not particularly limited, and can be appropriately set by referring to a conventional dehydrogenation reaction. When using an oxidizing agent such as DDQ or a catalyst such as Pd-C, the reaction solvent can be, for example, an aromatic hydrocarbon such as toluene or xylene, or an ether solvent such as dioxane or dimethoxyethane. A solvent may be used independently or may be used together 2 or more types. The reaction temperature and reaction time in this case are also not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of reactant.

そして、前記式(81)で表される化合物が得られたら、X11〜X31上の水素原子およびR1〜R6上のベンジル位水素原子を必要に応じ置換して、前記式(1)で表される本発明の化合物を得ることができる。X11〜X31のうちいずれかがイミノ基であって、その水素原子が保護基により置換されている場合は、イミノ基を必要に応じ脱保護してからあらためて置換しても良い。脱保護の方法は特に限定されず、前記保護基の種類等に応じて公知の方法を適宜使用すれば良い。 Then, the When compound obtained of the formula (81), and substituted optionally the benzylic hydrogen atoms on X 11 to X a hydrogen atom and R 1 on 31 to R 6, the formula (1 The compound of this invention represented by this can be obtained. When any one of X 11 to X 31 is an imino group and the hydrogen atom is substituted with a protecting group, the imino group may be deprotected as necessary and then substituted again. The deprotection method is not particularly limited, and a known method may be appropriately used depending on the kind of the protecting group.

前記X11〜X31上の水素原子を置換する方法も特に限定されず、類似の化学構造を有するジフェニルメタン、フルオレンおよびカルバゾール等の置換反応と同様の方法で様々な置換基を導入することが可能である。例えば、X11〜X31のいずれかがメチレン基である場合、そのメチレン基をアルキル化するためには、前記メチレン基の水素をブチルリチウム等により脱離させてカルボアニオンを生成させ、さらにヨウ化アルキル等を加える等の方法を用いることができる。また、アルコキシ化するためには、ベンジル位のアルコキシ化に通常用いられる方法、例えばハロゲン化の後アルコーリシス反応させる方法等を使用することができる。さらに、R1〜R6上にベンジル位水素原子が存在する場合、その水素原子を置換する方法も特に限定されず、一般的なベンジル位置換反応と同様に行なうことができる。例えば、アルキル基やアルコキシ基で置換するには上述と同様の方法等を用いることが可能である。 The method for substituting hydrogen atoms on X 11 to X 31 is not particularly limited, and various substituents can be introduced by the same method as the substitution reaction of diphenylmethane, fluorene, carbazole and the like having a similar chemical structure. It is. For example, when any of X 11 to X 31 is a methylene group, in order to alkylate the methylene group, hydrogen of the methylene group is eliminated with butyllithium or the like to generate a carbanion, and A method such as adding an alkyl halide or the like can be used. In order to perform alkoxylation, a method usually used for alkoxylation at the benzyl position, for example, a method in which an alcoholysis reaction is carried out after halogenation can be used. Further, when a benzylic hydrogen atom is present on R 1 to R 6 , the method for substituting the hydrogen atom is not particularly limited, and the reaction can be carried out in the same manner as a general benzylic substitution reaction. For example, the same method as described above can be used for substitution with an alkyl group or an alkoxy group.

以上のようにすれば、前記式(1)で表される化合物を、有機合成化学的手法により困難なく得ることができる。しかし、前記式(1)で表される化合物の製造方法はこれに限定されず、どのような方法により製造しても良い。   If it does as mentioned above, the compound represented by the said Formula (1) can be obtained without difficulty by an organic synthetic chemistry method. However, the method for producing the compound represented by the formula (1) is not limited to this, and any method may be used.

そして、前記式(1)で表される化合物を用いて、例えば前述の製造方法により、本発明の有機半導体を得ることができる。   And the organic semiconductor of this invention can be obtained by the above-mentioned manufacturing method, for example using the compound represented by said Formula (1).

なお、本発明の有機半導体は、前記式(1)で表される化合物分子もしくはそのイオンに代え、またはそれに加え、前記式(1)で表される化合物の分子から誘導される基が、二個以上、共有結合および架橋鎖の少なくとも一方により連結されている構造を有する化合物分子もしくはそのイオン(以下、単に「架橋体」と呼ぶことがある)を含んでいても良い。ただし、前記二個以上の基の構造は互いに同一でも異なっていても良い。このような有機半導体を製造する場合、前記式(1)で表される化合物分子もしくはそのイオンに代え、またはそれに加え、前記架橋体を用いることができる。前記架橋鎖は特に限定されず、例えば、アルキレン基でも、ポリエンでも、エステル結合やエーテル結合等を含む架橋鎖等であっても良い。これらの中で、例えばアルキレン基が好ましく、メチレン基または炭素数2〜10のポリメチレン基がより好ましい。そして、前記二個以上の基が、それぞれ少なくとも一つのベンジル位炭素を含み、前記共有結合または架橋鎖との結合部位が前記ベンジル位炭素であることが好ましい。   The organic semiconductor of the present invention has two groups derived from the compound molecule represented by the formula (1) in place of or in addition to the compound molecule represented by the formula (1) or ions thereof. One or more compound molecules having a structure linked by at least one of a covalent bond and a crosslinked chain, or ions thereof (hereinafter sometimes simply referred to as “crosslinked body”) may be included. However, the structures of the two or more groups may be the same or different from each other. In the case of producing such an organic semiconductor, the crosslinked body can be used in place of or in addition to the compound molecule represented by the formula (1) or ions thereof. The crosslinked chain is not particularly limited, and may be, for example, an alkylene group, a polyene, a crosslinked chain containing an ester bond, an ether bond, or the like. Among these, for example, an alkylene group is preferable, and a methylene group or a polymethylene group having 2 to 10 carbon atoms is more preferable. The two or more groups each preferably contain at least one benzylic carbon, and the binding site with the covalent bond or the crosslinking chain is preferably the benzylic carbon.

このような架橋体の製造方法も特に限定されず、目的とする架橋体の構造等に応じて公知の方法を適宜用いることができるが、一例として以下のような方法がある。すなわち、まず、スマネン(前記式(84)の化合物)のベンジル位を一箇所、モノハロゲン化し、ハロゲン化アルキレン、例えば1,4-ジブロモブタンとカップリング反応させる。この方法は特に限定されないが、例えば、前記スマネンのモノハロゲン化物に金属Mgを加えてGrignard試薬とした後、1,4-ジブロモブタンを加えてカップリングさせる方法がある。このようにすると、スマネンのベンジル位同士がテトラメチレン基で連結された化合物が得られる。さらに、必要に応じ、残りのベンジル位に前記の方法等で置換基を導入して目的の架橋体を得る。   The method for producing such a crosslinked product is not particularly limited, and a known method can be used as appropriate according to the structure of the intended crosslinked product, and examples thereof include the following methods. That is, first, the benzyl position of sumanen (compound of the above formula (84)) is monohalogenated at one position, and a coupling reaction is carried out with a halogenated alkylene such as 1,4-dibromobutane. Although this method is not particularly limited, for example, there is a method in which metal Mg is added to the sumanene monohalide to form a Grignard reagent, and then 1,4-dibromobutane is added to perform coupling. In this way, a compound in which the benzylic positions of sumanene are linked by a tetramethylene group is obtained. Further, if necessary, a substituent is introduced into the remaining benzyl position by the above-described method or the like to obtain a target crosslinked product.

また、前記式(1)で表される化合物分子もしくはそのイオンもしくは架橋体に互変異性体、立体異性体、光学異性体等の異性体が存在する場合は、本発明の有機半導体は、前記式(1)で表される化合物分子もしくはそのイオンもしくは架橋体に代え、またはそれに加え、前記異性体を含むものであっても良い。さらに、前記式(1)の化合物およびその他本発明に係る化合物が塩を形成し得る場合は、本発明の有機半導体は、その塩を含む有機半導体であっても良い。前記塩は特に限定されず、例えば酸付加塩でも塩基付加塩でも良く、さらに、前記酸付加塩を形成する酸は無機酸でも有機酸でも良く、前記塩基付加塩を形成する塩基は無機塩基でも有機塩基でも良い。前記無機酸としては、特に限定されないが、例えば、硫酸、リン酸、塩酸、臭化水素酸および、ヨウ化水素酸等があげられる。前記有機酸も特に限定されないが、例えば、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、シュウ酸、p−ブロモベンゼンスルホン酸、炭酸、コハク酸、クエン酸、安息香酸および酢酸等があげられる。前記無機塩基としては、特に限定されないが、例えば、水酸化アンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、炭酸塩および炭酸水素塩等があげられ、より具体的には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カルシウムおよび炭酸カルシウム等があげられる。前記有機塩基も特に限定されないが、例えば、エタノールアミン、トリエチルアミンおよびトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン等があげられる。   Further, when an isomer such as a tautomer, stereoisomer, or optical isomer is present in the compound molecule represented by the formula (1) or an ion or a crosslinked product thereof, the organic semiconductor of the present invention is Instead of or in addition to the compound molecule represented by the formula (1) or its ion or cross-linked product, it may contain the isomer. Furthermore, when the compound of the formula (1) and other compounds according to the present invention can form a salt, the organic semiconductor of the present invention may be an organic semiconductor containing the salt. The salt is not particularly limited, and may be, for example, an acid addition salt or a base addition salt. Further, the acid forming the acid addition salt may be an inorganic acid or an organic acid, and the base forming the base addition salt may be an inorganic base. An organic base may be used. Although it does not specifically limit as said inorganic acid, For example, a sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, etc. are mention | raise | lifted. The organic acid is not particularly limited, and examples thereof include p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, oxalic acid, p-bromobenzenesulfonic acid, carbonic acid, succinic acid, citric acid, benzoic acid, and acetic acid. The inorganic base is not particularly limited, and examples thereof include ammonium hydroxide, alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, carbonates and hydrogen carbonates, and more specifically, for example, Examples thereof include sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, calcium hydroxide and calcium carbonate. The organic base is not particularly limited, and examples thereof include ethanolamine, triethylamine, and tris (hydroxymethyl) aminomethane.

前記式(1)で表される化合物の塩の製造方法も特に限定されず、例えば、前記式(1)で表される化合物に、前記のような酸や塩基を公知の方法により適宜付加させる等の方法で製造することができる。   The method for producing the salt of the compound represented by the formula (1) is not particularly limited, and for example, the above acid or base is appropriately added to the compound represented by the formula (1) by a known method. It can be manufactured by a method such as

本発明の有機半導体では、前記式(1)において、A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基が下記の条件を満たすことが好ましい。 In the organic semiconductor of the present invention, in the formula (1), it is preferable that the substituents on A 1 to A 6 and the X 1 to X 3 satisfy the following conditions.

(A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基の条件)
1〜A6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、直鎖もしくは分枝アルキル基、または芳香族炭化水素基であり、A1〜A6上にベンジル位水素原子が存在する場合は、その水素原子は置換基によって置換されていても良く、
前記A1〜A6上の置換基は、それぞれ同一であるかまたは異なり、ハロゲン、直鎖状もしくは分枝状の低分子もしくは高分子鎖(ただし、その主鎖および側鎖中には、ヘテロ原子を含んでいてもいなくても良く、不飽和結合を含んでいてもいなくても良く、環状構造を含んでいてもいなくても良い)、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、飽和もしくは不飽和炭化水素基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換されたアルキル基、アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、アルカノイル基、またはアルコキシカルボニル基であるか、または、同一のAr(rは1から6までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するArとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
前記X1〜X3上の置換基は互いに同一であるかまたは異なり、
その結合するXa(aは1から3までのいずれかの整数)がメチレン基またはビニリデン基である場合は、ハロゲン、直鎖状もしくは分枝状の低分子もしくは高分子鎖(ただし、その主鎖および側鎖中には、ヘテロ原子を含んでいてもいなくても良く、不飽和結合を含んでいてもいなくても良く、環状構造を含んでいてもいなくても良い)、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、飽和もしくは不飽和炭化水素基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換されたアルキル基、アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、アルカノイル基、またはアルコキシカルボニル基であるか、または、同一のXa(aは1から3までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するXaとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
その結合するXaがイミノメチレン基またはイミノ基である場合は、ハロゲン、直鎖状もしくは分枝状の低分子もしくは高分子鎖(ただし、その主鎖および側鎖中には、ヘテロ原子を含んでいてもいなくても良く、不飽和結合を含んでいてもいなくても良く、環状構造を含んでいてもいなくても良い)、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、飽和もしくは不飽和炭化水素基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルカノイルオキシ基、1個以上のハロゲンで置換されたアルキル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、アルカノイル基、またはアルコキシカルボニル基である。
(Conditions for substituents on A 1 to A 6 and the above X 1 to X 3 )
Each of A 1 to A 6 is the same or different and is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, and when a benzylic hydrogen atom is present on A 1 to A 6 The hydrogen atom may be substituted by a substituent,
The substituents on A 1 to A 6 may be the same or different, and may be halogen, a linear or branched small molecule or polymer chain (however, in the main chain and side chain, hetero A carbocyclic ring having 3 to 20 ring constituent atoms, which may or may not contain an atom, may or may not contain an unsaturated bond, and may or may not contain a cyclic structure) Heterocycle (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, may or may not have a substituent), saturated or unsaturated hydrocarbon group, hydroxy group, alkoxy group, alkanoyloxy group Amino group, oxyamino group, alkylamino group, dialkylamino group, alkanoylamino group, cyano group, nitro group, sulfo group, alkyl group substituted with one or more halogens, alkoxy group Nyl groups (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), alkylsulfonyl groups (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), sulfamoyl group, alkylsulfamoyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group, an alkanoyl group or an alkoxymethyl or a carbonyl group, or, bind to the same a r (any integer r is from 1 to 6), substituents together for is covalently attached, their binding carbocyclic or heterocyclic ring together with a r to (although a condensed ring be monocyclic, be saturated may be unsaturated, or not containing a substituent May be formed)
The substituents on X 1 to X 3 are the same as or different from each other;
When the bonded X a (a is any integer from 1 to 3) is a methylene group or a vinylidene group, halogen, a linear or branched small molecule or polymer chain (however, its main chain) The chain and the side chain may or may not contain a hetero atom, may or may not contain an unsaturated bond, and may or may not contain a cyclic structure) A carbocyclic or heterocyclic ring having a ring number of 3 to 20 (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, may or may not have a substituent), saturated or unsaturated hydrocarbon group, Hydroxy, alkoxy, alkanoyloxy, amino, oxyamino, alkylamino, dialkylamino, alkanoylamino, cyano, nitro, sulfo, and one or more halogens Alkyl group, alkoxysulfonyl group (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), alkylsulfonyl group (wherein the alkyl group is substituted with one or more halogens) ), A sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group, an alkanoyl group, or an alkoxycarbonyl group, or the same X a (a is any one of 1 to 3) And the substituents bonded to each other by a covalent bond, together with the X a to which they are bonded, may be a carbocyclic or heterocyclic ring (which may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, May or may not have),
When the X a to be bonded is an iminomethylene group or an imino group, halogen, a linear or branched small molecule or polymer chain (however, the main chain and side chain contain a heteroatom. A carbocyclic ring or a heterocyclic ring having 3 to 20 ring atoms (which may or may not include an unsaturated bond and may or may not include a cyclic structure). However, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, may or may not have a substituent), saturated or unsaturated hydrocarbon group, hydroxy group, alkoxy group, alkanoyloxy group, one An alkyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group, an alkanoyl group, or an alkoxycarbonyl group substituted with the above halogen.

また、前記式(1)において、A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基が下記の条件を満たすことがより好ましい。 Further, in the formula (1), A 1 ~A 6 , and the substituent on the X 1 to X 3 satisfy the condition it is more preferable below.

(A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基の条件)
1〜A6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、フェニル基、またはナフチル基であり、A1〜A6上にベンジル位水素原子が存在する場合は、その水素原子は置換基によって置換されていても良く、
前記A1〜A6上の置換基は、それぞれ同一であるかまたは異なり、ハロゲン、置換基を有するか有しない飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分枝炭化水素鎖、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基(ただし、そのアルキル基は炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基である)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基であるか、または、同一のAr(rは1から6までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するArとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
前記X1〜X3上の置換基は互いに同一であるかまたは異なり、
その結合するXa(aは1から3までのいずれかの整数)がメチレン基またはビニリデン基である場合は、ハロゲン、置換基を有するか有しない飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分枝炭化水素鎖、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基(ただし、そのアルキル基は炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基である)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基であるか、または、同一のXa(aは1から3までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するXaとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
その結合するXaがイミノメチレン基またはイミノ基である場合は、ハロゲン、置換基を有するか有しない飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分枝炭化水素鎖、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、環構成原子数が3〜20である炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)、ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基である。
(Conditions for substituents on A 1 to A 6 and the above X 1 to X 3 )
A 1 to A 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group, and a benzylic hydrogen on A 1 to A 6 When an atom is present, the hydrogen atom may be substituted with a substituent,
Substituents on A 1 to A 6 are the same or different and are halogen, saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon chain having or not having substituent, conjugated polymer chain or oligomer Chain, carbocyclic or heterocyclic ring having 3 to 20 ring atoms (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, may or may not have a substituent), hydroxy group A linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, 6 straight-chain or branched alkanoyloxy groups, amino groups, oxyamino groups, straight-chain or branched alkylamino groups having 1 to 6 carbon atoms, and dialkylamino groups (wherein the alkyl group is a straight chain having 1 to 6 carbon atoms) Chain or A straight-chain or branched alkanoylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a sulfo group, or a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms substituted with one or more halogen atoms. A branched alkyl group, a straight chain or branched alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogen atoms), a straight chain or branched chain having 1 to 6 carbon atoms. Branched alkylsulfonyl group (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), sulfamoyl group, linear or branched alkylsulfamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, carboxyl group, carbamoyl A linear or branched alkylcarbamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Turkey carboxymethyl or a carbonyl group, or a substituted group together to bind to (any integer of r from 1 to 6) identical A r is covalently bonded, carbon ring together with A r to which they are bonded Alternatively, it may form a heterocycle (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, and may or may not have a substituent)
The substituents on X 1 to X 3 are the same as or different from each other;
When the bonded X a (a is any integer from 1 to 3) is a methylene group or a vinylidene group, it is a saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon which may or may not have a halogen or a substituent. Chain, conjugated polymer chain or oligomer chain, carbocycle or heterocycle having 3 to 20 ring members (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, and has a substituent) Or a hydroxy group, a straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a straight chain or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, a straight chain having 1 to 6 carbon atoms, or A branched alkoxy group, a linear or branched alkanoyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, an oxyamino group, a linear or branched alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a dialkylamino group (however, its alkyl Group is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), a linear or branched alkanoylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a sulfo group, one or more halogens. A substituted or straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a straight chain or branched alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms (however, the alkyl group may be substituted with one or more halogen atoms). ), A linear or branched alkylsulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), a sulfamoyl group, and a linear chain having 1 to 6 carbon atoms. Or a branched alkylsulfamoyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, a linear or branched alkylcarbamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or Substituents each other or a straight or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, or, (in a any integer from 1 to 3) same X a binding to, covalently attached And may form a carbocycle or a heterocycle (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, and may or may not have a substituent) together with X a to which they are bonded. ,
When X a to be bonded is an iminomethylene group or an imino group, halogen, a saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon chain having or not having a substituent, a conjugated polymer chain or an oligomer chain, a ring A carbocyclic or heterocyclic ring having 3 to 20 atoms (however, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, may or may not have a substituent), hydroxy group, carbon number Straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, straight chain or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, straight chain or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, straight chain having 1 to 6 carbon atoms A chain or branched alkanoyloxy group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with one or more halogens, a carboxyl group, a carbamoyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Bamoiru group, a linear or branched alkanoyl group or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms.

