JP5350718B2 - Aminated fullerene - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially readily synthesizable aminated fullerene, having high solubility in alcohols with little added groups without deteriorating characteristics of fullerene, and suitably used for various applications such as physiologically active substances, electronic conductive materials, or resin additives. <P>SOLUTION: The industrially readily synthesizable aminated fullerene having high solubility in alcohols with little added groups without deteriorating the characteristics of the fullerene, and suitably used for the various applications such as the physiologically active substances, the electronic conductive materials, or the resin additives is provided by binding an ester group containing a carbon chain having one or more branches through an alkylene chain to one nitrogen atom composing a cyclic amino group containing two nitrogen atoms, and directly binding the other nitrogen atom composing the cyclic amino group to the fullerene. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、フラーレン誘導体に関する。詳しくは、本発明は、特定の構造を有するアミノ化フラーレンに関する。   The present invention relates to a fullerene derivative. Specifically, the present invention relates to an aminated fullerene having a specific structure.

1990年にフラーレンC60の大量製造法が開発されて以来、数多くのフラーレン誘導体が開発され、その多様な機能が明らかにされてきた。それに伴い、フラーレン誘導体を用いた電子伝導材料、半導体、生理活性物質等の各種用途開発が進められている。 Since the development of mass production method of fullerene C 60 in 1990, developed a number of fullerene derivatives, the various functions have been revealed. Along with this, development of various applications such as electron conductive materials, semiconductors, and physiologically active substances using fullerene derivatives has been promoted.

適用分野によってフラーレン誘導体に要求される物性はそれぞれ大きく異なるが、中でも、塗布による薄膜形成、樹脂への均一な分散等を目的として、種々の溶媒にフラーレン誘導体を溶解させることが強く求められており、各種溶媒への高い溶解性を有するフラーレン誘導体の開発が精力的に行われている。   The physical properties required for fullerene derivatives vary greatly depending on the application field, but in particular, there is a strong demand for dissolving fullerene derivatives in various solvents for the purpose of thin film formation by coating, uniform dispersion in resin, etc. In addition, fullerene derivatives having high solubility in various solvents have been vigorously developed.

特に電子伝導材料用途においては、フラーレン誘導体の溶液をスピンコート等の手法により塗布し、フラーレン誘導体を含む薄膜として用いることがあり、溶媒に高い溶解性を示すフラーレン誘導体が求められている。例えば、特許文献1には、特定の構造を有するフラーレン誘導体がエステル溶媒に高い溶解性を示すことが記載されている。具体的には、かさ高いエステル置換基を有する有機基をフラーレンに付加することで、フラーレン誘導体のエステル溶媒への高い溶解性を達成している。   In particular, in the use of an electron conductive material, a fullerene derivative solution is applied by a technique such as spin coating and used as a thin film containing a fullerene derivative, and a fullerene derivative exhibiting high solubility in a solvent is required. For example, Patent Document 1 describes that a fullerene derivative having a specific structure exhibits high solubility in an ester solvent. Specifically, by adding an organic group having a bulky ester substituent to fullerene, high solubility of the fullerene derivative in an ester solvent is achieved.

また、フラーレンは、通常、活性酸素を除去する性質を有するため、生理活性物質用途への応用が期待されている。この用途においても、通常、フラーレン誘導体は溶媒に溶解して用いられるため、水、アルコール等の極性溶媒への高い溶解性が求められるが、毒性の少ない水、アルコール等に高濃度で溶解する公知のフラーレン誘導体は多くない。   In addition, fullerene usually has a property of removing active oxygen, and therefore is expected to be applied to use of a physiologically active substance. Also in this application, since fullerene derivatives are usually used after being dissolved in a solvent, high solubility in polar solvents such as water and alcohol is required, but known to be soluble in water, alcohol, etc. with low toxicity at a high concentration There are not many fullerene derivatives.

水溶性を有するフラーレン誘導体の例として、非特許文献1には、ヒドロキシル基が最大40個付加した水酸化フラーレンが記載されている。このフラーレン誘導体は、水に対して最大で58.9g/Lの高い溶解性を示し、さらに、その構造が不明ではあるが、200g/L以上の高い水溶性を示すフラーレン誘導体も記載されている。   As an example of a fullerene derivative having water solubility, Non-Patent Document 1 describes a hydroxylated fullerene having a maximum of 40 hydroxyl groups added thereto. This fullerene derivative exhibits a high solubility of 58.9 g / L at the maximum in water, and further, although its structure is unknown, a fullerene derivative having a high water solubility of 200 g / L or more is also described. .

また、特許文献2には、フラーレンにアミノ基が付加したアミノ化フラーレンが報告されている。この文献においては、アミノ化フラーレンであるテトラアミノフラーレンエポキシドを、工業的に可能な1段階の反応で、高収率かつ高選択的に製造することができる技術が開示されている。   Patent Document 2 reports an aminated fullerene in which an amino group is added to fullerene. This document discloses a technique capable of producing tetraaminofullerene epoxide, which is an aminated fullerene, with high yield and high selectivity by an industrially possible one-step reaction.

さらに、公知のアミノ化フラーレンがメタノールに溶解性を示さないことを利用して、アミノ化フラーレンの製造時に、晶析用の貧溶媒としてメタノールが用いられることもある。   Furthermore, methanol is sometimes used as a poor solvent for crystallization during the production of aminated fullerenes by utilizing the fact that known aminated fullerenes are not soluble in methanol.

特開2006−56878号公報JP 2006-56878 A 特開2006−199674号公報JP 2006-199674 A 第30回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム講演要旨集p.149Summary of the 30th Memorial Fullerene / Nanotube General Symposium p. 149

特許文献1に記載のフラーレン誘導体は、エステル溶媒に高い溶解性を示すものの、当該フラーレン誘導体を工業的に製造するためには、その製造工程においてGrignard試薬と銅化合物とから調製される不安定な有機銅試薬を用いたり、付加工程、脱保護工程、エステル化工程等の多段工程を経るため、製造コスト高及び製造時間の長時間化となったりする等、工業的に製造するためには多くの課題があった。   Although the fullerene derivative described in Patent Document 1 exhibits high solubility in an ester solvent, in order to industrially produce the fullerene derivative, it is an unstable product prepared from Grignard reagent and a copper compound in the production process. Many for industrial production, such as using organic copper reagents and multi-step processes such as addition, deprotection, and esterification processes, resulting in high production costs and long production times. There was a problem.

また、非特許文献1に記載の水酸化フラーレンのように、多くの付加基がフラーレンに付加することで高い溶解性を達成したフラーレン誘導体は、フラーレンの共役が狭くなるため、フラーレンの特性が大きく損なわれている可能性がある。さらに、水酸化フラーレンは、水酸化フラーレン分子ごとに上記付加基の量が異なっていたり、その構造の特定が困難であったりする等の多くの課題を有していた。   Further, like fullerene hydroxide described in Non-Patent Document 1, fullerene derivatives that have achieved high solubility by adding many additional groups to fullerene have narrow fullerene conjugation. It may be damaged. Furthermore, the fullerene hydroxide has many problems such as the amount of the additional group being different for each hydroxylated fullerene molecule and the identification of the structure thereof being difficult.

さらに、特許文献2に記載のアミノ化フラーレンを本発明者らが合成し、それらのアミノ化フラーレンのメタノールへの溶解性を確認したところ、いずれもメタノールに溶解性を示さなかった(具体的には、メタノール1mLに対して、アミノ化フラーレンが0.1mg以下可溶)。従って、公知のアミノ化フラーレンは、メタノール等のアルコールに溶解性を示さないという課題も有していた。   Furthermore, when the present inventors synthesized aminated fullerenes described in Patent Document 2 and confirmed the solubility of these aminated fullerenes in methanol, none of them showed solubility in methanol (specifically, Is 0.1 mg or less of aminated fullerene soluble in 1 mL of methanol). Therefore, the known aminated fullerene has a problem that it is not soluble in alcohol such as methanol.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、工業的に容易に合成できるとともに、アルコールへの高い溶解性を有し、付加基の数が少なくフラーレンの特性を損なわず、生理活性物質、電子伝導材料、樹脂添加剤等の種々の用途に好適に用いられるアミノ化フラーレンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can be easily synthesized industrially, has high solubility in alcohol, has a small number of additional groups, does not impair the properties of fullerene, and has physiological activity. An object of the present invention is to provide an aminated fullerene that can be suitably used for various uses such as substances, electron conductive materials, and resin additives.

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、1つ以上の分岐を有する炭素鎖を含むエステル基と2個の窒素原子を含む環状アミノ基を構成する一方の窒素原子とをアルキレン鎖を介して結合させ、当該環状アミノ基を構成する他方の窒素原子と、フラーレンとを直接結合させることにより、工業的に容易に合成できるとともに、アルコールへの高い溶解性を有し、付加基の数が少なくフラーレンの特性を損なわず、生理活性物質、電子伝導材料、樹脂添加剤等の種々の用途に好適に用いられるアミノ化フラーレンを提供することができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained an ester group containing a carbon chain having one or more branches and one nitrogen atom constituting a cyclic amino group containing two nitrogen atoms. Bonded via an alkylene chain, the other nitrogen atom constituting the cyclic amino group is directly bonded to fullerene, so that it can be easily synthesized industrially and has high solubility in alcohol. The present inventors have found that an aminated fullerene can be provided that is suitable for various uses such as physiologically active substances, electron conductive materials, resin additives, etc., with a small number of groups and without impairing the properties of fullerene. It was.

即ち、本発明の要旨は、
下記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基が、フラーレンに直接結合していることを特徴とする、アミノ化フラーレンに存する(請求項1)。

Figure 0005350718
(式(1)中、m及びnは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数を表す。また、Eは、置換基を有していても良い、1つ以上の分岐を有する、炭素数4以上10以下のアルキル基を含むエステル基を表す。 4 、R 5 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、またはアルコキシチオ基を表わす。R 6 、R 7 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、またはアルコキシチオ基を表わす。) That is, the gist of the present invention is as follows.
Ring-shaped secondary amino group of structures represented by the following formula (1), characterized in that directly bonded to the fullerene consists in aminated fullerene (claim 1).
Figure 0005350718
(In the formula (1), m and n each independently represent an integer of 1 or more and 4 or less. E is an optionally substituted carbon atom having one or more branches. the. R 4, R 5 representing an ester group containing 4 to 10 alkyl groups, each independently, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, hydroxy group, alkoxy group or, R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, or an alkoxythio group.

この時、前記エステル基が、下記式(2)、(3)及び(4)からなる群より選ばれる1種以上の構造のエステル基であることが好ましい(請求項2)。

Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718
(式(2)〜(4)中、R1は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い、1つ以上の分岐を有する、炭素数4以上10以下のアルキル基を表す。) In this case, the ester group is preferably an ester group having one or more structures selected from the group consisting of the following formulas (2), (3) and (4).
Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718
(In formulas (2) to (4), each R 1 independently represents an alkyl group having 4 or more and 10 or less carbon atoms, which may have a substituent and has one or more branches .)

また、前記R1が、t−ブチル基及び/又はネオペンチル基であることが好ましい(請求項3)。 The R 1 is preferably a t-butyl group and / or a neopentyl group (Claim 3).

また、前記式(1)中、nが2であることが好ましい(請求項4)。   Moreover, in said Formula (1), it is preferable that n is 2. (Claim 4).

また、前記式(1)中、mが1であることが好ましい(請求項5)。   In the formula (1), m is preferably 1 (claim 5).

また、該R 6 、該R 7 が、それぞれ独立に、水素原子、または15g/モル以上200g/モル以下の、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、もしくはアルコキシチオ基であることが好ましい(請求項6)。
さらに、該フラーレンが、炭素数60のC 60 であり、該フラーレンに上記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基が4つ結合するとともに、2価の酸素原子が結合したテトラアミノC60−モノエポキシドであることが好ましい(請求項)。
In addition, R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, or an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, of 15 g / mol to 200 g / mol, Or it is preferable that it is an alkoxythio group (Claim 6).
Further, the fullerene is C 60 having 60 carbon atoms , and a tetravalent amino group having a structure represented by the above formula (1) and four divalent oxygen atoms are bonded to the fullerene. Amino C 60 -monoepoxide is preferred (Claim 7 ).

前記テトラアミノC60−モノエポキシドが、そのフラーレン上に下記式(5)で表される部分構造を有することが好ましい(請求項)。

Figure 0005350718
(式(5)中、NR2は、それぞれ独立して、上記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基を表す。また、式(5)中、細線で表される炭素−炭素結合は、フラーレンを形成する炭素骨格が有する炭素−炭素結合を表す。) The tetraamino C 60 -monoepoxide preferably has a partial structure represented by the following formula (5) on the fullerene (claim 8 ).
Figure 0005350718
(Carbon in the formula (5), NR 2 each independently represent a ring-shaped secondary amino groups of the structure represented by the above formula (1). Further, in the formula (5), represented by the thin line -A carbon bond represents the carbon-carbon bond which the carbon skeleton which forms fullerene has.)

本発明によれば、工業的に容易に合成できるとともに、アルコールへの高い溶解性を有し、付加基の数が少なくフラーレンの特性を損なわず、生理活性物質、電子伝導材料、樹脂添加剤等の種々の用途に好適に用いられるアミノ化フラーレンを提供することができる。   According to the present invention, it can be easily synthesized industrially, has high solubility in alcohol, has a small number of additional groups, does not impair the characteristics of fullerene, and is a physiologically active substance, an electron conductive material, a resin additive, etc. It is possible to provide an aminated fullerene that is suitably used for various applications.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the scope of the invention.

本明細書において、特に指定の無い限り、有機化合物が有する、例えば光学異性体、位置異性体、幾何異性体等の異性体の種類に特に制限はない。例えば、キシレンには、その異性体として、オルトキシレン、メタキシレン、パラキシレン等があるが、単に「キシレン」と記載する場合、キシレンはこれらの異性体のいずれでも良い。また、用いる有機化合物は、2種以上の異性体を任意の比率及び組み合わせで含んでも良い。   In the present specification, unless otherwise specified, there is no particular limitation on the type of isomers that the organic compound has, for example, optical isomers, positional isomers, geometric isomers and the like. For example, xylene includes ortho-xylene, meta-xylene, para-xylene, and the like, but when it is simply described as “xylene”, xylene may be any of these isomers. Moreover, the organic compound to be used may contain 2 or more types of isomers by arbitrary ratios and combinations.

