JP5391386B2 - Bisphenazacillin compound, method for producing bisphenazacillin compound, organic thin film transistor using bisphenazacillin compound - Google Patents
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本発明は、5,10−ジヒドロ−5H−フェナザシリン(以下、単に「フェナザシリン」という)化合物に関し、詳細には、フェナザシリン化合物を二量化したビスフェナザシリン化合物、ビスフェナザシリン化合物の製造方法、ビスフェナザシリン化合物を用いた有機薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to a 5,10-dihydro-5H-phenazacillin (hereinafter simply referred to as “phenazacillin”) compound. The present invention relates to an organic thin film transistor using a bisphenazacillin compound.
従来、フェナザシリン化合物は酸化を防止する化合物として知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、ジェットエンジンの潤滑剤用の耐熱性添加剤としても知られている(例えば、非特許文献2参照)。さらに、フェナザシリンの低分子化合物については、発光素子の正孔輸送材料として好適に用いられることも知られている(例えば、特許文献1,2参照)。また、ポリアニリンを初めとする芳香族アミン型ポリマーは、高い電気活性を示すことが知られている。 Conventionally, phenazacillin compounds are known as compounds that prevent oxidation (see, for example, Non-Patent Document 1). It is also known as a heat resistant additive for lubricants in jet engines (see Non-Patent Document 2, for example). Furthermore, it is also known that a low molecular weight compound of phenazacillin is suitably used as a hole transport material for a light emitting device (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, aromatic amine type polymers such as polyaniline are known to exhibit high electric activity.
その一方で、フェナザシリンの重合体に関しては、発光素子の正孔輸送材料として好適に用いられることが知られている(例えば、特許文献3,4,5参照)。さらに、樹脂に蛍光機能を与える添加剤としても知られている(例えば、特許文献6参照)。
しかしながら、上記したフェナザシリンの重合体を、発光素子をはじめとする電子素子の構成材料として用いる場合、一般の有機溶媒に十分な溶解性が得られないことがあるため、素子化が難しいという問題点があった。また、高分子化合物には分子量分布があるため、均質な材料を提供するのが難しいという問題点もあった。さらに、上記従来のフェナザシリンをはじめとするフェナザシリンの単量体を用いる場合、重合体の場合と比較して、十分な特性が得られない可能性があった。 However, when the phenazacillin polymer described above is used as a constituent material of an electronic device such as a light emitting device, sufficient solubility in a general organic solvent may not be obtained. was there. In addition, since the polymer compound has a molecular weight distribution, it is difficult to provide a homogeneous material. Furthermore, when the phenazacillin monomer such as the conventional phenazacillin is used, sufficient characteristics may not be obtained as compared with the case of the polymer.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フェナザシリンの重合体の特性を保ちつつ、分子量分布の小さいビスフェナザシリン化合物、ビスフェナザシリン化合物の製造方法、ビスフェナザシリン化合物を用いた有機薄膜トランジスタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and maintains the characteristics of a polymer of phenazacillin, and has a low molecular weight distribution. Bisphenazacillin compound, method for producing bisphenazacillin compound, bisphenazacillin It aims at providing the organic thin-film transistor using a compound.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明のビスフェナザシリン化合物は、下記一般式(1)に示すビスフェナザシリン化合物であることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明のビスフェナザシリン化合物は、下記一般式(2)に示すビスフェナザシリン化合物であることを特徴とする。
また、請求項3に係る発明のビスフェナザシリン化合物の製造方法は、5,10−ジヒドロ−5H−フェナザシリン化合物をニッケル錯体を用いてカップリング反応をすることによって、上記一般式(1)に示す請求項1に記載のビスフェナザシリン化合物を製造することを特徴とする。
Moreover, the manufacturing method of the bisphenazacillin compound of the invention which concerns on
また、請求項4に係る発明のビスフェナザシリン化合物の製造方法は、ハロゲン化モノフェナザシリン化合物と、ジスタニル化合物又はジボリル化合物とを、パラジウム系触媒の存在下で反応させることによって、上記一般式(2)に示す請求項2に記載のビスフェナザシリン化合物を製造することを特徴とする。 The method for producing a bisphenazacillin compound of the invention according to claim 4 is characterized in that the halogenated monophenazacillin compound is reacted with a distanyl compound or a diboryl compound in the presence of a palladium-based catalyst. The bisphenazacillin compound according to claim 2 represented by the formula (2) is produced.
また、請求項5に係る発明の有機薄膜トランジスタは、請求項1又は2に記載のビスフェナザシリン化合物を用いることを特徴とする。
Moreover, the organic thin-film transistor of the invention which concerns on
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記一般式(1)で表されるビスフェナザシリン化合物が前記条件に合致することを見出した。即ち、第一発明の化合物は上記一般式(1)で示されるようなビス(5,10−ジヒドロ−5H−フェナザシリン)である。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the bisphenazacillin compound represented by the general formula (1) satisfies the above conditions. That is, the compound of the first invention is bis (5,10-dihydro-5H-phenazacillin) represented by the above general formula (1).