そして、前記式(1)において、A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基が下記の条件を満たすことがさらに好ましい。 In the formula (1), it is more preferable that the substituents on A 1 to A 6 and X 1 to X 3 satisfy the following conditions.

(A1〜A6、および前記X1〜X3上の置換基の条件)
1〜A6はそれぞれ同一であるかまたは異なり、水素原子、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、フェニル基、またはナフチル基であり、A1〜A6上にベンジル位水素原子が存在する場合は、その水素原子は置換基によって置換されていても良く、
前記A1〜A6上の置換基は、それぞれ同一であるかまたは異なり、ハロゲン、炭素数1〜3000(特に好ましくは1〜300、最適には1〜30)の直鎖状炭化水素基(ただし、主鎖中の結合はそれぞれ飽和結合でも不飽和結合でも良く、主鎖上の水素原子は任意にハロゲン、またはメチル基で置換されていても良い)、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、下記式(9)〜(75)のいずれかの化合物から任意の1個の水素を除いた構造を有する環状置換基(ただし、上記環状置換基は、1個または複数の置換基でさらに置換されていても良く、それらの置換基は互いに同一であるかまたは異なり、前記置換基は、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、またはアミノ基である)、
(Conditions for substituents on A 1 to A 6 and the above X 1 to X 3 )
A 1 to A 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group, and a benzylic hydrogen on A 1 to A 6 When an atom is present, the hydrogen atom may be substituted with a substituent,
The substituents on A 1 to A 6 are the same or different and are each a halogen or a linear hydrocarbon group having 1 to 3000 carbon atoms (particularly preferably 1 to 300, most preferably 1 to 30). However, each bond in the main chain may be a saturated bond or an unsaturated bond, and a hydrogen atom on the main chain may be optionally substituted with a halogen or a methyl group), a conjugated polymer chain or an oligomer chain, A cyclic substituent having a structure in which any one hydrogen is removed from the compound of any one of the following formulas (9) to (75) (provided that the cyclic substituent is further substituted with one or more substituents) The substituents may be the same or different from each other, and the substituent is a halogen, a methyl group, a hydroxy group, a methoxy group, an oxo group, or an amino group),

ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基(ただし、そのアルキル基は炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基である)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基であるか、または、同一のAr(rは1から6までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するArとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
前記X1〜X3上の置換基は互いに同一であるかまたは異なり、
その結合するXa(aは1から3までのいずれかの整数)がメチレン基またはビニリデン基である場合は、ハロゲン、炭素数1〜3000(特に好ましくは1〜300、最適には1〜30)の直鎖状炭化水素基(ただし、主鎖中の結合はそれぞれ飽和結合でも不飽和結合でも良く、主鎖上の水素原子は任意にハロゲン、またはメチル基で置換されていても良い)、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、前記式(9)〜(75)のいずれかの化合物から任意の1個の水素を除いた構造を有する環状置換基(ただし、上記環状置換基は、1個または複数の置換基でさらに置換されていても良く、それらの置換基は互いに同一であるかまたは異なり、前記置換基は、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、またはアミノ基である)、ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、アミノ基、オキシアミノ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基(ただし、そのアルキル基は炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基である)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルホニル基(ただし、そのアルキル基は1個以上のハロゲンで置換されていても良い。)、スルファモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルスルファモイル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基であるか、または、同一のXa(aは1から3までのいずれかの整数)に結合する置換基同士は、共有結合により結合され、それらの結合するXaとともに炭素環もしくはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成しても良く、
その結合するXaがイミノメチレン基またはイミノ基である場合は、ハロゲン、炭素数1〜3000(特に好ましくは1〜300、最適には1〜30)の直鎖状炭化水素基(ただし、主鎖中の結合はそれぞれ飽和結合でも不飽和結合でも良く、主鎖上の水素原子は任意にハロゲン、またはメチル基で置換されていても良い)、共役系高分子鎖もしくはオリゴマー鎖、前記式(9)〜(75)のいずれかの化合物から任意の1個の水素を除いた構造を有する環状置換基(ただし、上記環状置換基は、1個または複数の置換基でさらに置換されていても良く、それらの置換基は互いに同一であるかまたは異なり、前記置換基は、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、またはアミノ基である)、ヒドロキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数2〜6の直鎖もしくは分枝不飽和炭化水素基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイルオキシ基、1個以上のハロゲンで置換された炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキル基、カルボキシル基、カルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルキルカルバモイル基、炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、または炭素数1〜6の直鎖もしくは分枝アルコキシカルボニル基である。
Hydroxy group, straight chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, straight chain or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, straight chain or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, carbon number 1 to 6 linear or branched alkanoyloxy group, amino group, oxyamino group, 1 to 6 carbon straight chain or branched alkylamino group, dialkylamino group (wherein the alkyl group has 1 to 6 carbon atoms) A linear or branched alkyl group of 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkanoylamino group having 1 to 6 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, a sulfo group, 1 to 6 carbon atoms substituted with one or more halogen atoms. A linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms (however, the alkyl group may be substituted with one or more halogen atoms), and 1 to 6 carbon atoms. Straight chain Or a branched alkylsulfonyl group (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), a sulfamoyl group, a linear or branched alkylsulfamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, carboxyl A group, a carbamoyl group, a linear or branched alkylcarbamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms there, or, another substituent (the r any integer from 1 to 6) identical a r bind to is covalently bonded, carbon ring or heterocyclic ring together with a r to which they are bonded (except A monocyclic ring or a condensed ring, which may be saturated or unsaturated, and may or may not have a substituent,
The substituents on X 1 to X 3 are the same as or different from each other;
When the X a to be bonded (a is any integer from 1 to 3) is a methylene group or a vinylidene group, halogen, 1 to 3000 carbon atoms (particularly preferably 1 to 300, most preferably 1 to 30) ) Linear hydrocarbon groups (wherein the bonds in the main chain may be saturated bonds or unsaturated bonds, respectively, and hydrogen atoms on the main chain may be optionally substituted with halogen or methyl groups), A conjugated polymer chain or an oligomer chain, a cyclic substituent having a structure in which any one hydrogen is removed from the compound of any one of the above formulas (9) to (75) (however, the cyclic substituent is one Or may be further substituted with a plurality of substituents, and the substituents may be the same or different from each other, and the substituent may be a halogen, a methyl group, a hydroxy group, a methoxy group, an oxo group, or an amino group. A hydroxy group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. A linear or branched alkanoyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, an amino group, an oxyamino group, a linear or branched alkylamino group having 1 to 6 carbon atoms, or a dialkylamino group (wherein the alkyl group has 1 to 6 linear or branched alkyl groups), 1 to 6 carbon straight or branched alkanoylamino groups, cyano groups, nitro groups, sulfo groups, carbon atoms substituted with one or more halogen atoms A linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkoxysulfonyl group having 1 to 6 carbon atoms (provided that the alkyl group may be substituted with one or more halogen atoms), carbon number 1-6 A linear or branched alkylsulfonyl group (wherein the alkyl group may be substituted with one or more halogens), a sulfamoyl group, a linear or branched alkylsulfamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, A carboxyl group, a carbamoyl group, a linear or branched alkylcarbamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms Or the substituents bonded to the same X a (a is any integer from 1 to 3) are bonded by a covalent bond, and together with the bonded X a carbocycle or heterocycle ( However, it may be monocyclic or condensed, saturated or unsaturated, and may or may not have a substituent.
When the X a to be bonded is an iminomethylene group or an imino group, a halogen, a linear hydrocarbon group having 1 to 3000 carbon atoms (particularly preferably 1 to 300, most preferably 1 to 30) (however, the main Each bond in the chain may be a saturated bond or an unsaturated bond, and a hydrogen atom on the main chain may be optionally substituted with a halogen or a methyl group), a conjugated polymer chain or an oligomer chain, the above formula ( 9)-(75) a cyclic substituent having a structure in which any one hydrogen is removed from the compound (provided that the cyclic substituent may be further substituted with one or more substituents) The substituents may be the same or different from each other, and the substituent is a halogen, a methyl group, a hydroxy group, a methoxy group, an oxo group, or an amino group), a hydroxy group, 1 to 6 carbon atoms Straight chain or branched alkyl group, straight chain or branched unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, straight chain or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, straight chain or branched chain having 1 to 6 carbon atoms An alkanoyloxy group, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms substituted with one or more halogens, a carboxyl group, a carbamoyl group, a linear or branched alkylcarbamoyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carbon number A linear or branched alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear or branched alkoxycarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms.

なお、本発明で「ハロゲン」とは、任意のハロゲン元素を指すが、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素があげられる。また、アルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基およびtert-ブチル基等があげられ、アルキル基をその構造中に含む基(例えば、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基等)についても同様である。不飽和炭化水素基としては、特に限定されないが、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、プロパルギル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基および2−ブテニル基等があげられる。アルカノイル基としては、特に限定されないが、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、イソブチリル基、バレリル基およびイソバレリル基等があげられ、アルカノイル基をその構造中に含む基(アルカノイルオキシ基、アルカノイルアミノ基等)についても同様である。また、炭素数1のアルカノイル基とはホルミル基を指すものとし、アルカノイル基をその構造中に含む基についても同様とする。   In the present invention, “halogen” refers to any halogen element, and examples thereof include fluorine, chlorine, bromine and iodine. The alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. The same applies to a group containing an alkyl group in its structure (for example, an alkoxy group, an alkylamino group, an alkoxycarbonyl group, etc.). The unsaturated hydrocarbon group is not particularly limited, and examples thereof include a vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, propargyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, and 2-butenyl group. The alkanoyl group is not particularly limited, and examples thereof include a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, an isobutyryl group, a valeryl group and an isovaleryl group, and a group containing an alkanoyl group in the structure (alkanoyloxy group, alkanoylamino group). The same applies to the group or the like. Further, an alkanoyl group having 1 carbon atom means a formyl group, and the same applies to a group containing an alkanoyl group in its structure.

前記共役系高分子鎖またはオリゴマー鎖は、ポリフェニレン、オリゴフェニレン、ポリフェニレンビニレン、オリゴフェニレンビニレン、ポリエン、オリゴビニレン、ポリアセチレン、オリゴアセチレン、ポリピロール、オリゴピロール、ポリチオフェン、オリゴチオフェン、ポリアニリンおよびオリゴアニリン(ただし、これらは1個以上の置換基で置換されていても良いし、置換されていなくても良い)からなる群から選択される少なくとも一つであることがさらに好ましく、この場合の置換基は、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、およびアミノ基からなる群から選択される少なくとも一つであることが特に好ましい。また、前記共役系高分子鎖またはオリゴマー鎖は、その式量が30〜30000の範囲であることがさらに好ましい。前記式量は、特に好ましくは50〜5000、最適には50〜1000である。   The conjugated polymer chain or oligomer chain includes polyphenylene, oligophenylene, polyphenylene vinylene, oligophenylene vinylene, polyene, oligovinylene, polyacetylene, oligoacetylene, polypyrrole, oligopyrrole, polythiophene, oligothiophene, polyaniline and oligoaniline (however, These are more preferably at least one selected from the group consisting of one or more substituents which may or may not be substituted. In this case, the substituent is a halogen atom. Particularly preferred is at least one selected from the group consisting of a methyl group, a hydroxy group, a methoxy group, an oxo group, and an amino group. Further, the conjugated polymer chain or oligomer chain preferably has a formula weight in the range of 30 to 30,000. The formula weight is particularly preferably 50 to 5000, optimally 50 to 1000.

また、前記式(1)において、前記同一のAr(rは1から6までのいずれかの整数)または同一のXa(aは1から3までのいずれかの整数)に結合する置換基同士が共有結合により結合され、それらの結合するArまたはXaとともに炭素環またはヘテロ環(ただし、単環でも縮合環でも、飽和でも不飽和でも良く、置換基を有していてもいなくても良い)を形成する場合、前記環の構成原子数が3〜20であり、前記置換基が、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、およびアミノ基からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。 In the formula (1), a substituent bonded to the same A r (r is any integer from 1 to 6) or the same X a (a is any integer from 1 to 3). each other are coupled by a covalent bond, a r or X a together with the carbon ring or heterocyclic ring which they are bonded (although, in fused ring be monocyclic, be saturated may be unsaturated, may not have a substituent And the substituent is selected from the group consisting of a halogen, a methyl group, a hydroxy group, a methoxy group, an oxo group, and an amino group. It is preferable that it is at least one.

また、前記式(1)において、前記X1〜X3上の置換基のうち少なくとも一つが、その結合するXaおよびさらにそのXaが結合するベンゼン核と一体となって共役系を形成していれば、電気伝導性、電子移動性等の観点から、有機半導体の用途にさらに好ましく使用することができる。このような化合物は多数存在するが、例えば下記式(89)〜(91)で表される化合物等がある。ただし式(89)〜(91)の化合物は例示に過ぎず、これらに限定されるものではない。 In the formula (1), at least one of the substituents on X 1 to X 3 forms a conjugated system integrally with the bonded X a and further the benzene nucleus to which the X a is bonded. If it has, it can use more preferably for the use of an organic semiconductor from viewpoints, such as electrical conductivity and electron mobility. There are many such compounds, for example, compounds represented by the following formulas (89) to (91). However, the compounds of formulas (89) to (91) are merely examples and are not limited thereto.

前記式(1)において、前記X1〜X3上の置換基が存在しない(すなわち、前記X1〜X3上の水素原子のいずれもが前記置換基により置換されていない)化合物は、そのまま本発明の有機半導体の原料として用いても良いが、その他の誘導体の合成原料等に使用しやすいため、前記その他の誘導体に変換してから本発明の有機半導体の原料として用いても良い。A1〜A6については、全て水素原子であることが、同様に、その他の誘導体の合成原料等や本発明の有機半導体の原料に使用しやすく好ましい場合があるが、A1〜A6がアルキル基や芳香族炭化水素基を含んでいても良い。 In the formula (1), the compound in which no substituent on X 1 to X 3 is present (that is, any hydrogen atom on X 1 to X 3 is not substituted with the substituent) is used as it is. Although it may be used as a raw material for the organic semiconductor of the present invention, it can be easily used as a raw material for synthesis of other derivatives. The A 1 to A 6, that are all hydrogen atom, Similarly, it may be preferable easier to use in the organic semiconductor material of synthetic raw materials and the invention of other derivatives, A 1 to A 6 is An alkyl group or an aromatic hydrocarbon group may be included.

また、前記式(1)において、X1〜X3は、例えば、メチレン基、ビニリデン基、イミノ基および酸素原子からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましく、X1〜X3の全てがメチレン基であることがより好ましい。特に、A1〜A6の全てが水素原子であり、かつ、X1〜X3の全てがメチレン基であり、そのいずれもが置換されていない化合物、すなわち母体化合物のスマネンは、各種誘導体の合成原料等として利用しやすいのみならず、それ自体も有機半導体用材料として好適である。 In the formula (1), X 1 to X 3 are preferably at least one selected from the group consisting of a methylene group, a vinylidene group, an imino group, and an oxygen atom, for example, X 1 to X 3 More preferably, all are methylene groups. In particular, a compound in which all of A 1 to A 6 are hydrogen atoms and all of X 1 to X 3 are methylene groups, all of which are not substituted, that is, the parent compound, sumanene, is a derivative of various derivatives. Not only is it easy to use as a synthetic raw material, it is suitable as an organic semiconductor material.

さらに、本発明者らは、前記一般式(1)に記載の化合物、その互変異性体および立体異性体、ならびにそれらの塩のうち、X1〜X3がビニリデン基であり、X1〜X3は、それぞれ、フェニル基、チエニル基およびオリゴチオフェン鎖からなる群から選択される少なくとも1個の置換基(前記置換基は、1個以上の電気供与基または電気求引基によりさらに置換されていても良い)で置換されている化合物、その互変異性体および立体異性体、ならびにそれらの塩が、本発明の有機半導体に好ましく使用できることを見出した。前記オリゴチオフェン鎖の重合度は、特に限定されないが、例えば2〜8である。また、前記電子供与基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝アルキル基であり、特に好ましくはメチル基である)およびアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝アルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基である)が挙げられ、前記電子求引基としては、例えば、ハロゲンおよびハロゲン化アルキル基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝ハロゲン化アルキル基であり、特に好ましくはトリフルオロメチル基である)が挙げられる。これらの化合物のうち、特に好ましいのは、下記式(101)〜(109)のいずれかで表される化合物、その互変異性体および立体異性体、ならびにそれらの塩である。 Furthermore, the inventors of the compound represented by the general formula (1), tautomers and stereoisomers thereof, and salts thereof, X 1 to X 3 are vinylidene groups, and X 1 to X 3 is each at least one substituent selected from the group consisting of a phenyl group, a thienyl group and an oligothiophene chain (the substituent is further substituted with one or more electric donating groups or electric withdrawing groups) And the tautomers and stereoisomers thereof, and salts thereof can be preferably used for the organic semiconductor of the present invention. The degree of polymerization of the oligothiophene chain is not particularly limited, but is 2 to 8, for example. Examples of the electron donating group include an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group) and an alkoxy group (preferably having a carbon number of 1 to 6). 6 is a straight-chain or branched alkoxy group, particularly preferably a methoxy group, and examples of the electron-withdrawing group include halogen and halogenated alkyl groups (preferably a straight chain having 1 to 6 carbon atoms). A chain or branched alkyl group, particularly preferably a trifluoromethyl group). Among these compounds, compounds represented by any one of the following formulas (101) to (109), tautomers and stereoisomers thereof, and salts thereof are particularly preferable.

これらの化合物が本発明の有機半導体に好ましく使用できる理由としては、例えば以下の理由が挙げられる。すなわち、まず、ビニリデン基およびそれに結合するフェニル基、チエニル基またはオリゴチオフェン鎖が、スマネン構造のベンゼン核と一体となって共役系を形成するため、前述の通り、電気伝導性、電子移動性等の観点から好ましい。また、溶媒に対する溶解度等に優れることにより、例えば再結晶、薄膜形成等の操作を簡便に行うことが可能であり、有機半導体を製造しやすい。さらに、例えば、フェニル基、チエニル基またはオリゴチオフェン鎖が電子供与基または電気求引基により置換されていることで、バンドギャップエネルギーがさらに減少し、電気伝導性、電子移動性等がより向上することが考えられる。   Examples of the reason why these compounds can be preferably used in the organic semiconductor of the present invention include the following reasons. That is, first, since the vinylidene group and the phenyl group, thienyl group or oligothiophene chain bonded to the benzene nucleus of the Smanen structure form a conjugated system, as described above, electrical conductivity, electron mobility, etc. From the viewpoint of In addition, by being excellent in solubility in a solvent, for example, operations such as recrystallization and thin film formation can be easily performed, and an organic semiconductor can be easily produced. Furthermore, for example, by replacing the phenyl group, thienyl group or oligothiophene chain with an electron donating group or an electrophilic group, the band gap energy is further reduced, and the electrical conductivity, electron mobility, etc. are further improved. It is possible.

なお、前記式(101)〜(109)中、波線で表した結合は、ビニリデン基のいずれの側に結合していても良いことを示す。例えば、前記式(101)の化合物は、下記式(101−1)で表される対称型化合物であっても良いし、下記式(101−2)で表される非対称型化合物であっても良い。前記式(102)〜(109)の化合物についても同様である。   In the formulas (101) to (109), the bond represented by the wavy line indicates that the bond may be on any side of the vinylidene group. For example, the compound of the formula (101) may be a symmetric compound represented by the following formula (101-1) or an asymmetric compound represented by the following formula (101-2). good. The same applies to the compounds of the formulas (102) to (109).

