JP5733553B2 - Substituent elimination compound, organic semiconductor material, film thereof and organic transistor using the same - Google Patents

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本発明は合成が簡便で溶解性に富み、外部エネルギーの印加に対して高効率での置換基脱離が可能な置換基脱離化合物、それを用いて製造された化合物を含む有機半導体およびそれを含む膜、そしてその膜を用いた有機電子デバイスに関する。本発明の置換基脱離化合物および有機半導体は、光電変換素子、薄膜トランジスタ素子、発光素子など種々の有機電子デバイスを溶液プロセスを用いて作製可能であるため有用である。   The present invention relates to a substituent-eliminating compound that is easy to synthesize, has high solubility, and can be eliminated efficiently with application of external energy, an organic semiconductor containing the compound produced using the same, and an organic semiconductor comprising the same And an organic electronic device using the film. The substituent-eliminating compound and the organic semiconductor of the present invention are useful because various organic electronic devices such as a photoelectric conversion element, a thin film transistor element, and a light emitting element can be produced using a solution process.

近年、有機半導体材料を利用した有機薄膜トランジスタの研究開発が盛んである。
これまでに、低分子誘導体の有機半導体材料として、ペンタセン等のアセン系材料が報告されている(例えば、特許文献1および非特許文献1参照)。
このペンタセンを有機半導体層として利用した有機薄膜トランジスタは、比較的高移動度であることが報告されているが、これらアセン系材料は汎用溶媒に対しきわめて溶解性が低く、それを有機薄膜トランジスタにおける有機半導体層として薄膜化する際には、真空蒸着工程を経る必要がある。ゆえに、前述したような塗布や印刷などの簡便なプロセスで薄膜を形成できるという有機半導体材料への期待に応えるものではない。
In recent years, research and development of organic thin film transistors using organic semiconductor materials has been active.
So far, acene-based materials such as pentacene have been reported as organic semiconductor materials of low-molecular derivatives (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
Organic thin-film transistors using pentacene as an organic semiconductor layer have been reported to have a relatively high mobility, but these acene-based materials have extremely low solubility in general-purpose solvents. When thinning as a layer, it is necessary to go through a vacuum deposition process. Therefore, it does not meet the expectation for an organic semiconductor material that a thin film can be formed by a simple process such as coating and printing as described above.

さらに、ペンタセンと同様のアセン系材料の一つとして、ベンゾチエノ[3,2−b]ベンゾチオフェンの誘導体である下記式(1)の構造の2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン(特許文献2、非特許文献2参照)は、オクタデシルトリクロロシランで処理した基板上に蒸着することにより、ペンタセンに匹敵する移動度(約2.0cm/V・s程度)を示し、また大気下での長期安定性も有する。
しかしながら、これは、ペンタセン同様真空蒸着工程を経る必要があり、塗布や印刷などの簡便なプロセスで薄膜を形成できるという有機半導体材料への期待に応えるものではない。
Furthermore, as one of the acene-based materials similar to pentacene, 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2- [2] having a structure of the following formula (1) which is a derivative of benzothieno [3,2-b] benzothiophene b] [1] Benzothiophene (refer to Patent Document 2 and Non-Patent Document 2) is deposited on a substrate treated with octadecyltrichlorosilane, whereby mobility comparable to that of pentacene (about 2.0 cm 2 / V · s). Degree) and long-term stability in the atmosphere.
However, this does not meet the expectation for an organic semiconductor material that a thin film can be formed by a simple process such as coating or printing, because it needs to undergo a vacuum deposition process like pentacene.

ところで、有機半導体材料は、印刷法、スピンコート法、インクジェット法等のウェットプロセスによる簡便な方法で容易に薄膜形成が可能であり、従来の無機半導体材料を利用した薄膜トランジスタと比し、製造プロセス温度を低温化できるという利点がある。
これにより、一般に耐熱性の低いプラスチック基板上への形成が可能となり、ディスプレイ等のエレクトロニクスデバイスが軽量化や低コスト化できるとともに、プラスチック基板のフレキシビリティーを活かした用途等、多様な展開が期待できる。
By the way, an organic semiconductor material can be easily formed into a thin film by a simple method using a wet process such as a printing method, a spin coat method, an ink jet method, etc. There is an advantage that the temperature can be lowered.
As a result, it can be formed on plastic substrates with low heat resistance, and display and other electronic devices can be reduced in weight and cost. it can.

そこで、液晶性を有し、かつ高い溶媒溶解性を有し、スピンコート、キャストなどで塗布可能であり、液晶相温度(100℃程度)以下の熱処理により、同じくペンタセンに匹敵する移動度(約2.0cm/V・s程度)を示す同じ誘導体である下記式(2)の構造の2,7−ジアルキル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンを塗工法により用いることが提案(特許文献2、非特許文献3参照)されている。
しかしながら、この場合は液晶相を発現する温度が100℃程度と比較的低く、製膜後も熱処理により膜構造の変化が生じ得るため、有機半導体デバイス作製におけるプロセス適応性に問題がある。
Therefore, it has liquid crystallinity, high solvent solubility, can be applied by spin coating, casting, etc., and has a mobility comparable to that of pentacene by heat treatment at a liquid crystal phase temperature (about 100 ° C.) or less. 2,7-dialkyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene having the structure of the following formula (2), which is the same derivative showing about 2.0 cm 2 / V · s), is applied by a coating method. Has been proposed (see Patent Document 2 and Non-Patent Document 3).
However, in this case, the temperature at which the liquid crystal phase is developed is relatively low at about 100 ° C., and the film structure can be changed by heat treatment even after film formation.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

そこで、近年、溶媒溶解性の高い低分子化合物を半導体前駆体とし、これを溶剤などに溶解し塗布プロセスで膜を形成し、そののち半導体に変換して有機半導体膜を得、電界効果トランジスタを作製する方法が近年報告されている。
例えば、レトロディールスアルダー反応を利用して、ペンタセンやポルフィリン系化合物、フタロシアニン系化合物へと変換する方法が精力的に研究されている。(例えば、特許文献3〜5、非特許文献4〜7参照)。
Therefore, in recent years, a low molecular weight compound with high solvent solubility is used as a semiconductor precursor, which is dissolved in a solvent or the like to form a film by a coating process, and then converted into a semiconductor to obtain an organic semiconductor film. A method of manufacturing has been recently reported.
For example, methods for converting to pentacene, porphyrin-based compounds, and phthalocyanine-based compounds using the retro Diels-Alder reaction have been energetically studied. (For example, refer to Patent Documents 3 to 5 and Non-Patent Documents 4 to 7).

非特許文献4に記載されるように、有機半導体材料における電荷移動性(charge
mobility)は、有機材料被膜の規則的な分子配列性(結晶化等のordering)に依存するので、蒸着法によれば膜中の材料の分子配列性を確保することはできるが、他方、分子配列性を持つ有機材料は一般的に有機溶媒可溶性が低い。つまり、有機材料膜の半導体特性と膜成形容易性(塗工法による)とは一般的に相容れ難い。
したがって、双方を両立させるには、唯一、可溶性基を有する半導体前駆体を用いた塗工液により塗膜を形成後、塗膜中の前駆体を有機半導体材料に変換することが考えられる。これら文献の開示するところをそのような意味のものまで演繹して思考解釈すると、これら文献の貢献度は低くない。
As described in Non-Patent Document 4, charge mobility in an organic semiconductor material (charge)
(mobility) depends on the regular molecular arrangement (ordering such as crystallization) of the organic material film, so that the molecular arrangement of the material in the film can be secured by the vapor deposition method. Organic materials having alignment properties are generally poorly soluble in organic solvents. In other words, the semiconductor characteristics of the organic material film and the film forming ease (depending on the coating method) are generally incompatible.
Therefore, in order to make both compatible, it is considered that the precursor in the coating film is converted into an organic semiconductor material after forming the coating film with a coating solution using a semiconductor precursor having a soluble group. If the places disclosed by these documents are deduced to such meaning and interpreted, the contribution of these documents is not low.