[1.アミノ化フラーレン]
本発明のアミノ化フラーレンは、下記式(1)で表される構造の置換又は無置換の環状2級アミノ基が、フラーレンに直接結合しているものである。
[1. Aminated fullerene]
In the aminated fullerene of the present invention, a substituted or unsubstituted cyclic secondary amino group having a structure represented by the following formula (1) is directly bonded to the fullerene.

Figure 0005350718
(式(1)中、m及びnは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数を表す。また、Eは、1つ以上の分岐を有する炭素鎖を含むエステル基を表す。)
Figure 0005350718
(In formula (1), m and n each independently represent an integer of 1 or more and 4 or less. E represents an ester group containing a carbon chain having one or more branches.)

(フラーレン)
「フラーレン」とは、炭素原子が球状又はラグビーボール状に配置して形成される、閉殻構造を有する炭素クラスターである。フラーレンの炭素数は、通常60以上、通常120以下である。
(Fullerene)
“Fullerene” is a carbon cluster having a closed shell structure formed by arranging carbon atoms in a spherical or rugby ball shape. The carbon number of fullerene is usually 60 or more and usually 120 or less.

フラーレンの具体例としては、C60、C70、C76、C78、C82、C84、C90、C94、C96及びこれらよりも多くの炭素を有する高次の炭素クラスター等が挙げられる。なお、以下の説明においては、炭素数i(iは任意の自然数を表わす。)のフラーレンを適宜、式「Ci」で表わす。 Specific examples of fullerenes include C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , C 82 , C 84 , C 90 , C 94 , C 96 and higher carbon clusters having more carbon than these. It is done. In the following description, fullerene having carbon number i (i represents an arbitrary natural number) is appropriately represented by the formula “C i ”.

本発明のアミノ化フラーレンが有するフラーレンとしては、例えば、上記の具体例が挙げられるが、中でも原料として入手し易いという観点から、C60が好ましい。なお、フラーレンは、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。 Specific examples of the fullerene of the aminated fullerene of the present invention include the above-mentioned specific examples. Among them, C 60 is preferable from the viewpoint of easy availability as a raw material. In addition, fullerene may be used individually by 1 type and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

(環状2級アミノ基)
環状2級アミノ基は、上記式(1)で表されるものであり、2個の窒素原子及び(n+2)個の炭素原子からなる環状アミノ基(以下、適宜「環状2級アミノ骨格」と言う。)の1個の窒素原子に、1つ以上の分岐を有する炭素鎖を含むエステル基が炭素数mの炭素鎖を介して結合しているものである。
(Cyclic secondary amino group)
The cyclic secondary amino group is represented by the above formula (1), and is a cyclic amino group composed of two nitrogen atoms and (n + 2) carbon atoms (hereinafter referred to as “cyclic secondary amino skeleton” as appropriate). The ester group containing a carbon chain having one or more branches is bonded to one nitrogen atom via a carbon chain having m carbon atoms.

(環状2級アミノ骨格)
上記式(1)中、nは炭素鎖の炭素数を表す。nの好ましい範囲としては、通常1以上、また、その上限は、通常4以下、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。中でも、nは2であることが特に好ましい。炭素数が多すぎる場合、極性が低くなりアルコールへの溶解性が低くなる可能性がある。
(Cyclic secondary amino skeleton)
In said formula (1), n represents carbon number of a carbon chain. The preferable range of n is usually 1 or more, and the upper limit is usually 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2 or less. Among these, n is particularly preferably 2. When there are too many carbon numbers, polarity may become low and the solubility to alcohol may become low.

環状2級アミノ骨格の具体例としては、N−イミダゾリジノ基、N−ピペラジノ基、N−ホモピペラジノ基等が挙げられる。中でも、環状2級アミノ骨格を生成する原料の入手の容易さの観点から、N−ピペラジノ基、N−ホモピペラジノ基が好ましく、N−ピペラジノ基がより好ましい。なお、環状2級アミノ骨格は、1種を単独で用いても良く、2種を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。   Specific examples of the cyclic secondary amino skeleton include N-imidazolidino group, N-piperazino group, N-homopiperazino group and the like. Among these, N-piperazino group and N-homopiperazino group are preferable, and N-piperazino group is more preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials for generating a cyclic secondary amino skeleton. In addition, a cyclic | annular secondary amino skeleton may be used individually by 1 type, and may be used for 2 types by arbitrary ratios and combinations.

また、環状2級アミノ骨格は、本発明の効果を著しく損なわない限り、環状2級アミノ骨格が有する水素原子が置換基に置換されていても良い。有していても良い置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシチオ基等が挙げられる。置換基は、1種を単独で置換しても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで置換しても良い。   In the cyclic secondary amino skeleton, a hydrogen atom of the cyclic secondary amino skeleton may be substituted with a substituent unless the effects of the present invention are significantly impaired. Examples of the substituent that may be included include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, and an alkoxythio group. As for the substituents, one type may be substituted alone, or two or more types may be substituted in any ratio and combination.

置換基の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常9g/モル以上、好ましくは15g/モル以上であり、また、その上限は、通常200g/モル以下、好ましくは150g/モル以下、より好ましくは100g/モル以下である。分子量が大きすぎる場合、単位重量あたりのフラーレンの割合が相対的に低下する結果、フラーレンの特性が十分発現しない可能性がある。   The molecular weight of the substituent is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is usually 9 g / mol or more, preferably 15 g / mol or more, and the upper limit is usually 200 g / mol or less, preferably 150 g. / Mol or less, more preferably 100 g / mol or less. When the molecular weight is too large, the ratio of fullerene per unit weight relatively decreases, and as a result, the fullerene characteristics may not be sufficiently developed.

さらに、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、環を有していても良い。   Furthermore, the substituent may have a ring as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

また、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、飽和結合だけではなく、不飽和結合を有していても良い。不飽和結合は、二重結合でも良く、三重結合でも良い。また、二重結合と三重結合とを任意の比率及び組み合わせで有していても良い。   The substituent may have not only a saturated bond but also an unsaturated bond as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond. Moreover, you may have a double bond and a triple bond by arbitrary ratios and combinations.

(1つ以上の分岐を有する炭素鎖を含むエステル基)
上記式(1)中、Eは1つ以上の分岐を有する炭素鎖を含むエステル基(以下、適宜「分岐含有エステル基」と言う。)を表し、炭素数mの炭素鎖を介して環状2級アミノ骨格に結合している。分岐含有エステル基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、その構造は任意であるが、通常、エステル基と、1つ以上の分岐を有する任意の炭素鎖を有する基(以下、適宜「R1」と言う。)とが結合してなる。従って、分岐含有エステル基としては、下記式(2)、(3)及び(4)からなる群より選ばれる1種以上の構造のエステル基が好ましい。これらの中でも、下記式(3)で表される構造のエステル基が特に好ましい。なお、分岐含有エステル基は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。

Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718
(Ester group containing a carbon chain having one or more branches)
In the above formula (1), E represents an ester group containing a carbon chain having one or more branches (hereinafter referred to as “branch-containing ester group” as appropriate), and cyclic 2 via a carbon chain of carbon number m. Bonded to a secondary amino skeleton. The structure of the branch-containing ester group is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually, an ester group and a group having any carbon chain having one or more branches (hereinafter referred to as “R” 1 ”).) Accordingly, the branched ester group is preferably an ester group having one or more structures selected from the group consisting of the following formulas (2), (3) and (4). Among these, an ester group having a structure represented by the following formula (3) is particularly preferable. In addition, a branch containing ester group may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.
Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718

1が有する炭素数は、上記式(2)〜(4)においてそれぞれ独立に、通常4以上であり、また、その上限は、通常10以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。炭素数が多すぎる場合、フラーレンに対する環状2級アミノ基の分子量が大きくなる結果、フラーレンの性質が不十分となる可能性がある。 The number of carbon atoms R 1 has independently the above formula (2) to (4) is usually 4 or more, and the upper limit thereof is generally 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 6 or less . When the number of carbon atoms is too large, the molecular weight of the cyclic secondary amino group with respect to fullerene increases, and as a result, the properties of fullerene may become insufficient.

また、R1は、1つ以上の分岐を有する。R1が有する分岐の数は、上記式(2)〜(4)においてそれぞれ独立に、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意である。また、本発明における分岐は、第3級炭素原子に由来する分岐であっても第4級炭素原子に由来する分岐であってもよいが、中でも、第4級炭素原子に由来するものが好ましい。 R 1 has one or more branches. The number of branches of R 1 is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired in the above formulas (2) to (4). Further, the branch in the present invention may be a branch derived from a tertiary carbon atom or a branch derived from a quaternary carbon atom. Among them, those derived from a quaternary carbon atom are preferable. .

さらに、R1における分岐の位置としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、出来るだけ炭素鎖の末端側に存在することが好ましい。具体的には、R1における最も長い炭素鎖を主鎖とし、その末端側から数えて(即ち最末端の炭素原子を1位としたときに)、上記式(2)〜(4)においてそれぞれ独立に、通常3位の位置よりも末端側、好ましくは2位にあることが好ましい。分岐の位置が上記範囲よりエステル基側に存在する場合、アミノ化フラーレンのアルコールへの溶解性が十分ではなくなる可能性がある。なお、分岐の位置は、1箇所のみであっても良く、2箇所以上であっても良い。 Furthermore, the position of branching in R 1 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but it is preferably as close to the end of the carbon chain as possible. Specifically, the longest carbon chain in R 1 is the main chain and counted from the terminal side (that is, when the terminal carbon atom is in the 1st position), in the above formulas (2) to (4), respectively. Independently, it is usually preferable to be at the terminal side, preferably at the 2nd position from the 3rd position. When the branch position is present on the ester group side from the above range, the aminated fullerene may not have sufficient solubility in alcohol. In addition, the position of a branch may be only one place and may be two or more places.

1は、本発明の効果を著しく損なわない限り、飽和結合だけではなく、不飽和結合を有していても良い。不飽和結合は、二重結合でも良く、三重結合でも良い。また、二重結合と三重結合とを任意の比率及び組み合わせで有していても良い。 R 1 may have not only a saturated bond but also an unsaturated bond as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond. Moreover, you may have a double bond and a triple bond by arbitrary ratios and combinations.

さらに、R1の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常43g/モル以上、好ましくは57g/モル以上、より好ましくは71g/モル以上であり、また、その上限は、通常500g/モル以下、好ましくは300g/モル以下、より好ましくは150g/モル以下である。分子量が小さすぎる場合、分岐構造を構成できない可能性があり、分子量が大きすぎる場合、R1を構成する炭素数が増えることになるため、単位重量あたりのフラーレンの割合が相対的に低下する結果、フラーレンの特性が十分発現しない可能性がある。 Further, the molecular weight of R 1 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 43 g / mol or more, preferably 57 g / mol or more, more preferably 71 g / mol or more, and the upper limit thereof is Usually, it is 500 g / mol or less, preferably 300 g / mol or less, more preferably 150 g / mol or less. If the molecular weight is too small, there is a possibility that a branched structure cannot be formed. If the molecular weight is too large, the number of carbons constituting R 1 will increase, resulting in a relative decrease in the proportion of fullerene per unit weight. There is a possibility that the characteristics of fullerene are not sufficiently developed.

そして、R1は、鎖状であっても良く、環状であっても良いが、中でも、鎖状であることが好ましい。 R 1 may be a chain or a ring, but is preferably a chain.

また、R1は、炭化水素基であることが好ましい。さらに、炭化水素基の中でも、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基が挙げられるが、芳香族炭化水素基とフラーレンとが相互作用する結果、本発明のアミノ化フラーレンの十分な溶解性が発現しない可能性があるので、中でも脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。さらに、脂肪族炭化水素基の中でも、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられるが、中でもアルキル基であることが特に好ましい。 R 1 is preferably a hydrocarbon group. Furthermore, among the hydrocarbon groups, an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group can be mentioned. As a result of the interaction between the aromatic hydrocarbon group and fullerene, the aminated fullerene of the present invention has sufficient solubility. Among them, an aliphatic hydrocarbon group is more preferable because it may not be expressed. Furthermore, among the aliphatic hydrocarbon groups, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and the like can be mentioned, and among them, an alkyl group is particularly preferable.

以上の観点から、式(2)〜(4)中、R1は、それぞれ独立に、炭素数4以上10以下のアルキル基であることが好ましい。この時、R1は、式(2)〜(4)においてそれぞれ独立に、1つ以上の分岐を有する。 From the above viewpoint, in formulas (2) to (4), R 1 is preferably independently an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms. At this time, R 1 has one or more branches independently in Formulas (2) to (4).

1の具体例としては、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−(t−ブチル)エチル基、3−(t-ブチル)プロピル基、4,4−ジメチルシクロヘキシル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、2,2,3−(トリメチル)−1−n−プロピル基等が挙げられる。中でも、R1はt−ブチル基、ネオペンチル基が好ましい。 Specific examples of R 1 include t-butyl group, neopentyl group, 2- (t-butyl) ethyl group, 3- (t-butyl) propyl group, 4,4-dimethylcyclohexyl group, 1-methyl-1- Examples include a cyclohexyl group and a 2,2,3- (trimethyl) -1-n-propyl group. Among these, R 1 is preferably a t-butyl group or a neopentyl group.

また、R1は、本発明の効果を著しく損なわない限り、置換基を有していても良い。置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシチオ基等が挙げられる。置換基は、1種を単独で置換しても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで置換しても良い。 R 1 may have a substituent unless the effects of the present invention are significantly impaired. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, and an alkoxythio group. As for the substituents, one type may be substituted alone, or two or more types may be substituted in any ratio and combination.