また、本発明者らは、前記一般式(1)に記載の化合物のX1〜X3の少なくとも一つがメチレン基である場合に、そのメチレン基を効率良くビニリデン基に変換できる方法を見出した。この方法を用いた本発明の有機化合物の製造方法によれば、前記式(101)〜(109)で表される化合物等を効率良く製造することができる。前記本発明の製造方法は、より具体的には、有機化合物の製造方法であって、前記式(1)に記載の化合物のうちX1〜X3の少なくとも一つがメチレン基である化合物を、無機塩基および相間移動触媒の存在下、アルデヒドまたはケトンと反応させ、前記メチレン基がビニリデン基(置換基によって置換されていてもいなくても良い)に変換された生成物とする工程を含む製造方法である。なお、前記無機塩基および相間移動触媒に代えてブチルリチウム等のリチオ化試薬を用いても、X1〜X3のうち少なくとも一つのメチレン基を効率良くビニリデン基に変換することはできる。しかし、無機塩基および相間移動触媒を用いた前記本発明の製造方法によれば、前記ビニリデン基への変換反応を極めて効率良く行うことができる。 In addition, the present inventors have found a method capable of efficiently converting a methylene group into a vinylidene group when at least one of X 1 to X 3 of the compound represented by the general formula (1) is a methylene group. . According to the method for producing an organic compound of the present invention using this method, the compounds represented by the formulas (101) to (109) can be produced efficiently. More specifically, the production method of the present invention is a method for producing an organic compound, wherein among the compounds represented by the formula (1), at least one of X 1 to X 3 is a methylene group. A production method comprising a step of reacting with an aldehyde or a ketone in the presence of an inorganic base and a phase transfer catalyst to obtain a product in which the methylene group is converted to a vinylidene group (which may or may not be substituted by a substituent). It is. Even if a lithiation reagent such as butyl lithium is used in place of the inorganic base and the phase transfer catalyst, at least one methylene group among X 1 to X 3 can be efficiently converted to a vinylidene group. However, according to the production method of the present invention using an inorganic base and a phase transfer catalyst, the conversion reaction to the vinylidene group can be performed very efficiently.

前記生成物におけるビニリデン基の水素原子が置換基によって置換されている場合、前記置換基は、特に限定されないが、例えば、前記式(1)でX1〜X3がビニリデン基である場合における、前述の好ましい置換基等であっても良い。例えば、これらの置換基に対応した構造を有するアルデヒドまたはケトンを用いれば、これらの置換基を有する化合物を簡便に製造することができる。 When the hydrogen atom of the vinylidene group in the product is substituted with a substituent, the substituent is not particularly limited. For example, in the case where X 1 to X 3 in the formula (1) are vinylidene groups, The preferred substituents described above may be used. For example, if an aldehyde or a ketone having a structure corresponding to these substituents is used, a compound having these substituents can be easily produced.

前記本発明の有機化合物の製造方法において、前記アルデヒドまたはケトンが、芳香環にホルミル基が直接結合した芳香族アルデヒドであることが、反応性が高い、生成物の電気伝導性、電子移動性等が良好である等の理由により好ましい。前記芳香族アルデヒドの芳香環は、フェニル基、チエニル基またはオリゴチオフェン鎖であることがさらに好ましく、前記フェニル基、チエニル基またはオリゴチオフェン鎖は、1個以上の電気供与基または電気求引基によりさらに置換されていても良い。前記電子供与基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝アルキル基であり、特に好ましくはメチル基である)およびアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝アルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基である)が挙げられ、前記電子求引基としては、例えば、ハロゲンおよびハロゲン化アルキル基(好ましくは炭素数1〜6の直鎖または分枝ハロゲン化アルキル基であり、特に好ましくはトリフルオロメチル基である)が挙げられる。   In the method for producing an organic compound of the present invention, the aldehyde or ketone is an aromatic aldehyde in which a formyl group is directly bonded to an aromatic ring, the reactivity is high, the electrical conductivity of the product, the electron mobility, etc. Is preferable for reasons such as being good. More preferably, the aromatic ring of the aromatic aldehyde is a phenyl group, a thienyl group, or an oligothiophene chain, and the phenyl group, thienyl group, or oligothiophene chain is formed by one or more electric donating groups or electric withdrawing groups. Further, it may be substituted. Examples of the electron donating group include an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group) and an alkoxy group (preferably having 1 to 6 carbon atoms). A linear or branched alkoxy group, particularly preferably a methoxy group, and examples of the electron withdrawing group include a halogen and a halogenated alkyl group (preferably a linear or branched group having 1 to 6 carbon atoms). A branched halogenated alkyl group, and particularly preferably a trifluoromethyl group).

なお、前記本発明の有機化合物の製造方法において、前記アルデヒドまたはケトンに代え、他の求電子剤を用いても良い。この場合の生成物としては、X1〜X3のうち少なくとも一つのメチレン基がビニリデン基に変換された前記生成物に代え、求電子剤に対応した生成物を得ることができる。例えば、前記求電子剤として、ハロゲン化炭化水素またはその誘導体を用い、前記メチレン基の水素原子が、炭化水素基または前記炭化水素基から誘導される基で置換された生成物を得ることもできる。前記ハロゲン化炭化水素は特に限定されず、例えばアルキル基等の飽和炭化水素基がハロゲン置換されたものでも、芳香族炭化水素基等の不飽和炭化水素基がハロゲン置換されたものでも良い。この中で、例えば、ハロゲン化アリル、ハロゲン化ベンジル等のハロゲン化不飽和炭化水素が、反応性が高い等の観点から好ましい。一例として、3-ブロモプロペン等のハロゲン化アリルを用いれば、前記X1〜X3のうち少なくとも一つのメチレン基における水素原子がアリル基で置換された生成物を得ることができる。 In the method for producing an organic compound of the present invention, other electrophiles may be used in place of the aldehyde or ketone. As a product in this case, a product corresponding to the electrophile can be obtained in place of the product obtained by converting at least one methylene group of X 1 to X 3 into a vinylidene group. For example, a halogenated hydrocarbon or a derivative thereof can be used as the electrophile to obtain a product in which the hydrogen atom of the methylene group is substituted with a hydrocarbon group or a group derived from the hydrocarbon group. . The halogenated hydrocarbon is not particularly limited. For example, a saturated hydrocarbon group such as an alkyl group may be substituted with a halogen, or an unsaturated hydrocarbon group such as an aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen. Among these, halogenated unsaturated hydrocarbons such as allyl halide and benzyl halide are preferable from the viewpoint of high reactivity. As an example, when an allyl halide such as 3-bromopropene is used, a product in which a hydrogen atom in at least one methylene group among X 1 to X 3 is substituted with an allyl group can be obtained.

また、前記本発明の有機化合物の製造方法において、前記無機塩基は、特に限定されないが、例えば、反応性等の観点から、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、およびアルカリ土類金属炭酸水素塩からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。前記相間移動触媒も特に限定されないが、反応性等の観点から、例えば、アンモニウム塩およびホスホニウム塩の少なくとも一方を含むことが好ましく、前記アンモニウム塩としては、例えば4級アルキルアンモニウム塩がより好ましい。前記相間移動触媒は、例えば、n-Bu4NBr, n-Bu4NI, n-Bu4NCl, n-Bu4NHSO4, n-Bu4NF, n-Bu4NOH, n-Bu4NBF4, n-Bu4NPF6 -, Me4NBr, Me4NI, Me4NCl, Me4NHSO4, Me4NF, Me4NOH, Me4NBF4, Me4NPF6 -, Et4NBr, Et4NI, Et4NCl, Et 4NHSO4, Et 4NF, Et 4NOH, Et 4NBF4, Et 4NPF6 -, (n-C3H7)4NBr, (n-C3H7)4NI, (n-C3H7)4NCl, (n-C3H7)4NHSO4, (n-C3H7)4NF, (n-C3H7)4NOH, (n-C3H7) 4NBF4, (n-C3H7)4NPF6 -, (i-C3H7)4NBr, (i-C3H7)4NI, (i-C3H7)4NCl, (i-C3H7)4NHSO4, (i-C3H7)4NF, (i-C3H7)4NOH, (i-C3H7) 4NBF4, (i-C3H7)4NPF6 -, (n-C5H11)4NBr, (n-C5H11)4NI, (n-C5H11)4NCl, (n-C5H11)4NHSO4, (n-C5H11)4NF, (n-C5H11)4NOH, (n-C5H11)4NBF4, (n-C5H11)4NPF6 -, (n-C6H13)4NBr, (n-C6H13)4NI, (n-C6H13)4NCl, (n-C6H13)4NHSO4, (n-C6H13)4NF, (n-C6H13)4NOH, (n-C6H13)4NBF4, (n-C6H13)4NPF6 -, (n-C7H15)4NBr, (n-C7H15)4NI, (n-C7H15)4NCl, (n-C7H15)4NHSO4, (n-C7H15)4NF, (n-C7H15)4NOH, (n-C7H15)4NBF4, (n-C7H15)4NPF6 -, (n-C8H17)4NBr, (n-C8H17)4NI, (n-C8H17)4NCl, (n-C8H17)4NHSO4, (n-C8H17)4NF, (n-C8H17)4NOH, (n-C8H17)4NBF4, (n-C8H17)4NPF6 -, (n-C9H19)4NBr, (n-C9H19)4NI, (n-C9H19)4NCl, (n-C9H19)4NHSO4, (n-C9H19)4NF, (n-C9H19)4NOH, (n-C9H19)4NBF4, (n-C9H19)4NPF6 -, (n-C10H21)4NBr, (n-C10H21)4NI, (n-C10H21)4NCl, (n-C10H21)4NHSO4, (n-C10H21)4NF, (n-C10H21)4NOH, (n-C10H21)4NBF4, (n-C10H21)4NPF6 -, (n-C11H23)4NBr, (n-C11H23)4NI, (n-C11H23)4NCl, (n-C11H23)4NHSO4, (n-C11H23)4NF, (n-C11H23)4NOH, (n-C11H23)4NBF4, (n-C11H23)4NPF6 -, (n-C12H25)4NBr, (n-C12H25)4NI, (n-C12H25)4NCl, (n-C12H25)4NHSO4, (n-C12H25)4NF, (n-C12H25)4NOH, (n-C12H25)4NBF4, (n-C12H25)4NPF6 -, Bn4NBr, Bn4NI, Bn4NCl, Bn4NHSO4, Bn4NF, Bn4NOH, Bn4NBF4, Bn4NPF6 -, BnMe3NBr, BnMe3NI, BnMe3NCl, BnMe3NHSO4, BnMe3NF, BnMe3NOH, BnMe3NBF4, BnMe3NPF6 -, BnEt3NBr, BnEt3NI, BnEt3NCl, BnEt3NHSO4, BnEt3NF, BnEt3NOH, BnEt3NBF4, およびBnEt3NPF6 - からなる群から選択される少なくとも一つを含むことが特に好ましい。反応温度、反応時間、使用溶媒等も特に限定されず、例えば、原料の種類等に応じて適宜設定しても良いし、相間移動触媒を用いた従来の有機合成反応等を参考にして適宜設定しても良い。前記反応温度は、例えば3〜150℃、好ましくは10〜35℃、特に好ましくは20〜30℃、であり、前記反応時間は、例えば0.1〜72時間、好ましくは1〜24時間、特に好ましくは1〜3時間である。前記使用溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素、アニソール、クロロベンゼン等の芳香族溶媒、アセトニトリル等のニトリル、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化溶媒、メタノール、エタノール、2−プロパノール、t−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール、および水が挙げられる。 In the method for producing an organic compound of the present invention, the inorganic base is not particularly limited. For example, from the viewpoint of reactivity or the like, alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, alkali metal carbonate is used. And at least one selected from the group consisting of alkaline earth metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, and alkaline earth metal hydrogen carbonates. The phase transfer catalyst is not particularly limited, but from the viewpoint of reactivity and the like, for example, it preferably includes at least one of an ammonium salt and a phosphonium salt, and the ammonium salt is more preferably a quaternary alkyl ammonium salt, for example. Examples of the phase transfer catalyst include n-Bu 4 NBr, n-Bu 4 NI, n-Bu 4 NCl, n-Bu 4 NHSO 4 , n-Bu 4 NF, n-Bu 4 NOH, n-Bu 4 NBF. 4, n-Bu 4 NPF 6 -, Me 4 NBr, Me 4 NI, Me 4 NCl, Me 4 NHSO 4, M e4 NF, Me 4 NOH, Me 4 NBF 4, Me 4 NPF 6 -, Et 4 NBr, Et 4 NI, Et 4 NCl, Et 4 NHSO 4, Et 4 NF, Et 4 NOH, Et 4 NBF 4, Et 4 NPF 6 -, (nC 3 H 7) 4 NBr, (nC 3 H 7) 4 NI, (nC 3 H 7 ) 4 NCl, (nC 3 H 7 ) 4 NHSO 4 , (nC 3 H 7 ) 4 NF, (nC 3 H 7 ) 4 NOH, (nC 3 H 7 ) 4 NBF 4 , (nC 3 H 7) 4 NPF 6 -, (iC 3 H 7) 4 NBr, (iC 3 H 7) 4 NI, (iC 3 H 7) 4 NCl, (iC 3 H 7) 4 NHSO 4, (iC 3 H 7 ) 4 NF, (iC 3 H 7) 4 NOH, (iC 3 H 7) 4 NBF 4, (iC 3 H 7) 4 NPF 6 -, (nC 5 H 11) 4 NBr, (nC 5 H 11) 4 NI, (nC 5 H 11 ) 4 NCl, (nC 5 H 11 ) 4 NHSO 4 , (nC 5 H 11 ) 4 NF, (nC 5 H 11 ) 4 NOH, (nC 5 H 11 ) 4 NBF 4 , ( nC 5 H 11) 4 NPF 6 -, (nC 6 H 13) 4 NBr, (nC 6 H 13) 4 NI, (nC 6 H 13) 4 NCl, (nC 6 H 13) 4 NHSO 4, (nC 6 H 13) 4 NF, (nC 6 H 13) 4 NOH, (nC 6 H 13) 4 NBF 4, (nC 6 H 13) 4 NPF 6 -, (nC 7 H 15 ) 4 NBr, (nC 7 H 15 ) 4 NI, (nC 7 H 15 ) 4 NCl, (nC 7 H 15 ) 4 NHSO 4 , (nC 7 H 15 ) 4 NF, (nC 7 H 15 ) 4 NOH , (nC 7 H 15) 4 NBF 4, (nC 7 H 15) 4 NPF 6 -, (nC 8 H 17) 4 NBr, (nC 8 H 17) 4 NI, (nC 8 H 17) 4 NCl, ( nC 8 H 17) 4 NHSO 4 , (nC 8 H 17) 4 NF, (nC 8 H 17) 4 NOH, (nC 8 H 17) 4 NBF 4, (nC 8 H 17) 4 NPF 6 -, (nC 9 H 19 ) 4 NBr, (nC 9 H 19 ) 4 NI, (nC 9 H 19 ) 4 NCl, (nC 9 H 19 ) 4 NHSO 4 , (nC 9 H 19 ) 4 NF, (nC 9 H 19 ) 4 NOH, (nC 9 H 19 ) 4 NBF 4, (nC 9 H 19) 4 NPF 6 -, (nC 10 H 21) 4 NBr, (nC 10 H 21) 4 NI, (nC 10 H 21) 4 NCl , (nC 10 H 21) 4 NHSO 4, (nC 10 H 21) 4 NF, (nC 10 H 21) 4 NOH, (nC 10 H 21) 4 NBF 4, (nC 10 H 21) 4 NPF 6 -, (nC 11 H 23 ) 4 NBr, (nC 11 H 23 ) 4 NI, (nC 11 H 23 ) 4 NCl, (nC 11 H 23 ) 4 NHSO 4 , (nC 11 H 23 ) 4 NF, (nC 11 H 23) 4 NOH, (nC 11 H 23) 4 NBF 4, (nC 11 H 23) 4 NPF 6 -, (nC 12 H 25) 4 NBr, (nC 12 H 25) 4 NI, (nC 12 H 25) 4 NCl, (nC 12 H 25 ) 4 NHSO 4 , (nC 12 H 25 ) 4 NF, (nC 12 H 25 ) 4 NOH, (nC 12 H 25 ) 4 NBF 4, (nC 12 H 25) 4 NPF 6 -, Bn 4 NBr, Bn 4 NI, Bn 4 NCl, Bn 4 NHSO 4, Bn 4 NF, Bn 4 NOH, Bn 4 NBF 4, Bn 4 NPF 6 - , BnMe 3 NBr, BnMe 3 NI , BnMe 3 NCl, BnMe 3 NHSO 4, BnMe 3 NF, BnMe 3 NOH, BnMe 3 NBF 4, BnMe 3 NPF 6 -, BnEt 3 NBr, BnEt 3 NI, BnEt 3 NCl, BnEt 3 NHSO 4, BnEt 3 NF, BnEt 3 NOH, BnEt 3 NBF 4, and BnEt 3 NPF 6 - and particularly preferably includes at least one selected from the group consisting of. The reaction temperature, reaction time, solvent used, etc. are not particularly limited, and may be set as appropriate according to, for example, the type of raw material, or set as appropriate with reference to a conventional organic synthesis reaction using a phase transfer catalyst. You may do it. The reaction temperature is, for example, 3 to 150 ° C., preferably 10 to 35 ° C., particularly preferably 20 to 30 ° C., and the reaction time is, for example, 0.1 to 72 hours, preferably 1 to 24 hours, particularly Preferably it is 1-3 hours. Examples of the solvent used include ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane and dioxane, amides such as N, N-dimethylformamide, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and mesitylene, anisole, Aromatic solvents such as chlorobenzene, nitriles such as acetonitrile, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, aliphatic hydrocarbons such as hexane and pentane, halogenated solvents such as methylene chloride and chloroform, methanol, ethanol, 2-propanol, t-butanol, Examples include alcohols such as ethylene glycol, and water.

以上、前記式(1)で表される化合物およびその製造方法等について説明した。   The compound represented by the formula (1) and the production method thereof have been described above.

さらに、本発明の有機半導体は、前記式(1)で表される本発明の化合物またはその架橋体と、金属元素との錯形成構造を含む有機半導体であっても良く、前記式(1)の化合物またはその架橋体は、その互変異性体または立体異性体であっても良い。前記金属元素は、単一の金属元素でも二種類以上の金属元素を含んでいても良いが、例えば、遷移金属元素を含むことが好ましく、この遷移金属が、イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、レニウム(Re)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、W(タングステン)、Ni(ニッケル)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)およびオスミウム(Os)からなる群から選択される少なくとも一つを含むことがより好ましい。   Furthermore, the organic semiconductor of the present invention may be an organic semiconductor containing a complex formation structure of the compound of the present invention represented by the formula (1) or a cross-linked product thereof and a metal element, and the formula (1) Or a cross-linked product thereof may be a tautomer or stereoisomer thereof. The metal element may be a single metal element or two or more kinds of metal elements. For example, the metal element preferably contains a transition metal element, and the transition metal is yttrium (Y) or samarium (Sm). , Titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), molybdenum (Mo), manganese (Mn), rhenium (Re) , Iron (Fe), ruthenium (Ru), iridium (Ir), cobalt (Co), rhodium (Rh), W (tungsten), Ni (nickel), Pd (palladium), Pt (platinum) and osmium (Os) More preferably, at least one selected from the group consisting of:

本発明の有機半導体は、前述の通り、前記式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを含むことにより、高性能であり、有機トランジスタ等の種々の電子機器に使用可能である。また、本発明の有機半導体は、有機トランジスタに限定されず、他にもあらゆる電子機器に使用可能であるが、例えば、公知の有機デバイス、有機半導体、導電性ポリマー等が使用されている電子機器と同じ種類の電子機器に使用可能であり、より具体的には、例えば、コンデンサ、キャパシタ、電池、有機EL、燃料電池、有機太陽電池等の電子機器に用いることができる。   As described above, the organic semiconductor of the present invention includes at least one selected from the group consisting of the compound represented by the formula (1), a tautomer, a stereoisomer, and a salt thereof. Therefore, it has high performance and can be used for various electronic devices such as organic transistors. In addition, the organic semiconductor of the present invention is not limited to an organic transistor, and can be used for any other electronic device. For example, an electronic device using a known organic device, organic semiconductor, conductive polymer, etc. It can be used for electronic devices of the same type as, and more specifically, for example, it can be used for electronic devices such as capacitors, capacitors, batteries, organic EL, fuel cells, and organic solar cells.