しかし、これらの例のうちペンタセン前駆体からはテトラクロロベンゼン分子等が脱離するが、テトラクロロベンゼンは、沸点が高く反応系外に取り除くことが難しいことに加え、その毒性が懸念される。
また、ポルフィリン、フタロシアニンについてはいずれも煩雑な合成を必要とするため適用範囲が狭く、より簡便に合成可能な置換基化合物の開発が必要とされている。
However, among these examples, tetrachlorobenzene molecules and the like are eliminated from the pentacene precursor, but tetrachlorobenzene has a high boiling point and is difficult to remove out of the reaction system, and its toxicity is a concern.
In addition, porphyrins and phthalocyanines both require complicated synthesis, so the application range is narrow, and it is necessary to develop substituent compounds that can be synthesized more easily.

また、スルホン酸エステル系置換基を有する溶媒溶解性の高い前駆体に外部刺激を与えることで、置換基を脱離し、水素原子に置き換えることで、フタロシアニンへと変換する方法が提案されている(例えば特許文献6参照)
しかし、この方法はスルホン酸エステルの極性が高いため非極性の有機溶媒への溶解性が充分ではなく、脱離成分であるスルホン酸の沸点が高く、系外への除去が困難であった。加えて、前駆体からの変換に要する温度も少なくとも250℃〜300℃以上と比較的高いことが問題であった。
In addition, a method has been proposed in which a solvent-soluble precursor having a sulfonate ester-based substituent is externally stimulated to eliminate the substituent and replace it with a hydrogen atom to convert it into phthalocyanine ( (For example, see Patent Document 6)
However, in this method, since the polarity of the sulfonic acid ester is high, the solubility in a nonpolar organic solvent is not sufficient, and the boiling point of the sulfonic acid, which is a desorption component, is high, and it is difficult to remove it outside the system. In addition, there is a problem that the temperature required for conversion from the precursor is relatively high at least 250 ° C. to 300 ° C. or more.

また、ニトロエステルに熱刺激を与えることで、置換基を脱離し、ナフタレン誘導体へと変換する方法が提案されている(例えば、非特許文献8参照)。しかし、ニトログリセリン、ニトロセルロースなどに代表されるニトロエステル類は、不安定で爆発性があるため、化合物の長期保存性に問題があった。   Further, a method has been proposed in which a nitroester is thermally stimulated to eliminate a substituent and convert it into a naphthalene derivative (see, for example, Non-Patent Document 8). However, nitroesters represented by nitroglycerin, nitrocellulose and the like are unstable and explosive, and thus have a problem in long-term storage stability of the compound.

また、オリゴチオフェンの分子末端β位にアルキル鎖を有するカルボン酸エステルを導入することで可溶化し、これに熱を加えて脱離させることでオレフィン置換オリゴチオフェンやオレフィン置換[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンを得る方法が提案されている(例えば、特許文献7、8、非特許文献7参照)。
この方法は150℃〜250℃程度の加熱で脱離が起こるが、変換後の分子末端にオレフィン基(ビニル基、プロペニル基等)が生成し、これが熱や光によりシスートランスの異性化を伴うため、材料の純度の低下および結晶性が損なわれるという問題があった。
また、反応性の高い末端オレフィン基の存在は、酸素や水分に対する安定性が低下すること、加えて高温下においてオレフィン基同士が熱重合反応を起こしてしまうという問題があった。
In addition, olefinic oligothiophene and olefin substituted [1] benzothieno [3] are obtained by solubilizing by introducing a carboxylate having an alkyl chain at the molecular terminal β-position of oligothiophene and removing it by applying heat. , 2-b] [1] benzothiophene has been proposed (see, for example, Patent Documents 7 and 8 and Non-Patent Document 7).
In this method, desorption occurs by heating at about 150 ° C. to 250 ° C., but an olefin group (vinyl group, propenyl group, etc.) is generated at the molecular end after conversion, and this is accompanied by cis-trans isomerization by heat or light. Therefore, there is a problem that the purity of the material is lowered and the crystallinity is impaired.
In addition, the presence of highly reactive terminal olefin groups has a problem in that stability to oxygen and moisture is lowered, and in addition, olefin groups cause a thermal polymerization reaction at high temperatures.

上記した従来化合物においては前駆体の溶解性、脱離成分の安全性、変換温度、変換後の化合物の安定性に問題があり、また合成上においても所望の中間体を得ることが難しかった。
本発明は、上記従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、より合成が簡便で、保存性が良く、有機溶媒に対する高い溶解性を有し、外部エネルギーの印加に対して高効率で置換基脱離が可能な新規な置換基脱離化合物、そして該化合物に対して熱などの外部刺激を加えることで、化学的に不安定な末端オレフィン基を生成することなく、高効率で得られる化合物を含む有機半導体材料、また本発明の置換基脱離化合物を有機半導体前駆体として用いて製膜した後に、熱等により有機半導体へと変換することで、溶液プロセスにおいても難溶性の有機半導体材料の連続した膜を得ることができ、該膜を用いた有機電子デバイス(特に有機薄膜トランジスタ)を提供することを目的とする。
The above-mentioned conventional compounds have problems in the solubility of the precursor, the safety of the elimination component, the conversion temperature, and the stability of the compound after the conversion, and it is difficult to obtain a desired intermediate in the synthesis.
The present invention has been made in view of the current state of the prior art described above, is easier to synthesize, has better storage stability, has a high solubility in organic solvents, and is highly efficient for the application of external energy. A novel substituent elimination compound capable of group elimination, and by applying external stimuli such as heat to the compound, it can be obtained with high efficiency without generating a chemically unstable terminal olefin group An organic semiconductor material containing a compound, or a film formed using the substituent-eliminating compound of the present invention as an organic semiconductor precursor, and then converted into an organic semiconductor by heat or the like, so that it is hardly soluble even in a solution process An object of the present invention is to provide a continuous film of materials and to provide an organic electronic device (particularly an organic thin film transistor) using the film.

上記課題は、以下の本発明により達成される。
)「記一般式(IV)、(V)で表わされる部分構造であることを特徴とする置換脱離化合物。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention.
(1) "below following general formula (IV), substituted elimination compound which is a partial structure represented by (V).