置換基の分子量としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常9g/モル以上、好ましくは15g/モル以上であり、より好ましくは29g/モル以上であり、また、その上限は、通常80g/モル以下、好ましくは60g/モル以下、より好ましくは50g/モル以下である。分子量が小さすぎる場合、その効果が十分ではないとなる可能性があり、分子量が大きすぎる場合、R1の分子量が増えることになるため、単位重量あたりのフラーレンの割合が相対的に低下する結果、フラーレンの特性が十分発現しない可能性がある。 The molecular weight of the substituent is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 9 g / mol or more, preferably 15 g / mol or more, more preferably 29 g / mol or more, and its upper limit. Is usually 80 g / mol or less, preferably 60 g / mol or less, more preferably 50 g / mol or less. If the molecular weight is too small, the effect may not be sufficient. If the molecular weight is too large, the molecular weight of R 1 will increase, resulting in a relative decrease in the proportion of fullerene per unit weight. There is a possibility that the characteristics of fullerene are not sufficiently developed.

さらに、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、環を有していても良い。   Furthermore, the substituent may have a ring as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

また、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、飽和結合だけではなく、不飽和結合を有していても良い。不飽和結合は、二重結合でも良く、三重結合でも良い。また、二重結合と三重結合とを任意の比率及び組み合わせで有していても良い。   The substituent may have not only a saturated bond but also an unsaturated bond as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond. Moreover, you may have a double bond and a triple bond by arbitrary ratios and combinations.

また、これらの置換基が更に一以上の置換基によって多重に置換されていてもよい。置換しうる置換基としては、例えば、上記のR1に置換しうる置換基等が挙げられる。 In addition, these substituents may be further substituted in multiple by one or more substituents. As a substituent which can be substituted, the substituent etc. which can be substituted by said R < 1 > are mentioned, for example.

(炭素数mの炭素鎖)
環状2級アミノ骨格と分岐含有エステル基とは、炭素数mの炭素鎖を介して結合している。
(Carbon chain of carbon number m)
The cyclic secondary amino skeleton and the branch-containing ester group are bonded via a carbon chain having a carbon number of m.

上記式(1)中、mは炭素鎖が有する炭素数を表す。mは、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1以上、また、その上限は、通常4以下、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。中でも、mは1であることが好ましい。mの値が0である場合、アミノ化フラーレンのアルコールに対する溶解性が不十分となり、大きすぎる場合、環状2級アミノ骨格の極性が低下し、本発明のアミノ化フラーレンの十分な溶解性が発現しない可能性がある。   In said formula (1), m represents carbon number which a carbon chain has. m is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 1 or more, and its upper limit is usually 4 or less, preferably 3 or less, more preferably 2 or less. Among these, m is preferably 1. When the value of m is 0, the solubility of the aminated fullerene in the alcohol becomes insufficient, and when it is too large, the polarity of the cyclic secondary amino skeleton is lowered, and sufficient solubility of the aminated fullerene of the present invention is exhibited. There is a possibility not to.

環状2級アミノ骨格と分岐含有エステル基とは、炭素数mの炭素鎖を介して結合しているので、通常、両者は当該炭素鎖を含む連結基により結合される。炭素鎖を含む連結基の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常14g/モル以上であり、また、その上限は、通常56g/モル以下、好ましくは42g/モル以下、より好ましくは28g/モル以下である。分子量が大きすぎる場合、環状2級アミノ骨格の極性が低下し、アミノ化フラーレンの十分な溶解性が発現しない可能性がある。なお、連結基は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。   Since the cyclic secondary amino skeleton and the branch-containing ester group are bonded via a carbon chain having a carbon number of m, usually both are bonded by a linking group containing the carbon chain. The molecular weight of the linking group containing a carbon chain is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but is usually 14 g / mol or more, and the upper limit is usually 56 g / mol or less, preferably 42 g / mol or less. More preferably, it is 28 g / mol or less. When the molecular weight is too large, the polarity of the cyclic secondary amino skeleton is lowered, and sufficient solubility of the aminated fullerene may not be exhibited. In addition, a connection group may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

また、炭素鎖を含む連結基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、飽和結合だけではなく、不飽和結合を有していても良い。不飽和結合は、二重結合でも良く、三重結合でも良い。また、二重結合と三重結合とを任意の比率及び組み合わせで有していても良い。   In addition, the linking group containing a carbon chain may have not only a saturated bond but also an unsaturated bond as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond. Moreover, you may have a double bond and a triple bond by arbitrary ratios and combinations.

炭素鎖を含む連結基としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、任意であるが、中でも、アルキレン基が好ましい。アルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基等が挙げられる。中でも、炭素鎖を含む連結基としては、メチレン基が好ましい。   The linking group containing a carbon chain is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and among them, an alkylene group is preferable. Specific examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, and a 1,3-propylene group. Especially, as a coupling group containing a carbon chain, a methylene group is preferable.

また、炭素鎖を含む連結基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、置換基で置換されていても良い。置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシチオ基等が挙げられる。置換基は、1種を単独で置換しても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで置換しても良い。   Further, the linking group containing a carbon chain may be substituted with a substituent unless the effects of the present invention are significantly impaired. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, and an alkoxythio group. As for the substituents, one type may be substituted alone, or two or more types may be substituted in any ratio and combination.

置換基の分子量としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常15g/モル以上、好ましくは29g/モル以上、より好ましくは57g/モル以上であり、また、その上限は、通常200g/モル以下、好ましくは100g/モル以下、より好ましくは71g/モル以下である。分子量が小さすぎる場合、その効果が十分ではない可能性があり、分子量が大きすぎる場合、R1の分子量が増えることになるため、単位重量あたりのフラーレンの割合が相対的に低下する結果、フラーレンの特性が十分発現しない可能性がある。 The molecular weight of the substituent is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 15 g / mol or more, preferably 29 g / mol or more, more preferably 57 g / mol or more, and the upper limit is Usually, it is 200 g / mol or less, preferably 100 g / mol or less, more preferably 71 g / mol or less. If the molecular weight is too small, the effect may not be sufficient. If the molecular weight is too large, the molecular weight of R 1 will increase, resulting in a relative decrease in the ratio of fullerene per unit weight. There is a possibility that the above characteristics are not fully developed.

さらに、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、環を有していても良い。   Furthermore, the substituent may have a ring as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

また、置換基は、本発明の効果を著しく損なわない限り、飽和結合だけではなく、不飽和結合を有していても良い。不飽和結合は、二重結合でも良く、三重結合でも良い。また、二重結合と三重結合とを任意の比率及び組み合わせで有していても良い。   The substituent may have not only a saturated bond but also an unsaturated bond as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond. Moreover, you may have a double bond and a triple bond by arbitrary ratios and combinations.

(環状2級アミノ基の具体的な構造)
本発明のアミノ化フラーレンにおいて、環状2級アミノ基の構造の具体例としては、下記の構造を有するものが挙げられる。
(Specific structure of cyclic secondary amino group)
In the aminated fullerene of the present invention, specific examples of the structure of the cyclic secondary amino group include those having the following structures.

Figure 0005350718
(なお、上記構造式中、「tBu」はt−ブチル基を、「Me」はメチル基を表す。)
Figure 0005350718
(In the above structural formula, “tBu” represents a t-butyl group, and “Me” represents a methyl group.)

(フラーレンと環状2級アミノ基との結合の好ましい態様)
本発明のアミノ化フラーレンにおいては、上記の環状2級アミノ基が有する窒素原子とフラーレンとが、直接結合する。1つのフラーレンに結合する環状2級アミノ基の数は、通常1以上、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、また、その上限は、通常10以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。環状2級アミノ基の数が少なすぎる場合、アミノ化フラーレンのアルコールへの溶解性が低くなる可能性があり、多すぎる場合、フラーレンの共役が狭くなり、フラーレンの有益な性質が損なわれる可能性がある。
(Preferred embodiment of bond between fullerene and cyclic secondary amino group)
In the aminated fullerene of the present invention, the nitrogen atom of the cyclic secondary amino group and the fullerene are directly bonded. The number of cyclic secondary amino groups bonded to one fullerene is usually 1 or more, preferably 2 or more, more preferably 4 or more, and the upper limit is usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 6 or less. It is. If the number of cyclic secondary amino groups is too small, the solubility of the aminated fullerene in alcohol may be low, and if too large, the conjugation of fullerene may be narrowed, and the beneficial properties of fullerene may be impaired. There is.

また、本発明のアミノ化フラーレンにおいては、上記の環状2級アミノ基以外に、他の原子及び/又は官能基がフラーレンに結合していても良い。環状2級アミノ基がフラーレンに奇数個結合する場合、通常は、他の原子及び/又は官能基もフラーレンに結合し、結合量の総和が偶数個となる。一方、エステル置換環状2級アミノ基がフラーレンに偶数個結合する場合であっても、他の原子及び/又は官能基がフラーレンに結合しても良い。なお、他の原子及び/又は官能基としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、例えば、水素原子、ヒドロキシル基、2価の酸素原子等が挙げられる。他の原子及び/又は官能基は、1種が単独でフラーレンに結合しても良く、2種以上が任意の比率及び組み合わせでフラーレンに結合しても良い。   In the aminated fullerene of the present invention, other atoms and / or functional groups may be bonded to the fullerene in addition to the cyclic secondary amino group. When an odd number of cyclic secondary amino groups are bonded to fullerene, usually other atoms and / or functional groups are also bonded to fullerene, and the total amount of bonds is an even number. On the other hand, even when an even number of ester-substituted cyclic secondary amino groups are bonded to the fullerene, other atoms and / or functional groups may be bonded to the fullerene. The other atoms and / or functional groups are arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and examples thereof include a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a divalent oxygen atom. As for other atoms and / or functional groups, one type may be bonded to the fullerene alone, or two or more types may be bonded to the fullerene in any ratio and combination.

なお、本発明のアミノ化フラーレンにおいては、1種の環状2級アミノ基が単独でフラーレンに結合しても良く、2種以上の環状2級アミノ基が任意の比率及び組み合わせでフラーレンに結合しても良い。   In the aminated fullerene of the present invention, one cyclic secondary amino group may be bonded to the fullerene alone, or two or more cyclic secondary amino groups may be bonded to the fullerene in an arbitrary ratio and combination. May be.

フラーレンと環状2級アミノ基との結合の好ましい態様としては、フラーレンC60に上記の環状2級アミノ基が4つ結合し、さらに、2価の酸素原子が結合したテトラアミノC60−モノエポキシド、又はフラーレンC60に上記の環状2級アミノ基が4つ結合したテトラアミノC60が挙げられ、特に好ましくは、公知の製造方法で選択的に合成できるテトラアミノC60−モノエポキシドである。 A preferred embodiment of the coupling between the fullerenes and the annular secondary amino group, fullerene C 60 with the annular secondary amino group are four bound, further, tetra amino C 60 to divalent oxygen atoms bonded - monoepoxide or fullerene C 60 tetraamino C 60 aforementioned cyclic secondary amino group is bonded to four is mentioned, particularly preferably tetra amino C 60 can be selectively synthesized by a known production method - a monoepoxide.

テトラアミノC60−モノエポキシドの中でも、そのフラーレン上に下記式(5)で表される部分構造を有するテトラアミノC60−モノエポキシドが、公知の製造方法で選択的に合成できるため、特に好ましい

Figure 0005350718
(式(5)中、NR2は、それぞれ独立して、上記の環状2級アミノ基を表す。また、式(5)中、細線で表される炭素−炭素結合は、フラーレンを形成する炭素骨格が有する炭素−炭素結合を表す。) Tetraamino C 60 - Of monoepoxide, tetra amino C 60 having a partial structure represented by the following formula (5) on the fullerene - monoepoxide, since it selectively synthesized by known production methods, particularly preferred
Figure 0005350718
(In Formula (5), each NR 2 independently represents the above-mentioned cyclic secondary amino group. In Formula (5), the carbon-carbon bond represented by a thin line represents carbon forming fullerene. (Represents a carbon-carbon bond of the skeleton)

上記式(5)の部分構造を有するアミノ化フラーレンの具体例としては、以下の構造を有するものが挙げられる。   Specific examples of the aminated fullerene having the partial structure of the above formula (5) include those having the following structures.

Figure 0005350718
(なお、構造式中、「tBu」は、t−ブチル基を表す。)
Figure 0005350718
(In the structural formula, “tBu” represents a t-butyl group.)

本発明のアミノ化フラーレンとしては、上記の構造を有するものが好ましい。   The aminated fullerene of the present invention preferably has the above structure.

[2.アミノ化フラーレンの製造方法]
本発明のアミノ化フラーレンは、公知の任意の製造方法により、適切な材料から製造することが出来る。例えば、本発明のアミノ化フラーレンは、特開2002−88075号公報、又は特開2006−199674号公報に記載の方法に従って、可視光又はヒドロペルオキシド存在下、フラーレンとアミノ化フラーレンの原料となる環状2級アミノ基を有するアミン(以下、適宜「環状2級アミン」と言う。)とを反応させることにより製造することが出来る。具体的には、例えば、過酸化水素等の無機ヒドロペルオキシド又はクメンヒドロペルオキシド等の有機ヒドロペルオキシドの存在下でフラーレンと環状2級アミンとを反応させたり、酸素分子の存在下でヒドロペルオキシドを生成させた後、フラーレンと環状2級アミンとを反応させたりすることが挙げられる。中でも、工業的な製造方法という観点から、有機ヒドロペルオキシドの存在下でフラーレンと環状2級アミンとを反応させることが好ましい。
[2. Method for producing aminated fullerene]
The aminated fullerene of the present invention can be produced from an appropriate material by any known production method. For example, the aminated fullerene of the present invention is cyclic as a raw material for fullerene and aminated fullerene in the presence of visible light or hydroperoxide according to the method described in JP-A-2002-88075 or JP-A-2006-199674. It can be produced by reacting with an amine having a secondary amino group (hereinafter appropriately referred to as “cyclic secondary amine”). Specifically, for example, fullerenes and cyclic secondary amines are reacted in the presence of inorganic hydroperoxides such as hydrogen peroxide or organic hydroperoxides such as cumene hydroperoxide, or hydroperoxides are generated in the presence of oxygen molecules. Then, fullerene and a cyclic secondary amine are reacted. Especially, it is preferable to make fullerene and a cyclic | annular secondary amine react with presence of organic hydroperoxide from a viewpoint of an industrial manufacturing method.