また、第二発明の化合物は、上記一般式(2)で示されるような、二つの5,10−ジヒドロ−5H−フェナザシリン化合物が芳香族化合物に結合したものである。 The compound of the second invention is a compound in which two 5,10-dihydro-5H-phenazacillin compounds are bonded to an aromatic compound as represented by the general formula (2).
また、第一発明の化合物は、下記一般式(3)で表されるモノフェナザシリン化合物をニッケル錯体を用いて脱ハロゲン化カップリング反応を行うことによって製造することができる。
また、第二発明の化合物は、上記一般式(3)で表されるモノフェナザシリン化合物と、ジスタニル化合物又はジボリル化合物とを、パラジウム系触媒の存在下で反応させることによって製造することができる。 The compound of the second invention can be produced by reacting the monophenazacillin compound represented by the general formula (3) with a distanyl compound or diboryl compound in the presence of a palladium-based catalyst. .
また、本発明のビスフェナザシリン化合物は、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、トリフルオロ酢酸等の有機酸、トルエンやTHF(テトラヒドロフラン)等の通常の有機溶剤に容易に結晶化することなく溶解するから、真空蒸着法のみならず、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法等の通常の塗布法を用いて簡易に成膜化して薄膜を形成できるものであり、有機薄膜トランジスタの構成材料に用いることが可能である。 The bisphenazacillin compound of the present invention is easily crystallized in halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, and chloroform, organic acids such as trifluoroacetic acid, and ordinary organic solvents such as toluene and THF (tetrahydrofuran). It can be easily formed into a thin film by using a normal coating method such as a spin coating method, a dip coating method, a roll coating method as well as a vacuum deposition method. It can be used as a constituent material.
以下、本発明の一実施の形態について、複数の実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described using a plurality of examples, but the present invention is not limited to these examples.
まず、前記一般式(1)〜(3)において、R1〜R8で表されるアルキル基としては、メチル、エチル、n−またはiso−プロピル、n−、iso−またはtert−ブチル、n−、iso−またはneo−ペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル等の直鎖、分岐、環状の炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、n−またはiso−プロポキシ、n−、iso−またはtert−ブトキシ、n−、iso−またはneo−ペントキシ、n−ヘキソキシ、シクロヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ等の直鎖、分岐、環状の炭素数1〜20、好ましくは1〜10のアルコキシ基が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、o−、m−、p−トリル基、1−および2−ナフチル基、アントリル基等の炭素数6〜20、好ましくは6〜14のアリール基が挙げられる。アリーロキシ基としては、フェノキシ基、o−、m−、p−トリロキシ基、1−および2−ナフトキシ基、アントロキシ基等の炭素数6〜20、好ましくは6〜14のアリーロキシ基が挙げられる。 First, in the general formulas (1) to (3), examples of the alkyl group represented by R 1 to R 8 include methyl, ethyl, n- or iso-propyl, n-, iso- or tert-butyl, n Examples thereof include linear, branched and cyclic alkyl groups having 1 to 20, preferably 1 to 10, carbon atoms such as-, iso- or neo-pentyl, n-hexyl, cyclohexyl, n-heptyl and n-octyl. Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n- or iso-propoxy, n-, iso- or tert-butoxy, n-, iso- or neo-pentoxy, n-hexoxy, cyclohexoxy, n-heptoxy, n-octoxy Linear, branched and cyclic alkoxy groups having 1 to 20, preferably 1 to 10 carbon atoms. Examples of the aryl group include aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, o-, m-, p-tolyl group, 1- and 2-naphthyl group, and anthryl group. Examples of the aryloxy group include aryloxy groups having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 14 carbon atoms such as a phenoxy group, o-, m-, p-triloxy group, 1- and 2-naphthoxy group, and anthoxy group.
さらに、R1〜R8における「置換されていてもよい」の置換基としては、後記するカップリング反応に関与しないものであればよく、例えば、前記したアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基が挙げられる。 Furthermore, as the substituent of “optionally substituted” in R 1 to R 8, any substituent that does not participate in the coupling reaction described below may be used. For example, the above-described alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy Groups.