次に、本発明の実施例について説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

(測定条件等)
核磁気共鳴(NMR)スペクトルは、Varian社製のMercury300(商品名)という機器(1H測定時300MHz)を用いて測定した。ケミカルシフトは百万分率(ppm)で表している。内部標準0ppmには、テトラメチルシラン(TMS)を用いた。結合定数(J)は、ヘルツで示しており、略号s、d、t、q、mおよびbrは、それぞれ、一重線(singlet)、二重線(doublet)、三重線(triplet)、四重線(quartet)、多重線(multiplet)および広幅線(broad)を表す。高分解能質量分析(HRMS)は、JEOL社製 JMS-DX-303(商品名)を用い、電子衝撃法または化学的イオン化法により測定した。溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび発光スペクトル(UV-VIS)は、株式会社日立製作所製U-3500(商品名)を用いて測定した。測定値(波長)はnmで表している。固体(薄膜)のUV-VISスペクトルは、Agilent Technologies社製分光光度計Agilent8453(商品名)を用いて測定した。測定値(波長)はnmで表している。赤外線吸収スペクトル(IR)は、日本分光株式会社製FT/IR 480 plus(商品名)を用い、KBr法により測定した。測定値(波数)はcm-1で表しており、略号mおよびwは、それぞれ、mediumおよびweakを表す。融点は、株式会社柳本製作所製Yanagimoto MicroPoint Apparatus(商品名)を用いて測定した。元素分析値は、Perkin-Elmer社製CHN-Corder PERKIN-ELMER 240C(商品名)を用いて測定した。X線構造解析は、株式会社リガク製 AFCC5R(商品名)X線回折装置を用い、グラファイトで単色化されたMo−Kα線を用いて解析した。電気伝導度は、ケースレーインスツルメンツ株式会社製エレクトロメーター6517(商品名)を用いて測定した。カラムクロマトグラフィー分離には、シリカゲル(商品名Wakogel CF-200、和光純薬工業株式会社)を用いた。薄層クロマトグラフィー(TLC)用のプレートは、和光純薬工業株式会社製Wakogel BF-5(商品名)を用いた。GPCは、日本分析工業株式会社製LC-908(商品名)を用いて行なった。全ての化学物質は、試薬級である。ノルボルナジエンは、東京化成工業株式会社から購入した(500mL、16000円)。n-BuLiのヘキサン溶液は関東化学株式会社から、(PCy3)2RuCl2=CHPhはAldrich社から、エチレンは大阪酸素工業株式会社から、t-BuOK、1,2-ジブロモエタン、ヨウ化銅(I)、トルエンおよびDDQは和光純薬工業株式会社からそれぞれ購入した。
(Measurement conditions, etc.)
The nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum was measured using an instrument called Mercury 300 (trade name) manufactured by Varian (300 MHz at the time of 1 H measurement). Chemical shifts are expressed in parts per million (ppm). Tetramethylsilane (TMS) was used for the internal standard of 0 ppm. Coupling constants (J) are shown in hertz and the abbreviations s, d, t, q, m and br are singlet, doublet, triplet, quadruple, respectively. Represents a quartet, a multiplet, and a broad line. High resolution mass spectrometry (HRMS) was measured by an electron impact method or chemical ionization method using JMS-DX-303 (trade name) manufactured by JEOL. The ultraviolet-visible absorption spectrum and emission spectrum (UV-VIS) of the solution were measured using U-3500 (trade name) manufactured by Hitachi, Ltd. The measured value (wavelength) is expressed in nm. The UV-VIS spectrum of the solid (thin film) was measured using a spectrophotometer Agilent8453 (trade name) manufactured by Agilent Technologies. The measured value (wavelength) is expressed in nm. The infrared absorption spectrum (IR) was measured by KBr method using FT / IR 480 plus (trade name) manufactured by JASCO Corporation. The measured value (wave number) is expressed in cm −1 , and the abbreviations m and w represent medium and weak, respectively. The melting point was measured using a Yanagimoto MicroPoint Apparatus (trade name) manufactured by Yanagimoto Seisakusho Co., Ltd. Elemental analysis values were measured using CHN-Corder PERKIN-ELMER 240C (trade name) manufactured by Perkin-Elmer. X-ray structural analysis was performed using Mo-Kα rays monochromatized with graphite using an AFCC5R (trade name) X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation. The electrical conductivity was measured using an electrometer 6517 (trade name) manufactured by Keithley Instruments. For column chromatography separation, silica gel (trade name Wakogel CF-200, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. As a plate for thin layer chromatography (TLC), Wakogel BF-5 (trade name) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. GPC was performed using LC-908 (trade name) manufactured by Nippon Analytical Industrial Co., Ltd. All chemicals are reagent grade. Norbornadiene was purchased from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (500 mL, 16000 yen). The hexane solution of n-BuLi is from Kanto Chemical Co., Inc., (PCy 3 ) 2 RuCl 2 = CHPh is from Aldrich, ethylene is from Osaka Oxygen Industry Co., Ltd., t-BuOK, 1,2-dibromoethane, copper iodide (I), toluene and DDQ were purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

〔実施例1:スマネンを用いた有機半導体〕
本実施例では、以下の通り、前記式(84)で表されるスマネンを合成し、それを用いて有機半導体を製造し、さらに、その有機半導体の電気的性質を測定した。
[Example 1: Organic semiconductor using sumanen]
In this example, as shown below, the sumanene represented by the formula (84) was synthesized, an organic semiconductor was produced using it, and the electrical properties of the organic semiconductor were measured.

(スマネンの合成)
前記スキーム1に従い、スマネンを合成した。前記スキーム1を下に再掲する。
(Synthesis of sumanen)
According to Scheme 1, sumanene was synthesized. Scheme 1 is reprinted below.

以下、具体的な操作および手順等について説明する。 Hereinafter, specific operations and procedures will be described.

[ステップa: syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(前記式(87))の合成]
まず、1 L の3口フラスコを真空加熱乾燥した後アルゴン置換し、その中に、t-BuOK (120 mmol, 13.5 g)および脱水THFを180 mL 加えて攪拌した。次に、反応系の温度をマイナス78 ℃まで下げた後、攪拌を続けながら前記式(86)で表される化合物であるノルボルナジエン(2,5-norbornadiene, 240 mmol, 22.1 g)を加え、続いてn-BuLiのヘキサン溶液(濃度1.56 mol/L、n-BuLi 120 mmol相当量)を2時間かけ滴下した。滴下終了後、反応系の温度をマイナス40 ℃まで昇温し、さらに30分攪拌した。そして、前記系の温度をマイナス78℃に再び下げた後、1,2-ジブロモエタン (60 mmol, 11.3 g)を加え、その後再びマイナス40 ℃に昇温し、1時間半攪拌した。次に、再び前記系の温度をマイナス78 ℃に戻した後、ヨウ化銅(I) (120 mmol, 22.9 g)を加えた。そして、マイナス78℃で4時間攪拌後、冷却を停止し、徐々に室温まで戻しながらさらに7時間攪拌した。その後、飽和塩化アンモニウム水溶液を用いて反応を停止し、セライト濾過した。その濾液をエーテルで抽出し、残った水層をさらにエーテルで十分抽出した後、合わせた有機層を水で洗浄し、MgSO4で乾燥した。そして、減圧下溶媒を留去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (ヘキサン : ジクロロメタン = 4 :1)により分離し、syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(syn-benzotris(norbornadiene)、)とanti-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(anti-benzotris(norbornadiene))のジアステレオマー混合物を得た。さらに、その混合物をGPCにより分離し、目的物であるsyn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(収量108 mg、単離収率2%)と、anti-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(収量270 mg、単離収率5%)とを得た。以下に、これらの化合物の物性値を示す。
[Step a: Synthesis of syn-benzotris (norbornadiene) (the above formula (87)]]
First, a 1 L three-necked flask was vacuum-heated and dried, and purged with argon. To this, 180 mL of t-BuOK (120 mmol, 13.5 g) and dehydrated THF were added and stirred. Next, after reducing the temperature of the reaction system to −78 ° C., norbornadiene (2,5-norbornadiene, 240 mmol, 22.1 g), which is a compound represented by the above formula (86), was added while continuing stirring. N-BuLi in hexane (concentration 1.56 mol / L, equivalent to n-BuLi 120 mmol) was added dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the temperature of the reaction system was raised to minus 40 ° C. and further stirred for 30 minutes. Then, after the temperature of the system was lowered again to minus 78 ° C., 1,2-dibromoethane (60 mmol, 11.3 g) was added, and then the temperature was raised again to minus 40 ° C., followed by stirring for 1.5 hours. Next, the temperature of the system was again returned to minus 78 ° C., and then copper (I) iodide (120 mmol, 22.9 g) was added. Then, after stirring at −78 ° C. for 4 hours, the cooling was stopped, and the mixture was further stirred for 7 hours while gradually returning to room temperature. Thereafter, the reaction was stopped using a saturated aqueous ammonium chloride solution, and filtered through Celite. The filtrate was extracted with ether, and the remaining aqueous layer was further extracted with ether. The combined organic layers were washed with water and dried over MgSO 4 . After distilling off the solvent under reduced pressure, the residue was separated by silica gel column chromatography (hexane: dichloromethane = 4: 1), syn-benzotris (norbornadiene) (syn-benzotris (norbornadiene)) and anti-benzotris ( A diastereomeric mixture of anti-benzotris (norbornadiene) was obtained. Further, the mixture was separated by GPC, and the target product syn-benzotris (norbornadiene) (yield 108 mg, isolated yield 2%) and anti-benzotris (norbornadiene) (yield 270 mg, isolated yield 5) %) And obtained. The physical property values of these compounds are shown below.

syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン): HRMS:270.1403、融点:195 ℃ (dec)、1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ= 6.57 (t, J=1.8 Hz, 6 H), 3.90-3.87 (m, 6 H), 2.22 (dt, J=7.2, 1.5 Hz, 3H), 2.08 (dt, J=7.2, 1.5 Hz, 3 H); 13C-NMR (75 MHz, CDCl3): 141.59, 137.66, 66.73, 17.44 ppm.
anti-ベンゾトリス(ノルボルナジエン): 1H-NMR (300 MHz, CDCl3):δ= 6.68 (t, J= 1.8 Hz, 2 H), 6.65 (dd, J=5.4, 3.0 Hz, 2 H), 6.59 (dd, J= 5.4, 3.0 Hz, 2 H), 3.90-3.87 (m, 2 H), 3.87-3.85 (m, 4 H), 2.05 (dt, J=7.2 1.5 Hz, 4 H), 2.00(dt, J=7.2, 1.5 Hz, 4 H)
syn-benzotris (norbornadiene): HRMS: 270.1403, melting point: 195 ° C (dec), 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 6.57 (t, J = 1.8 Hz, 6 H), 3.90-3.87 ( m, 6 H), 2.22 (dt, J = 7.2, 1.5 Hz, 3H), 2.08 (dt, J = 7.2, 1.5 Hz, 3 H); 13 C-NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 141.59, 137.66 , 66.73, 17.44 ppm.
anti-benzotris (norbornadiene): 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 6.68 (t, J = 1.8 Hz, 2 H), 6.65 (dd, J = 5.4, 3.0 Hz, 2 H), 6.59 (dd, J = 5.4, 3.0 Hz, 2 H), 3.90-3.87 (m, 2 H), 3.87-3.85 (m, 4 H), 2.05 (dt, J = 7.2 1.5 Hz, 4 H), 2.00 ( (dt, J = 7.2, 1.5 Hz, 4 H)

[ステップb: ヘキサヒドロスマネン(前記式(88))の合成]
まず、200 mL3口フラスコを真空加熱乾燥後アルゴン置換し、その中に、syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)(0.074 mmol, 20 mg)をトルエン100 mLに溶かした溶液を加えた。次に、系の温度をマイナス78 ℃に下げ、エチレンガスをバブリングして充分導入し、前記系内をエチレン雰囲気下とした。その後、前記系の温度を室温に戻し、(PCy3)2RuCl2=CHPh (0.0037 mmol, 3 mg, 5 mol%)を加え、エチレン雰囲気を維持したまま室温で24時間攪拌した。さらに、前記系内をアルゴン雰囲気下にし48時間加熱環流した後、反応混合物をシリカゲルによりろ過した。その濾液を減圧下溶媒留去し、得られた粗生成物を薄層クロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=5 : 1)により単離し、さらに最終的にGPCにより精製し、目的化合物であるヘキサヒドロスマネン(hexahydrosumanene)を得た(収量4 mg、単離収率20%)。以下に、この化合物の物性値を示す。
[Step b: Synthesis of Hexahydrosmanen (Formula (88))]
First, the 200 mL three-necked flask was vacuum-dried and purged with argon, and a solution obtained by dissolving syn-benzotris (norbornadiene) (0.074 mmol, 20 mg) in 100 mL of toluene was added thereto. Next, the temperature of the system was lowered to minus 78 ° C., and ethylene gas was bubbled and introduced sufficiently to make the inside of the system under an ethylene atmosphere. Thereafter, the temperature of the system was returned to room temperature, (PCy 3 ) 2 RuCl 2 = CHPh (0.0037 mmol, 3 mg, 5 mol%) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours while maintaining the ethylene atmosphere. Further, the system was placed in an argon atmosphere and heated to reflux for 48 hours, and then the reaction mixture was filtered through silica gel. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the resulting crude product was isolated by thin-layer chromatography (hexane: toluene = 5: 1) and finally purified by GPC to obtain the target compound hexahydrosuma Nene (hexahydrosumanene) was obtained (yield 4 mg, isolated yield 20%). The physical property values of this compound are shown below.

HRMS:Found:m/z = 270.1412, Calcd for C21H18:M = 270.1408、融点:180 ℃(dec)、1H-NMR(300 MHz, CDCl3):δ= 5.69 (s, 6 H), 3.81 (dd, 6 H, J = 9.9 and 7.2 Hz), 2.78 (dt, 3 H, J = 11.4 and 7.2 Hz), 1.01 (dt, 3H, J = 9.9 and 11.4 Hz); 13C-NMR (75 MHz, CDCl3): 141.91, 129.28, 43.66, 40.35 ppm.、IR(KBr):ν = 3010(m), 2919(m), 2814(m), 1595(w), 1445(w), 1260(w) cm-1、UV-VIS(CH2Cl2):最大吸収波長(Absorption λmax) = 240 nm, 最大発光波長(Emission λmax) = 331 nm(励起波長(Excitation λ) = 240 nm) HRMS: Found: m / z = 270.1412, Calcd for C 21 H 18 : M = 270.1408, melting point: 180 ° C (dec), 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 5.69 (s, 6 H) , 3.81 (dd, 6 H, J = 9.9 and 7.2 Hz), 2.78 (dt, 3 H, J = 11.4 and 7.2 Hz), 1.01 (dt, 3H, J = 9.9 and 11.4 Hz); 13 C-NMR ( 75 MHz, CDCl 3 ): 141.91, 129.28, 43.66, 40.35 ppm, IR (KBr): ν = 3010 (m), 2919 (m), 2814 (m), 1595 (w), 1445 (w), 1260 (w) cm -1 , UV-VIS (CH 2 Cl 2 ): Maximum absorption wavelength (Absorption λ max ) = 240 nm, Maximum emission wavelength (Emission λ max ) = 331 nm (Excitation λ) = 240 nm )

[ステップc: スマネン(前記式(84))の合成]
まず、10 mLの2口フラスコを真空加熱乾燥した後アルゴン置換した。次に、その中に、ヘキサヒドロスマネン (0.011 mmol, 3 mg)をトルエン2 mLに溶かした溶液をシリンジで加え、さらにDDQ (0.0385 mmol, 9 mg)を加えたのち、110℃で20時間加熱した。反応終了後、溶媒を減圧下留去し、残渣を薄層クロマトグラフィー(ヘキサン)により分離し、目的化合物のスマネンを得た(収量2 mg、単離収率67%)。以下に、この化合物の物性値を示す。また、図1〜5にこの化合物のUV-VIS吸収スペクトル図を示す。使用溶媒は、図1ではシクロヘキシルアミン(CHA)、図2ではテトラヒドロフラン(THF)、図3ではアセトニトリル(CH3CN)、図4ではジクロロメタン(CH2Cl2)であり、溶液の濃度はいずれも1.0×10-4 Mである。また、図5は、図1〜4の全てのスペクトル図を1つにまとめて示した図である。
[Step c: Synthesis of Sumanen (Formula (84))]
First, a 10 mL two-necked flask was vacuum-heated and dried and then purged with argon. Next, a solution obtained by dissolving hexahydrosmanene (0.011 mmol, 3 mg) in 2 mL of toluene is added by syringe, and then DDQ (0.0385 mmol, 9 mg) is added, and then at 110 ° C. for 20 hours. Heated. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was separated by thin layer chromatography (hexane) to obtain the target compound, sumanene (yield 2 mg, isolated yield 67%). The physical property values of this compound are shown below. 1 to 5 show UV-VIS absorption spectrum diagrams of this compound. The solvent used is cyclohexylamine (CHA) in FIG. 1, tetrahydrofuran (THF) in FIG. 2, acetonitrile (CH 3 CN) in FIG. 3, and dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) in FIG. 1.0 × 10 −4 M. FIG. 5 is a diagram showing all the spectrum diagrams of FIGS.