以下、有機ヒドロペルオキシドの存在下でフラーレンと環状2級アミンとを反応させ、本発明のアミノ化フラーレンを製造する方法(以下、適宜「本発明の製造方法」と言う。)を説明する。ただし、以下に記載する内容は本発明のアミノ化フラーレンの製造方法の一例であり、本発明のアミノ化フラーレンの製造方法としては、以下に記載する内容に限定されるものではない。   Hereinafter, a method for producing an aminated fullerene of the present invention by reacting fullerene with a cyclic secondary amine in the presence of an organic hydroperoxide (hereinafter referred to as “the production method of the present invention” as appropriate) will be described. However, the content described below is an example of the method for producing an aminated fullerene of the present invention, and the method for producing an aminated fullerene of the present invention is not limited to the content described below.

本発明の製造方法においては、副反応を抑える観点から、フラーレンを溶媒に溶解し、さらに上記の環状2級アミンを混合した後、有機ヒドロペルオキシドを混合することにより、本発明のアミノ化フラーレンを製造する。   In the production method of the present invention, from the viewpoint of suppressing side reactions, the fullerene is dissolved in a solvent, the cyclic secondary amine is further mixed, and then the organic hydroperoxide is mixed, whereby the aminated fullerene of the present invention is obtained. To manufacture.

(フラーレン)
フラーレンとしては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意のものを用いることができる。中でも、上記の[1.アミノ化フラーレン]で説明したフラーレンを用いることが好ましい。なお、フラーレンは、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。
(Fullerene)
Any fullerene can be used as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Among these, [1. It is preferable to use the fullerene described in [Aminated Fullerene]. In addition, fullerene may be used individually by 1 type and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

(環状2級アミン)
環状2級アミンは、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意であり、上記の環状2級アミノ基をフラーレンに結合させることが出来るものを任意に用いることが出来る。その例としては、上記の環状2級アミノ基の結合手に水素原子が結合した構造のものが挙げられる。環状2級アミンは、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。
(Cyclic secondary amine)
The cyclic secondary amine is optional as long as the aminated fullerene of the present invention can be obtained, and those capable of binding the above cyclic secondary amino group to the fullerene can be arbitrarily used. Examples thereof include those having a structure in which a hydrogen atom is bonded to a bond of the cyclic secondary amino group. A cyclic | annular secondary amine may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

環状2級アミンは、通常、窒素原子を2個有する環状アミン(即ち、NH基を環上に2個有する環状アミン)の窒素原子をアルキル化することにより合成することができる。具体的には、例えば、上記環状アミンとハロゲン化アルキルとを反応させることにより、環状2級アミンを合成することが出来る。以下、上記環状アミンとハロゲン化アルキルとを反応させることにより、環状2級アミンを合成する方法について詳細に説明するが、環状2級アミンを合成する方法としては、以下の内容に限定されるものではない。   The cyclic secondary amine can be usually synthesized by alkylating the nitrogen atom of a cyclic amine having two nitrogen atoms (that is, a cyclic amine having two NH groups on the ring). Specifically, for example, a cyclic secondary amine can be synthesized by reacting the cyclic amine with an alkyl halide. Hereinafter, a method for synthesizing a cyclic secondary amine by reacting the cyclic amine with an alkyl halide will be described in detail. The method for synthesizing a cyclic secondary amine is limited to the following contents. is not.

環状アミンは、窒素原子を2個有し、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意である。環状アミンが有する炭素数としては、通常、上記の環状2級アミノ骨格が有する炭素数と同様である。   The cyclic amine has two nitrogen atoms and is optional as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. The carbon number of the cyclic amine is usually the same as the carbon number of the cyclic secondary amino skeleton.

また、環状アミンの分子量は、通常72以上、好ましくは86以上、また、その上限は、通常200以下、好ましくは150以下、より好ましくは120以下である。分子量が大きすぎる場合、入手が困難となる可能性がある。   Further, the molecular weight of the cyclic amine is usually 72 or more, preferably 86 or more, and the upper limit thereof is usually 200 or less, preferably 150 or less, more preferably 120 or less. If the molecular weight is too large, it may be difficult to obtain.

環状アミンの具体例としては、ピペラジン、ホモピペラジン、イミダゾリジン等が挙げられる。中でも、ピペラジン、ホモピペラジンが好ましく、ピペラジンがより好ましい。   Specific examples of the cyclic amine include piperazine, homopiperazine, imidazolidine and the like. Among these, piperazine and homopiperazine are preferable, and piperazine is more preferable.

なお、環状アミンは、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、置換基で置換されていても良い。置換されていても良い置換基としては、例えば、上記の環状2級アミノ骨格に置換していても良い置換基が挙げられる。   The cyclic amine may be substituted with a substituent as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Examples of the substituent that may be substituted include a substituent that may be substituted on the cyclic secondary amino skeleton.

ハロゲン化アルキルは、通常、上記の分岐含有エステル基が結合した炭素鎖にハロゲン原子が結合しているものである。ハロゲン原子の具体例としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましく、臭素原子がより好ましい。   Alkyl halides are usually those in which a halogen atom is bonded to the carbon chain to which the above-mentioned branch-containing ester group is bonded. Specific examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Among them, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom are preferable, and a bromine atom is more preferable.

ハロゲン化アルキルの具体例としては、α−ブロモ酢酸−t−ブチル、α−ブロモ酢酸ネオペンチル、α−クロロ酢酸−t−ブチル、β−ブロモプロピオン酸−t−ブチル等が挙げられ、中でもα−ブロモ酢酸−t−ブチル、α−ブロモ酢酸ネオペンチルが反応性の観点から好ましく、α−ブロモ酢酸−t−ブチルが入手の容易さからより好ましい。   Specific examples of the alkyl halide include α-bromoacetate-t-butyl, α-bromoacetate neopentyl, α-chloroacetate-t-butyl, β-bromopropionate-t-butyl, and the like. Bromoacetate-t-butyl and α-bromoacetate neopentyl are preferable from the viewpoint of reactivity, and α-bromoacetate-t-butyl is more preferable from the viewpoint of availability.

上記の環状アミンと上記のハロゲン化アルキルとを用いて環状2級アミンを合成する際、通常、環状アミンが有する窒素原子のうちの1個の窒素原子に、上記の炭素鎖を含む連結基が結合した環状アミンのモノアルキル化体と、2個の窒素原子に、上記の炭素鎖を含む連結基が結合した環状アミンのジアルキル化体との混合物が得られる。本発明の製造方法においては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、当該混合物からモノアルキル化体を分離精製して環状2級アミンとして用いても良いし、当該混合物を環状2級アミンとして用いても良い。   When synthesizing a cyclic secondary amine using the above cyclic amine and the above alkyl halide, a linking group containing the above carbon chain is usually attached to one of the nitrogen atoms of the cyclic amine. A mixture of a monoalkylated form of the bonded cyclic amine and a dialkylated form of the cyclic amine in which the linking group containing the above carbon chain is bonded to two nitrogen atoms is obtained. In the production method of the present invention, as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, the monoalkylated product may be separated and purified from the mixture and used as a cyclic secondary amine, or the mixture may be used as a cyclic secondary amine. It may be used.

上記の混合物に含まれるモノアルキル化体の量は、合成で用いる環状アミンとハロゲン化アルキルとの比率及び反応条件等により異なるが、通常10モル%以上、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、また、その上限は、通常99モル%以下、好ましくは95モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。モノアルキル化体の量が少なすぎる場合、フラーレンへの付加反応の際に多量の試薬を用いる必要があるため、反応後にジアルキル体を除去するために多大な労力が必要となる可能性があり、多すぎる場合、モノアルキル化体の合成及び分離に多大な労力が必要となる可能性がある。   The amount of the monoalkylated compound contained in the above mixture varies depending on the ratio of the cyclic amine and alkyl halide used in the synthesis and the reaction conditions, but is usually 10 mol% or more, preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, and the upper limit is usually 99 mol% or less, preferably 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less. If the amount of the monoalkylated product is too small, it is necessary to use a large amount of reagent in the addition reaction to fullerene, and thus it may require a great deal of effort to remove the dialkyl product after the reaction. If too much, a great deal of labor may be required for the synthesis and separation of the monoalkylated product.

上記の内容以外の環状2級アミンを合成する際の原料、反応条件、反応装置等は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意に決定できる。   The raw materials, reaction conditions, reaction apparatus, and the like when synthesizing the cyclic secondary amine other than those described above can be arbitrarily determined as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained.

(有機ヒドロペルオキシド)
有機ヒドロペルオキシドとしては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意のものを用いることが出来るが、下記式(6)の構造を有する、過酸化水素に含まれる水素原子1原子を有機基R3で置換した化合物を用いることが好ましい。なお、有機ヒドロペルオキシドは、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。また、例えば、後述するクメンヒドロペルオキシドとクメンとのように、有機ヒドロペルオキシドと有機ヒドロペルオキシドの製造原料(以下、適宜「有機ヒドロペルオキシド前駆体」と言う。)とを組み合わせて用いても良い。
(Organic hydroperoxide)
Any organic hydroperoxide can be used as long as the aminated fullerene of the present invention can be obtained. One hydrogen atom contained in hydrogen peroxide having the structure of the following formula (6) is converted into an organic group R. It is preferable to use a compound substituted with 3 . In addition, an organic hydroperoxide may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations. Further, for example, an organic hydroperoxide and a raw material for producing an organic hydroperoxide (hereinafter referred to as “organic hydroperoxide precursor” as appropriate) may be used in combination, such as cumene hydroperoxide and cumene described later.

Figure 0005350718
(式(6)中、R3は任意の有機基を表す。)
Figure 0005350718
(In formula (6), R 3 represents any organic group.)

式(6)中、R3は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意の有機基を表す。中でも、R3は、炭化水素基であることが好ましく、第3級炭素原子を有する炭化水素基であることがより好ましい。R3が有する炭素数は、通常1以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上、また、その上限は、通常15以下、好ましくは12以下、より好ましくは10以下である。R3が有する炭素数が多すぎる場合、単位重量あたりのヒドロペルオキシド部分が少なくなり、有機ヒドロペルオキシドの使用量が多くなるとともに多量の副生物が発生する可能性がある。 In formula (6), R 3 represents any organic group as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Among these, R 3 is preferably a hydrocarbon group, and more preferably a hydrocarbon group having a tertiary carbon atom. The carbon number of R 3 is usually 1 or more, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and the upper limit is usually 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 10 or less. When R 3 has too many carbon atoms, the hydroperoxide portion per unit weight decreases, and the amount of organic hydroperoxide used increases and a large amount of by-products may be generated.

3の分子量としては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意であるが、通常50g/モル以上、好ましくは80g/モル以上、より好ましくは100g/モル以上であり、また、その上限は、通常500g/モル以下、好ましくは400g/モル以下、より好ましくは300g/モル以下である。分子量が大きすぎる場合、単位重量あたりのヒドロペルオキシド部分が少なくなり、有機ヒドロペルオキシドの使用量が多くなるとともに多量の副生物が発生する可能性がある。 The molecular weight of R 3 is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, but is usually 50 g / mol or more, preferably 80 g / mol or more, more preferably 100 g / mol or more, and the upper limit is Usually, it is 500 g / mol or less, preferably 400 g / mol or less, more preferably 300 g / mol or less. When the molecular weight is too large, the hydroperoxide portion per unit weight decreases, and the amount of organic hydroperoxide used increases and a large amount of by-products may be generated.

さらに、R3は、本発明の効果を著しく損なわない限り、環を有していても良い。 Furthermore, R 3 may have a ring as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.

3の具体例としては、t−ブチル基、ネオペンチル基、t−へキシル基、クミル基等が挙げられる。中でも、安定性と取り扱いの容易さの観点から、t−ブチル基、ネオペンチル基、t−へキシル基、クミル基が好ましく、さらに工業的な入手の容易さの観点から、t−ブチル基、クミル基がより好ましい。 Specific examples of R 3 include t-butyl group, neopentyl group, t-hexyl group, cumyl group and the like. Of these, t-butyl, neopentyl, t-hexyl and cumyl are preferred from the viewpoint of stability and ease of handling, and t-butyl and cumyl are preferred from the viewpoint of industrial availability. Groups are more preferred.

また、R3は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、置換基を有していても良い。有していても良い置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基等が挙げられる。置換基は、1種を単独で置換しても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで置換しても良い。 R 3 may have a substituent as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Examples of the substituent that may be included include an alkyl group and an aryl group. As for the substituents, one type may be substituted alone, or two or more types may be substituted in any ratio and combination.

置換基の分子量としては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意であるが、通常15g/モル以上、好ましくは50g/モル以上であり、また、その上限は、通常200g/モル以下、好ましくは150g/モル以下である。分子量が大きすぎる場合、単位重量あたりのヒドロペルオキシド部分が少なくなり、有機ヒドロペルオキシドの使用量が多くなるとともに、多量の副生物が発生する可能性がある。   The molecular weight of the substituent is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, but is usually 15 g / mol or more, preferably 50 g / mol or more, and the upper limit is usually 200 g / mol or less, preferably Is 150 g / mol or less. When the molecular weight is too large, the hydroperoxide portion per unit weight is reduced, the amount of organic hydroperoxide used is increased, and a large amount of by-products may be generated.

さらに、置換基は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、環を有していても良い。   Furthermore, the substituent may have a ring as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained.

また、これらの置換基が更に一以上の置換基によって多重に置換されていてもよい。置換しうる置換基としては、上記のR3に置換しうる置換基が挙げられる。 In addition, these substituents may be further substituted in multiple by one or more substituents. Examples of the substituent that can be substituted include those that can be substituted on the above R 3 .

有機ヒドロペルオキシドは、例えば、R3が第3級炭素原子を有する炭化水素基の場合、通常、公知の任意の製造方法により、以下の式(7)の構造を有する化合物と酸素原子とから製造することができる。 For example, when R 3 is a hydrocarbon group having a tertiary carbon atom, the organic hydroperoxide is usually produced from a compound having the structure of the following formula (7) and an oxygen atom by any known production method. can do.