また、前記一般式(2)において、Arで表される二価のアリール基としては、o−、p−フェニレン、チオフェン−2,5−ジイル、チオフェン−2,3−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,3−ジイル、ピリジン−4,5−ジイル、ナフタレン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、ナフタレン−1,2−ジイル、ナフタレン−1,7−ジイル、アントラセン−9,10−ジイル、アントラセン−1,4−ジイル、アントラセン−2,6−ジイル、アントラセン−1,7−ジイル、ビフェニレン−4,4’−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルが挙げられ、これらの芳香族化合物の芳香環上が置換された化合物も含まれる。 In the general formula (2), examples of the divalent aryl group represented by Ar include o-, p-phenylene, thiophene-2,5-diyl, thiophene-2,3-diyl, pyridine-2, 5-diyl, pyridine-2,3-diyl, pyridine-4,5-diyl, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,2-diyl, naphthalene-1,7- Diyl, anthracene-9,10-diyl, anthracene-1,4-diyl, anthracene-2,6-diyl, anthracene-1,7-diyl, biphenylene-4,4′-diyl, fluorene-2,7-diyl And compounds in which the aromatic ring of these aromatic compounds is substituted are also included.
Arとして、アリール基の芳香環上が置換された化合物としては、アルコキシベンゼン−1,4−ジイル、アルキルベンゼン−1,4−ジイル、アリールベンゼン−1,4−ジイル、アリーロキシベンゼン−1,4−ジイル、2,5−、2,3−、2,6−ジアルコキシベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5−トリアルコキシベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5,6−テトラアルコキシベンゼン−1,4−ジイル、2,5−、2,3−、2,6−ジアルキルベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5−トリアルキルベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5,6−テトラアルキルベンゼン−1,4−ジイル、2,5−、2,3−、2,6−ジアリールベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5−トリアリールベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5,6−テトラアリールベンゼン−1,4−ジイル、2,5−、2,3−、2,6−ジアリーロキシベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5−トリアリーロキシベンゼン−1,4−ジイル、2,3,5,6−テトラアリーロキシベンゼン−1,4−ジイル、アルコキシチオフェン−2,5−ジイル、アルキルチオフェン−2,5−ジイル、アリールチオフェン−2,5−ジイル、アリーロキシチオフェン−2,5−ジイル、ジアルコキシチオフェン−2,5−ジイル、ジアルキルチオフェン−2,5−ジイル、ジアリールチオフェン−2,5−ジイル、ジアリーロキシチオフェン−2,5−ジイル、9,9−ジアルコキシフルオレン−2,7−ジイル、9,9−ジアリールフルオレン−2,7−ジイル、9,9−ジアリーロキシフルオレン−2,7−ジイルが挙げられる。 Examples of the compound in which Ar is substituted on the aromatic ring of the aryl group include alkoxybenzene-1,4-diyl, alkylbenzene-1,4-diyl, arylbenzene-1,4-diyl, aryloxybenzene-1,4. -Diyl, 2,5-, 2,3-, 2,6-dialkoxybenzene-1,4-diyl, 2,3,5-trialkoxybenzene-1,4-diyl, 2,3,5,6 Tetraalkoxybenzene-1,4-diyl, 2,5-, 2,3-, 2,6-dialkylbenzene-1,4-diyl, 2,3,5-trialkylbenzene-1,4-diyl, 2 , 3,5,6-tetraalkylbenzene-1,4-diyl, 2,5-, 2,3-, 2,6-diarylbenzene-1,4-diyl, 2,3,5-triarylbenzene-1 , 4-Diyl, 2, , 5,6-tetraarylbenzene-1,4-diyl, 2,5-, 2,3-, 2,6-diallyloxybenzene-1,4-diyl, 2,3,5-triallyloxybenzene -1,4-diyl, 2,3,5,6-tetraaryloxybenzene-1,4-diyl, alkoxythiophene-2,5-diyl, alkylthiophene-2,5-diyl, arylthiophene-2,5 -Diyl, aryloxythiophene-2,5-diyl, dialkoxythiophene-2,5-diyl, dialkylthiophene-2,5-diyl, diarylthiophene-2,5-diyl, diaryloxythiophene-2,5- Diyl, 9,9-dialkoxyfluorene-2,7-diyl, 9,9-diarylfluorene-2,7-diyl, 9,9-diallyloxyfluore 2,7-diyl, and the like.
さらに、前記一般式(1)および(2)のR1〜R8が有する置換基としては、後述するカップリング反応に関与しないものであればよく、例えば、前記したアルコキシ基、アルキル基、アリール基、アリーロキシ基が挙げられる。 Furthermore, as a substituent which R < 1 > -R < 8 > of the said General formula (1) and (2) has what is not concerned in the coupling reaction mentioned later, for example, an above-described alkoxy group, an alkyl group, aryl Group and aryloxy group.
前記一般式(1)で表される化合物は前記一般式(3)のモノハロゲン化モノフェナザシリン化合物を溶媒に溶かし、このモノマーに対し1〜20当量のニッケル錯体を用いて脱ハロゲン化カップリング反応を行うことによって製造することができる。この場合の反応は式(a)で表される。 The compound represented by the general formula (1) is obtained by dissolving the monohalogenated monophenazacillin compound of the general formula (3) in a solvent and using 1 to 20 equivalents of a nickel complex with respect to this monomer. It can be produced by carrying out a ring reaction. The reaction in this case is represented by the formula (a).