元素分析値:Found; C; 95.22, H; 4.77%; Calcd for C21H12 : C; 95.42, H; 4.58%、HRMS:Found:m/z = 264.0923, Calcd for C21H12:M = 264.0939、融点:115 ℃(空気中)、>290 ℃(窒素封入キャピラリー中)、1H-NMR(300 MHz, CDCl3): δ= 7.01 (s, 6 H), 4.71 (d, J = 19.5 Hz, 3 H), 3.42 (d, J = 19.5 Hz, 3 H); 13C-NMR (75 MHz, CDCl3): 148.78, 148.60, 123.15, 41.77 ppm.、IR(KBr):ν = 2950(m), 2922(s), 2852(m), 1653(m), 1558(m), 1260(w), 803(s) cm-1、UV-VIS(シクロヘキシルアミン(CHA)、1.0×10-4 M):最大吸収波長(Absorption λmax) = 279 nm(logε=4.56)、UV-VIS(テトラヒドロフラン(THF)、1.0×10-4 M):最大吸収波長(Absorption λmax) = 278 nm(logε=4.62)、UV-VIS(アセトニトリル(CH3CN)、1.0×10-4 M):最大吸収波長(Absorption λmax) = 276 nm(logε=4.25)、UV-VIS(CH2Cl2):最大吸収波長(Absorption λmax) = 278 nm(logε=4.52)、 最大発光波長(Emission λmax) = 376 nm(励起波長(Excitation λ) = 278 nm)
なお、温度可変1H-NMR(300 MHz, d10-p-xylene)を25℃〜140℃まで測定したところ、臨界温度Tcは140℃以上であり、反転エネルギーΔG‡は、前記Tcとケミカルシフト値とカップリング定数Jとから19.4 kcal/mol以上と計算された。
Elemental analysis: Found; C; 95.22, H; 4.77%; Calcd for C 21 H 12 : C; 95.42, H; 4.58%, HRMS: Found: m / z = 264.0923, Calcd for C 21 H 12 : M = 264.0939, melting point: 115 ° C (in air),> 290 ° C (in nitrogen-filled capillary), 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ = 7.01 (s, 6 H), 4.71 (d, J = 19.5 Hz, 3 H), 3.42 (d, J = 19.5 Hz, 3 H); 13 C-NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 148.78, 148.60, 123.15, 41.77 ppm., IR (KBr): ν = 2950 ( m), 2922 (s), 2852 (m), 1653 (m), 1558 (m), 1260 (w), 803 (s) cm -1 , UV-VIS (cyclohexylamine (CHA), 1.0 × 10 − 4 M): Maximum absorption wavelength (Absorption λ max ) = 279 nm (log ε = 4.56), UV-VIS (tetrahydrofuran (THF), 1.0 × 10 -4 M): Maximum absorption wavelength (Absorption λ max ) = 278 nm ( logε = 4.62), UV-VIS (acetonitrile (CH 3 CN), 1.0 × 10 −4 M): maximum absorption wavelength (Absorption λ max ) = 276 nm (logε = 4.25), UV-VIS (CH 2 Cl 2 ) : Maximum absorption wavelength (Absorption λ max ) = 278 nm (log ε = 4.52), Maximum emission wavelength (Emission λ max ) = 376 nm (Excitation wavelength (Exci tation λ) = 278 nm)
When temperature variable 1 H-NMR (300 MHz, d 10 -p-xylene) was measured from 25 ° C. to 140 ° C., the critical temperature Tc was 140 ° C. or higher, and the inversion energy ΔG ‡ It was calculated to be 19.4 kcal / mol or more from the shift value and coupling constant J.

以上の通り、安価で容易に入手可能なノルボルナジエンからわずか3段階でスマネンを合成することができた。また、全てのステップが極めで穏やかな条件であり、例えばDDQに変えて脱水素触媒を用いる等の工夫により、容易に工業プロセス化、大量合成が可能である。   As described above, it was possible to synthesize sumanene in only three steps from norbornadiene which is inexpensive and easily available. In addition, all the steps are extremely mild and can be easily industrialized and mass-synthesized by, for example, using a dehydrogenation catalyst instead of DDQ.

なお、ベンゾトリス(ノルボルナジエン)は、前記ステップaに代えて、"Giuseppe Borsato, Ottorino De Lucchi, Fabrizio Fabris, Luca Groppo, Vittorio Lucchini, and Alfonso Zambon, J. Org. Chem., 2002, 67, p.7894-7897." に記載されたハロゲン化物と有機金属試薬とのクロスカップリング法、すなわち下記スキーム2の方法を用いても合成することができた。さらに、前記ステップbは、ベンゾトリス(ノルボルナジエン)をsyn体とanti体に分離しなくても行うことができた。前記ステップbにおいて、syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)に代えてsyn体とanti体の混合物を原料に用いることと、ヘキサヒドロスマネンの精製方法をGPCからシリカゲルカラムクロマトグラフィーに変えること以外は上記と同様にして合成を行ったところ、目的化合物のスマネンが、syn-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)とanti-ベンゾトリス(ノルボルナジエン)との混合物からの収率2.2%で得られた。   In addition, benzotris (norbornadiene) can be used in place of the above-mentioned step a. It was also possible to synthesize using the cross-coupling method of the halide and the organometallic reagent described in "-7897.", That is, the method of the following scheme 2. Furthermore, the step b could be performed without separating benzotris (norbornadiene) into a syn isomer and an anti isomer. Same as above except that in step b, a mixture of syn and anti forms is used as a raw material instead of syn-benzotris (norbornadiene), and the purification method of hexahydrosmanene is changed from GPC to silica gel column chromatography. As a result of the synthesis, the target compound, sumanen, was obtained in a yield of 2.2% from a mixture of syn-benzotris (norbornadiene) and anti-benzotris (norbornadiene).

(結晶の製造および構造解析)
以下のようにして、スマネン結晶を製造し、その構造を解析した。すなわち、まず、前述のようにして製造したスマネンをテトラヒドロフランに溶かし、再結晶することにより、無色板状結晶(0.80mm×0.40mm×0.30mm)を得た。
(Production and structural analysis of crystals)
A sumanen crystal was produced as follows and its structure was analyzed. That is, first, sumanene produced as described above was dissolved in tetrahydrofuran and recrystallized to obtain colorless plate crystals (0.80 mm × 0.40 mm × 0.30 mm).

次に、この結晶の構造を、X線構造解析により解析した。以下、このX線構造解析について具体的に説明する。   Next, the structure of this crystal was analyzed by X-ray structural analysis. Hereinafter, this X-ray structural analysis will be specifically described.

[データ採取]
全ての測定は、前記スマネン結晶をグラスファイバー上に据え付け、グラファイト単色化Mo-Kα放射および回転陽極発生装置を備えた株式会社リガク製 AFCC5R(商品名)X線回折装置によって行った。
[Data collection]
All measurements were performed with an AFCC5R (trade name) X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation equipped with the sumanen crystal on a glass fiber and equipped with graphite monochromated Mo-Kα radiation and a rotating anode generator.

データ採取のためのセル定数および配向マトリックスは、反射を斜方面体晶(六方晶軸)六方晶セル(ラウエクラス:−3ml)に対応する28.55 < 2θ < 29.49°の範囲に注意深く集中させた25の取り付け角を用いる最小二乗法から得た。そして、格子パラメーターを、下記(数1)の通り決定した。   The cell constant and orientation matrix for data collection were 25 carefully focused reflections in the 28.55 <2θ <29.49 ° range corresponding to rhombohedral (hexagonal axis) hexagonal cells (Laue class: −3 ml). Obtained from the least squares method using the mounting angle. And the lattice parameter was determined as follows (Formula 1).

z=6およびF.W.=264.33であり、密度の計算値は、1.42g/cm3である。下記(数2)の消滅則に基づき、パッキングの考察、強度分布の統計的解析、構造の解析および最適化、空間群を、下記(数3)の通り決定した。 z = 6 and FW = 264.33, and the calculated density is 1.42 g / cm 3 . Based on the extinction rule of (Equation 2) below, packing consideration, statistical analysis of strength distribution, structural analysis and optimization, and space group were determined as shown in (Equation 3) below.

前記データは、55.0°の最大2θ値のω-2θスキャン技術を用いる23±1℃の温度で収集した。データ収集に先だち、いくつかの強い反射のオメガスキャンが、6.0°のテイクオフ角度を伴う0.32°の高さの半分の平均幅を有していた。(1.68+0.30tanθ)°のスキャンは、16.0°/分(オメガ中)のスピードで行った。弱い反射(I<10.0σ(I))は、再スキャンし(最大5スキャン)、良い係数統計を確保するために計数を集積した。静止バックグラウンド係数は、前記反射の各面上で記録した。ピーク係数時間とバックグラウンド係数時間との比は、2:1であった。入射ビームコリメーターの直径は1.0mm、結晶から検知器までの距離は258mm、および前記検知器口径は9.0×13.0mm(水平×垂直)であった。   The data was collected at a temperature of 23 ± 1 ° C. using the ω-2θ scan technique with a maximum 2θ value of 55.0 °. Prior to data collection, several strongly reflective omega scans had an average width of half the height of 0.32 ° with a take-off angle of 6.0 °. The (1.68 + 0.30tanθ) ° scan was performed at a speed of 16.0 ° / min (in omega). Weak reflections (I <10.0σ (I)) were rescanned (up to 5 scans) and the counts were accumulated to ensure good coefficient statistics. A static background coefficient was recorded on each side of the reflection. The ratio of peak coefficient time to background coefficient time was 2: 1. The diameter of the incident beam collimator was 1.0 mm, the distance from the crystal to the detector was 258 mm, and the diameter of the detector was 9.0 × 13.0 mm (horizontal × vertical).

[データ整理]
前述の方法で収集した1063の反射のうち525が特別であった(Rint=0.016)。3個の典型的な反射の強さを、150反射毎の後に測定した。データ収集の進行によって、標準は2.5%増加した。直線の補正係数は、この現象を説明するためにデータに加えた。
[Data reduction]
Of the 1063 reflections collected by the method described above, 525 were special (R int = 0.016). Three typical reflection intensities were measured after every 150 reflections. With the progress of data collection, the standard increased by 2.5%. A straight line correction factor was added to the data to explain this phenomenon.

Mo-Kα放射の前記直線の吸収係数μは、0.8cm-1である。いくつかの反射の方位角スキャンに基づいた経験的吸収補正は、0.96から0.99に分布している透過率に帰着する。 The absorption coefficient μ of the straight line of Mo-Kα radiation is 0.8 cm −1 . Empirical absorption correction based on several reflection azimuth scans results in transmittance distributed from 0.96 to 0.99.

[構造解析および最適化]
構造は直接法(下記参考文献1)によって解析し、フーリエ法(下記参考文献2)を用いて拡張した。非水素原子は、異方性で最適化を行い、水素原子は等方性で最適化を行った。フルマトリックス最小二乗法最適化(下記参考文献3)の最終サイクルは、493の観測された反射(I>2σ(I))および80の可変的なパラメーターに基づき、下記(数4)の減量および増量の一致した因子に集約した。
[Structural analysis and optimization]
The structure was analyzed by the direct method (Reference 1 below) and expanded using the Fourier method (Reference 2 below). Non-hydrogen atoms were optimized by anisotropy, and hydrogen atoms were optimized by isotropic properties. The final cycle of full matrix least squares optimization (reference 3 below) is based on 493 observed reflections (I> 2σ (I)) and 80 variable parameters, Aggregated factors with consistent increases.

単位重量の観測の標準偏差(下記参考文献4)は、1.22であった。フーリエ合成図の最終的な差の最大および最小ピークは、それぞれ0.36および-0.65e-/Å3に対応している。全ての計算は、Molecular Structure CorporationのteXsan(参考文献5)結晶学ソフトウェアパッケージを用いて行った。 The standard deviation of unit weight observation (Reference Document 4 below) was 1.22. Maximum and minimum peak of the final difference Fourier synthesis diagrams respectively 0.36 and -0.65E - corresponds to / Å 3. All calculations were performed using Molecular Structure Corporation's teXsan (Ref. 5) crystallography software package.

参考文献
(1) SIR92: Altomare, A., Burla, M.C., Camalli, M., Cascarano, M., Giacovazzo, C., Guagliardi, A., Polidori, G., (1994). J. Appl. Cryst. 27, 435.
(2) DIRDIF94: Beurskens, P.T., Admiraal, G., Beurskens, G., Bosman, W.P., de Gelder, R., Israel, R. and Smits, J.M.M.(1994). The DIRDIF-94 プログラムシステム, Technical Report of the Crystallography Laboratory, University of Nijmegen, The Netherlands.
(3) SHELXL-97: Sheldrick, G.M. (1997). 結晶構造最適化のためのプログラム University of Goettingen, Germany.
(4) 単位重量の観測の標準偏差:
(5) teXsan: 結晶構造解析パッケージ, Molecular Structure Corporation (1985 & 1999)
References
(1) SIR92: Altomare, A., Burla, MC, Camalli, M., Cascarano, M., Giacovazzo, C., Guagliardi, A., Polidori, G., (1994). J. Appl. Cryst. 27 435.
(2) DIRDIF94: Beurskens, PT, Admiraal, G., Beurskens, G., Bosman, WP, de Gelder, R., Israel, R. and Smits, JMM (1994) .The DIRDIF-94 Program System, Technical Report of the Crystallography Laboratory, University of Nijmegen, The Netherlands.
(3) SHELXL-97: Sheldrick, GM (1997). Program for crystal structure optimization University of Goettingen, Germany.
(4) Standard deviation of unit weight observation:
(5) teXsan: Crystal Structure Analysis Package, Molecular Structure Corporation (1985 & 1999)

以上の通り行なったX線構造解析により得られた実験データを、下記(数6)〜(数8)、および(表1)〜(表9)に示す。なお、スマネンの分子式はC21H12であるが、分子がC3対称性を有するため、各原子に付された番号は、表中に示す通り、C(1)〜C(7)およびH(1)〜H(4)となっている。また、1Åは0.1nm(10-10m)に等しい。 Experimental data obtained by the X-ray structural analysis performed as described above are shown in the following (Equation 6) to (Equation 8) and (Table 1) to (Table 9). The molecular formula of sumanen is C 21 H 12 , but since the molecule has C3 symmetry, the numbers given to each atom are C (1) to C (7) and H ( 1) to H (4). One inch is equal to 0.1 nm (10 −10 m).

図6および7に、前記X線構造解析により解析したスマネン結晶構造の概略図を示す。図6は、スマネン結晶中における分子配列を分子側面から見た概略図であり、図7は、スマネン結晶中における分子配列を分子上面から見た概略図である。図示の通り、得られた結晶中では、スマネン分子がボウル状構造を有しており、その二次配列は、ボウルが平行に重なるようにパッキングし、積層体を形成していた。また、各スマネン分子が、実質的に60°ずれながら、すなわち、その上または下に接して積層されているスマネン分子を60°回転させた角度で位置していた。なお、「60°回転させた角度で」と表現したが、スマネン分子はC3対称性を有するため、前記角度を「180°」または「300°」と表現しても、同じ状態を表す。   6 and 7 show schematic views of the sumanen crystal structure analyzed by the X-ray structural analysis. FIG. 6 is a schematic view of the molecular arrangement in the sumanen crystal as seen from the molecular side, and FIG. 7 is a schematic view of the molecular arrangement in the sumanen crystal as seen from the top of the molecule. As shown in the figure, in the obtained crystal, the sumanene molecules have a bowl-like structure, and the secondary array was packed so that the bowls overlapped in parallel to form a laminate. Further, each sumanene molecule was positioned at an angle obtained by rotating the sumanene molecule which is substantially 60 ° shifted, that is, the sumanene molecule which is laminated in contact with the sumanene molecule by 60 °. Although expressed as “at an angle rotated by 60 °”, since the sumanen molecule has C3 symmetry, the same state is expressed even if the angle is expressed as “180 °” or “300 °”.

さらに、前記表中に示したスマネン分子中の炭素原子間結合長を、下記化学式に示す。単位はÅである。なお、前述の通り、1Åは0.1nm(10-10m)に等しい。図示の通り、前記X線構造解析により解析したスマネン分子中のベンゼン環構造、特に中心部位のベンゼン環構造中では、各結合長間にわずかな違いが見られる。これは、電荷の若干の偏りを反映していると考えられる。そして、各スマネン分子間において電子密度の高い部分と低い部分とが引き合うために、前述の通り、各分子が、その上または下に接した分子と実質的に60°(または180°もしくは300°)ずれながら平行に積層され、芳香環のπ電子が効率よくパッキングされると推測される。ただし、この説明は、推測されるメカニズムの一例であり、本発明を限定するものではない。 Furthermore, the bond length between carbon atoms in the sumanene molecule shown in the table is shown in the following chemical formula. The unit is Å. As described above, 1 前述 is equal to 0.1 nm (10 −10 m). As shown in the figure, in the benzene ring structure in the sumanen molecule analyzed by the X-ray structure analysis, particularly in the benzene ring structure in the central part, a slight difference is observed between the bond lengths. This is considered to reflect a slight bias of charge. And since each of the sumanene molecules attracts the high electron density portion and the low electron density portion, as described above, each molecule is substantially 60 ° (or 180 ° or 300 ° with the molecule on or below it). ) It is presumed that the π electrons of the aromatic ring are packed efficiently and packed in parallel while being displaced. However, this description is an example of a presumed mechanism and does not limit the present invention.

次に、このようなスマネン結晶の電気伝導度および電子移動性を測定し、前記結晶が、有機半導体として優れた電気伝導性および電子移動性を示すことを確認した。   Next, the electrical conductivity and electron mobility of such a Smanen crystal were measured, and it was confirmed that the crystal exhibited excellent electrical conductivity and electron mobility as an organic semiconductor.

(スマネン結晶の電気伝導度測定)
まず、前述のようにして製造したスマネンを、X線構造解析測定時と同様にしてテトラヒドロフラン中で再結晶することにより、無色板状結晶を得た。次に、これを、断面積0.00044cm、結晶長0.10cmのサンプルサイズにカットし、半導体サンプルを得た。このサンプルを用いて電気伝導度をアルゴン雰囲気下で測定したところ、伝導度は7×10-10 S/cmであった。
(Measurement of electric conductivity of sumanen crystal)
First, the sumanene produced as described above was recrystallized in tetrahydrofuran in the same manner as in the X-ray structural analysis measurement to obtain colorless plate crystals. Next, this was cut into a sample size having a cross-sectional area of 0.00044 cm and a crystal length of 0.10 cm to obtain a semiconductor sample. Using this sample, the electrical conductivity was measured under an argon atmosphere. The conductivity was 7 × 10 −10 S / cm.

(スマネンの電子移動度)
前記と同様のスマネン単結晶(半導体)について電子移動度を測定したところ、有機トランジスタ材料として、特に電界効果型トランジスタや薄層フィルム型トランジスタ材料として有用な大きな電子移動度を示した。
(Sumanen's electron mobility)
When the electron mobility of the same sumanene single crystal (semiconductor) as described above was measured, it showed a large electron mobility useful as an organic transistor material, particularly as a field effect transistor or a thin film transistor material.

(薄層フィルム型トランジスタ)
さらに、前記のようにして合成したスマネンを用い、スマネンから形成された有機半導体層を有する、電界効果型の薄層フィルム型トランジスタを作成した。この薄層フィルム型トランジスタの性能を評価したところ、電気伝導度および電子移動度等が高く、トランジスタとして優れた性能を有していた。
(Thin film transistor)
Further, a field effect type thin film transistor having an organic semiconductor layer formed from sumanen was prepared using sumanen synthesized as described above. When the performance of the thin film transistor was evaluated, the electrical conductivity and the electron mobility were high, and the transistor had excellent performance.

なお、上述の実施例は、スマネン分子の単結晶を用いた半導体の例であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、結晶でないスマネンまたはその誘導体を用いた半導体であっても良い。   In addition, although the above-mentioned Example is an example of the semiconductor which used the single crystal of the sumanen molecule | numerator, this invention is not limited to this, For example, the semiconductor using the sumanen which is not a crystal | crystallization, or its derivative (s) may be used.

〔実施例2〜19:スマネン誘導体を用いた有機半導体〕
前記式(101)〜(109)で表される化合物を合成し、分光学的挙動を測定した。さらに、それぞれの化合物を用いて有機半導体を製造し、その電気的性質を測定した。前記構造式(101)〜(109)を下に再掲する。なお、以下、式(101)の化合物をsu-phまたはS-Ph等と呼ぶことがある。同様に、以下、化合物(102)をsu-ph-MeまたはS-Ph-Me等と、化合物(103)をsu-ph-OMeまたはS-Ph-OMe等と、化合物(104)をsu-ph-ClまたはS-Ph-Cl等と、化合物(105)をsu-ph-CF3またはS-Ph-CF3等と、化合物(106)をsu-1TまたはS-Th等と、化合物(107)をsu-2TまたはS-2Th等と、化合物(108)をsu-3TまたはS-3Th等と、それぞれ呼ぶことがある。
[Examples 2 to 19: Organic semiconductor using sumanene derivative]
The compounds represented by the formulas (101) to (109) were synthesized and their spectroscopic behavior was measured. Furthermore, an organic semiconductor was manufactured using each compound, and the electrical property was measured. The structural formulas (101) to (109) are listed below again. Hereinafter, the compound of the formula (101) may be referred to as su-ph or S-Ph. Similarly, hereinafter, the compound (102) is su-ph-Me or S-Ph-Me, the compound (103) is su-ph-OMe or S-Ph-OMe, and the compound (104) is su- ph-Cl or S-Ph-Cl or the like, compound (105) as su-ph-CF 3 or S-Ph-CF 3 or the like, compound (106) as su-1T or S-Th or the like, compound ( 107) may be referred to as su-2T or S-2Th, and the compound (108) may be referred to as su-3T or S-3Th.