Figure 0005350718
Figure 0005350718

例えば、R3がクミル基であるクメンヒドロペルオキシドは、通常、公知の任意の製造方法により、クメンと酸素原子とから製造することが出来る。なお、製造したクメンヒドロペルオキシド中には、後述するフラーレンのアミノ化反応を著しく妨げない限り、通常5重量%、好ましくは7重量%以上、より好ましくは10重量%以上、また、その上限は、通常30重量%以下、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下の未反応のクメンを含んでいても良い。未反応のクメンの量が少なすぎる場合、クメンヒドロペルオキシドとクメンとの混合物が不安定になり、取り扱い時に爆発する等の可能性があり、多すぎる場合、反応後の廃棄物が多くなる可能性がある。 For example, cumene hydroperoxide in which R 3 is a cumyl group can usually be produced from cumene and an oxygen atom by any known production method. In the produced cumene hydroperoxide, unless the amination reaction of fullerene, which will be described later, is significantly prevented, it is usually 5% by weight, preferably 7% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and the upper limit is Usually, 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less of unreacted cumene may be contained. If the amount of unreacted cumene is too small, the mixture of cumene hydroperoxide and cumene may become unstable and explode during handling, etc., if too much, waste after reaction may increase. There is.

(その他の成分)
本発明の製造方法において、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、上記のフラーレン、環状2級アミン及び有機ヒドロペルオキシド以外の成分(以下、適宜「その他の成分」と言う。)が反応系に含まれていても良い。含んでいても良い成分としては、例えば、アルカン、トリエチルアミン等の3級アミン、ピリジン、t−ブタノール等の3級アルコール、又はそれらの誘導体等が挙げられる。その他の成分は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。
(Other ingredients)
In the production method of the present invention, as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, components other than the above-mentioned fullerene, cyclic secondary amine and organic hydroperoxide (hereinafter referred to as “other components” as appropriate) are included in the reaction system. It may be included. Examples of components that may be included include tertiary amines such as alkanes and triethylamine, tertiary alcohols such as pyridine and t-butanol, and derivatives thereof. Other components may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

(溶媒)
フラーレン、環状2級アミン、有機ヒドロペルオキシド及び必要に応じて用いられるその他の成分は、通常は溶媒に溶解して反応させる。溶媒の種類と使用量とは、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意である。ただし、通常は、フラーレン、環状2級アミン及び有機ヒドロペルオキシドが溶解する溶媒を用いる。なお、溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。
(solvent)
Fullerenes, cyclic secondary amines, organic hydroperoxides and other components used as necessary are usually dissolved in a solvent and reacted. The kind and amount of the solvent used are arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. However, usually, a solvent in which fullerene, cyclic secondary amine and organic hydroperoxide are dissolved is used. In addition, a solvent may be used individually by 1 type and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

溶媒の種類としては、フラーレンに対する高い溶解性の観点から、芳香族炭化水素溶媒、芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒等の芳香族性を有する溶媒(以下、適宜「芳香族溶媒」と言う。)が好ましい。   As the type of the solvent, from the viewpoint of high solubility in fullerene, there are aromatic solvents such as aromatic hydrocarbon solvents and aromatic halogenated hydrocarbon solvents (hereinafter referred to as “aromatic solvents” as appropriate). preferable.

芳香族炭化水素溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン又はそれらの誘導体等が挙げられる。   Specific examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, or derivatives thereof.

芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒の具体例としては、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン又はそれらの誘導体等が挙げられる。   Specific examples of the aromatic halogenated hydrocarbon solvent include chlorobenzene, bromobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, or derivatives thereof.

溶媒として芳香族溶媒を用いる場合、反応速度の大幅な速度の向上の観点から、芳香族溶媒に極性溶媒を混合した混合溶媒として用いることが好ましい。   When using an aromatic solvent as a solvent, it is preferable to use it as a mixed solvent in which a polar solvent is mixed with an aromatic solvent, from the viewpoint of greatly improving the reaction rate.

ここで、本発明の製造方法における極性溶媒とは、極性の大きい溶媒のことである。具体的には、溶媒の極性を表す比誘電率εrの値が、通常25以上、好ましくは30以上、より好ましくは35以上、また、その上限は、通常200以下の溶媒である。比誘電率εrの値は、例えば、Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry 2nd Ed. 1990、VCH p.59に記載されており、化合物に固有の値である。 Here, the polar solvent in the production method of the present invention is a solvent having a large polarity. Specifically, the value of the relative dielectric constant ε r representing the polarity of the solvent is usually 25 or more, preferably 30 or more, more preferably 35 or more, and the upper limit is usually 200 or less. The value of the relative dielectric constant ε r is described in, for example, Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry 2nd Ed. 1990, VCH p. 59, which is unique to the compound.

誘電率は、電束密度Dとそれによって与えられる電場Eとの比(D/E)であり、物質内で電荷とそれによって与えられる力との関係を示す係数である。各物質は固有の誘電率を有し、この値は、外部から電場を与えた時に物質中の原子又は分子がどのように応答するか(即ち、誘電分極の仕方)によって決定される。そして、ε0を真空の誘電率(8.854×10-12F/m)とすると、ε/ε0を比誘電率と言い、εrで表す。各種極性有機溶媒の比誘電率εrは、以下の通りである(Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry 2nd Ed. 1990、VCH,p.408−p.410の「TableA−1」より抜粋。)。 The dielectric constant is a ratio (D / E) between the electric flux density D and the electric field E given thereby, and is a coefficient indicating the relationship between the electric charge in the substance and the force given thereby. Each material has a specific dielectric constant, and this value is determined by how the atoms or molecules in the material respond when an electric field is applied from the outside (ie, the manner of dielectric polarization). If ε 0 is the dielectric constant of vacuum (8.854 × 10 −12 F / m), ε / ε 0 is referred to as the relative dielectric constant and is represented by ε r . The relative dielectric constant ε r of various polar organic solvents is as follows (extracted from “Table A-1” in Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry 2nd Ed. 1990, VCH, p. 408-p. 410).

N−メチルホルムアミド 182.4
N,N−ジメチルホルムアミド 36.71
N,N−ジメチルアセトアミド 37.78
N−メチルピロリドン 32.2
ジメチルスルホキシド 46.45
スルホラン 43.3
N,N’−ジメチルプロピレンウレア 36.12
ヘキサメチルホスホリックトリアミド 29.6
N-methylformamide 182.4
N, N-dimethylformamide 36.71
N, N-dimethylacetamide 37.78
N-methylpyrrolidone 32.2
Dimethyl sulfoxide 46.45
Sulfolane 43.3
N, N′-dimethylpropyleneurea 36.12
Hexamethylphosphoric triamide 29.6

混合する極性溶媒の具体例としては、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド等のスルホキシド類;ジメチルスルホン、スルホラン等のスルホン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルホルムアミド、ホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;N,N’−ジメチルプロピレンウレア等のウレア類;ヘキサメチルホスホラミド等のリン酸アミド類;ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の亜リン酸アミド類等が挙げられる。中でも、極性溶媒の混合による効果の大きさの観点から、スルホキシド類、アミド類が好ましく、工業的な入手の容易さの観点から、中でも、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドがより好ましい。   Specific examples of the polar solvent to be mixed include sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diphenyl sulfoxide; sulfones such as dimethyl sulfone and sulfolane; N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylformamide, formamide, Amides such as N-methylpyrrolidone; ureas such as N, N′-dimethylpropyleneurea; phosphoric acid amides such as hexamethylphosphoramide; phosphorous amides such as hexamethylphosphoric triamide . Among them, sulfoxides and amides are preferable from the viewpoint of the effect of mixing with a polar solvent, and dimethyl sulfoxide and N, N-dimethylformamide are more preferable from the viewpoint of industrial availability.

混合する極性溶媒の量としては、極性溶媒の種類によって異なるため一概には言えないが、通常、芳香族溶媒に対して、好ましくは1体積%以上、より好ましくは5体積%以上、特に好ましくは10体積%以上、また、その上限は、好ましくは99体積%以下、より好ましくは50体積%以下、特に好ましくは40体積%以下であることが望ましい。極性溶媒の量が少なすぎる場合、極性溶媒の混合の効果が十分に得られない可能性があり、多すぎる場合、混合溶媒中の芳香族溶媒の濃度が低くなり、フラーレン、反応中間体等の溶媒への溶解性が低下する可能性がある。   The amount of the polar solvent to be mixed varies depending on the type of the polar solvent, and cannot be generally specified. However, the amount is usually preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, particularly preferably based on the aromatic solvent. 10 vol% or more, and the upper limit thereof is preferably 99 vol% or less, more preferably 50 vol% or less, and particularly preferably 40 vol% or less. When the amount of the polar solvent is too small, there is a possibility that the effect of mixing the polar solvent may not be sufficiently obtained. When the amount is too large, the concentration of the aromatic solvent in the mixed solvent becomes low, and the fullerene, the reaction intermediate, etc. There is a possibility that the solubility in a solvent is lowered.

また、極性溶媒は、上記の濃度で芳香族溶媒と混合した時に、芳香族溶媒と極性溶媒とが均一に混合するものを用いることが好ましい。   Moreover, it is preferable to use a polar solvent in which the aromatic solvent and the polar solvent are uniformly mixed when mixed with the aromatic solvent at the above concentration.

(各成分の使用量)
フラーレン、環状2級アミン及び有機ヒドロペルオキシドの使用量としては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、それぞれ任意である。また、溶媒の使用量、その他の成分の使用量も、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意である。
(Amount used for each component)
The use amounts of fullerene, cyclic secondary amine and organic hydroperoxide are arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Also, the amount of solvent used and the amount of other components used are arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained.

中でも、フラーレンの使用量は、溶媒の種類によって異なるため一概には言えないが、溶媒1mLに対して、通常4mg以上、好ましくは5mg以上、より好ましくは6mg以上、また、その上限は、通常20mg以下、好ましくは18mg以下、より好ましくは16mg以下が望ましい。フラーレンの使用量が少なすぎる場合、多量の溶媒を使うため生産性が低下する可能性があり、多すぎる場合、副反応が顕著になる可能性がある。   Among them, the amount of fullerene used varies depending on the type of solvent and cannot be generally stated, but is usually 4 mg or more, preferably 5 mg or more, more preferably 6 mg or more, and the upper limit is usually 20 mg per 1 mL of solvent. The amount is preferably 18 mg or less, more preferably 16 mg or less. If the amount of fullerene used is too small, the productivity may decrease due to the use of a large amount of solvent, and if it is too large, side reactions may become prominent.

環状2級アミンの使用量は、フラーレン1モルに対して、通常4倍モル以上、好ましくは4.5倍モル以上、より好ましくは5倍モル以上、また、その上限は、通常16倍モル以下、好ましくは12倍モル以下、より好ましくは10倍モル以下である。環状2級アミンの使用量が少なすぎる場合、反応速度が遅くなる可能性があり、多すぎる場合、コスト高となる可能性がある。   The amount of cyclic secondary amine used is usually 4 times mol or more, preferably 4.5 times mol or more, more preferably 5 times mol or more, and the upper limit is usually 16 times mol or less with respect to 1 mol of fullerene. , Preferably 12 times mol or less, more preferably 10 times mol or less. If the amount of cyclic secondary amine used is too small, the reaction rate may be slow, and if too large, the cost may be high.

さらに、有機ヒドロペルオキシドの使用量は、フラーレン1モルに対して、通常3倍モル以上、好ましくは3.2倍モル以上、より好ましくは3.5倍モル以上、また、その上限は、通常6倍モル以下、好ましくは5倍モル以下、より好ましくは4.5倍モル以下である。有機ヒドロペルオキシドの使用量が少なすぎる場合、反応が遅くなる可能性があり、多すぎる場合、副反応が顕著になるとともに過剰の有機ヒドロペルオキシドが残存し、爆発などの可能性がある。   Furthermore, the amount of the organic hydroperoxide used is usually 3 times mol or more, preferably 3.2 times mol or more, more preferably 3.5 times mol or more with respect to 1 mol of fullerene. Double mole or less, preferably 5 moles or less, more preferably 4.5 moles or less. If the amount of the organic hydroperoxide used is too small, the reaction may be slow, and if it is too large, side reactions will become prominent and excess organic hydroperoxide will remain, possibly causing an explosion.

さらに、その他の成分の使用量としては、その他の成分の種類によって異なるため一概には言えないが、溶媒1mLに対して、通常1mg以上、好ましくは3mg以上、より好ましくは5mg以上、また、その上限は、通常100mg以下、好ましくは50mg以下、より好ましくは10mg以下が望ましい。その他の成分の使用量が少なすぎる場合、その他の成分の効果が十分に発揮されない可能性があり、多すぎる場合、副反応が顕著となる可能性がある。   Furthermore, the amount of other components used varies depending on the type of other components and cannot be generally stated, but is usually 1 mg or more, preferably 3 mg or more, more preferably 5 mg or more, per 1 mL of solvent. The upper limit is usually 100 mg or less, preferably 50 mg or less, more preferably 10 mg or less. If the amount of other components used is too small, the effects of the other components may not be sufficiently exerted, and if too large, side reactions may become prominent.

(反応条件)
有機ヒドロペルオキシドを用いる製造方法においては、通常、光を照射しなくても反応が進行するため、反応系に積極的に光を照射しなくてもよい。従って、本発明のアミノ化フラーレンの製造方法においては、光の照射の有無は特に限定されない。具体的には、ガラス等の光透過性材料で作られた反応容器を用いて反応を行っても、金属等の光を透過しにくい材料で作られた反応容器を用いて反応を行ってもよい。
(Reaction conditions)
In a production method using an organic hydroperoxide, since the reaction usually proceeds without irradiating light, the reaction system may not be actively irradiated with light. Therefore, in the method for producing an aminated fullerene of the present invention, the presence or absence of light irradiation is not particularly limited. Specifically, the reaction can be performed using a reaction vessel made of a light-transmitting material such as glass, or the reaction vessel can be reacted using a reaction vessel made of a material that hardly transmits light such as metal. Good.