前記ニッケル錯体としては、テトラカルボニルニッケル(0)、ジカルボニルビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、(η2−エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、テトラキス(イソシアン化t−ブチル)ニッケル(0)、[(1,2,5,6,8,10−η)−trans,trans,trans−1,5,9−シクロドデカトリエン]ニッケル(0)、等を例示することができる。ニッケル錯体は、前記(3)の化合物一当量あたり、0.1〜20当量、好ましくは1〜5当量の割合で用いられる。 Examples of the nickel complex include tetracarbonylnickel (0), dicarbonylbis (triphenylphosphine) nickel (0), bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (0), tetrakis (triphenylphosphine) nickel (0 ), (Η 2 -ethylene) bis (triphenylphosphine) nickel (0), tetrakis (t-butyl isocyanate) nickel (0), [(1,2,5,6,8,10-η) -trans , Trans, trans-1,5,9-cyclododecatriene] nickel (0), and the like. The nickel complex is used in a proportion of 0.1 to 20 equivalents, preferably 1 to 5 equivalents, per equivalent of the compound (3).
また、ニッケル錯体には支持配位子として0.1〜10当量の2,2’−ビピリジルやトリフェニルホスフィン等の配位子を加えてもよい。例を挙げれば、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)に2,2’−ビピリジルを1当量加えて用いる、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)にトリフェニルホスフィンを2当量加えて用いる等である。 Further, 0.1 to 10 equivalents of a ligand such as 2,2′-bipyridyl or triphenylphosphine may be added to the nickel complex as a supporting ligand. For example, bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (0) is added with 1 equivalent of 2,2′-bipyridyl, and bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (0) is triphenyl. For example, 2 equivalents of phosphine are added.
前記一般式(2)で表される化合物の製造は、モノハロゲン化モノフェナザシリン化合物とジスタニル化合物又はジボリル化合物をパラジウム系触媒の存在下に反応させることにより行うことができる。この反応は、下記反応式(b)で示される。 The compound represented by the general formula (2) can be produced by reacting a monohalogenated monophenazacillin compound with a distanyl compound or a diboryl compound in the presence of a palladium-based catalyst. This reaction is represented by the following reaction formula (b).
これらの製造方法では、まず、ハロゲン化されたモノフェナザシリン化合物及びジスタニル化合物又はジボリル化合物を適当な有機溶媒に溶解させる。そして、その溶液中にモノマー1当量に対して0.001〜20当量のパラジウム系触媒を添加することによりカップリング反応が進行し、一般式(2)で表されるビスフェナザシリン化合物を容易に得ることができる。 In these production methods, first, a halogenated monophenazacillin compound and a distanyl compound or diboryl compound are dissolved in a suitable organic solvent. Then, by adding 0.001 to 20 equivalents of a palladium-based catalyst to 1 equivalent of the monomer in the solution, the coupling reaction proceeds to facilitate the bisphenazacillin compound represented by the general formula (2). Can get to.
また、反応式(b)中のY1−Ar−Y2において、Y1及びY2で示されるスタニル基としては、トリメチルスタニル基、トリエチルスタニル基、トリブチルスタニル基、ジメチルブチルスタニル基が挙げられる。また、Y1及びY2で示されるボリル基としては、ジヒドロキシボリル基、ジメトキシボリル基、ジエトキシボリル基、メトキシエトキシボリル基、2,1,3−ジオキサボリル基が挙げられる。 In Y 1 -Ar—Y 2 in the reaction formula (b), the stannyl groups represented by Y 1 and Y 2 are trimethylstannyl group, triethylstannyl group, tributylstannyl group, dimethylbutylstannyl. Groups. Examples of the boryl group represented by Y 1 and Y 2 include a dihydroxyboryl group, a dimethoxyboryl group, a diethoxyboryl group, a methoxyethoxyboryl group, and a 2,1,3-dioxaboryl group.