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
式中、nは2以上の整数であり、括弧内の置換基は同一であっても異なっていてもよい。Arは置換基を有していてもよいアリール基またはヘテロアリール基である。ここで、一般式(IV)および(V)は、Arがシクロヘキセン誘導体骨格と共有結合を介して結合しているか、縮環していることを表わす。 ,X は置換または無置換の炭素数1以上のアシルオキシ基を表し、Y ,Y はともに水素原子であり、X ,X は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環状の前記アシルオキシ基を形成していてもよい。R 乃至R は水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基を表す。)」、
)「前記Arが
(i)1つ以上の芳香族炭化水素環および芳香族ヘテロ環、若しくは2つ以上の前記環同士が縮環された化合物、
及び
(ii)前記(i)の環同士が共有結合を介して連結された化合物、
からなる群から少なくとも1つ以上選択される化合物であることを特徴とする前記第()項に記載の置換脱離化合物」、
)「前記芳香族炭化水素環および芳香族ヘテロ環は、ベンゼン環およびチオフェン環であることを特徴とする前記第()項に記載の置換基脱離化合物」、
)「前記Arがハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルキルオキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基およびアリール基からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有していてもよい下記構造式、
Figure 0005733553
(In the formula, n is an integer of 2 or more, and the substituents in parentheses may be the same or different. Ar is an aryl group or heteroaryl group which may have a substituent. Here, the general formulas (IV) and (V) represent that Ar is bonded to the cyclohexene derivative skeleton via a covalent bond or condensed, and X 1 and X 2 are substituted or unsubstituted. Represents an acyloxy group having 1 or more carbon atoms, Y 1 and Y 2 are both hydrogen atoms, X 1 and X 2 may be the same or different, and are bonded to each other to form the cyclic acyloxy group; R 1 to R 4 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a cyano group.
( 2 ) "Ar is (i) one or more aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocycles, or a compound in which two or more rings are condensed,
And (ii) a compound in which the rings of (i) are linked via a covalent bond,
The substituted elimination compound according to item ( 1 ), which is a compound selected from the group consisting of:
( 3 ) "Substituent elimination compound according to item ( 2 ), wherein the aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocycle are a benzene ring and a thiophene ring",
( 4 ) "Ar is at least one selected from the group consisting of a halogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms and an aryl group. The following structural formula, which may have a substituent:

Figure 0005733553
であることを特徴とする前記第()項乃至第()項に記載の置換脱離化合物」。
Figure 0005733553
The substituted elimination compound according to any one of ( 1 ) to ( 3 ) above, wherein

本発明によれば、より合成が簡便で溶解性に富む置換基脱離化合物、該置換基脱離化合物の置換基脱離反応により不安定な末端置換基が存在しない構造の有機半導体材料を提供することが可能である。
また、有機半導体前駆体として前記置換基脱離化合物の溶液を塗布し、同様の脱離反応を行なうことにより有機半導体膜を得、そして前記膜を用いた有機電子デバイス、特に有機薄膜トランジスタを提供することが可能である。
According to the present invention, there are provided a substituent-eliminating compound that is easier to synthesize and rich in solubility, and an organic semiconductor material having a structure in which an unstable terminal substituent does not exist due to a substituent-elimination reaction of the substituent-eliminating compound. Is possible.
In addition, an organic semiconductor film is obtained by applying a solution of the substituent-eliminating compound as an organic semiconductor precursor and performing the same elimination reaction, and an organic electronic device using the film, particularly an organic thin film transistor is provided. It is possible.

化合物11のIRスペクトルである(横軸は波数であり、縦軸は透過率である。上段から、加熱前、170℃、180℃、220℃、230℃、240℃、260℃で加熱処理した化合物11、化合物17のIRスペクトル。)It is an IR spectrum of Compound 11 (the horizontal axis is the wave number and the vertical axis is the transmittance. From the top, heat treatment was performed at 170 ° C., 180 ° C., 220 ° C., 230 ° C., 240 ° C., 260 ° C. before heating. IR spectra of Compound 11 and Compound 17.) TG−DTA(化合物11)(横軸は温度[℃],縦軸左は重量変化[mg],縦軸右は示差熱[mV]である。)TG-DTA (Compound 11) (Abscissa is temperature [° C.], ordinate is weight change [mg], ordinate is differential heat [mV]) 本発明の化合物の膜の偏光顕微鏡写真である。It is a polarizing microscope photograph of the film | membrane of the compound of this invention. 有機薄膜トランジスタの概略図である。It is the schematic of an organic thin-film transistor. 本発明の有機薄膜トランジスタの電流―電圧特性図である。It is a current-voltage characteristic diagram of the organic thin film transistor of the present invention.

以下、本発明について実施の形態を示して、説明するが、本発明は以下の実施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において任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist thereof.

[1.置換基脱離化合物および脱離反応により得られる化合物]
本発明の置換基脱離化合物は、特定の溶媒可溶性置換基を有することが特徴であり、該化合物に外部刺激を加え特定の置換基を脱離させることにより、目的とする化合物を製造することが可能である。
特定の溶媒可溶性置換基は下記一般式(I)、(III)、(IV)で示されるハロゲン原子またはアシルオキシ置換シクロヘキセン構造である。これに外部刺激を加えることにより、溶媒可溶性置換基は特定の脱離性置換基(X,X)および(Y,Y)を一般式(IIa)および(IIb)で表わされる形で脱離し、代わりにシクロヘキセン構造部位がベンゼン環に置き換わった一般式(Ia)、(IIIa)、(IVa)で示される構造へと変換され、それに対応する化合物が得られる。
[1. Substituent elimination compound and compound obtained by elimination reaction]
The substituent-eliminating compound of the present invention is characterized by having a specific solvent-soluble substituent, and producing the target compound by applying an external stimulus to the compound to eliminate the specific substituent. Is possible.
The specific solvent-soluble substituent is a halogen atom represented by the following general formulas (I), (III), or (IV) or an acyloxy-substituted cyclohexene structure. By applying an external stimulus to the solvent, the solvent-soluble substituent is converted into a specific leaving substituent (X 1 , X 2 ) and (Y 1 , Y 2 ) represented by the general formulas (IIa) and (IIb). Is converted into a structure represented by the general formula (Ia), (IIIa), or (IVa) in which the cyclohexene structural site is replaced with a benzene ring, and a compound corresponding to the structure is obtained.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
Figure 0005733553

(上記一般式中、(X,X)、(Y,Y)のうち少なくともいずれか一対はともに水素原子であり、残りの一対はともにハロゲン原子、炭素数1以上の置換または無置換の炭素数1以上のアシルオキシ基である。また、(X,X)または(Y,Y)の一対のアシルオキシ基は互いに同一であっても異なっていてもよく、互いに環状のアシルオキシ基を形成していてもよい。
乃至Rは水素原子、ハロゲン原子、有機基である。Q乃至Qは1価の有機基であり、(Q,Q)、(Q,Q)、(Q,Q)、(Q,Q)の組で結合して環を形成していてもよい。)
(In the above general formula, at least one pair of (X 1 , X 2 ) and (Y 1 , Y 2 ) is both a hydrogen atom, and the remaining pairs are both halogen atoms, substituted or non-substituted with 1 or more carbon atoms. A substituted acyloxy group having 1 or more carbon atoms, and a pair of acyloxy groups of (X 1 , X 2 ) or (Y 1 , Y 2 ) may be the same as or different from each other. An acyloxy group may be formed.
R 1 to R 4 are a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic group. Q 1 to Q 6 are monovalent organic groups, and are bonded by a set of (Q 1 , Q 2 ), (Q 3 , Q 4 ), (Q 4 , Q 5 ), and (Q 5 , Q 6 ). May form a ring. )

(X,X)および(Y,Y)で示される置換基の例としては、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上の置換もしくは無置換のアシルオキシ基が挙げられる。 Examples of the substituent represented by (X 1 , X 2 ) and (Y 1 , Y 2 ) include a hydrogen atom, a halogen atom, and a substituted or unsubstituted acyloxy group having 1 or more carbon atoms.