反応温度としては、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意であるが、通常0℃以上、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上、また、その上限は、通常50℃以下、好ましくは35℃以下、より好ましくは30℃以下である。反応温度が低すぎる場合、反応が遅くなる可能性があり、高すぎる場合、副反応が顕著になる可能性がある。   The reaction temperature is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, and the upper limit is usually 50 ° C. or lower, preferably Is 35 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower. If the reaction temperature is too low, the reaction may be slow, and if too high, side reactions may become significant.

また、反応時間は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意であるが、通常1時間以上、好ましくは3時間以上、より好ましくは5時間以上、また、その上限は、通常数日以下、好ましくは3日以下、より好ましくは2日以下である。反応時間が長すぎる場合、工業的な生産効率が低下する可能性がある。   The reaction time is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, but is usually 1 hour or more, preferably 3 hours or more, more preferably 5 hours or more, and the upper limit is usually several days or less. Preferably it is 3 days or less, More preferably, it is 2 days or less. If the reaction time is too long, industrial production efficiency may be reduced.

また、反応雰囲気は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意であるが、通常、不活性ガス下で行う。不活性ガスの具体例としては、窒素、アルゴン等が挙げられる。不活性ガスは、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。   The reaction atmosphere is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained, but it is usually carried out under an inert gas. Specific examples of the inert gas include nitrogen and argon. An inert gas may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations.

また、フラーレン、環状2級アミン、有機ヒドロペルオキシド及び必要に応じて用いられるその他の成分の混合の順序も、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り、任意である。中でも、副反応を抑える観点から、フラーレンを溶媒に溶解し、さらに上記の環状2級アミンを混合した後、有機ヒドロペルオキシドを混合することにより、本発明のアミノ化フラーレンを製造することが好ましい。この際、有機ヒドロキシペルオキシドが化学的に不安定な化合物である場合、有機ヒドロキシペルオキシドが分解しないように反応系内に供給することが好ましい。   The order of mixing fullerene, cyclic secondary amine, organic hydroperoxide, and other components used as necessary is arbitrary as long as the aminated fullerene of the present invention is obtained. Among these, from the viewpoint of suppressing side reactions, it is preferable to produce the aminated fullerene of the present invention by dissolving fullerene in a solvent, further mixing the above-described cyclic secondary amine, and then mixing the organic hydroperoxide. At this time, when the organic hydroxy peroxide is a chemically unstable compound, it is preferably supplied into the reaction system so that the organic hydroxy peroxide is not decomposed.

製造された本発明のアミノ化フラーレンは、公知の任意の方法でその生成を確認することが出来るが、例えば、オクタデシルシリカゲル(ODS)カラムを用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)に反応液を供することにより確認できる。また、例えば、1
H−NMRによっても、本発明のアミノ化フラーレンの存在を確認することが出来る。
The produced aminated fullerene of the present invention can be confirmed by any known method. For example, the reaction solution is subjected to high performance liquid chromatography (HPLC) using an octadecyl silica gel (ODS) column. Can be confirmed. Also, for example, 1
The presence of the aminated fullerene of the present invention can also be confirmed by 1 H-NMR.

(アミノ化フラーレンの単離)
本発明のアミノ化フラーレンは、公知の任意の方法を用いて、反応後の反応液から単離することが出来る。中でも、以下に記載する手順で単離することが好ましい。ただし、以下に記載する内容は、単離する手段の一例であり、単離する手段は以下の内容に限定されるものではない。
(Isolation of aminated fullerene)
The aminated fullerene of the present invention can be isolated from the reaction solution after the reaction, using any known method. Especially, it is preferable to isolate by the procedure described below. However, the content described below is an example of a means for isolating, and the means for isolating is not limited to the following content.

先ず、反応液を水で洗浄することで、通常、極性溶媒等の極性化合物等が除去される。洗浄後の溶液を濃縮して貧溶媒を加えることで晶析を行い、通常、本発明のアミノ化フラーレンを粉体として得ることが出来る。   First, polar compounds such as a polar solvent are usually removed by washing the reaction solution with water. Crystallization is performed by concentrating the solution after washing and adding a poor solvent, and the aminated fullerene of the present invention can usually be obtained as a powder.

ここで、濃縮の方法としては、例えば、減圧条件でロータリーエバポレーターを用いることが出来る。また、晶析に用いる貧溶媒としては、例えば、水;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;アセトニトリル等のニトリル溶媒;等が挙げられる。貧溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率及び組み合わせで用いても良い。また、貧溶媒の使用量等の他の条件は、本発明のアミノ化フラーレンが得られる限り任意である。   Here, as a concentration method, for example, a rotary evaporator can be used under reduced pressure conditions. Examples of the poor solvent used for crystallization include water; aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, and heptane; nitrile solvents such as acetonitrile; and the like. A poor solvent may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary ratios and combinations. Moreover, other conditions, such as the usage-amount of a poor solvent, are arbitrary as long as the amination fullerene of this invention is obtained.

以上の手順により単離した場合、収率は、使用したエステル置換環状2級アミンの種類にもよるが、通常50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、また、その上限は、通常99%以下、好ましくは95%以下、より好ましくは90%以下である。収率が低すぎる場合、コスト高となる可能性がある。   When isolated by the above procedure, the yield depends on the type of ester-substituted cyclic secondary amine used, but is usually 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and its upper limit. Is usually 99% or less, preferably 95% or less, more preferably 90% or less. If the yield is too low, the cost may increase.

[3.本発明のアミノ化フラーレンの好適な利用分野]
本発明のアミノ化フラーレンは、アルコールに高い溶解性を示す。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコール等が挙げられ、中でも低級アルコールが好ましく、その中でもメタノール、エタノールがより好ましく、メタノールが特に好ましい。高い溶解性の具体的な数値範囲としては、親水性有機溶媒として好適に用いられるメタノールに対し、本発明のアミノ化フラーレンは、通常1重量%以上、好ましく1.2重量%以上、より好ましくは2重量%以上、また、その上限は、通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下、より好ましくは2.5重量%以下の濃度で均一に溶解する。そのため、アルコールに本発明のアミノ化フラーレンを溶解させた溶液を、スピンコート等により基板上に塗布して薄膜として用いる電子伝導材料用途に好適に用いられるほか、化粧品、医薬品、生体材料等の生理活性物質、樹脂添加剤等の用途にも好適に用いることが出来る。
[3. Suitable Field of Use of Aminated Fullerene of the Present Invention]
The aminated fullerene of the present invention exhibits high solubility in alcohol. Examples of the alcohol include lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. Among them, lower alcohols are preferable, among which methanol and ethanol are more preferable, and methanol is particularly preferable. As a specific numerical range of high solubility, the aminated fullerene of the present invention is usually 1% by weight or more, preferably 1.2% by weight or more, more preferably, with respect to methanol suitably used as a hydrophilic organic solvent. It dissolves uniformly at a concentration of 2% by weight or more, and its upper limit is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 2.5% by weight or less. Therefore, the solution in which the aminated fullerene of the present invention is dissolved in alcohol is suitably used for an electronic conductive material used as a thin film by applying it on a substrate by spin coating or the like, as well as physiological products such as cosmetics, pharmaceuticals, and biomaterials. It can also be suitably used for applications such as active substances and resin additives.

また、本発明のアミノ化フラーレンは、溶解温度等の条件にもよるが、エステル溶媒にも高い溶解性を示す。具体的には、電子材料用途に好適に用いられるプロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート溶液に対し、本発明のアミノ化フラーレンは、通常5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、また、その上限は、通常50重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは30重量%以下の濃度で均一に溶解する。そのため、エステル溶媒に高濃度に溶解させた溶液を、スピンコート等により基板上に塗布して薄膜として用いる電子伝導材料用途にも好適に用いることが出来る。   In addition, the aminated fullerene of the present invention exhibits high solubility in an ester solvent, depending on conditions such as the dissolution temperature. Specifically, the aminated fullerene of the present invention is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, with respect to the propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate solution suitably used for electronic materials. It is preferably 20% by weight or more, and the upper limit thereof is usually 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less. For this reason, a solution dissolved in a high concentration in an ester solvent can be suitably used for an electron conductive material used as a thin film by applying it on a substrate by spin coating or the like.

本発明のアミノ化フラーレンは、前述した用途に用いることができる。以下に、いくつかの用途の例に関してより具体的に説明するが、本発明のアミノ化フラーレンの機能が発揮できる用途に関しては、以下の記載に限定されるものではない。   The aminated fullerene of the present invention can be used for the aforementioned applications. Hereinafter, some examples of applications will be described more specifically. However, the applications in which the function of the aminated fullerene of the present invention can be exhibited are not limited to the following descriptions.

[フォトレジスト用途]
従来、フォトレジストは、被膜形成成分として(メタ)アクリル系、ポリヒドロキシスチレン系またはノボラック系の樹脂等の樹脂成分と、露光により酸を発生する酸発生剤、感光剤等とを組み合わせた組成物が広く用いられている。本発明のアミノ化フラーレンは、通常、フォトレジストに使用される溶媒への溶解度が高いことにより、特殊な溶媒を用いることなく、より高濃度でフォトレジストに複合化が可能である。また、アミノ化フラーレン単独でもレジスト膜を形成することが可能である。
このように本発明のアミノ化フラーレンをフォトレジストの分野に用いた場合、フラーレン骨格を有する事により、超芳香族分子としての高耐熱性、高エッチング耐性を有し、エッジラフネスの低減が可能であり、高解像度のフォトレジストの再現ができる。また、本発明のアミノ化フラーレンを用いて形成した膜は、反射防止膜としての機能も有することより、多層膜の一層として、特に反射防止膜や塗布型のマスク材(ハードマスク)としても優れた機能を発揮することが期待される。さらに、この膜を加熱すること等によって得られるフラーレン膜もしくはフラーレン含有膜も、反射防止膜としての機能も有することより、多層膜の一層として、特に反射防止膜や塗布型のマスク材(ハードマスク)としても優れた機能を発揮することが期待される。
[Photoresist application]
Conventionally, a photoresist is a composition in which a resin component such as a (meth) acrylic, polyhydroxystyrene, or novolak resin is combined as a film forming component with an acid generator or a photosensitizer that generates an acid upon exposure. Is widely used. Since the aminated fullerene of the present invention is usually highly soluble in a solvent used for a photoresist, it can be combined with the photoresist at a higher concentration without using a special solvent. Moreover, it is possible to form a resist film with aminated fullerene alone.
As described above, when the aminated fullerene of the present invention is used in the field of photoresist, having a fullerene skeleton has high heat resistance and high etching resistance as a superaromatic molecule, and can reduce edge roughness. Yes, high-resolution photoresist can be reproduced. In addition, the film formed using the aminated fullerene of the present invention also has a function as an antireflection film, and thus is excellent as one layer of a multilayer film, particularly as an antireflection film or a coating type mask material (hard mask). It is expected to demonstrate its functions. Further, since the fullerene film or fullerene-containing film obtained by heating this film also has a function as an antireflection film, the antireflection film or coating-type mask material (hard mask) is used as one layer of the multilayer film. ) Is expected to exhibit excellent functions.

[半導体製造用途]
半導体製造等の分野では、例えば500μm以下の微細パターンを生産効率良く形成する方法としてナノインプリント法が検討されている。ナノインプリント法とは、微細パターンを有するモールドのパターンを転写層に転写する微細パターンの形成方法である。
このようなナノインプリント法としては、例えば、熱可塑性重合体からなる転写層を加熱して軟化させる工程と、転写層とモールドとを圧着してモールドのパターンを転写層に形成する工程と、モールドを転写層から離脱させる工程とを順次行なう方法;硬化性単量体からなる転写層をモールドに接触させる工程と、硬化性単量体を硬化させる工程と、硬化性単量体の硬化物からモールドを離脱させる工程とを順次行なう方法;などが知られている。本発明のアミノ化フラーレンは、通常、上記の熱可塑性重合体、硬化性物質等に使用される溶媒への溶解度が高いことにより、特殊な溶媒を用いることなく、上記熱可塑性重合体に高濃度で充填することが可能である。
[Semiconductor manufacturing applications]
In the field of semiconductor manufacturing and the like, a nanoimprint method has been studied as a method for forming a fine pattern of 500 μm or less with high production efficiency. The nanoimprint method is a method for forming a fine pattern in which a pattern of a mold having a fine pattern is transferred to a transfer layer.
Examples of such a nanoimprint method include a step of heating and softening a transfer layer made of a thermoplastic polymer, a step of pressing the transfer layer and a mold to form a pattern of the mold on the transfer layer, and a mold. A step of sequentially removing the transfer layer; a step of contacting the transfer layer made of a curable monomer with the mold; a step of curing the curable monomer; and a mold from a cured product of the curable monomer. And a method of sequentially performing the step of releasing the The aminated fullerene of the present invention has a high concentration in the thermoplastic polymer without using a special solvent because of its high solubility in the solvent used for the thermoplastic polymer and curable material. It is possible to fill with.

このように本発明のアミノ化フラーレンをナノインプリント法に用いた場合、溶媒に対する本発明のアミノ化フラーレンの溶解性が高いことから、本発明のアミノ化フラーレンの熱可塑性重合体中での凝集が抑制され、分子状分散となる。このため、高解像度を実現することが可能である。さらに、この材料を加熱すること等によって得られるフラーレン分散材料も同様に用いることができ、高解像度を実現することが可能である。さらに、本発明のアミノ化フラーレン又は本発明の溶液をナノインプリント法に用いることにより、転写層の機械的強度、耐熱性及びエッチング耐性を向上させることが可能であることから、従来のナノインプリント材料の特性を大幅に改善することが可能となる。   As described above, when the aminated fullerene of the present invention is used in the nanoimprint method, the aminated fullerene of the present invention has high solubility in a solvent, so that aggregation of the aminated fullerene of the present invention in the thermoplastic polymer is suppressed. It becomes molecular dispersion. For this reason, it is possible to realize high resolution. Furthermore, a fullerene dispersion material obtained by heating the material can be used in the same manner, and high resolution can be realized. Furthermore, the mechanical strength, heat resistance and etching resistance of the transfer layer can be improved by using the aminated fullerene of the present invention or the solution of the present invention for the nanoimprint method. Can be greatly improved.