ここで、カップリング反応にはパラジウム系触媒が用いられる。パラジウム系触媒としては、従来公知の金属パラジウムを含むパラジウム化合物やパラジウム錯体が用いられる。具体的には、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、酢酸パラジウム、テトラキス(トリメチルホスフィン)パラジウム、トリス(トリエチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリエチルホスフィト)パラジウム、テトラキス(トリフェニルアルシン)パラジウム、カルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、(η2−エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、(η2−無水マレイン酸)[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム、ビス(シクロオクタ−1,5−ジエン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、クロロ(メチル)(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム、ジエチルビス(トリフェニルフォスフィト)パラジウム、ジエチルビス(トリメチルフォスフィト)パラジウム、ジエチルビス(トリ−i−プロピルフォスフィト)パラジウム、ジメチル[1,2−ビス(ジメチルホスフィノ)エタン]パラジウム、ジメチル[1,3−ビス(ジメチルホスフィノ)プロパン]パラジウム、ジメチル[1,2−ビス(ジメチルアミノ)エタン]パラジウム、ジメチルビス(4−エチル−1−ホスファ−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン)パラジウム、ビス(t−ブチルイソシアニド)ジメチルパラジウム、ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチルイソシアニド)ジメチルパラジウム、ジフェニルビス(メチルジフェニルホスフィニト)パラジウム、ジベンジルビス(トリメチルホスフィン)パラジウム、ジエチニルビス(トリエチルホスフィン)パラジウム、ジネオペンチル(2,2’−ビピリジル)パラジウム、ブロモ(メチル)ビス(トリエチルホスフィン)パラジウム、ベンゾイル(クロロ)ビス(トリメチルホスフィン)パラジウム、シクロペンタジエニル(フェニル)(トリエチルホスフィン)パラジウム、η−アリル(ペンタメチルシクロペンタジエニル)パラジウム、π−アリル(1,5−シクロオクタジエン)パラジウムテトラフルオロほう酸塩、ビス(π−アリル)パラジウム、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム、ジクロロエチレンジアミンパラジウム、塩化パラジウム、パラジウム炭素などの担持パラジウム金属等を例示することができる。これらのパラジウム系触媒は、原料のモノフェナザシリン化合物一当量あたり、0.001〜20当量、好ましくは0.01〜0.1当量の割合で用いられる。 Here, a palladium-based catalyst is used for the coupling reaction. As the palladium-based catalyst, conventionally known palladium compounds and palladium complexes containing metallic palladium are used. Specifically, tetrakis (triphenylphosphine) palladium, palladium acetate, tetrakis (trimethylphosphine) palladium, tris (triethylphosphine) palladium, bis (tricyclohexylphosphine) palladium, tetrakis (triethylphosphito) palladium, tetrakis (triphenyl) Arsine) palladium, carbonyltris (triphenylphosphine) palladium, (η 2 -ethylene) bis (triphenylphosphine) palladium, (η 2 -maleic anhydride) [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium, Bis (cycloocta-1,5-diene) palladium, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, bis (dibenzylideneacetone) palladium, chloro (methyl) (1,5-si Looctadiene) palladium, diethylbis (triphenylphosphito) palladium, diethylbis (trimethylphosphito) palladium, diethylbis (tri-i-propylphosphito) palladium, dimethyl [1,2-bis (dimethylphosphino) ethane] palladium, dimethyl [1,3-bis (dimethylphosphino) propane] palladium, dimethyl [1,2-bis (dimethylamino) ethane] palladium, dimethylbis (4-ethyl-1-phospha-2,6,7-trioxabicyclo [2.2.2] octane) palladium, bis (t-butylisocyanide) dimethylpalladium, bis (1,1,3,3-tetramethylbutylisocyanide) dimethylpalladium, diphenylbis (methyldiphenylphosphinite) palladium, Dibenzylbis (trimethylphosphine) palladium, diethynylbis (triethylphosphine) palladium, dineopentyl (2,2'-bipyridyl) palladium, bromo (methyl) bis (triethylphosphine) palladium, benzoyl (chloro) bis (trimethylphosphine) palladium, cyclopentadi Enyl (phenyl) (triethylphosphine) palladium, η-allyl (pentamethylcyclopentadienyl) palladium, π-allyl (1,5-cyclooctadiene) palladium tetrafluoroborate, bis (π-allyl) palladium, bis Examples thereof include supported palladium metals such as (acetylacetonato) palladium, dichloroethylenediamine palladium, palladium chloride, and palladium carbon. These palladium-based catalysts are used in a proportion of 0.001 to 20 equivalents, preferably 0.01 to 0.1 equivalents, per equivalent of the raw material monophenazacillin compound.
また、式(b)においては、パラジウム系触媒に対し0.1〜10当量の塩化リチウムや臭化銅等の添加剤を加えて反応させてもよい。さらに、カップリング反応では塩基を加えて反応させることができる。その塩基としては、カップリング反応において通常用いられる種々の塩基を用いることができる。これを例示すれば、炭酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムエトキシド、酢酸ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウム、酢酸カリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化バリウム、リン酸三リチウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化セシウム、酸化アルミニウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、2,2,6,6−テトラメチル−N−メチルピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルモルホリンが挙げられる。使用する塩基の量としては、前記反応式(b)に示したモノフェナザシリン化合物1当量に対して1〜100当量、好ましくは1〜20当量である。また、これらの塩基は水溶液にして使用してもよい。 Moreover, in Formula (b), you may make it react by adding additives, such as 0.1-10 equivalent lithium chloride and copper bromide, with respect to a palladium catalyst. Further, in the coupling reaction, the reaction can be carried out by adding a base. As the base, various bases usually used in the coupling reaction can be used. For example, potassium carbonate, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium ethoxide, sodium acetate, lithium carbonate, lithium hydroxide, lithium oxide, potassium acetate, magnesium oxide, calcium oxide, Barium hydroxide, trilithium phosphate, trisodium phosphate, tripotassium phosphate, cesium fluoride, aluminum oxide, trimethylamine, triethylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, Examples thereof include N-methylpiperidine, 2,2,6,6-tetramethyl-N-methylpiperidine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, and N-methylmorpholine. The amount of the base used is 1 to 100 equivalents, preferably 1 to 20 equivalents, with respect to 1 equivalent of the monophenazacillin compound shown in the reaction formula (b). These bases may be used as an aqueous solution.