置換もしくは無置換のアシルオキシ基としては、ホルミルオキシ基、炭素数2以上のハロゲン原子を含んでいてもよい直鎖または環状の脂肪族カルボン酸および炭酸ハーフエステル、炭素数4以上の芳香族カルボン酸等のカルボン酸および炭酸ハーフエステル由来のアシルオキシ基が挙げられる。
具体的には、例えばホルミルオキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、ラウロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、クロロアセトキシ基、フルオロアセトキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基、3,3,3−トリフルオロプロピオニルオキシ基、ペンタフルオロプロピオニルオキシ基、シクロプロパノイルオキシ基、シクロブタノイルオキシ基、シクロヘキサノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
加えて、上記例示したアシルオキシ基のカルボニル基とアルキル基あるいはアリール基の間に酸素原子を挿入した構造に対応する炭酸ハーフエステル由来の炭酸エステル構造も挙げることができる。
Examples of the substituted or unsubstituted acyloxy group include a formyloxy group, a linear or cyclic aliphatic carboxylic acid and carbonic acid half ester which may contain a halogen atom having 2 or more carbon atoms, and an aromatic carboxylic acid having 4 or more carbon atoms. And acyloxy groups derived from carboxylic acids and carbonic acid half esters.
Specifically, for example, formyloxy group, acetoxy group, propionyloxy group, butyryloxy group, isobutyryloxy group, pivaloyloxy group, pentanoyloxy group, hexanoyloxy group, lauroyloxy group, stearoyloxy group, chloroacetoxy group , Fluoroacetoxy group, trifluoroacetyloxy group, 3,3,3-trifluoropropionyloxy group, pentafluoropropionyloxy group, cyclopropanoyloxy group, cyclobutanoyloxy group, cyclohexanoyloxy group, benzoyloxy group , P-methoxyphenylcarbonyloxy group, pentafluorobenzoyloxy group and the like.
In addition, a carbonic acid ester structure derived from a carbonic acid half ester corresponding to a structure in which an oxygen atom is inserted between the carbonyl group and the alkyl group or aryl group of the acyloxy group exemplified above can also be mentioned.

また、本発明における置換基R乃至RおよびQ乃至Qで示される一価の有機基の例としては、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基[直鎖または分岐または環状の置換または無置換のアルキル基を表わす。これらは、アルキル基(好ましくは置換または無置換の炭素数1以上のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−ブチル基、i−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデカン基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、3,7−ジメチルオクチル基、2−エチルヘキシル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロオクチル基、トリフルオロドデシル基、トリフルオロオクタデシル基、2−シアノエチル基)、シクロアルキル基(好ましくは置換または無置換の炭素数3以上のアルキル基であり、例えばシクロペンチル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、ペンタフルオロシクロヘキシル基)が含まれる。以下に説明する置換基においても、アルキル基は上記概念のアルキル基を示す。] Examples of the monovalent organic group represented by the substituents R 1 to R 5 and Q 1 to Q 6 in the present invention include a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom). ), An alkyl group [represents a linear or branched or cyclic substituted or unsubstituted alkyl group. These are alkyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 or more carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, t-butyl group, s-butyl group, n-butyl group, i-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group Group, 3,7-dimethyloctyl group, 2-ethylhexyl group, trifluoromethyl group, trifluorooctyl group, trifluorododecyl group, trifluorooctadecyl group, 2-cyanoethyl group), cycloalkyl group (preferably substituted or non-substituted) Substituted alkyl group having 3 or more carbon atoms, such as cyclopentyl group, cyclobuty Group, a cyclohexyl group, pentafluoro cyclohexyl group) include. Also in the substituents described below, the alkyl group represents an alkyl group of the above concept. ]

アルケニル基[直鎖または分岐または環状の置換または無置換のアルケニル基を表わす。それらは、アルケニル基(好ましくは置換または無置換の炭素数2以上のアルケニル基であり、上記した炭素数2以上のアルキル基の任意の炭素−炭素単結合を1つ以上二重結合としたものがあげられる。例えばエテニル基(ビニル基)、プロペニル基(アリル基)、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−メチル−2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、2−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、4−ヘプテニル基、1−オクテニル基、2−オクテニル基、3−オクテニル基、4−オクテニル基、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテニル基)、シクロアルケニル基(上記した炭素数2以上のシクロアルキル基の任意の炭素−炭素単結合を1つ以上二重結合としたものがあげられる。例えば、1−シクロアリル基、1−シクロブテニル基、1−シクロペンテニル基、2−シクロペンテニル基、3−シクロペンテニル基、1−シクロヘキセニル基、2−シクロヘキセニル基、3−シクロヘキセニル基、1−シクロヘプテニル基、2−シクロヘプテニル基、3−シクロヘプテニル基、4−シクロヘプテニル基、3−フルオロ−1−シクロヘキセニル基等が挙げられる。なお、該アルケニル基はトランス(E)体及びシス(Z)体等の立体異性体が存在する場合は、その何れであってもよく、またそれらの任意の割合の混合物であってもよい)。]   Alkenyl group [represents a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkenyl group. They are alkenyl groups (preferably substituted or unsubstituted alkenyl groups having 2 or more carbon atoms, and any one of carbon-carbon single bonds of the above-described alkyl groups having 2 or more carbon atoms being one or more double bonds. For example, ethenyl group (vinyl group), propenyl group (allyl group), 1-butenyl group, 2-butenyl group, 2-methyl-2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3- Pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 3-hexenyl group, 1-heptenyl group, 2-heptenyl group, 3-heptenyl group, 4-heptenyl group, 1-octenyl group, 2-octenyl group, 3- Octenyl group, 4-octenyl group, 1,1,1-trifluoro-2-butenyl group), cycloalkenyl group (any carbon of the above-mentioned cycloalkyl group having 2 or more carbon atoms) For example, 1-cycloallyl group, 1-cyclobutenyl group, 1-cyclopentenyl group, 2-cyclopentenyl group, 3-cyclopentenyl group, 1-cyclo Examples include hexenyl group, 2-cyclohexenyl group, 3-cyclohexenyl group, 1-cycloheptenyl group, 2-cycloheptenyl group, 3-cycloheptenyl group, 4-cycloheptenyl group, 3-fluoro-1-cyclohexenyl group, and the like. In the case where a stereoisomer such as a trans (E) isomer and a cis (Z) isomer exists, the alkenyl group may be any of them, and may be a mixture of any ratio thereof. ]

アルキニル基(好ましくは置換または無置換の炭素数2以上のアルキニル基であり、上記した炭素数2以上のアルキル基の任意の炭素−炭素単結合を1つ以上三重結合としたものがあげられる。例えば、エチニル基、プロパギル基、トリメチルシリルエチニル基、トリイソプロピルシリルエチニル基が挙げられる。)   An alkynyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 or more carbon atoms, wherein one or more triple bonds are formed from any carbon-carbon single bond of the above-described alkyl group having 2 or more carbon atoms). Examples include ethynyl group, propargyl group, trimethylsilylethynyl group, and triisopropylsilylethynyl group.)

アリール基(好ましくは置換または無置換の炭素数6以上のアリール基であり、例えば、フェニル、o−トリル、m−トリル、p−トリル、p−クロロフェニル、p−フルオロフェニル、p−トリフルオロフェニル、ナフチル等が挙げられる。)   An aryl group (preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 or more carbon atoms, such as phenyl, o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, p-chlorophenyl, p-fluorophenyl, p-trifluorophenyl; And naphthyl.)

ヘテロアリール基(好ましくは5または6員の置換または無置換の、芳香族性もしくは非芳香族性のヘテロ環化合物であり、例えば、2−フリル、2−チエニル、3−チエニル、2−チエノチエニル、−2−ベンゾチエニル2−ピリミジル等が挙げられる。)   A heteroaryl group (preferably a 5- or 6-membered substituted or unsubstituted aromatic or non-aromatic heterocyclic compound such as 2-furyl, 2-thienyl, 3-thienyl, 2-thienothienyl, -2-benzothienyl 2-pyrimidyl and the like.