(合成)
以下のようにして、化合物(101)〜(109)を合成した。
(Synthesis)
Compounds (101) to (109) were synthesized as follows.

(化合物(101)の合成)
まず、5 mL二口ナスフラスコに、スマネン(5 mg, 0.019 mmol)およびn-Bu4NBr (6 mg, 0.0095 mmol)を入れ、真空乾燥後アルゴン置換した。そこに、あらかじめアルゴンバブリングにより脱気しておいた30 wt%水酸化ナトリウム水溶液 (1 mL)、THF (0.1 mL)を加えた。その後、ベンズアルデヒド (0.085 mmol)を加え、室温で2時間攪拌した。反応終了後、エーテルを加え、脱イオン水、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和食塩水により洗浄、抽出した。得られた有機層は硫酸マグネシウムにより乾燥後、濃縮、さらにカラムクロマトグラフィーにより単離し、目的の化合物(101)を得た。以下に、この化合物の収率および機器分析データを示す。
(Synthesis of Compound (101))
First, sumenene (5 mg, 0.019 mmol) and n-Bu 4 NBr (6 mg, 0.0095 mmol) were placed in a 5 mL two-necked eggplant flask, and after vacuum drying, the atmosphere was replaced with argon. Thereto were added 30 wt% aqueous sodium hydroxide solution (1 mL) and THF (0.1 mL) that had been degassed beforehand by argon bubbling. Then, benzaldehyde (0.085 mmol) was added and stirred at room temperature for 2 hours. After completion of the reaction, ether was added, washed and extracted with deionized water, saturated aqueous ammonium chloride solution and saturated brine. The obtained organic layer was dried over magnesium sulfate, concentrated, and further isolated by column chromatography to obtain the target compound (101). The yield and instrumental analysis data of this compound are shown below.

Rf値0.8(ヘキサン:トルエン=1:1)、黄色固体8 mg (収率79%)
1H NMR (600 MHz, CD2Cl2) δ: 7.93 (3H, dd, J = 7.2 Hz, 3.6 Hz), 7.87 (3H, dd, J = 7.2 Hz, 3.3 Hz), 7.70 (1H, dd, J = 2.7 Hz, 1.5 Hz), 7.55 (1H, dd, J = 3.0 Hz, 1.8 Hz), 7.52-7.42 (18 H, m), 7.39-7.37 (3H, m), 7.22-7.19 (3H, m)
13C NMR (150 MHz, CD2Cl2) δ: 131.26, 130.05, 130.00, 129.16, 129.12, 129.06, 128.97, 128.90, 128.64, 123.89, 123.76, 121,21, 121,11, 68.39, 39.18, 30.07, 29.32, 24.14, 23.02, 14.24, 11.13
MS(MALDI-TOF): 528 (M)+
Rf value 0.8 (hexane: toluene = 1: 1), yellow solid 8 mg (yield 79%)
1 H NMR (600 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 7.93 (3H, dd, J = 7.2 Hz, 3.6 Hz), 7.87 (3H, dd, J = 7.2 Hz, 3.3 Hz), 7.70 (1H, dd, J = 2.7 Hz, 1.5 Hz), 7.55 (1H, dd, J = 3.0 Hz, 1.8 Hz), 7.52-7.42 (18 H, m), 7.39-7.37 (3H, m), 7.22-7.19 (3H, m )
13 C NMR (150 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 131.26, 130.05, 130.00, 129.16, 129.12, 129.06, 128.97, 128.90, 128.64, 123.89, 123.76, 121,21, 121,11, 68.39, 39.18, 30.07, 29.32, 24.14, 23.02, 14.24, 11.13
MS (MALDI-TOF): 528 (M) +

(化合物(102)〜(106)の合成)
ベンズアルデヒドに代えてp-メチルベンズアルデヒドを用いる以外は化合物(101)の合成と同様にして化合物(102)を合成した。同様に、ベンズアルデヒドに代えてp-メトキシベンズアルデヒド、p-クロロベンズアルデヒド及びp-トリフルオロメチルベンズアルデヒドをそれぞれ用いて化合物(103)〜(105)を合成した。さらに、ベンズアルデヒドに代えて2−ホルミルチオフェンを用いて化合物(106)を合成した。これらは、全て対称型と非対称型の混合物として得られた。以下に、化合物(102)〜(106)の収率および機器分析データを示す。
(Synthesis of compounds (102) to (106))
Compound (102) was synthesized in the same manner as the synthesis of compound (101) except that p-methylbenzaldehyde was used instead of benzaldehyde. Similarly, compounds (103) to (105) were synthesized using p-methoxybenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde and p-trifluoromethylbenzaldehyde, respectively, instead of benzaldehyde. Furthermore, the compound (106) was synthesized using 2-formylthiophene instead of benzaldehyde. These were all obtained as a mixture of symmetric and asymmetric types. The yields and instrumental analysis data of the compounds (102) to (106) are shown below.

化合物(102)(su-ph-Me):
Rf値0.6 (ヘキサン:トルエン=1:1)
黄色固体6.9 mg (収率64%)
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 7.83 (3H, dd, J = 6.3 Hz), 7.77 (3H, dd, J = 6.6 Hz), 7.51 (1H, d, J = 2.1 Hz), 7.49 (1H, d, J = 2.1 Hz), 7.41 (2H, s), 7.39 (2H, d, J = 3.9 Hz), 7.33-7.26 (11H, m), 7.20 (1H, d, i = 4.5 Hz), 7.17 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.12 (1H, s), 2.45 (3H, s), 2.44 (3H, s), 2.41 (3H, s), 2.40 (3H,s)
HRMS(FAB): Calcd for C45H30 570.2347; Found 570.2336 (M)+
Compound (102) (su-ph-Me):
Rf value 0.6 (hexane: toluene = 1: 1)
Yellow solid 6.9 mg (64% yield)
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 7.83 (3H, dd, J = 6.3 Hz), 7.77 (3H, dd, J = 6.6 Hz), 7.51 (1H, d, J = 2.1 Hz), 7.49 (1H, d, J = 2.1 Hz), 7.41 (2H, s), 7.39 (2H, d, J = 3.9 Hz), 7.33-7.26 (11H, m), 7.20 (1H, d, i = 4.5 Hz ), 7.17 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.12 (1H, s), 2.45 (3H, s), 2.44 (3H, s), 2.41 (3H, s), 2.40 (3H, s)
HRMS (FAB): Calcd for C 45 H 30 570.2347; Found 570.2336 (M) +

化合物(103)(su-ph-OMe):
Rf値0.4 (ヘキサン:トルエン=1:3)、
黄色固体9.5 mg (収率81%)
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 7.90 (3H, dd, J = 8.4 Hz, 5.1 Hz), 7.85 (3H, dd, J = 8.7 Hz, 5.4 Hz), 7.54 (1H, d, J = 1.5 Hz), 7.51 (1H, d, J = 1.5 Hz), 7.41 (2H, d, J = 2.1 Hz), 7.37 (2H, d, J = 3.0 Hz), 7.31 (2H, s), 7.21 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.18 (1H, d, J = 3.9 Hz), 7.05-6.96 (10H, m), 3.90 (3H, s), 3.89 (3H, s), 3.87 (3H, s), 3.86 (3H, s)
HRMS(FAB): Calcd for C45H30O3 618.2195; Found 618.2186 (M)+
Compound (103) (su-ph-OMe):
Rf value 0.4 (hexane: toluene = 1: 3),
9.5 mg of yellow solid (81% yield)
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 7.90 (3H, dd, J = 8.4 Hz, 5.1 Hz), 7.85 (3H, dd, J = 8.7 Hz, 5.4 Hz), 7.54 (1H, d, J = 1.5 Hz), 7.51 (1H, d, J = 1.5 Hz), 7.41 (2H, d, J = 2.1 Hz), 7.37 (2H, d, J = 3.0 Hz), 7.31 (2H, s), 7.21 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.18 (1H, d, J = 3.9 Hz), 7.05-6.96 (10H, m), 3.90 (3H, s), 3.89 (3H, s), 3.87 (3H, s), 3.86 (3H, s)
HRMS (FAB): Calcd for C 45 H 30 O 3 618.2195; Found 618.2186 (M) +

化合物(104)(su-ph-Cl):
Rf値0.8 (ヘキサン:トルエン=1:1)、
黄色固体10.2 mg (収率85%)
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 7.87 (3H, dd, J = 8.4 Hz, 6.0 Hz), 7.81 (3H, dd, J = 8.1 Hz, 5.7 Hz), 7.49-7.36 (12H, m), 7.26-7.08 (10H, m)
HRMS(FAB): Calcd for C42H21Cl3 630.0709; Found 630.0718 (M)+
Compound (104) (su-ph-Cl):
Rf value 0.8 (hexane: toluene = 1: 1),
Yellow solid 10.2 mg (85% yield)
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 7.87 (3H, dd, J = 8.4 Hz, 6.0 Hz), 7.81 (3H, dd, J = 8.1 Hz, 5.7 Hz), 7.49-7.36 (12H, m), 7.26-7.08 (10H, m)
HRMS (FAB): Calcd for C 42 H 21 Cl 3 630.0709; Found 630.0718 (M) +

化合物(105)(su-ph-CF3):
Rf値0.7 (ヘキサン:トルエン=1:1)、
黄色固体 7.9 mg (収率57% )
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 8.05 (3H, dd, J = 7.5 Hz), 7.98 (3H, dd, J = 7.5 Hz), 7.78-7.71 (6H, m), 7.49-7.37 (6H, m), 7.26-7.08 (10H, m)
HRMS(FAB): Calcd for C45H21F9 732.1499; Found 732.1502 (M)+
Compound (105) (su-ph-CF 3 ):
Rf value 0.7 (hexane: toluene = 1: 1),
Yellow solid 7.9 mg (57% yield)
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 8.05 (3H, dd, J = 7.5 Hz), 7.98 (3H, dd, J = 7.5 Hz), 7.78-7.71 (6H, m), 7.49-7.37 (6H, m), 7.26-7.08 (10H, m)
HRMS (FAB): Calcd for C 45 H 21 F 9 732.1499; Found 732.1502 (M) +

化合物(106)(su-ph-1T):
Rf値0.4(ヘキサン:トルエン=1:1)、橙色固体8mg (収率72%)
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 8.01 (2H, d, J = 7.8 Hz), 7.91 (2H, s), 7.72-7.69 (4H, m), 7.53-7.50 (6H, m), 7.37 (2H, s), 7.28 (2H, d, J = 3.3 Hz), 7.26 (2H, d, J = 3.3 Hz), 7.22-7.17 (4H, m)MS(MALDI-TOF): 546 (M)+
Compound (106) (su-ph-1T):
Rf value 0.4 (hexane: toluene = 1: 1), orange solid 8 mg (yield 72%)
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 8.01 (2H, d, J = 7.8 Hz), 7.91 (2H, s), 7.72-7.69 (4H, m), 7.53-7.50 (6H, m) , 7.37 (2H, s), 7.28 (2H, d, J = 3.3 Hz), 7.26 (2H, d, J = 3.3 Hz), 7.22-7.17 (4H, m) MS (MALDI-TOF): 546 (M ) +

(化合物(108)の合成)
以下のようにして、スマネンにトリチオフェン鎖を導入した化合物(108)を合成した。
(Synthesis of Compound (108))
A compound (108) in which a trithiophene chain was introduced into sumanen was synthesized as follows.

[2,2':5',2"-ターチオフェン -5-カルボキシアルデヒドの合成]
[Synthesis of 2,2 ': 5', 2 "-terthiophene-5-carboxaldehyde]

まず、冷却管を備え付けた50 mL二口ナスフラスコを真空乾燥後アルゴン置換した。次に、2,2':5',2"-ターチオフェン (1 g, 4 mmol)とDMF (0.36 mL, 4.4 mmol)をジクロエタンに溶かし、これを前記ナスフラスコ中に加えた。この反応系を氷-食塩で氷冷し、POCl3 (0.41 mL, 4.4 mmol)を加え、室温で1時間攪拌し、その後、60 ℃で12時間攪拌した。反応終了後、塩化メチレンを用い、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、脱イオン水、飽和食塩水により洗浄、抽出した。得られた有機層は硫酸マグネシウムにより乾燥後、濃縮、さらにカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:塩化メチレン=1:1)により単離した。このようにして、2,2':5',2"-ターチオフェン -5-カルボキシアルデヒドを、Rf値0.4(塩化メチレン)の黄色固体として得た。収量は552 mg (収率50%)であった。以下に、この化合物の機器分析データを示す。 First, a 50 mL two-necked eggplant flask equipped with a cooling tube was vacuum dried and purged with argon. Next, 2,2 ': 5', 2 "-terthiophene (1 g, 4 mmol) and DMF (0.36 mL, 4.4 mmol) were dissolved in dichloroethane and added to the eggplant flask. Was cooled with ice-salt, POCl 3 (0.41 mL, 4.4 mmol) was added, and the mixture was stirred for 1 hour at room temperature and then for 12 hours at 60 ° C. After completion of the reaction, saturated bicarbonate was used with methylene chloride. The organic layer was washed and extracted with an aqueous sodium solution, deionized water and saturated brine, dried over magnesium sulfate, concentrated, and further isolated by column chromatography (hexane: methylene chloride = 1: 1). There was thus obtained 2,2 ': 5', 2 "-terthiophene-5-carboxaldehyde as a yellow solid with an Rf value of 0.4 (methylene chloride). The yield was 552 mg (yield 50%). The instrumental analysis data of this compound is shown below.

1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 9.85 (1H, s), 7.70 (1H, d, J = 3.9 Hz), 7.32-7.26 (4H, m), 7.17 (1H, J = 3.9 Hz), 7.06 (1H, dd, J = 5.4 Hz, 3.9 Hz) 1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 9.85 (1H, s), 7.70 (1H, d, J = 3.9 Hz), 7.32-7.26 (4H, m), 7.17 (1H, J = 3.9 Hz ), 7.06 (1H, dd, J = 5.4 Hz, 3.9 Hz)

[化合物(108)の合成]
[Synthesis of Compound (108)]

まず、20 mL二口ナスフラスコにスマネン(5 mg, 0.019 mmol)およびn-Bu4NBr (18 mg, 0.0285 mmol)を入れ、真空乾燥後アルゴン置換した。そこに、あらかじめアルゴンバブリングにより脱気しておいた30 wt%水酸化ナトリウム水溶液 (1 mL)、THF (0.1 mL)を加えた。その後、2,2':5',2"-ターチオフェン -5-カルボキシアルデヒド (23.8 mg, 0.086 mmol)を加え、室温で2時間攪拌した。反応終了後、エーテルを加え、脱イオン水、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和食塩水により洗浄、抽出した。得られた有機層は硫酸マグネシウムにより乾燥後、濃縮、さらにGPCにより単離した。このようにして、赤色固体状の目的化合物(108)を、収量10.6 mg (収率54%)で得た。以下に、この化合物の機器分析データを示す。 First, sumenene (5 mg, 0.019 mmol) and n-Bu 4 NBr (18 mg, 0.0285 mmol) were placed in a 20 mL two-necked eggplant flask, and the atmosphere was purged with argon after vacuum drying. Thereto were added 30 wt% aqueous sodium hydroxide solution (1 mL) and THF (0.1 mL) that had been degassed beforehand by argon bubbling. Then, 2,2 ': 5', 2 "-terthiophene-5-carboxaldehyde (23.8 mg, 0.086 mmol) was added and stirred for 2 hours at room temperature. After the reaction was completed, ether was added, deionized water, saturated The organic layer was washed and extracted with an aqueous ammonium chloride solution and saturated brine, dried over magnesium sulfate, concentrated, and further isolated by GPC, whereby the target compound (108) as a red solid was obtained. The yield was 10.6 mg (54% yield) The instrumental analysis data of this compound is shown below.

化合物(108)(su-ph-3T):
1H NMR (300 MHz, CD2Cl2) δ: 8.11-8.00 (6H, m), 7.71-7.07 (34 H, m)
HRMS(FAB): Calcd for C60H30S9 1037.9834; Found 1037.9819 (M)+
Compound (108) (su-ph-3T):
1 H NMR (300 MHz, CD 2 Cl 2 ) δ: 8.11-8.00 (6H, m), 7.71-7.07 (34 H, m)
HRMS (FAB): Calcd for C 60 H 30 S 9 1037.9834; Found 1037.9819 (M) +

また、上記と同様にして、化合物(107)(su-ph-2T)も合成した。さらに、スマネンにビニリデン基(アリル基)を導入した化合物(109)も合成した。   In addition, compound (107) (su-ph-2T) was also synthesized in the same manner as described above. Furthermore, the compound (109) which introduce | transduced vinylidene group (allyl group) into sumenen was also synthesize | combined.

[化合物(109)の合成]
まず、20 mL二口ナスフラスコにスマネン (4 mg, 0.015 mmol)およびn-Bu4NBr (15 mg, 0.045 mmol)を入れ、真空乾燥後アルゴン置換した。そして、あらかじめアルゴンバブリングにより脱気しておいた30 wt%水酸化ナトリウム水溶液 (2 mL)、THF (0.1 mL)を加えた。その後、3-ブロモプロペン(0.13 ml, 1.5 mmol)を加え、室温で45時間攪拌した。反応終了後、エーテルを加え、脱イオン水、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和食塩水により洗浄、抽出した。得られた有機層は硫酸マグネシウムにより乾燥後、濃縮、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより単離した。このようにして、白色固体の目的化合物(109)を、収量7.2 mg (収率90 %)で得た。以下に、この化合物の機器分析データを示す。
[Synthesis of Compound (109)]
First, sumenen (4 mg, 0.015 mmol) and n-Bu 4 NBr (15 mg, 0.045 mmol) were placed in a 20 mL two-necked eggplant flask, and the atmosphere was purged with argon after vacuum drying. And 30 wt% sodium hydroxide aqueous solution (2 mL) and THF (0.1 mL) which were deaerated beforehand by argon bubbling were added. Then, 3-bromopropene (0.13 ml, 1.5 mmol) was added and stirred at room temperature for 45 hours. After completion of the reaction, ether was added, washed and extracted with deionized water, saturated aqueous ammonium chloride solution and saturated brine. The obtained organic layer was dried over magnesium sulfate, concentrated and isolated by silica gel column chromatography. Thus, the target compound (109) as a white solid was obtained in a yield of 7.2 mg (yield 90%). The instrumental analysis data of this compound is shown below.