反応式(a)および反応式(b)に示したハロゲン化フェナザシリン化合物において、Xで示されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられるが、合成の容易さおよび化合物の安定性から特に臭素原子が好ましい。 In the halogenated phenazacillin compounds shown in the reaction formulas (a) and (b), examples of the halogen atom represented by X include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Ease of synthesis and stability of the compound In particular, a bromine atom is preferable.
反応式(a)および反応式(b)におけるカップリング反応は、この種の反応において通常用いられる種々の溶媒を用いることができる。これを例示すれば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン(THF)等である。 For the coupling reaction in the reaction formulas (a) and (b), various solvents usually used in this type of reaction can be used. Examples thereof include N, N-dimethylformamide (DMF), toluene, benzene, tetrahydrofuran (THF) and the like.
また、反応式(a)および反応式(b)におけるカップリング反応は、溶媒の融点〜溶媒の沸点まで種々の温度で実施できるが、特に0℃〜100℃程度が望ましい。反応終了後、生成物は再沈法やクロマトグラム等によって容易に精製できる。 In addition, the coupling reaction in the reaction formula (a) and the reaction formula (b) can be performed at various temperatures from the melting point of the solvent to the boiling point of the solvent, and about 0 ° C. to 100 ° C. is particularly desirable. After completion of the reaction, the product can be easily purified by a reprecipitation method, a chromatogram or the like.
前記の方法によって得られる本発明のビスフェナザシリン化合物は、蒸着等の膜形成により、様々な光機能材料や半導体等の電子材料として使用可能である。また、これらの化合物は、高強度等の機械的特性と優れた耐熱性を有するうえに、多様な電気的特性及び光特性を持つことから、有機薄膜トランジスタ素子等の電子材料に用いることができる。また、有機薄膜発光素子や有機感光体の正孔輸送層として用いることもできる。 The bisphenazacillin compound of the present invention obtained by the above method can be used as various optical functional materials and electronic materials such as semiconductors by forming a film such as vapor deposition. In addition, these compounds have mechanical properties such as high strength and excellent heat resistance, and also have various electrical and optical properties, so that they can be used for electronic materials such as organic thin film transistor elements. Moreover, it can also be used as a hole transport layer of an organic thin film light emitting device or an organic photoreceptor.
・実施例1
下式に示すビス(5,8,10,10テトラメチルフェナザシリン−2−イル)(一般式1,R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=メチル基)の合成
Bis (5,8,10,10 tetramethylphenazacillin-2-yl) represented by the following formula (general formula 1, R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = methyl group)
次に、3.93gの水素化ナトリウムを入れた窒素雰囲気下のシュレンク管に40mLのTHFを加え、さらに3.03gの4−メチル−2’,4’,4−トリブロモジフェニルアミンを加えて50℃で1時間撹拌した。さらにヨウ化メチル3.23gを加えて50℃で24時間撹拌した。水を加えることにより反応を止めて抽出した後、租生成物をメタノールで洗浄することによって2.37gの4,N−ジメチル−2’,4’,4−トリブロモジフェニルアミンを粉末として得た。 Next, 40 mL of THF was added to a Schlenk tube under a nitrogen atmosphere containing 3.93 g of sodium hydride, and then 3.03 g of 4-methyl-2 ′, 4 ′, 4-tribromodiphenylamine was added to add 50 mL. Stir for 1 hour at ° C. Further, 3.23 g of methyl iodide was added and stirred at 50 ° C. for 24 hours. The reaction was stopped and extracted by adding water, and then the product was washed with methanol to obtain 2.37 g of 4, N-dimethyl-2 ', 4', 4-tribromodiphenylamine as a powder.