アルコキシル基およびチオアルコキシル基(好ましくは置換または無置換のアルコキシル基およびチオアルコキシル基であり、上記に例示したアルキル基およびアルケニル基およびアルキニル基の結合位に酸素原子あるいは硫黄原子を挿入してアルコキシ基あるいはチオアルコキシ基としたものが具体例として挙げられる。)   An alkoxyl group and a thioalkoxyl group (preferably a substituted or unsubstituted alkoxyl group and a thioalkoxyl group, and an alkoxy group by inserting an oxygen atom or a sulfur atom at the bonding position of the alkyl group, alkenyl group, and alkynyl group exemplified above) A specific example is a thioalkoxy group.)

アリールオキシ基およびチオアリールオキシ基[好ましくは置換または無置換のアリールオキシ基およびアリールチオオキシ基であり、上記に例示したアリール基の結合部位に酸素原子あるいは硫黄原子を挿入してアリールオキシ基あるいはチオアルコキシ基としたものが具体例として挙げられる。]   An aryloxy group and a thioaryloxy group [preferably a substituted or unsubstituted aryloxy group and an arylthiooxy group, wherein an oxygen atom or a sulfur atom is inserted into the binding site of the aryl group exemplified above, or an aryloxy group or Specific examples include thioalkoxy groups. ]

ヘテロアリールオキシ基およびヘテロチオアリールオキシ基(好ましくは置換または無置換のヘテロアリールオキシ基およびヘテロアリールチオオキシ基であり、上記に例示したヘテロアリール基の結合部位に酸素原子あるいは硫黄原子を挿入してヘテロアリールオキシ基あるいはヘテロアリールチオアリールオキシ基としたものが具体例として挙げられる)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、チオール基、
アミノ基[好ましくは、アミノ基、置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基)、アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ基、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ基)、アミノカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基)等が挙げられる)]が挙げられる。
A heteroaryloxy group and a heterothioaryloxy group (preferably a substituted or unsubstituted heteroaryloxy group and a heteroarylthiooxy group, wherein an oxygen atom or a sulfur atom is inserted into the binding site of the heteroaryl group exemplified above; Specific examples include heteroaryloxy groups or heteroarylthioaryloxy groups), cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups, carboxyl groups, thiol groups,
Amino group [preferably amino group, substituted or unsubstituted alkylamino group, substituted or unsubstituted anilino group such as amino group, methylamino group, dimethylamino group, anilino group, N-methyl-anilino group, diphenyl Amino group), acylamino group (preferably formylamino group, substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group, substituted or unsubstituted arylcarbonylamino group such as formylamino, acetylamino, pivaloylamino group, lauroylamino, benzoylamino Group, 3,4,5-tri-n-octyloxyphenylcarbonylamino group), aminocarbonylamino group (preferably a carbon-substituted or unsubstituted aminocarbonylamino group such as carbamoylamino group, N, N-dimethyl group) Aminocarboni Amino group, N, N-diethylamino carbonyl amino group include morpholino carbonyl amino group), etc.) and the like.

前記Q乃至Qで表わされる一価の有機基としては、前記R乃至Rと同様の範囲で表わすことが可能であるが、好ましくは置換基を有していてもよいアリール基またはヘテロアリール基であり、QとQで該環を形成していることがより好ましい。
とQが形成する環の形式の一例としては下記のような構造が挙げられる。
The monovalent organic group represented by Q 1 to Q 2 can be represented in the same range as R 1 to R 5 , but preferably an aryl group which may have a substituent or More preferably, it is a heteroaryl group, and Q 1 and Q 2 form the ring.
Examples of the ring form formed by Q 1 and Q 2 include the following structures.

Figure 0005733553
乃至Qについても同様の範囲を取ることが可能であるが、下記一般式(IV)、(V)に示されるようにQ乃至Qのうち一つ以上が前記アリール基またはヘテロアリール基であるか、またはQとQ、QとQ、QとQのうち一つ以上の組が前記アリール基またはヘテロアリール基からなる環を形成していることが好ましい。
Figure 0005733553
Q 3 to Q 6 can have the same range, but as shown in the following general formulas (IV) and (V), at least one of Q 3 to Q 6 is the aryl group or hetero group. It is preferably an aryl group, or at least one of Q 3 and Q 4 , Q 4 and Q 5 , Q 5 and Q 6 forms a ring composed of the aryl group or heteroaryl group .

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
前記Arは置換基を有していてもよいアリール基またはヘテロアリール基であるが、それらは具体的にはベンゼン環、チオフェン環、ピリジン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環が好ましく、より好ましくは、
(i)1つ以上の前記アリール基およびヘテロアリール基、または前記環同士が縮環された化合物、
(ii)(i)の環同士が共有結合を介して連結された化合物、
上記(i)および(ii)より形成される群から少なくとも一つ以上選択される組み合わせで選ばれるπ共役系化合物が好ましく、それらの芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環がそれぞれ有するπ電子が、縮環及び共有結合を介した連結による相互作用によって縮環または連結環全体に非局在化した構造であることが好ましい。
ここでの共有結合とは、炭素−炭素単結合、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合、オキシエーテル結合、チオエーテル結合、アミド結合、エステル結合などが挙げられるが、好ましくは前記単結合、二重結合、三重結合のいずれかである。
Figure 0005733553
Ar is an aryl group or heteroaryl group which may have a substituent, and specifically, they are a benzene ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a benzene ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a triazine. Ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, silole ring, more preferably,
(I) one or more aryl groups and heteroaryl groups, or a compound in which the rings are condensed;
(Ii) a compound in which the rings of (i) are linked via a covalent bond,
A π-conjugated compound selected from a combination selected from at least one selected from the group consisting of (i) and (ii) above is preferred, and the π-electron that each aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle has. Is preferably a structure that is delocalized in the condensed ring or the entire linking ring by the interaction by the connection via the condensed ring and the covalent bond.
Examples of the covalent bond here include a carbon-carbon single bond, a carbon-carbon double bond, a carbon-carbon triple bond, an oxyether bond, a thioether bond, an amide bond, and an ester bond. , Either a double bond or a triple bond.

縮環または共有結合で連結された芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環の数は2以上が好ましく、具体的には、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、クリセン、ピレン(下記一般式Ar3)、ペンタセン、チエノチオフェン(下記一般式Ar1)、チエノジチオフェン、トリフェニレン、ヘキサベンゾコロネン、ベンゾチオフェン(下記一般式Ar2)、ベンゾジチオフェン、[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン(BTBT、(下記一般式Ar4)、ジナフト[2,3−b:2’,3’−f][3,2−b]チエノチオフェン(DNTT)、ベンゾジチエノチオフェン(TTPTT、下記一般式Ar5)、ナフトジチエノチオフェン(TTNTT、Ar6、7)などの縮合多環化合物、ビフェニル、ターフェニル、クォーターフェニル、ビチオフェン、ターチオフェン、クォーターチオフェンなどのような芳香族炭化水素環および芳香族ヘテロ環のオリゴマー、フタロシアニン類、ポルフィリン類などが挙げられる。   The number of aromatic hydrocarbon rings or aromatic heterocycles linked by a condensed ring or a covalent bond is preferably 2 or more. Specifically, naphthalene, anthracene, tetracene, chrysene, pyrene (the following general formula Ar3), pentacene , Thienothiophene (following general formula Ar1), thienodithiophene, triphenylene, hexabenzocoronene, benzothiophene (following general formula Ar2), benzodithiophene, [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene ( BTBT, (the following general formula Ar4), dinaphtho [2,3-b: 2 ′, 3′-f] [3,2-b] thienothiophene (DNTT), benzodithienothiophene (TTPTT, the following general formula Ar5) , Condensed polycyclic compounds such as naphthodithienothiophene (TTNTTT, Ar6, 7), biphenyl, terfeny , Quarter phenyl, bithiophene, terthiophene, oligomers of aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocyclic rings such as quaterthiophene, phthalocyanines, and the like porphyrins.