化合物(109):
1H-NMR (600 MHz): 2.64 (d, J = 6.6 Hz, 6H), 3.09 (d, J = 7.2 Hz, 6H), 3.51 (ddt, J = 17.4 Hz, J = 10.2 Hz, J = 6.6 Hz, 3H), 3.96 (dd, J = 10.2 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 4.26 (dd, J =17.4 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 5.20 (dd, J = 10.2 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 5.24 (dd, J = 17.4 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 6.23 (ddt, J = 17.4 Hz, J = 10.2 Hz, J = 7.2 Hz, , 3H), 6.98 (s, 6H)
13C-NMR (150 MHz): 39.7, 44.9, 63.0, 116.0, 117.9, 123.2, 133.9, 135.2, 146.8, 153.5
Compound (109):
1 H-NMR (600 MHz): 2.64 (d, J = 6.6 Hz, 6H), 3.09 (d, J = 7.2 Hz, 6H), 3.51 (ddt, J = 17.4 Hz, J = 10.2 Hz, J = 6.6 Hz, 3H), 3.96 (dd, J = 10.2 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 4.26 (dd, J = 17.4 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 5.20 (dd, J = 10.2 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 5.24 (dd, J = 17.4 Hz, J = 1.2 Hz, 3H), 6.23 (ddt, J = 17.4 Hz, J = 10.2 Hz, J = 7.2 Hz,, 3H), 6.98 (s, 6H)
13 C-NMR (150 MHz): 39.7, 44.9, 63.0, 116.0, 117.9, 123.2, 133.9, 135.2, 146.8, 153.5

(化合物(101)〜(108)の分光学的挙動)
化合物(101)〜(108)の分光学的挙動を測定した。図8〜16および表10〜14に、その測定結果を示す。以下、この測定結果について、より具体的に説明する。
(Spectroscopic behavior of compounds (101) to (108))
The spectroscopic behavior of the compounds (101) to (108) was measured. 8 to 16 and Tables 10 to 14 show the measurement results. Hereinafter, this measurement result will be described more specifically.

図8に、ベンジリデン基を導入したスマネン誘導体su-ph(化合物(101))のUV-VIS(紫外可視)吸収スペクトルを、スマネンのスペクトルと共に示す。図示の通り、スマネンにおいては278 nmにπ-π*遷移に基づく吸収が見られた。一方、su-phでは345 nm、457 nmに吸収極大波長を持つ吸収が観測され、スマネンと比較して吸収スペクトルの長波長シフトが見られた。また、下記表10に、su-phの溶媒依存性を示す。表10から分かる通り、溶媒の極性に応じた吸収波長の変化は観測されなかった。この結果から、su-phの吸収スペクトルの長波長シフトの原因は、ベンジリデン基の導入によりπ共役系が拡張し、スマネンのπ-π*遷移に基づく吸収がシフトしたためと推測される。また、固体状態では、スマネンは白色固体であるのに対し、得られたsu-phは黄色固体であったことからも、su-phではスマネンと比較してπ共役系が拡張していると考えられる。π共役系が拡張していることは、電気伝導度、電子移動性等の観点から、有機半導体等の電子材料に用いる際に好ましい。   FIG. 8 shows a UV-VIS (ultraviolet-visible) absorption spectrum of the sumanen derivative su-ph (compound (101)) introduced with a benzylidene group, together with the sumanen spectrum. As shown in the figure, Smanen showed an absorption based on the π-π * transition at 278 nm. On the other hand, in su-ph, absorptions with absorption maximum wavelengths were observed at 345 nm and 457 nm, and a long wavelength shift of the absorption spectrum was observed compared with sumanen. Table 10 below shows the solvent dependence of su-ph. As can be seen from Table 10, no change in absorption wavelength according to the polarity of the solvent was observed. From this result, the cause of the long wavelength shift of the absorption spectrum of su-ph is presumed to be that the introduction of the benzylidene group expands the π-conjugated system and shifts the absorption based on the Smanen π-π * transition. In addition, in the solid state, sumanen is a white solid, whereas the obtained su-ph was a yellow solid, which means that su-ph has an expanded π-conjugated system compared to sumanen. Conceivable. The expansion of the π-conjugated system is preferable when used for an electronic material such as an organic semiconductor from the viewpoint of electrical conductivity, electron mobility, and the like.

図9に、su-phの蛍光スペクトルを、スマネン(sumanene)の蛍光スペクトルとともに示す。図9の縦軸は蛍光強度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 M、励起波長は345 nmである。図示の通り、スマネンでは蛍光は376 nmに観測され、su-phでは蛍光は530 nmに観測された。ベンジリデン基を導入することでπ共役系が拡張され、蛍光波長の長波長シフトが誘起されたものと推測される。また、図10に、su-phの吸収スペクトルと蛍光スペクトルを併せて示す。図10の縦軸は吸光度および蛍光強度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 M、蛍光スペクトルの励起波長は345 nmである。図示の通り、吸収スペクトルと蛍光スペクトルの重なりから、0→0遷移は498 nmに観測された。また、HOMO-LUMO間のエネルギー差に対応するS0、S1間のエネルギー差(ΔE0-0)は2.5 eV(ΔE0-0 =1/(498 × 10-7) = 20080 cm-1 = 2.48 eV)であった。すなわち、su-ph(化合物(101))は、HOMO-LUMO間のエネルギー差が小さいと考えられる。HOMO-LUMO間のエネルギー差が小さいことは、電気伝導度、電子移動性等の観点から、有機半導体等の電子材料に用いる際に好ましい。 FIG. 9 shows the fluorescence spectrum of su-ph together with the fluorescence spectrum of sumanene. The vertical axis in FIG. 9 is the fluorescence intensity, and the horizontal axis is the wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride, the concentration is 1.0 × 10 −4 M, and the excitation wavelength is 345 nm. As shown in the figure, fluorescence was observed at 376 nm in sumanen, and fluorescence was observed at 530 nm in su-ph. By introducing a benzylidene group, it is presumed that the π-conjugated system was expanded and a long wavelength shift of the fluorescence wavelength was induced. FIG. 10 also shows the absorption spectrum and fluorescence spectrum of su-ph. In FIG. 10, the vertical axis represents absorbance and fluorescence intensity, and the horizontal axis represents wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride, the concentration is 1.0 × 10 −4 M, and the excitation wavelength of the fluorescence spectrum is 345 nm. As shown in the figure, from the overlap of the absorption spectrum and the fluorescence spectrum, a 0 → 0 transition was observed at 498 nm. Also, the energy difference (ΔE 0-0 ) between S 0 and S 1 corresponding to the energy difference between HOMO-LUMO is 2.5 eV (ΔE 0-0 = 1 / (498 × 10 -7 ) = 20080 cm -1 = 2.48 eV). That is, su-ph (compound (101)) is considered to have a small energy difference between HOMO-LUMO. A small energy difference between HOMO-LUMO is preferable when used for an electronic material such as an organic semiconductor from the viewpoint of electrical conductivity, electron mobility, and the like.

図11に、電子供与基であるMe基、OMe基を導入した誘導体su-ph-Me(化合物(102))およびsu-ph-OMe(化合物(103))のUV-VIS吸収スペクトルの測定結果を、su-ph(化合物(101))の測定結果と併せて示す。図11の縦軸は吸光度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 Mである。また、下記表11に、この測定における各吸収のλmaxとlog εの値を示す。図10および表11に示す通り、電子供与基であるMe基、OMe基を含む誘導体su-ph-Me、su-ph-OMeでは、吸収波長の長波長シフトが起こった。長波長シフトの大きさと置換基の電子供与能との相関関係は、Hammett則に良く一致していた。吸収波長の長波長シフトは、バンドギャップエネルギーが小さくなったことを示す。すなわち、ベンジリデン置換基を導入したスマネン誘導体において末端フェニル部位のp位に電子供与基を導入することで、バンドギャップエネルギーの減少が可能であることが分かる。バンドギャップエネルギーが小さければ、電気伝導度、電子移動性等の観点から、有機半導体等の電子材料に用いる際に好ましい。 FIG. 11 shows the measurement results of the UV-VIS absorption spectra of the derivatives su-ph-Me (compound (102)) and su-ph-OMe (compound (103)) into which an Me-donating group and an OMe group are introduced. Is shown together with the measurement result of su-ph (compound (101)). In FIG. 11, the vertical axis represents absorbance, and the horizontal axis represents wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride and the concentration is 1.0 × 10 −4 M. Table 11 below shows the values of λ max and log ε of each absorption in this measurement. As shown in FIG. 10 and Table 11, in the derivatives su-ph-Me and su-ph-OMe containing the Me group which is an electron donating group and the OMe group, a long wavelength shift of the absorption wavelength occurred. The correlation between the magnitude of the long wavelength shift and the electron donating ability of the substituent was in good agreement with Hammett's law. A long wavelength shift in the absorption wavelength indicates that the band gap energy has decreased. That is, it can be seen that the band gap energy can be reduced by introducing an electron donating group into the p-position of the terminal phenyl moiety in the sumanen derivative into which the benzylidene substituent is introduced. A small band gap energy is preferable when used for an electronic material such as an organic semiconductor from the viewpoint of electrical conductivity, electron mobility, and the like.

一方、図12に、電子求引基であるCl基、CF3基を導入した誘導体su-ph-Cl(化合物(104))、su-ph-CF3(化合物(105))のUV-VIS吸収スペクトルの測定結果を、su-ph(化合物(101))の測定結果と併せて示す。図12の縦軸は吸光度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 Mである。また、下記表12に、この測定における各吸収のλmaxとlog εの値を示す。図12および表12に示す通り、電子求引基であるCl基、CF3基を含む誘導体su-ph-Cl、su-ph-CF3では、吸収波長の長波長シフトが起こった。Hammett則によれば、電子求引基を導入した場合では電子供与基と逆に短波長シフトが起こると予測されるが、実際には、前記の通り長波長シフトした。すなわち、電子供与基のみならず電子求引基を導入することによっても、バンドギャップエネルギーを減少させることができる。この原因は必ずしも明らかではないが、例えば、電子求引基を導入することによる分子構造の平面化が寄与していると推測される。 On the other hand, FIG. 12 shows UV-VIS of the derivatives su-ph-Cl (compound (104)) and su-ph-CF 3 (compound (105)) into which Cl and CF 3 groups, which are electron withdrawing groups, are introduced. The measurement result of the absorption spectrum is shown together with the measurement result of su-ph (compound (101)). The vertical axis in FIG. 12 is absorbance, and the horizontal axis is wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride and the concentration is 1.0 × 10 −4 M. Table 12 below shows the values of λ max and log ε of each absorption in this measurement. As shown in FIG. 12 and Table 12, a long wavelength shift of the absorption wavelength occurred in the derivatives su-ph-Cl and su-ph-CF 3 containing Cl group and CF 3 group which are electron withdrawing groups. According to the Hammett rule, when an electron withdrawing group is introduced, it is predicted that a short wavelength shift occurs contrary to the electron donating group. That is, the band gap energy can be reduced by introducing not only an electron donating group but also an electron withdrawing group. The cause of this is not necessarily clear, but it is assumed that, for example, planarization of the molecular structure by introducing an electron withdrawing group contributes.

図13に、オリゴチオフェンを二重結合を介して導入したスマネン誘導体su-1T(化合物(106))、およびsu-3T(化合物(108))のUV-VIS吸収スペクトルの測定結果を、スマネンの測定結果と併せて示す。図13の縦軸は吸光度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 Mである。また、下記表13に、この測定における各吸収のλmaxとlog εの値を示す。さらに、下記表14に、su-1Tおよびsu-3Tの、UV-VIS吸収スペクトルにおける溶媒効果を示す。 FIG. 13 shows the measurement results of UV-VIS absorption spectra of sumane derivatives su-1T (compound (106)) and su-3T (compound (108)) into which oligothiophene was introduced via a double bond. It shows together with a measurement result. In FIG. 13, the vertical axis represents absorbance, and the horizontal axis represents wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride and the concentration is 1.0 × 10 −4 M. Table 13 below shows the values of λ max and log ε of each absorption in this measurement. Further, Table 14 below shows the solvent effect of su-1T and su-3T in the UV-VIS absorption spectrum.

図13および表13に示す通り、スマネンにチエニルメチリデン基を導入したsu-1Tでは373 nmと482 nmに、ターチエニルメチリデン基を導入したsu-3Tでは434 nmと545 nmに吸収が観測された。すなわち、スマネンと比較して長波長シフトが見られた。この長波長シフトの原因は必ずしも明らかではないが、表14に示す通り溶媒の極性に応じた吸収波長の変化がないことから、おそらく、オリゴチオフェンの電子ドナー性による分子内電荷移動(ICT)が原因ではないと推測される。すなわち、フェニルメチリデン基を導入したsu-ph(化合物(101))等と同様、チオフェンまたはオリゴチオフェンを二重結合を介して導入することによりπ共役系が拡張し、スマネンのπ-π*遷移に基づく吸収がシフトしたと考えられる。前述の通り、π共役系が拡張していることは、有機半導体等の電子材料に用いる際に好ましい。   As shown in Fig. 13 and Table 13, absorption was observed at 373 nm and 482 nm for su-1T in which thienylmethylidene group was introduced into sumenen, and at 434 nm and 545 nm in su-3T into which tertienylmethylidene group was introduced. It was done. That is, a long wavelength shift was observed compared to Smanen. The cause of this long wavelength shift is not necessarily clear, but as shown in Table 14, there is no change in the absorption wavelength depending on the polarity of the solvent, so that probably intramolecular charge transfer (ICT) due to the electron donor property of oligothiophene is Presumed not to be the cause. That is, as in su-ph (compound (101)) and the like having a phenylmethylidene group introduced, the introduction of thiophene or oligothiophene through a double bond expands the π-conjugated system, and the π-π * of sumanene It is thought that absorption based on the transition shifted. As described above, the expansion of the π-conjugated system is preferable when used for an electronic material such as an organic semiconductor.

図14に、su-1TのUV-VISスペクトルと蛍光スペクトルの測定結果を併せて示す。また、図15に、su-3TのUV-VISスペクトルと蛍光スペクトルの測定結果を併せて示す。図14および15の縦軸は吸光度および蛍光強度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒は塩化メチレン、濃度は1.0×10-4 Mである。蛍光スペクトルの励起波長は、図14(su-1T)では373 nmであり、図15(su-3T)では434 nmである。図14に示す通り、su-1Tでは564 nmに蛍光が観測された。また、その重なりから0→0遷移は530 nmに観測され、S0、S1間のエネルギー差(ΔE0-0)は2.3eV(ΔE0-0 =1/(530 × 10-7) = 18868 cm-1 = 2.33 eV)であった。また、図15に示す通り、su-3Tでは、489 nmと650 nmに蛍光が観測された。これらの蛍光は、励起波長が434 nmであることからオリゴチオフェン部位とスマネン部位を両方励起した結果であると考えられ、489 nmの蛍光はオリゴチオフェンからの蛍光、また650 nmの蛍光はスマネンからの蛍光であると推測される。また、吸収スペクトルと蛍光スペクトルの重なりから0→0遷移は602 nmに観測され、S0、S1間のエネルギー差(ΔE0-0)は2.1 eV(ΔE0-0 =1/(602 × 10-7) = 16611 cm-1 = 2.05 eV)であった。すなわち、チオフェンまたはオリゴチオフェンを二重結合を介してスマネンに導入することで吸収波長と同様に蛍光波長も長波長シフトしており、より効果的にπ共役系が拡張しているという結果が得られた。また、HOMO-LUMO間のエネルギー差が小さいことも確認された。 FIG. 14 also shows the measurement results of the su-1T UV-VIS spectrum and fluorescence spectrum. FIG. 15 also shows the measurement results of the su-3T UV-VIS spectrum and fluorescence spectrum. 14 and 15, the vertical axis represents absorbance and fluorescence intensity, and the horizontal axis represents wavelength (nm). The measurement solvent is methylene chloride and the concentration is 1.0 × 10 −4 M. The excitation wavelength of the fluorescence spectrum is 373 nm in FIG. 14 (su-1T) and 434 nm in FIG. 15 (su-3T). As shown in FIG. 14, with su-1T, fluorescence was observed at 564 nm. In addition, the 0 → 0 transition is observed at 530 nm from the overlap, and the energy difference (ΔE 0-0 ) between S 0 and S 1 is 2.3 eV (ΔE 0-0 = 1 / (530 × 10 -7 ) = 18868 cm −1 = 2.33 eV). Further, as shown in FIG. 15, with su-3T, fluorescence was observed at 489 nm and 650 nm. These fluorescences are considered to be the result of excitation of both oligothiophene and sumanen sites because the excitation wavelength is 434 nm, 489 nm fluorescence from oligothiophene, and 650 nm fluorescence from sumanen. It is presumed that it is fluorescence. The 0 → 0 transition is observed at 602 nm from the overlap of the absorption spectrum and the fluorescence spectrum, and the energy difference (ΔE 0-0 ) between S 0 and S 1 is 2.1 eV (ΔE 0-0 = 1 / (602 × 10 −7 ) = 16611 cm −1 = 2.05 eV). In other words, by introducing thiophene or oligothiophene into Smanen via a double bond, the fluorescence wavelength is shifted by a long wavelength as well as the absorption wavelength, and the result is that the π-conjugated system is more effectively expanded. It was. It was also confirmed that the energy difference between HOMO and LUMO was small.

図16に、su-ph(化合物(101))、su-1T(化合物(106))、およびsu-3T(化合物(108))の蛍光スペクトルを、蛍光強度の比較のために併せて示す。図16の縦軸は蛍光強度であり、横軸は波長(nm)である。測定溶媒、測定濃度および励起波長等の測定条件は、それぞれ図9、10、14および15と同じである。同図から分かる通り、チオフェン単量体または三量体を二重結合を介して導入することでの蛍光強度の減少が観測された。この原因は必ずしも明らかではないが、可能性の一つとして、スマネン部位を励起後、オリゴチオフェンからの電子移動が起こることが考えられる。このように、スマネンにチオフェンまたはオリゴチオフェンを二重結合を介して導入した化合物は、有機半導体等の電子材料としての有用性を表す特徴的な電気的性質を示す。   FIG. 16 also shows the fluorescence spectra of su-ph (compound (101)), su-1T (compound (106)), and su-3T (compound (108)) for comparison of fluorescence intensities. The vertical axis in FIG. 16 is the fluorescence intensity, and the horizontal axis is the wavelength (nm). Measurement conditions such as measurement solvent, measurement concentration, and excitation wavelength are the same as those in FIGS. As can be seen from the figure, a decrease in fluorescence intensity was observed when a thiophene monomer or trimer was introduced via a double bond. The cause of this is not always clear, but one possibility is that electron transfer from oligothiophene occurs after the sumanen site is excited. As described above, a compound in which thiophene or oligothiophene is introduced into Smanen via a double bond exhibits characteristic electrical properties representing utility as an electronic material such as an organic semiconductor.

(有機半導体)
以下のようにして、実施例2〜19の有機半導体を製造した。
(Organic semiconductor)
The organic semiconductors of Examples 2 to 19 were manufactured as follows.

すなわち、まず、n型半導体Siウエハ(フルウチ化学機械株式会社、SiN型(100)0.02Ω・cm以下、SiO2 300nm)上にSiO2膜(300nm)を熱酸化成膜した基板を所定の大きさにカットし、2−プロパノール中で約10分間超音波洗浄した。次に、前記SiO2膜上に、化合物(101)〜(109)のいずれかを、蒸着法またはスピンコート法で30nmの厚さに成膜し、さらにその上に、Au電極(ソース・ドレイン電極)を、真空蒸着法により30nmの厚さに形成した。この時、マスクを用い、電極間距離が20μm、電極長が5.0mmとなるように電極形成した。化合物(101)〜(109)のそれぞれを用いて蒸着法により形成した有機半導体を、(101)〜(109)の化合物番号順にそれぞれ実施例2〜10とする。また、化合物(101)〜(109)のそれぞれを用いてスピンコート法により形成した有機半導体を、(101)〜(109)の化合物番号順にそれぞれ実施例11〜19とする。 That is, first, a substrate on which an SiO 2 film (300 nm) is thermally oxidized on an n-type semiconductor Si wafer (Furuuchi Chemical Machinery Co., Ltd., SiN type (100) 0.02 Ω · cm or less, SiO 2 300 nm) is formed in a predetermined manner. Cut to size and ultrasonically cleaned in 2-propanol for about 10 minutes. Next, any one of the compounds (101) to (109) is deposited on the SiO 2 film by a vapor deposition method or a spin coat method to a thickness of 30 nm, and an Au electrode (source / drain) is further formed thereon. Electrode) was formed to a thickness of 30 nm by vacuum deposition. At this time, using a mask, electrodes were formed such that the distance between the electrodes was 20 μm and the electrode length was 5.0 mm. The organic semiconductor formed by the vapor deposition method using each of the compounds (101) to (109) is referred to as Examples 2 to 10 in the order of the compound numbers (101) to (109). Further, organic semiconductors formed by spin coating using each of the compounds (101) to (109) are referred to as Examples 11 to 19 in the order of the compound numbers of (101) to (109).