[低誘電率絶縁材料用途]
近年、コンピュータの中央処理装置(CPU)用回路基盤には、樹脂薄膜を層間絶縁膜とする高密度かつ微細な多層配線に適した樹脂薄膜配線が適用されるようになってきた。将来のより高速な処理能力を有するコンピュータを実現するには、高密度かつ繊細な多層配線を活かし、かつ信号の高速伝播に適した低誘電率絶縁材料の開発が求められている。本発明のアミノ化フラーレンは、通常、上記用途に使用される溶媒への溶解度が高いことより、特殊な溶媒を用いることなく、より高濃度で他の材料と複合化することが可能である。また、アミノ化フラーレン単独で成膜することも可能である。この際、本発明のアミノ化フラーレンは、フラーレン構造が本質的に有する高抵抗、低誘電率の性質を保持しており、複合化して用いる際にはフィラーとしての機械的強度の向上効果を有することができ、これにより、従来無かった優れた性能の低誘電率の層間絶縁膜の実現が可能となる。さらに、この複合材料もしくはアミノ化フラーレンの膜を加熱すること等によって得られるフラーレン含有材料もしくはフラーレン膜も同様に用いることができ、従来無かった優れた性能の低誘電率の層間絶縁膜の実現が可能となる。
[For low dielectric constant insulating materials]
In recent years, resin thin film wiring suitable for high-density and fine multilayer wiring using a resin thin film as an interlayer insulating film has been applied to a circuit board for a central processing unit (CPU) of a computer. In order to realize a computer having a higher processing speed in the future, development of a low dielectric constant insulating material that utilizes high-density and delicate multilayer wiring and is suitable for high-speed signal propagation is required. The aminated fullerene of the present invention can be complexed with other materials at a higher concentration without using a special solvent because of its high solubility in the solvent used for the above-mentioned applications. It is also possible to form a film with an aminated fullerene alone. At this time, the aminated fullerene of the present invention retains the properties of high resistance and low dielectric constant inherently possessed by the fullerene structure, and has an effect of improving the mechanical strength as a filler when used in combination. As a result, it is possible to realize an interlayer insulating film having a low dielectric constant and excellent performance that has never been obtained. Furthermore, a fullerene-containing material or fullerene film obtained by heating the composite material or the aminated fullerene film can be used in the same manner, and it has been possible to realize a low dielectric constant interlayer insulating film with excellent performance that has never been achieved before. It becomes possible.

[太陽電池用途]
有機太陽電池は、シリコン系の無機太陽電池と比較して、優位な点が多数あるものの、エネルギー変換効率が低く、実用レベルに十分には達していない。この点を克服するためのものとして、最近、電子供与体である導電性高分子と、電子受容体であるフラーレン並びにフラーレン誘導体とを混合した活性層を有するバルクヘテロ接合型有機太陽電池が提案されている。このバルクヘテロ接合型有機太陽電池では、導電性高分子とフラーレン誘導体それぞれが分子レベルで混じり合い、その結果非常に大きな界面を作り出すことに成功し、変換効率の大幅な向上が実現されている。
本発明のアミノ化フラーレンは、上記用途で使用される溶媒への溶解度が高いため、p型半導体と効率的なバルクへテロ接合構造を構成することが容易である。また、本発明のアミノ化フラーレンは、本質的にn型半導体としてのフラーレンの性質を有している。従って、本発明のアミノ化フラーレンを用いることで、極めて高性能な有機太陽電池の実現が可能となる。また、バルクへテロ構造を形成した後に加熱等によりアミノ化フラーレンをフラーレンへと変換して用いてもよい。さらにこの高溶解性を利用し、導電性高分子等の電子供与体層との層分離制御や誘導体分子の整列配向性・細密充填性などのモルフォロジー制御を可能にし、これにより特性の向上が実現できる上、デバイス設計において高い柔軟性を与える。また、製造上も通常の印刷法やインクジェットによる印刷、更にはスプレー法等により、低コストで容易に大面積化を実現する事が可能である。
[Solar cell applications]
Although organic solar cells have many advantages over silicon-based inorganic solar cells, the energy conversion efficiency is low and the practical level has not been sufficiently achieved. In order to overcome this problem, a bulk heterojunction organic solar cell having an active layer in which a conductive polymer as an electron donor and a fullerene and a fullerene derivative as an electron acceptor are recently proposed has been proposed. Yes. In this bulk heterojunction organic solar cell, the conductive polymer and the fullerene derivative are mixed at the molecular level, and as a result, a very large interface has been successfully created, and the conversion efficiency has been greatly improved.
Since the aminated fullerene of the present invention has high solubility in the solvent used in the above-mentioned applications, it is easy to form an efficient bulk heterojunction structure with a p-type semiconductor. In addition, the aminated fullerene of the present invention essentially has the properties of fullerene as an n-type semiconductor. Therefore, an extremely high performance organic solar cell can be realized by using the aminated fullerene of the present invention. Moreover, after forming a bulk heterostructure, aminated fullerene may be converted into fullerene by heating or the like. Furthermore, by utilizing this high solubility, it is possible to control layer separation from electron donor layers such as conductive polymers, and to control morphology such as alignment orientation and fine packing of derivative molecules, thereby improving characteristics. In addition, it provides great flexibility in device design. Also, in terms of production, it is possible to easily realize a large area at low cost by ordinary printing methods, ink jet printing, and spraying.

[半導体用途]
光センサー、整流素子等への応用が期待できる電界効果トランジスタの有機材料として、フラーレン及びフラーレン誘導体を使用することが研究されている。一般的に、フラーレン及びフラーレン誘導体を半導体に用いて電界効果トランジスタを作製した場合、当該電界効果トランジスタはn型のトランジスタとして機能することが知られている。
本発明のアミノ化フラーレンは、上記用途で使用される溶媒への溶解度が高いことにより、塗布による成膜が容易であり、また、n型半導体としてのフラーレンの本質的な性質は保持している。これにより、本発明のアミノ化フラーレンは、低コスト、高性能な有機半導体として利用されることが期待できる。また、塗布した後に加熱等によりアミノ化フラーレンをフラーレンへと変換して用いてもよい。
[Semiconductor applications]
Research has been made on the use of fullerenes and fullerene derivatives as organic materials for field-effect transistors that can be expected to be applied to optical sensors, rectifiers, and the like. Generally, when a field effect transistor is manufactured using fullerene and a fullerene derivative as a semiconductor, it is known that the field effect transistor functions as an n-type transistor.
Since the aminated fullerene of the present invention has high solubility in the solvent used in the above-mentioned applications, film formation by coating is easy, and the essential properties of fullerene as an n-type semiconductor are retained. . Thus, the aminated fullerene of the present invention can be expected to be used as a low-cost, high-performance organic semiconductor. Further, after application, the aminated fullerene may be converted into fullerene by heating or the like.

[原料中間体としての用途]
本発明のアミノ化フラーレンを出発原料として、環状2級アミノ基上のエステル基を反応により変換する工程を経て、新たな機能を有するフラーレン誘導体を製造することができる。以下、その変換方法に関して代表例を記すが、以下の例に限定されるものではない。
(1)本発明のアミノ化フラーレンをアルカリと反応させて、加水分解する。
(2)本発明のアミノ化フラーレンをエステルまたはアルコールと反応させてエステル交換する。
(3)本発明のアミノ化フラーレンを還元剤と反応させて還元する。
[Uses as raw material intermediates]
Using the aminated fullerene of the present invention as a starting material, a fullerene derivative having a new function can be produced through a step of converting an ester group on a cyclic secondary amino group by reaction. Hereinafter, representative examples of the conversion method will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
(1) The aminated fullerene of the present invention is reacted with an alkali to be hydrolyzed.
(2) The aminated fullerene of the present invention is transesterified by reacting with an ester or alcohol.
(3) The aminated fullerene of the present invention is reduced by reacting with a reducing agent.

以下、実施例を示して本発明を更に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。なお、以下の記載において、tBuは、t−ブチル基を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention. . In the following description, tBu represents a t-butyl group.

[実施例1]
[アミンの合成]
エタノール80mLにピペラジン(8.0g、93ミリモル)を溶かし入れ、均一溶液とした。ここにα−ブロモ酢酸−t−ブチル(5.2g、27ミリモル)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、23時間攪拌し、イオン交換水(150mL)を入れ、そのまま減圧濃縮を行った。溶媒であるエタノールを蒸発させた後、残った水溶液にイオン交換水(150mL)を加え、酸性ではないことを確認後、ジクロロメタン(300mL)で抽出した。抽出した溶液を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、t−ブトキシカルボニルメチルピペラジンと、副生成物であるジ(t−ブトキシカルボニルメチル)ピペラジンとの混合物4.66gを得た。
[Example 1]
[Synthesis of amine]
Piperazine (8.0 g, 93 mmol) was dissolved in 80 mL of ethanol to obtain a uniform solution. Α-Bromoacetate-t-butyl (5.2 g, 27 mmol) was slowly added dropwise thereto. After completion of dropping, the mixture was stirred for 23 hours, charged with ion-exchanged water (150 mL), and concentrated under reduced pressure. After evaporating ethanol as a solvent, ion-exchanged water (150 mL) was added to the remaining aqueous solution, and after confirming that it was not acidic, extraction with dichloromethane (300 mL) was performed. The extracted solution was dried over magnesium sulfate and concentrated to obtain 4.66 g of a mixture of t-butoxycarbonylmethylpiperazine and di (t-butoxycarbonylmethyl) piperazine as a by-product.

[アミノ化フラーレンの合成]
窒素ガス雰囲気下、フラーレンC60(1.0g、1.39ミリモル)をパラキシレン(20mL)に溶解し、10分攪拌後、ジメチルスルホキシド(5mL)を加え、1時間攪拌した。t−ブトキシカルボニルメチルピペラジンを含む上記の混合物(2.3g、t−ブトキシカルボニルメチルピペラジンの含有量は、内在比から計算して11.1ミリモル)を5mLのパラキシレンとともに混合した後、純度84%のクメンヒドロペルオキシド(880mg、4.86ミリモル)を5mLのパラキシレンとともに混合した。室温で攪拌を行ったところ、47時間後に原料C60の消失を確認した。パラキシレン(100mL)を加え、有機相をイオン交換水(100mL)とアセトニトリル(20mL)との混合液で1回洗浄後、0.5規定の塩酸(100mL)とアセトニトリル(20mL)との混合液で洗浄し、さらにイオン交換水(100mL)とアセトニトリル(20mL)との混合液で1回洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、ろ過し、約5mLまで濃縮した。攪拌しながらアセトニトリル200mLを混合して得られた沈殿をろ別し、アセトニトリルで洗浄後、室温で3時間減圧乾燥することにより、下記式(8)で表される構造のアミノ化フラーレン(テトラ(t−ブトキシカルボニルメチルピペラジノ)C60−モノエポキシド)2.02gを得た(4重付加体換算で収率95%)。また、トルエン/メタノール混合溶媒を溶離液とする、ODSカラムを用いたHPLCによる分析の結果、生成物の純度は46%であった。
[Synthesis of aminated fullerene]
Under a nitrogen gas atmosphere, fullerene C 60 (1.0 g, 1.39 mmol) was dissolved in paraxylene (20 mL), stirred for 10 minutes, added with dimethyl sulfoxide (5 mL), and stirred for 1 hour. The above mixture containing t-butoxycarbonylmethylpiperazine (2.3 g, the content of t-butoxycarbonylmethylpiperazine was 11.1 mmol calculated from the intrinsic ratio) was mixed with 5 mL of paraxylene, and the purity of 84 % Cumene hydroperoxide (880 mg, 4.86 mmol) was mixed with 5 mL para-xylene. It was subjected to stirring at ambient temperature, to confirm the disappearance of the raw material C 60 after 47 hours. Paraxylene (100 mL) was added, and the organic phase was washed once with a mixture of ion-exchanged water (100 mL) and acetonitrile (20 mL), and then a mixture of 0.5 N hydrochloric acid (100 mL) and acetonitrile (20 mL). And then washed once with a mixed solution of ion-exchanged water (100 mL) and acetonitrile (20 mL). Sodium sulfate was added for drying, followed by filtration and concentration to about 5 mL. The precipitate obtained by mixing 200 mL of acetonitrile with stirring was filtered off, washed with acetonitrile, and then dried under reduced pressure at room temperature for 3 hours, whereby an aminated fullerene having a structure represented by the following formula (8) (tetra ( t- butoxycarbonyl-methyl-piperazino) C 60 - to give a monoepoxide) 2.02 g (95% yield quadruple adduct conversion). As a result of HPLC analysis using an ODS column using a toluene / methanol mixed solvent as an eluent, the purity of the product was 46%.

Figure 0005350718
Figure 0005350718

得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、10gのメタノール溶液としたところ、均一に溶解した。また、2gのメタノール溶液としたところ均一には溶解せず、そのスラリーを0.45μmのフィルターでろ過してそのろ液をHPLCで定量したところ、2.5重量%の濃度であった。この溶液は空気下室温で7日間放置したのちでも、均一に溶解した状態を保持した。また、得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート溶液(以下、適宜「PGMEA」と言う。)を加えて2.0gとしたところ、均一に溶解した。この溶液は空気下室温で30日放置したのちでも、均一に溶解した状態を保持した。   When 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and made into a 10 g methanol solution, it was uniformly dissolved. Moreover, when it was set as a 2g methanol solution, it did not melt | dissolve uniformly, but when the slurry was filtered with a 0.45 micrometer filter and the filtrate was quantified by HPLC, it was 2.5 weight% of density | concentration. Even after this solution was allowed to stand at room temperature for 7 days under air, it kept a uniformly dissolved state. Further, 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and added with a propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate solution (hereinafter referred to as “PGMEA” as appropriate) to make 2.0 g, and then uniformly dissolved. . This solution was kept in a uniformly dissolved state even after being left at room temperature for 30 days under air.