Figure 0005733553
また、上記一般式中、nは1以上の整数であり、Arに対する溶解性置換基の置換数を表わす。一般式(IV)においては、Arに対して共有結合を介して結合している置換基の数を示す。また、一般式(V)においては、Arに対して溶解性置換基が縮環構造を取って結合している数を示す。
当然これらはいずれも、Ar上の置換あるいは縮環可能な原子の数に依存する。例えば、無置換のベンゼン環においては、最大で6つの置換位置で共有結合を介して結合が可能であり、最大6カ所で縮環可能である。しかしながら、Ar自体の分子の大きさ、溶解性に応じた置換数、分子の対称性、合成の容易さを考慮すると、下限としてnは2以上がより好ましい。
nがあまりに大きいと、溶解性置換基同士が立体的に混みいりすぎるため好ましくない上に脱離反応前後の体積収縮が大きくなることがあるため、上限としては、分子の対称性、合成の容易さ、溶解性に応じた充分な置換数を考慮すると4以下が好ましい。
Figure 0005733553
In the above general formula, n is an integer of 1 or more, and represents the number of substitutions of the soluble substituent with respect to Ar. In the general formula (IV), the number of substituents bonded to Ar via a covalent bond is shown. In the general formula (V), the number of soluble substituents bonded to Ar through a condensed ring structure is shown.
Of course, both of these depend on the number of atoms that can be substituted or condensed on Ar. For example, an unsubstituted benzene ring can be bonded via a covalent bond at a maximum of 6 substitution positions, and can be condensed at a maximum of 6 positions. However, considering the size of the molecule of Ar itself, the number of substitutions depending on the solubility, the symmetry of the molecule, and the ease of synthesis, n is more preferably 2 or more as the lower limit.
If n is too large, the soluble substituents are sterically mixed together, which is not preferable, and the volume shrinkage before and after the elimination reaction may increase, so the upper limit is molecular symmetry and ease of synthesis. In consideration of a sufficient number of substitutions depending on solubility, 4 or less is preferable.

前記アシルオキシ基(X,X)または(Y,Y)は下記一般式(VI)で表わされる構造を有することが好ましい。 The acyloxy group (X 1 , X 2 ) or (Y 1 , Y 2 ) preferably has a structure represented by the following general formula (VI).

Figure 0005733553
n=1の時は下記一般式(VI−1)のような構造となり、(X,X)または(Y,Y)は環を形成しておらず、それぞれ独立している。
Figure 0005733553
When n = 1, the structure is represented by the following general formula (VI-1), and (X 1 , X 2 ) or (Y 1 , Y 2 ) do not form a ring and are independent of each other.

Figure 0005733553
n=2の時は下記一般式(VI−2)のような構造となり、(X,X)または(Y,Y)の位置で置換され、環を形成している。
Figure 0005733553
When n = 2, the structure is represented by the following general formula (VI-2), which is substituted at the position of (X 1 , X 2 ) or (Y 1 , Y 2 ) to form a ring.

Figure 0005733553
前記Rの範囲は前述のとおりであるが、その中においても水素原子(一般式(V)でn=2のときは除く)、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルケニル基、置換または無置換のアルキニル基、置換または無置換のアルコキシル基、置換または無置換のチオアルキル基、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のヘテロアリール基、シアノ基が特に好ましく、より好ましくは水素原子(一般式(V)でn=2のときは除く)、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシル基、置換または無置換のチオアルキル基である。最も好ましくは、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシル基のときである。
Figure 0005733553
The range of R 5 is as described above, and among them, a hydrogen atom (except when n = 2 in formula (V)), a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group A substituted or unsubstituted alkynyl group, a substituted or unsubstituted alkoxyl group, a substituted or unsubstituted thioalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, and a cyano group are particularly preferred and more preferred. Is a hydrogen atom (except when n = 2 in formula (V)), a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxyl group, or a substituted or unsubstituted thioalkyl group. Most preferably, it is a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted alkoxyl group.

脱離成分X−YおよびX−Yとしてはハロゲン原子の他に、前記アシルオキシ基を構成する置換基の−O−結合部位を切断し末端に水素を置換した対応するカルボン酸および炭酸ハーフエステルが挙げられる(例えば、ギ酸、酢酸、ピルビン酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、モノクロロ酢酸、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、2,2−ジフルオロプロピオン酸、トリフルオロ酢酸、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸、ペンタフルオロプロピオン酸、シクロプロパン酸、シクロブタン酸、シクロヘキサン酸、安息香酸、p−メトキシ安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、メチルハイドロゲンカーボネート、エチルハイドロゲンカーボネート、イソプロピルハイドロゲンカーボネート、ヘキシルハイドロゲンカーボネートなどが挙げられる。これら炭酸ハーフエステル類は通常不安定であるため、対応するアルコール(例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ヘキサノール)と二酸化炭素まで分解されることがある。) As the leaving components X 1 -Y 1 and X 2 -Y 2 , in addition to the halogen atom, the corresponding carboxylic acid obtained by cleaving the —O— bonding site of the substituent constituting the acyloxy group and replacing the terminal with hydrogen (For example, formic acid, acetic acid, pyruvic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, caproic acid, lauric acid, stearic acid, monochloroacetic acid, monofluoroacetic acid, difluoroacetic acid, 2,2-difluoropropionic acid, trifluoroacetic acid, 3,3,3-trifluoropropionic acid, pentafluoropropionic acid, cyclopropanoic acid, cyclobutanoic acid, cyclohexane acid, benzoic acid, p-methoxybenzoic acid, pentafluorobenzoic acid Acid, methyl hydrogen carbonate, ethyl hydrogen carbonate, isopropyl And hydrogen carbonate, hexyl hydrogen carbonate, etc. Since these carbonic acid half esters are usually unstable, they can be decomposed to the corresponding alcohol (eg, methanol, ethanol, 2-propanol, hexanol) and carbon dioxide. is there.)

上記一般式(V)における置換基Rには特に制限はないが、溶媒可溶性や成膜製という観点からは、置換基としてある程度分子間相互作用を減少し、溶媒との親和性を高めるようなものであることが有利になってくるが、置換基の脱離前後における体積変化があまりに著しいと脱離反応における薄膜の均一性に問題が生じることが懸念されるため、適度な溶解性を維持しつつできるだけ小さい置換基である方が好ましい。また、未だ定かではないが、Rはカルボニル酸素の負の分極の度合いが大きくなるような電子吸引性の置換基(たとえばハロゲンを有するアルキル基や、シアノ基を有する基)であることが脱離反応の効率化という点好ましいと考えられる。 The substituent R 5 in the general formula (V) is not particularly limited, but from the viewpoint of solvent solubility and film formation, the intermolecular interaction as a substituent is reduced to some extent and the affinity with the solvent is increased. However, if the volume change before and after the elimination of the substituent is too great, there is a concern that the thin film may have a problem in the uniformity of the elimination reaction. It is preferable that the substituent is as small as possible while maintaining. Further, although not yet known, R 5 is an electron-withdrawing substituent (for example, an alkyl group having a halogen or a group having a cyano group) that increases the degree of negative polarization of carbonyl oxygen. It is considered preferable in terms of increasing the efficiency of the separation reaction.