[分光学的挙動]
上記のように形成した実施例2〜19の有機半導体(薄膜)について、実施例1のスマネンと併せ、イオン化エネルギーおよびUV-VIS吸収スペクトルを測定し、エネルギー準位を計算した。イオン化エネルギーは、理研計器製大気中光電子分光装置AC−III(商品名)で測定した。測定サンプルは、ガラス基板上に膜厚30nmのスマネンまたはその誘導体薄膜を形成することで作製した。図17に、実施例2〜7および9の有機半導体について計算されたエネルギー準位を、実施例1と併せて示す。同図におけるグラフの上限値はLUMOエネルギー値であり、下限値はHOMOエネルギー値である。図示の通り、いずれの実施例でもバンドギャップエネルギーが小さく、また、実施例2〜9では、スマネンへの置換基の導入により、さらなるバンドギャップエネルギーの減少が得られていた。さらに、図18に、実施例4および6の有機半導体(薄膜)のUV-VIS吸収スペクトルを併せて示す。図示の通り、電子供与基であるメトキシ基を導入した場合(実施例4)および、電子求引基であるトリフルオロメチル基を導入した場合(実施例6)のいずれも、長波長領域に大きい吸収が存在していた。
[Spectroscopic behavior]
For the organic semiconductors (thin films) of Examples 2 to 19 formed as described above, the ionization energy and the UV-VIS absorption spectrum were measured together with the sumanene of Example 1, and the energy level was calculated. The ionization energy was measured with an atmospheric photoelectron spectrometer AC-III (trade name) manufactured by Riken Keiki. The measurement sample was produced by forming a sumanene or its derivative thin film with a film thickness of 30 nm on a glass substrate. FIG. 17 shows the energy levels calculated for the organic semiconductors of Examples 2 to 7 and 9 together with Example 1. FIG. The upper limit of the graph in the figure is the LUMO energy value, and the lower limit is the HOMO energy value. As shown in the figure, the band gap energy was small in any of the examples, and in Examples 2 to 9, a further reduction in the band gap energy was obtained by introducing a substituent to Smanen. Further, FIG. 18 also shows UV-VIS absorption spectra of the organic semiconductors (thin films) of Examples 4 and 6. As shown in the figure, both the case where a methoxy group which is an electron donating group is introduced (Example 4) and the case where a trifluoromethyl group which is an electron withdrawing group is introduced (Example 6) are large in the long wavelength region. Absorption was present.

[電子移動度]
上記のように製造した実施例2〜19の有機半導体(薄膜)について、電子移動度(正孔移動度)を測定した。測定は、有機半導体製造に用いた真空蒸着機と連結したグローブボックス内で行い、有機半導体製造から電子移動度(正孔移動度)測定までを一貫してアルゴンガス雰囲気下で行った。測定機器としては、KEITHLEY社製エレクトロメーター(商品名K2400)を2台用いた。測定方法は、電界効果トランジスタ評価法を用い、正孔移動度μ(cm2・V-1・s-1)を下記数9により算出した。数9中、Wは電界効果トランジスタ中のチャンネル長(cm)であり、本実施例では、Wは20μm(2.0×10-3cm)である。Lはチャンネル幅(cm)であり、本実施例では、Lは5.0mm(5.0×10-1cm)である。Ciは、SiO2層のキャパシタンス(F/cm2)であり、本実施例では、Ciは11nF/cm2(1.1×10-8F/cm2)である。Idsはドレイン−ソース間の飽和電流値を表す。本実施例では、ドレイン−ソース間電圧100V時のドレイン−ソース間電流値(Id)をIdsとみなして近似した。また、Vgはゲート電圧(V)を表し、Vtは閾値電圧(V)を表す。
[Electron mobility]
Electron mobility (hole mobility) was measured for the organic semiconductors (thin films) of Examples 2 to 19 produced as described above. The measurement was carried out in a glove box connected to a vacuum vapor deposition machine used for organic semiconductor production, and everything from organic semiconductor production to electron mobility (hole mobility) measurement was consistently performed in an argon gas atmosphere. Two electrometers (trade name: K2400) manufactured by KEITHLEY were used as measuring instruments. As a measuring method, a field effect transistor evaluation method was used, and hole mobility μ (cm 2 · V −1 · s −1 ) was calculated by the following formula 9. In Equation 9, W is the channel length (cm) in the field effect transistor, and in this embodiment, W is 20 μm (2.0 × 10 −3 cm). L is the channel width (cm), and in this embodiment, L is 5.0 mm (5.0 × 10 −1 cm). Ci is the capacitance (F / cm 2 ) of the SiO 2 layer, and in this embodiment, Ci is 11 nF / cm 2 (1.1 × 10 −8 F / cm 2 ). Ids represents a saturation current value between the drain and the source. In the present embodiment, the drain-source current value (Id) at the drain-source voltage of 100 V is regarded as Ids and approximated. Vg represents a gate voltage (V), and Vt represents a threshold voltage (V).

(数9)
Ids1/2=(μWCi/2L)1/2(Vg-Vt)
(Equation 9)
Ids 1/2 = (μWCi / 2L) 1/2 (Vg-Vt)

図19に、実施例13の有機半導体(薄膜)における上記電界効果トランジスタ評価法の測定結果を示す。図の横軸は、ドレイン−ソース間電圧Vd(V)であり、縦軸はドレイン−ソース間電流値Id(A)である。実施例13の有機半導体薄膜は、前記の通り、S-Ph-OCH3(化合物(103))をスピンコート法により形成した薄膜である。また、図20に、実施例4の有機半導体(薄膜)における上記電界効果トランジスタ評価法の測定結果を示す。図の横軸は、ドレイン−ソース間電圧Vd(V)であり、縦軸はドレイン−ソース間電流値Id(A)である。実施例4の有機半導体薄膜は、前記の通り、実施例13と同じS-Ph-OCH3(化合物(103))を蒸着法により形成した薄膜である。 In FIG. 19, the measurement result of the said field effect transistor evaluation method in the organic semiconductor (thin film) of Example 13 is shown. In the figure, the horizontal axis represents the drain-source voltage Vd (V), and the vertical axis represents the drain-source current value Id (A). As described above, the organic semiconductor thin film of Example 13 is a thin film in which S-Ph-OCH 3 (compound (103)) is formed by spin coating. FIG. 20 shows the measurement results of the above-mentioned field effect transistor evaluation method in the organic semiconductor (thin film) of Example 4. In the figure, the horizontal axis represents the drain-source voltage Vd (V), and the vertical axis represents the drain-source current value Id (A). As described above, the organic semiconductor thin film of Example 4 is a thin film in which the same S-Ph-OCH 3 (compound (103)) as in Example 13 was formed by a vapor deposition method.

図19および20に示す通り、スピンコート法により形成した実施例13および蒸着法により形成した実施例4のいずれの有機半導体薄膜も、p型特性の増幅効果を示した。また、前記(数9)に基き正孔移動度μを計算したところ、実施例13では1.1×10-5(cm2・V-1・s-1)であり、実施例4では7.0×10-7(cm2・V-1・s-1)であり、いずれも良好な値を示した。すなわち、実施例4および13の有機半導体薄膜は、いずれも、有機トランジスタ、特に電界効果型トランジスタまたは薄層フィルム型トランジスタの用途に有用な性質を示した。 As shown in FIGS. 19 and 20, the organic semiconductor thin film of Example 13 formed by the spin coating method and Example 4 formed by the vapor deposition method showed the amplification effect of the p-type characteristics. Further, when the hole mobility μ was calculated based on the above (Equation 9), it was 1.1 × 10 −5 (cm 2 · V −1 · s −1 ) in Example 13, and 7 in Example 4. It was 0.0 × 10 −7 (cm 2 · V −1 · s −1 ), and all showed good values. That is, the organic semiconductor thin films of Examples 4 and 13 all showed useful properties for the use of organic transistors, particularly field effect transistors or thin film transistors.

以上説明した通り、本発明の有機半導体は、高い性能を有し、種々の電子機器に使用可能であり、中でも有機トランジスタ材料として有用である。本発明の電子機器、特にトランジスタは、本発明の有機半導体を含むことにより優れた性能を有する。本発明の有機半導体は、例えば、電界効果型トランジスタまたは薄層フィルム型トランジスタに特に好ましく用いることができる。また、本発明の有機半導体は、有機トランジスタに限定されず、他にもあらゆる電子機器に使用可能である。本発明の有機半導体は、例えば、公知の有機デバイス、有機半導体、導電性ポリマー等が使用されている電子機器と同じ種類の電子機器に使用可能であり、より具体的には、例えば、コンデンサ、キャパシタ、電池、有機EL、燃料電池、有機太陽電池等の電子機器にも用いることができる。   As described above, the organic semiconductor of the present invention has high performance and can be used for various electronic devices, and is particularly useful as an organic transistor material. The electronic device of the present invention, particularly the transistor, has excellent performance by including the organic semiconductor of the present invention. The organic semiconductor of the present invention can be particularly preferably used for, for example, a field effect transistor or a thin film transistor. Moreover, the organic semiconductor of this invention is not limited to an organic transistor, It can be used for all other electronic devices. The organic semiconductor of the present invention can be used for electronic devices of the same type as electronic devices in which known organic devices, organic semiconductors, conductive polymers and the like are used, and more specifically, for example, capacitors, It can also be used for electronic devices such as capacitors, batteries, organic EL, fuel cells, and organic solar cells.

スマネンのUV-VISスペクトル図であり、使用溶媒はCHAである。It is a UV-VIS spectrum diagram of Smanen, and the solvent used is CHA. スマネンのUV-VISスペクトル図であり、使用溶媒はTHFである。It is a UV-VIS spectrum diagram of Smanen, and the solvent used is THF. スマネンのUV-VISスペクトル図であり、使用溶媒はCH3CNである。It is a UV-VIS spectrum diagram of Smanen, and the solvent used is CH 3 CN. スマネンのUV-VISスペクトル図であり、使用溶媒はCH2Cl2である。A UV-VIS spectrum of the sumanene, used solvent is CH 2 Cl 2. 図1〜4の全てのスペクトル図を1つにまとめて示した図である。It is the figure which put together and showed all the spectrum diagrams of FIGS. スマネン結晶中における分子配列を分子側面から見た概略図である。It is the schematic which looked at the molecular arrangement | sequence in a sumanen crystal | crystallization from the molecular side. スマネン結晶中における分子配列を分子上面から見た概略図である。It is the schematic which looked at the molecular arrangement | sequence in a sumanen crystal | crystallization from the molecule | numerator upper surface. su-ph(化合物(101))およびスマネンのUV-VIS吸収スペクトル図である。It is a UV-VIS absorption spectrum figure of su-ph (compound (101)) and sumanen. su-phおよびスマネンの蛍光スペクトル図である。It is a fluorescence spectrum figure of su-ph and sumanen. su-phのUV-VIS吸収スペクトルと蛍光スペクトルを併せて示す図である。It is a figure which shows UV-VIS absorption spectrum and fluorescence spectrum of su-ph together. su-ph-Me(化合物(102))、su-ph-OMe(化合物(103))およびsu-ph(化合物(101))のUV-VIS吸収スペクトル図である。It is a UV-VIS absorption spectrum figure of su-ph-Me (compound (102)), su-ph-OMe (compound (103)), and su-ph (compound (101)). su-ph-Cl(化合物(104))、su-ph-CF3(化合物(105))およびsu-ph(化合物(101))のUV-VIS吸収スペクトル図である。su-ph-Cl (Compound (104)), a UV-VIS absorption spectrum of the su-ph-CF 3 (compound (105)) and su-ph (compound (101)). su-1T(化合物(106))、su-3T(化合物(108))およびスマネンのUV-VIS吸収スペクトル図である。It is a UV-VIS absorption spectrum figure of su-1T (compound (106)), su-3T (compound (108)), and sumanen. su-1TのUV-VISスペクトルと蛍光スペクトルを併せて示す図である。It is a figure which shows together the UV-VIS spectrum and fluorescence spectrum of su-1T. su-3TのUV-VISスペクトルと蛍光スペクトルを併せて示す図である。It is a figure which shows the UV-VIS spectrum and fluorescence spectrum of su-3T together. su-ph(化合物(101))、su-1T(化合物(106))およびsu-3T(化合物(108))の蛍光スペクトルを併せて示す図である。It is a figure which shows collectively the fluorescence spectrum of su-ph (compound (101)), su-1T (compound (106)), and su-3T (compound (108)). 実施例1〜7および9の有機半導体のエネルギー準位を示す図である。It is a figure which shows the energy level of the organic semiconductor of Examples 1-7 and 9. 実施例4および6の有機半導体薄膜のUV-VIS吸収スペクトルを併せて示す図である。It is a figure which shows collectively the UV-VIS absorption spectrum of the organic-semiconductor thin film of Example 4 and 6. 実施例13の有機半導体薄膜における電界効果トランジスタ評価法の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the field effect transistor evaluation method in the organic-semiconductor thin film of Example 13. FIG. 実施例4の有機半導体薄膜における電界効果トランジスタ評価法の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the field effect transistor evaluation method in the organic-semiconductor thin film of Example 4. FIG.

Claims (13)

下記一般式(1)で表される化合物、その互変異性体、その立体異性体、およびそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一つを含む有機半導体を含むトランジスタ
式(1)中、A1〜A6は、水素原子であり、
1〜X3はそれぞれ同一であるかまたは異なり、アリル基で置換されたメチレン基(下記式(2))またはフェニル基、チオフェン基もしくはポリチオフェンで置換されたビニリデン基(下記式(3))であり、フェニル基は、1個または複数の置換基でさらに置換されていても良く、それらの置換基は互いに同一であるかまたは異なり、前記置換基は、ハロゲン、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、オキソ基、アミノ基またはトリフルオロメチル基である。
A transistor comprising an organic semiconductor comprising at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (1), tautomers thereof, stereoisomers thereof, and salts thereof.
In formula (1), A 1 to A 6 are hydrogen atoms,
X 1 to X 3 are the same or different and are each a methylene group substituted with an allyl group (the following formula (2)) or a vinylidene group substituted with a phenyl group, a thiophene group or a polythiophene (the following formula (3)) And the phenyl group may be further substituted with one or more substituents, the substituents being the same or different from each other, wherein the substituents are halogen, methyl group, hydroxy group, methoxy A group, an oxo group, an amino group or a trifluoromethyl group.
前記式(1)で表される化合物の分子またはそのイオンが上下方向に積層した構造を有する請求項1記載の有機半導体を含むトランジスタThe transistor containing the organic semiconductor of Claim 1 which has the structure where the molecule | numerator of the compound represented by said Formula (1) or its ion laminated | stacked on the up-down direction. 前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンにおいて、原子団X1中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIとし、原子団X2中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIIとし、原子団X3中でスマネン骨格中のベンゼン環と直接結合している原子をxIIIとし、xI、xIIおよびxIIIの3原子を含む平面をx面と定義した場合に、前記分子またはそのイオンの積層構造中において、各分子またはイオンの前記x面同士が互いに平行である、請求項2記載の有機半導体を含むトランジスタIn the compound molecule represented by the formula (1) or an ion thereof, an atom directly bonded to a benzene ring in the sumenene skeleton in the atomic group X 1 is defined as x I, and in the atomic group X 2 , the atom directly bonded to the benzene ring and x II, the atom directly bonded to the benzene ring in sumanene backbone in atomic group X 3 and x III, x I, the 3 atoms x II and x III 3. The transistor including an organic semiconductor according to claim 2, wherein the x plane is defined as an x plane, and the x planes of each molecule or ion are parallel to each other in the stacked structure of the molecules or ions thereof. 前記式(1)で表される化合物分子またはそのイオンにおいて、前記xI、xIIおよびxIIIの3原子を頂点とする三角形を定義した場合に、前記分子またはそのイオンの積層構造中において、任意の前記分子またはイオン中における前記三角形が、その上または下に接して積層されている分子またはイオンの前記三角形に対し、前記x面内で60°±10°、180°±10°または300°±10°回転させた角度で位置する、請求項3記載の有機半導体を含むトランジスタIn the compound molecule represented by the formula (1) or an ion thereof, when a triangle having apexes of the three atoms x I , x II and x III is defined, 60 ° ± 10 °, 180 ° ± 10 ° or 300 in the x plane with respect to the triangle of the molecule or ion in which the triangle in any molecule or ion is stacked on or under it The transistor containing the organic semiconductor according to claim 3, which is located at an angle rotated by ± 10 °. 結晶構造を有する請求項1〜4のいずれかに記載の有機半導体を含むトランジスタThe transistor containing the organic semiconductor in any one of Claims 1-4 which has a crystal structure. 前記式(1)において、X1〜X3の全てがメチレン基である請求項1〜5のいずれかに記載の有機半導体を含むトランジスタIn the said Formula (1), all of X < 1 > -X < 3 > is a methylene group, The transistor containing the organic semiconductor in any one of Claims 1-5 . 前記式(1)で表される化合物またはその互変異性体もしくは立体異性体と、金属元素との錯形成構造を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体を含むトランジスタThe transistor containing the organic semiconductor in any one of Claims 1-6 containing the complex formation structure of the compound or its tautomer or stereoisomer with the said Formula (1), and a metal element. 前記金属元素が遷移金属元素を含む請求項7記載の有機半導体を含むトランジスタ8. The transistor including an organic semiconductor according to claim 7, wherein the metal element includes a transition metal element. 前記遷移金属元素が、イットリウム(Y)、サマリウム(Sm)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)、レニウム(Re)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、W(タングステン)、Ni(ニッケル)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)およびオスミウム(Os)からなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項8記載の有機半導体を含むトランジスタThe transition metal element is yttrium (Y), samarium (Sm), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr). , Molybdenum (Mo), manganese (Mn), rhenium (Re), iron (Fe), ruthenium (Ru), iridium (Ir), cobalt (Co), rhodium (Rh), W (tungsten), Ni (nickel) The transistor containing an organic semiconductor according to claim 8 , comprising at least one selected from the group consisting of Pd (palladium), Pt (platinum), and osmium (Os). 前記式(1)で表される化合物が、下記式(101)〜(109)のいずれかで表される化合物である、請求項1記載の有機半導体を含むトランジスタ
The transistor containing the organic semiconductor of Claim 1 whose compound represented by said Formula (1) is a compound represented by either of following formula (101)-(109).
ドーパントをさらに含む請求項1〜10のいずれかに記載の有機半導体を含むトランジスタThe transistor containing the organic semiconductor in any one of Claims 1-10 which further contains a dopant. その形状が薄膜状である請求項1〜11のいずれかに記載の有機半導体を含むトランジスタThe transistor comprising the organic semiconductor according to claim 1 , wherein the transistor has a thin film shape. 請求項10に記載の式(101)〜(109)のいずれかで表される化合物、その互変異性体もしくは立体異性体、またはそれらの塩。 A compound represented by any one of formulas (101) to (109) according to claim 10 , a tautomer or stereoisomer thereof, or a salt thereof.
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