さらに、氷浴中で4.51gの4,N−ジメチル−2’,4’,4−トリブロモジフェニルアミンを30mLのエーテルに懸濁させた後に14.3mLのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6M)を加えた。さらにジメチルジクロロシランを1.48g加え、沈殿が生成した後に氷浴を外して12時間かくはんした。反応液を氷水に注ぎ、エーテルで抽出した後にメタノールで再結晶することにより1.80gの2−ブロモ−5,8,10,10−テトラメチル−5,10−ジヒドロフェナザシリンを無色の結晶として単離した。 Furthermore, after suspending 4.51 g of 4, N-dimethyl-2 ′, 4 ′, 4-tribromodiphenylamine in 30 mL of ether in an ice bath, 14.3 mL of n-butyllithium in hexane solution (1 .6M) was added. Further, 1.48 g of dimethyldichlorosilane was added, and after the precipitate was formed, the ice bath was removed and the mixture was stirred for 12 hours. The reaction solution was poured into ice water, extracted with ether, and then recrystallized with methanol to obtain 1.80 g of 2-bromo-5,8,10,10-tetramethyl-5,10-dihydrophenazacillin as colorless crystals. As isolated.
続いて、窒素雰囲気下で490mg(1.8mmol)のビス(シクロオクタジエン)ニッケル(0)に1,5−シクロオクタジエン1mLを加えた後にトルエン10mLを加えて懸濁させた。さらに2,2’−ビピリジル280mg(1.8mmol)を加えてかくはんした。さらに840mg(2.5mmol)の2−ブロモ−5,8,10,10テトラメチルフェナザシリンを加えた後に60℃に昇温して48時間かくはんした。反応液に2M塩酸を加え、さらにクロロホルムで抽出した後、有機層をメタノールで再沈殿させることによりビス(5,8,10,10テトラメチルフェナザシリン−2−イル)を410mg(0.8mmol)を単離した。 Subsequently, 1 mL of 1,5-cyclooctadiene was added to 490 mg (1.8 mmol) of bis (cyclooctadiene) nickel (0) under a nitrogen atmosphere, and then 10 mL of toluene was added and suspended. Further, 280 mg (1.8 mmol) of 2,2'-bipyridyl was added and stirred. Further, 840 mg (2.5 mmol) of 2-bromo-5,8,10,10 tetramethylphenazacillin was added, and the mixture was heated to 60 ° C. and stirred for 48 hours. 2M hydrochloric acid was added to the reaction solution, and the mixture was further extracted with chloroform. Then, the organic layer was reprecipitated with methanol to obtain 410 mg (0.8 mmol) of bis (5,8,10,10 tetramethylphenazacillin-2-yl). ) Was isolated.
化合物のNMRデータは以下の通りである。
1H‐NMRスペクトル(CDCl3):δ6.9〜7.7(m,12H),3.55(s,6H),2.34(s,6H),0.45(s,12H)ppm
13C−NMRスペクトル(CDCl3):δ149.88,148.69,133.58,132.71,131.30,130.66,129.23,128.32,123.34,122.98,115.06,114.86,38.10,20.44,−1.99ppm
The NMR data of the compound is as follows.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ 6.9 to 7.7 (m, 12H), 3.55 (s, 6H), 2.34 (s, 6H), 0.45 (s, 12H) ppm
13 C-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ 149.88, 148.69, 133.58, 132.71, 131.30, 130.66, 129.23, 128.32, 123.34, 122.98, 115.06, 114.86, 38.10, 20.44, -1.99 ppm
この化合物のクロロホルム溶液の吸収極大波長は336nmであり、蛍光極大波長は385nmであった。 The absorption maximum wavelength of the chloroform solution of this compound was 336 nm, and the fluorescence maximum wavelength was 385 nm.
・実施例2
下記式に示す2,5−ビス(5,8,10,10−テトラメチルフェナザシリン−2−イル)チオフェン(一般式2,R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=メチル基,Ar=チオフェン−2,5−ジイル)の合成
2,5-bis (5,8,10,10-tetramethylphenazacillin-2-yl) thiophene represented by the following formula (general formula 2, R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = methyl, Ar = thiophen-2,5-diyl) synthesis of
化合物のNMRデータは以下の通りである。
1H‐NMRスペクトル(CDCl3):δ6.9〜7.7(m,14H),3.54(s,6H),2.34(s,6H),0.47(s,12H)ppm
13C−NMRスペクトル(CDCl3):δ150.24,148.49,142.71,133.62,130.75,130.35,129.52,127.27,126.40,123.42,122.90,122.59,115.08,114.98,38.19,20.45,−1.97ppm
The NMR data of the compound is as follows.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ 6.9 to 7.7 (m, 14H), 3.54 (s, 6H), 2.34 (s, 6H), 0.47 (s, 12H) ppm
13 C-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ 150.24, 148.49, 142.71, 133.62, 130.75, 130.35, 129.52, 127.27, 126.40, 123.42, 122.90, 122.59, 115.08, 114.98, 38.19, 20.45, -1.97 ppm
この化合物のクロロホルム溶液の吸収極大波長は379nmであり、蛍光極大波長は442nmであった。 The absorption maximum wavelength of the chloroform solution of this compound was 379 nm, and the fluorescence maximum wavelength was 442 nm.