本発明の置換基脱離化合物は、上述のとおり脱離性の溶媒可溶性置換基を有し、これにより溶媒可溶化することが特徴である。
本発明において、「溶媒可溶性」とは、溶媒に対して、溶剤を加熱還流した後に室温まで冷却した状態で0.05wt%以上の溶解度を有することをいう。好ましくは0.1wt%以上であり、より好ましくは0.5wt%であり、最も好ましくは1.0wt%以上である。
また、置換基AおよびBの組み合わせによっては、π共役化合物A−(C)nの溶媒に対する溶解性が変わってくる。
ここで、「溶媒不溶化」とは、前記溶媒可溶性の状態よりも1桁以上溶解度を低下させることをいう。具体的には、溶媒に対して、溶剤を加熱還流した後に室温まで冷却した状態で、0.05wt%以上の溶解度(溶媒可溶性)から0.005wt質量%以下に溶解度を低下させることが好ましく、0.1wt%以上の溶解度(溶媒可溶性)から0.01wt%以下に溶解度を低下させることがより好ましく、0.5wt%以上の溶解度(溶媒可溶性)から0.05wt%未満に溶解度を低下させることが特に好ましい、さらに最も好ましくは1.0wt%以上の溶解度から0.1wt%未満に低下させることが好ましい。そして、「溶媒不溶性」とは、溶媒に対して、溶剤を加熱還流した後に室温まで冷却した状態で0.01wt%未満の溶解度を有することをいい、0.005wt%以下であることが好ましく、0.001wt%以下であることがより好ましい。
As described above, the substituent-eliminating compound of the present invention has a releasable solvent-soluble substituent, and is characterized by being solubilized in the solvent.
In the present invention, “solvent soluble” means that the solvent has a solubility of 0.05 wt% or more in a state where the solvent is heated to reflux and then cooled to room temperature. Preferably it is 0.1 wt% or more, More preferably, it is 0.5 wt%, Most preferably, it is 1.0 wt% or more.
Further, depending on the combination of the substituents A and B, the solubility of the π-conjugated compound A- (C) n in the solvent varies.
Here, “solvent insolubilization” refers to lowering the solubility by one digit or more than the solvent-soluble state. Specifically, with respect to the solvent, in a state where the solvent is heated to reflux and then cooled to room temperature, it is preferable to lower the solubility from 0.05 wt% or more (solvent solubility) to 0.005 wt% or less, More preferably, the solubility is decreased from 0.1 wt% or more (solvent solubility) to 0.01 wt% or less, and the solubility is decreased from 0.5 wt% or more (solvent solubility) to less than 0.05 wt%. Is more preferable, and most preferably, the solubility is decreased from 1.0 wt% or more to less than 0.1 wt%. And “solvent insoluble” means that the solvent has a solubility of less than 0.01 wt% in a state where the solvent is heated to reflux and then cooled to room temperature, preferably 0.005 wt% or less. More preferably, it is 0.001 wt% or less.

上記「溶媒可溶性」及び「溶媒不溶性」の程度を規定するときの溶媒の種類は特に限定されず、実際に用いる溶媒及び温度により定めてもよいが、例えばTHFやトルエンあるいはクロロホルム、メタノールに対する溶解度(25℃)として特定することができる。
ただし、本発明に用いられる溶媒がこれによって限定されるものではない。
脱離反応による変換の前後で溶解性が大きく変化することで、続けて異なる膜を積層する際においてもその際に用いる溶媒に侵されにくくなるため、有機薄膜トランジスタ、有機EL、有機太陽電池などのような有機電子デバイスの製造工程において有用である。
The type of the solvent used when defining the degree of “solvent soluble” and “solvent insoluble” is not particularly limited, and may be determined depending on the actual solvent and temperature used. 25 ° C.).
However, the solvent used in the present invention is not limited thereto.
Since the solubility greatly changes before and after the conversion by the elimination reaction, it becomes difficult to be affected by the solvent used at the time of stacking different films, so that organic thin film transistors, organic EL, organic solar cells, etc. It is useful in the manufacturing process of such an organic electronic device.

本発明の置換基脱離化合物の具体的な構造として下記の化合物群を例示するが、本発明における置換基脱離化合物はこれらに限定されるものではない。また、溶媒可溶性置換基にはアシルオキシ基の立体配置の異なる立体異性体が複数存在することが容易に推察でき、下記化合物はそれらの混合物であることも推察される。   The following compound groups are exemplified as specific structures of the substituent-eliminating compound of the present invention, but the substituent-eliminating compound in the present invention is not limited to these. Moreover, it can be easily inferred that a plurality of stereoisomers having different steric configurations of acyloxy groups exist in the solvent-soluble substituent, and it is also inferred that the following compounds are a mixture thereof.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
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Figure 0005733553
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前記置換基脱離化合物に熱などのエネルギーを印加することにより、後述の脱離反応を起こし、特定の置換基を脱離することで、特定化合物を得ることができる。
以下に、前記具体例に示した置換基脱離化合物から製造される特定化合物を以下に例示するが、本発明における特定化合物はこれらに限定されるものではない。
By applying energy such as heat to the substituent-eliminating compound, a later-described elimination reaction is caused and a specific substituent can be eliminated to obtain the specific compound.
Hereinafter, specific compounds produced from the substituent-elimination compounds shown in the specific examples will be exemplified below, but the specific compounds in the present invention are not limited thereto.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
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[2.置換基脱離化合物の脱離反応による特定化合物の製造方法]
前記脱離反応について詳細に説明する。
下記一般式(I)に示すシクロヘキセン環構造を有する化合物から一般式(IIa)および(IIb)で示される脱離成分を脱離し、一般式(II)に示す構造の特定化合物へと変換する。
[2. Method for producing specific compound by elimination reaction of substituent-elimination compound]
The elimination reaction will be described in detail.
A leaving component represented by general formulas (IIa) and (IIb) is eliminated from a compound having a cyclohexene ring structure represented by the following general formula (I), and converted to a specific compound having a structure represented by general formula (II).

Figure 0005733553
一般式(I)で示される化合物には置換基の立体的な配置が異なる異性体が複数存在するが、いずれも一般式(II)で示される特定化合物へと変換され、脱離成分は同一であることに変わりはない。しかし、中でもXとYおよびXとYがシクロヘキサン環平面に対して同一の側にある状態すなわちcis構造を取っていることが、脱離反応の効率、変換温度、反応収率の観点からより好ましい。
Figure 0005733553
The compound represented by the general formula (I) has a plurality of isomers having different steric arrangements of substituents, all of which are converted into the specific compound represented by the general formula (II), and the elimination components are the same. It remains the same. However, in particular, X 1 and Y 1 and X 2 and Y 2 are in the same side with respect to the cyclohexane ring plane, that is, taking a cis structure, the efficiency of the elimination reaction, the conversion temperature, and the reaction yield. More preferable from the viewpoint.