[実施例2]
[アミンの合成]
エタノール80mLにホモピペラジン(5.0g、50ミリモル)を溶かし入れ、均一溶液とした。ここにα−ブロモ酢酸−t−ブチル(2.4g、12ミリモル)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、23時間攪拌し、イオン交換水(150mL)を入れ、そのまま減圧濃縮を行った。溶媒であるエタノールを蒸発させた後、残った水溶液にイオン交換水(150mL)を加え、酸性ではないことを確認後、ジクロロメタン(300mL)で抽出した。抽出した溶液を硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し、t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジンと、副生成物であるジ(t−ブトキシカルボニルメチル)ホモピペラジンとの混合物2.57gを得た。
[Example 2]
[Synthesis of amine]
Homopiperazine (5.0 g, 50 mmol) was dissolved in 80 mL of ethanol to obtain a uniform solution. Α-Bromoacetate-t-butyl (2.4 g, 12 mmol) was slowly added dropwise thereto. After completion of dropping, the mixture was stirred for 23 hours, charged with ion-exchanged water (150 mL), and concentrated under reduced pressure. After evaporating ethanol as a solvent, ion-exchanged water (150 mL) was added to the remaining aqueous solution, and after confirming that it was not acidic, extraction with dichloromethane (300 mL) was performed. The extracted solution was dried over magnesium sulfate and concentrated to obtain 2.57 g of a mixture of t-butoxycarbonylmethyl homopiperazine and di (t-butoxycarbonylmethyl) homopiperazine as a by-product.

[アミノ化フラーレンの合成]
窒素ガス雰囲気下、フラーレンC60(1.0g、1.39ミリモル)をパラキシレン(20mL)に溶解し、10分攪拌後、ジメチルスルホキシド(50mL)を加え、1時間攪拌した。t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジンを含む上記の混合物(2.4g、t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジンの含有量は、内在比から計算して11.1ミリモル)をパラキシレンとともに混合した後、純度84%のクメンヒドロペルオキシド(880mg、4.86ミリモル)を20mLのパラキシレンとともに混合した。室温で攪拌を行ったところ、21時間後に原料C60の消失を確認した。有機相をイオン交換水(200mL)とアセトニトリル(40mL)との混合液で1回洗浄後、0.5規定の塩酸(200mL)とアセトニトリル(40mL)との混合液で洗浄し、さらにイオン交換水(200mL)とアセトニトリル(40mL)との混合液で1回洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、ろ過し、約5mLまで濃縮した。攪拌しながらアセトニトリル200mLを混合して得られた沈殿をろ別し、アセトニトリルで洗浄後、室温で3時間減圧乾燥することにより、下記式(9)で表される構造のアミノ化フラーレン(テトラ(t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジノ)C60−モノエポキシド)2.29gを得た(4重付加体換算で収率104%)。また、トルエン/メタノール混合溶媒を溶離液とする、ODSカラムを用いたHPLCによる分析の結果、生成物の純度は76%であった。
[Synthesis of aminated fullerene]
Under a nitrogen gas atmosphere, fullerene C 60 (1.0 g, 1.39 mmol) was dissolved in paraxylene (20 mL), stirred for 10 minutes, dimethyl sulfoxide (50 mL) was added, and the mixture was stirred for 1 hour. After mixing the above mixture containing t-butoxycarbonylmethyl homopiperazine (2.4 g, the content of t-butoxycarbonylmethyl homopiperazine was 11.1 mmol calculated from the intrinsic ratio) with para-xylene, the purity was 84 % Cumene hydroperoxide (880 mg, 4.86 mmol) was mixed with 20 mL para-xylene. Was subjected to stirring at room temperature, disappearance of the raw material was confirmed C 60 after 21 hours. The organic phase is washed once with a mixture of ion-exchanged water (200 mL) and acetonitrile (40 mL), then with a mixture of 0.5 N hydrochloric acid (200 mL) and acetonitrile (40 mL), and further ion-exchanged water. Washed once with a mixture of (200 mL) and acetonitrile (40 mL). Sodium sulfate was added for drying, followed by filtration and concentration to about 5 mL. The precipitate obtained by mixing 200 mL of acetonitrile with stirring was filtered off, washed with acetonitrile, and then dried under reduced pressure at room temperature for 3 hours, whereby an aminated fullerene having a structure represented by the following formula (9) (tetra ( t- butoxycarbonyl-methyl homo-piperazino) C 60 - to give a monoepoxide) 2.29 g (104% yield quadruple adduct conversion). As a result of HPLC analysis using an ODS column with a toluene / methanol mixed solvent as an eluent, the purity of the product was 76%.

Figure 0005350718
Figure 0005350718

得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、10gのメタノール溶液としたところ、均一に溶解した。また、2gのメタノール溶液としたところ均一には溶解せず、そのスラリーを0.45μmのフィルターでろ過してそのろ液をHPLCで定量したところ、2.5重量%の濃度であった。この溶液は空気下室温で7日間放置したのちでも、均一に溶解した状態を保持した。また、得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、PGMEAを加えて2.0gとしたところ、均一に溶解した。この溶液は空気下室温で30日放置したのちでも、均一に溶解した状態を保持した。   When 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and made into a 10 g methanol solution, it was uniformly dissolved. Moreover, when it was set as a 2g methanol solution, it did not melt | dissolve uniformly, but when the slurry was filtered with a 0.45 micrometer filter and the filtrate was quantified by HPLC, it was 2.5 weight% of density | concentration. Even after this solution was allowed to stand at room temperature for 7 days under air, it kept a uniformly dissolved state. Moreover, when 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and PGMEA was added to make 2.0 g, it was dissolved uniformly. This solution was kept in a uniformly dissolved state even after being left at room temperature for 30 days under air.

[比較例1]
特開2006−199674号公報に記載の方法に従って、下記式(10)で表される構造のアミノ化フラーレン(テトラ(t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジノ)C60−モノエポキシド)を合成した。得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、PGMEAを加えて2.0gとしたところ、均一に溶解した。この溶液は空気下室温で30日放置したのちでも、均一に溶解した状態を保持した。一方、得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、10gのメタノール溶液としたところ、溶解しなかった。このスラリーを0.45μmのフィルターでろ過したところ、ろ液は無色であることから、ろ液にアミノ化フラーレンは溶解していないことが確認された。また、そのろ液をHPLCで定量したところ、テトラ(t−ブトキシカルボニルメチルホモピペラジノ)C60−モノエポキシドは検出されず、ろ液にアミノ化フラーレンは溶解していないことが確認された。
[Comparative Example 1]
According to the method described in JP-A 2006-199674, an aminated fullerene (tetra (t-butoxycarbonylmethylhomopiperazino) C 60 -monoepoxide) having a structure represented by the following formula (10) was synthesized. When 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and PGMEA was added to make 2.0 g, it was uniformly dissolved. This solution was kept in a uniformly dissolved state even after being left at room temperature for 30 days under air. On the other hand, when 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and made into a 10 g methanol solution, it did not dissolve. When this slurry was filtered with a 0.45 μm filter, the filtrate was colorless, so it was confirmed that the aminated fullerene was not dissolved in the filtrate. Further, when the filtrate was quantified by HPLC, tetra (t-butoxycarbonylmethylhomopiperazino) C 60 -monoepoxide was not detected, and it was confirmed that the aminated fullerene was not dissolved in the filtrate. .

Figure 0005350718
Figure 0005350718

[比較例2]
特開2006−199674号公報に記載の方法に従って、下記式(11)で表される構造のアミノ化フラーレン(テトラ(4−(2−ヒドロキシエチル)ピペリジノ)C60−モノエポキシド)を合成した。得られたアミノ化フラーレン100mgを量りとり、10gのメタノール溶液としたところ、分子内にヒドロキシル基を保有しているにも関わらず溶解しなかった。このスラリーを0.45μmのフィルターでろ過したところ、ろ液は無色であることから、ろ液にアミノ化フラーレンは溶解していないことが確認された。また、アミノ化フラーレン100mgを量りとり、PGMEAを加えて10gとしたところ、溶解しなかった。このスラリーを0.45μmのフィルターでろ過したところ、ろ液は無色であることから、ろ液にアミノ化フラーレンは溶解していないことが確認された。また、上記2種類のろ液を、それぞれHPLCで定量したところ、いずれもテトラ(4−(2−ヒドロキシエチル)ピペリジノ)C60−モノエポキシドは観測されず、いずれのろ液にもアミノ化フラーレンは溶解していないことが確認された。
[Comparative Example 2]
According to the method described in JP-A-2006-199674, an aminated fullerene (tetra (4- (2-hydroxyethyl) piperidino) C 60 -monoepoxide) having a structure represented by the following formula (11) was synthesized. When 100 mg of the obtained aminated fullerene was weighed and made into a 10 g methanol solution, it did not dissolve despite having a hydroxyl group in the molecule. When this slurry was filtered with a 0.45 μm filter, the filtrate was colorless, so it was confirmed that the aminated fullerene was not dissolved in the filtrate. Moreover, when 100 mg of aminated fullerene was weighed and PGMEA was added to make 10 g, it did not dissolve. When this slurry was filtered with a 0.45 μm filter, the filtrate was colorless, so it was confirmed that the aminated fullerene was not dissolved in the filtrate. Further, when the above-mentioned two kinds of filtrates were quantified by HPLC, tetra (4- (2-hydroxyethyl) piperidino) C 60 -monoepoxide was not observed in any of them, and the aminated fullerene was found in any of the filtrates. Was not dissolved.

Figure 0005350718
Figure 0005350718

本発明のアミノ化フラーレンは、アルコールに高い溶解性を示す。従って、アルコールに本発明のアミノ化フラーレンを溶解させた溶液を、スピンコート等により基板上に塗布して薄膜として用いる電子伝導材料用途等に好適に用いられるほか、化粧品、医薬品、生体材料等の生理活性物質、樹脂添加剤等の用途にも好適に用いることが出来る。   The aminated fullerene of the present invention exhibits high solubility in alcohol. Therefore, the solution in which the aminated fullerene of the present invention is dissolved in alcohol is suitably used for the application of an electronic conductive material used as a thin film by applying it on a substrate by spin coating or the like. It can also be suitably used for applications such as physiologically active substances and resin additives.

Claims (8)

下記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基が、フラーレンに直接結合している
ことを特徴とする、アミノ化フラーレン。
Figure 0005350718
(式(1)中、m及びnは、それぞれ独立に、1以上4以下の整数を表す。また、Eは、置換基を有していても良い、1つ以上の分岐を有する、炭素数4以上10以下のアルキル基を含むエステル基を表す。 4 、R 5 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、またはアルコキシチオ基を表わす。R 6 、R 7 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、またはアルコキシチオ基を表わす。
Ring-shaped secondary amino group of structures represented by the following formula (1), characterized in that directly bonded to the fullerene, aminated fullerenes.
Figure 0005350718
(In the formula (1), m and n each independently represent an integer of 1 or more and 4 or less. E is an optionally substituted carbon atom having one or more branches. the. R 4, R 5 representing an ester group containing 4 to 10 alkyl groups, each independently, a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, hydroxy group, alkoxy group or, R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, or an alkoxythio group.
該エステル基が、下記式(2)、(3)及び(4)からなる群より選ばれる1種以上の構造のエステル基である
ことを特徴とする、請求項1に記載のアミノ化フラーレン。
Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718
(式(2)〜(4)中、R1は、それぞれ独立に、置換基を有していても良い、1つ以上の分岐を有する、炭素数4以上10以下のアルキル基を表す。)
The aminated fullerene according to claim 1, wherein the ester group is an ester group having one or more structures selected from the group consisting of the following formulas (2), (3) and (4).
Figure 0005350718
Figure 0005350718
Figure 0005350718
(In formulas (2) to (4), each R 1 independently represents an alkyl group having 4 or more and 10 or less carbon atoms, which may have a substituent and has one or more branches .)
該R1が、t−ブチル基及び/又はネオペンチル基である
ことを特徴とする、請求項2に記載のアミノ化フラーレン。
The aminated fullerene according to claim 2, wherein R 1 is a t-butyl group and / or a neopentyl group.
該式(1)中、nが2である
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のアミノ化フラーレン。
The aminated fullerene according to claim 1, wherein n is 2 in the formula (1).
該式(1)中、mが1である
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のアミノ化フラーレン。
The aminated fullerene according to claim 1, wherein m is 1 in the formula (1).
該R  R 66 、該R, The R 77 が、それぞれ独立に、水素原子、または15g/モル以上200g/モル以下の、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、もしくはアルコキシチオ基であるAre each independently a hydrogen atom or an alkyl group, alkenyl group, aryl group, aralkyl group, halogen atom, hydroxy group, alkoxy group, or alkoxythio group of 15 g / mol to 200 g / mol.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のアミノ化フラーレン。The aminated fullerene according to any one of claims 1 to 5, wherein
該フラーレンが、炭素数60のC 60 であり、
該フラーレンに上記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基が4つ結合するとともに、2価の酸素原子が結合したテトラアミノC60−モノエポキシドである
ことを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載のアミノ化フラーレン。
The fullerene is C 60 having 60 carbon atoms ;
The fullerene is a tetraamino C 60 -monoepoxide in which four cyclic secondary amino groups having a structure represented by the above formula (1) are bonded and a divalent oxygen atom is bonded. Item 7. The aminated fullerene according to any one of Items 1 to 6 .
該テトラアミノC60−モノエポキシドが、そのフラーレン上に下記式(5)で表される部分構造を有する
ことを特徴する、請求項に記載のアミノ化フラーレン。
Figure 0005350718
(式(5)中、NR2は、それぞれ独立して、上記式(1)で表される構造の環状2級アミノ基を表す。また、式(5)中、細線で表される炭素−炭素結合は、フラーレンを形成する炭素骨格が有する炭素−炭素結合を表す。)
The aminated fullerene according to claim 7 , wherein the tetraamino C 60 -monoepoxide has a partial structure represented by the following formula (5) on the fullerene.
Figure 0005350718
(Carbon in the formula (5), NR 2 each independently represent a ring-shaped secondary amino groups of the structure represented by the above formula (1). Further, in the formula (5), I represented by the thin line -A carbon bond represents the carbon-carbon bond which the carbon skeleton which forms fullerene has.)
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