・実施例3
下記式に示す2,7−ビス(5,8,10,10−テトラメチルフェナザシリン−2−イル)−9,9−ジオクチルフルオレン(一般式2,R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=メチル基,Ar=9,9−ジアルキルフルオレン−2,7−ジイル)の合成
2,7-bis (5,8,10,10-tetramethylphenazacillin-2-yl) -9,9-dioctylfluorene represented by the following formula (general formula 2, R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = the synthesis of R 5 = R 6 = R 7 = R 8 = methyl, Ar = 9,9-dialkyl-2,7-diyl)
化合物のNMRデータは以下のとおりである。
1H‐NMRスペクトル(CDCl3):δ6.9〜7.8(m,18H),3.58(s,6H),2.35(s,6H),2.02(t,4H),0.8〜1.4(m,30H)0.49(s,12H)ppm
The NMR data of the compound is as follows.
1 H-NMR spectrum (CDCl 3 ): δ 6.9 to 7.8 (m, 18H), 3.58 (s, 6H), 2.35 (s, 6H), 2.02 (t, 4H), 0.8-1.4 (m, 30H) 0.49 (s, 12H) ppm
・実施例4
ビスフェナザシリン化合物を用いた有機薄膜トランジスタ(その1)の作製
図1は、有機薄膜トランジスタ10の模式的断面図である。基板6には厚さ0.7mmのガラス板を用い、このガラス板を、超純水と有機溶媒を用いて超音波洗浄をした後、ゲート電極5としてアルミニウムを50nm真空蒸着した。次にオゾン洗浄を行った後、ゲート電極5上にポリイミド前駆体をスピンコート法で成膜し、200℃でベークして厚さ270nmのゲート絶縁層4とした。ポリイミドの上には実施例1に記載のビスフェナザシリン化合物3を、真空蒸着法により50nm成膜した。さらにその上に、金を50nm真空蒸着により成膜し、ソース電極1とドレイン電極2として有機薄膜トランジスタ10の作製を行った。
Example 4
Production of Organic Thin Film Transistor (Part 1) Using Bisphenazacillin Compound FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic
実施例1に記載の化合物を用いたゲート長175μm、ゲート幅506μmの素子の移動度は1.73×10−4[cm2/Vs]、on−off比104.03、閾値電圧−25.9Vのp型トランジスタ特性を示した。 Gate length 175μm using the compound described in Example 1, the mobility of the elements of the gate width 506μm is 1.73 × 10- 4 [cm 2 / Vs], on-off ratio of 10 4. 03 , p-type transistor characteristics with a threshold voltage of −25.9 V were exhibited.
・実施例5
ビスフェナザシリン化合物を用いた有機薄膜トランジスタ(その2)の作製
実施例4と同じ条件で、実施例2に記載の化合物を用いたを用いたゲート長181mm、ゲート幅511mmの素子は、移動度1.98×10−5[cm2/Vs]、on−off比103.36、閾値電圧−12.3Vのp型トランジスタ特性を示した。
Example 5
Preparation of Organic Thin Film Transistor (Part 2) Using Bisphenazacillin Compound Using a compound described in Example 2 under the same conditions as in Example 4, a device having a gate length of 181 mm and a gate width of 511 mm has a mobility 1.98 × 10- 5 [cm 2 / Vs], on-off ratio of 10 3. 36 , p-type transistor characteristics with a threshold voltage of −12.3 V were shown.
以上説明したように、ビスフェナザシリン化合物は有機溶媒への溶解性が高いので、蒸着等の方法のみならず、スピンコート法、ディップコート法等の通常の塗布法を用いても膜形成が可能である。得られた薄膜は、様々な光機能材料や半導体等の電子材料として使用可能である。また、これらの化合物は、高強度等の機械的特性と優れた耐熱性を有するうえに、多様な電気的特性及び光特性を持つことから、有機薄膜発光素子や有機感光体の正孔輸送層として用いることができる。また、有機薄膜トランジスタ素子等の電子材料の構成材料に用いることも可能である。 As described above, since the bisphenazacillin compound has high solubility in an organic solvent, film formation is possible not only by a method such as vapor deposition but also by using a normal coating method such as a spin coating method or a dip coating method. Is possible. The obtained thin film can be used as various optical functional materials and electronic materials such as semiconductors. In addition, these compounds have mechanical properties such as high strength and excellent heat resistance, as well as various electrical and optical properties, so that they are used in organic thin-film light-emitting devices and organic photoreceptor hole transport layers. Can be used as It can also be used as a constituent material of electronic materials such as organic thin film transistor elements.
1 ソース電極
2 ドレイン電極
3 ビスフェナザシリン化合物
4 ゲート絶縁層
5 ゲート電極
6 基板
10 有機薄膜トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Source electrode 2
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