化合物(I)から脱離する基である(X,X)、(Y,Y)は脱離性基と定義され、X−YおよびX−Yは脱離成分と定義される。脱離成分は固体、液体、気体の3態を取りえるが、系外への除去を考えると、脱離成分が液体または気体であることが好ましく、特に好ましくは常温で気体であることまたは、脱離反応を行なう温度において気体となることである。
前記沸点としては大気圧(1013hPa)において、500℃以下であることが好ましく、系外への除去の容易さと生成するπ共役化合物の分解・昇華温度を考えると、400℃以下であることがより好ましく、特に好ましくは300℃以下である。
以下に(X,X)が同一のアシルオキシ基、(Y,Y)およびR乃至Rが水素原子、Rが置換又は無置換のアルキル基および置換または無置換のアルコキシ基である場合を一例として下記に示すが、本発明の置換基脱離化合物は必ずしもこれらに制限されるものではない。
(X 1 , X 2 ) and (Y 1 , Y 2 ) which are groups leaving from the compound (I) are defined as leaving groups, and X 1 -Y 1 and X 2 -Y 2 are leaving components. Is defined. The desorbing component can take the three states of solid, liquid, and gas, but considering the removal to the outside of the system, the desorbing component is preferably liquid or gas, particularly preferably at room temperature or It becomes a gas at the temperature at which the elimination reaction is carried out.
The boiling point is preferably 500 ° C. or less at atmospheric pressure (1013 hPa). Considering the ease of removal outside the system and the decomposition / sublimation temperature of the π-conjugated compound produced, the boiling point is more preferably 400 ° C. or less. Preferably, it is 300 degrees C or less especially preferably.
In the following, (X 1 , X 2 ) is the same acyloxy group, (Y 1 , Y 2 ) and R 1 to R 4 are hydrogen atoms, R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted alkoxy group In the following, an example of the case is shown below, but the substituent-elimination compound of the present invention is not necessarily limited thereto.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

Figure 0005733553
上記の例の場合、一般式(VII)で示されるシクロヘキセン環構造から、脱離成分として一般式(IX)で示されるアルキル鎖を有するカルボン酸2分子が脱離し、一般式(VIII)で示されるベンゼン環を含む構造に変換される。また、Rが置換または無置換のアルコキシ基の場合は、炭酸ハーフエステル(IX)が不安定であるため、以下に示すようにアルコール(IX−1)と二酸化炭素(IX−2)にまで分解されることがある。上記一般式(VII)で示される化合物から脱離成分が脱離する機構について以下に概略を示す。
Figure 0005733553
In the case of the above example, from the cyclohexene ring structure represented by the general formula (VII), two molecules of the carboxylic acid having the alkyl chain represented by the general formula (IX) are eliminated as the elimination component, and are represented by the general formula (VIII). Converted to a structure containing a benzene ring. In addition, when R 6 is a substituted or unsubstituted alkoxy group, the carbonic acid half ester (IX) is unstable, so that the alcohol (IX-1) and carbon dioxide (IX-2) are used as shown below. May be decomposed. An outline of the mechanism by which the desorbing component is desorbed from the compound represented by the general formula (VII) is shown below.

Figure 0005733553
上記一般式(VII)に示すように、六員環状の遷移状態を取ることで、β−炭素上の水素原子がカルボニルの酸素原子上へと1,5−転位することで協奏的な脱離反応が起こり、カルボン酸が脱離し、シクロヘキセン環構造から一般式(VIII)に示されるようなベンゼン環構造へと変換される。複数の立体異性体が存在する場合においても、反応の速度は違えど、上記反応は進行する。
しかし、中でもアシルオキシ基と水素原子がシクロヘキサン環平面に対して同一の側にある状態すなわちcis構造を取っていることが、脱離反応の効率、変換温度、反応収率の観点からより好ましい
Figure 0005733553
As shown in the above general formula (VII), by taking a transition state of a six-membered ring, the hydrogen atom on the β-carbon undergoes 1,5-rearrangement onto the oxygen atom of the carbonyl, resulting in concerted elimination. A reaction occurs, the carboxylic acid is eliminated, and the cyclohexene ring structure is converted to a benzene ring structure as shown in the general formula (VIII). Even when there are a plurality of stereoisomers, the reaction proceeds at a different speed.
However, it is more preferable in view of the efficiency of the elimination reaction, the conversion temperature, and the reaction yield that the acyloxy group and the hydrogen atom are in the same side with respect to the cyclohexane ring plane, that is, has a cis structure.

β炭素上の水素原子の引き抜き、転移が反応の第一段階であるため、酸素原子の負の分極の度合いが強いほど反応は起こりやすい。その度合いは例えば側のアルキル鎖によっても変わってくるし、酸素原子を同じく第16族の元素であるセレン、テルル、ポロニウムなどのカルコゲン原子などに変えることによっても変化する。   Since the extraction and transfer of hydrogen atoms on the β carbon is the first stage of the reaction, the stronger the degree of negative polarization of oxygen atoms, the more likely the reaction will occur. The degree varies depending on, for example, the alkyl chain on the side, and also varies by changing the oxygen atom to a chalcogen atom such as selenium, tellurium or polonium, which is also a group 16 element.

この脱離反応を行なうために印加するエネルギーとしては、熱、光、電磁波が挙げられるが、反応性および収率、後処理の観点から、熱エネルギーあるいは光エネルギーが好ましく、特に熱エネルギーが好ましい。また、熱および光を共に用いることも可能である。共に用いる場合、それらは同時であっても、前後して用いてもよい。また、酸または塩基の存在下で上記エネルギーを印加してもよい。   Examples of the energy applied to perform this elimination reaction include heat, light, and electromagnetic waves. From the viewpoints of reactivity, yield, and post-treatment, thermal energy or light energy is preferable, and thermal energy is particularly preferable. It is also possible to use both heat and light. When used together, they may be used simultaneously or before and after. Moreover, you may apply the said energy in presence of an acid or a base.

通常、上記脱離反応には、官能基の構造に依存するが、反応速度および反応率の観点から加熱が必要となることが多い。
脱離反応を行なうための加熱の方法には、支持体上で加熱する方法、オーブン内で加熱する方法、マイクロ波の照射による方法、レーザーを用いて光を熱に変換して加熱する方法、光熱変換層を用いる等種々の方法を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Usually, the above elimination reaction depends on the structure of the functional group, but heating is often required from the viewpoint of reaction rate and reaction rate.
The heating method for carrying out the elimination reaction includes a method of heating on a support, a method of heating in an oven, a method of irradiation with microwaves, a method of heating by converting light into heat using a laser, Although various methods, such as using a photothermal conversion layer, can be used, it is not limited to these.

脱離反応を行なうための加熱温度については、室温(およそ25℃)〜500℃の範囲を用いることが可能であり、下限温度は材料の熱安定性および脱離成分の沸点を考え、上限温度ではエネルギー効率や、未変換分子の存在率、変換後のπ電子共役化合物の分解等を考慮すると、40〜500℃の範囲が好ましく、さらに前駆体の合成の熱安定性および変換後のπ電子共役化合物の分解および昇華温度を考慮するとより好ましくは80℃〜400℃の範囲であり、特に好ましくは80℃〜300℃である。
ここで、昇華温度とは、例えばTG−DTAにおいて初期重量から5%の重量、好ましくは3%以下、より好ましくは1.0%の重量減少が観測された温度と定義することが可能である。
上記加熱の時間については、高温であるほど反応時間は短く、低温であるほど脱離反応に必要な時間は長くなる。また、置換基脱離化合物の反応性、量にもよるが、通常0.5〜120分、好ましくは1〜60分、特に好ましくは1分〜30分である。
The heating temperature for carrying out the elimination reaction can be in the range of room temperature (approximately 25 ° C.) to 500 ° C., and the lower limit temperature is the upper limit temperature in consideration of the thermal stability of the material and the boiling point of the elimination component. In view of energy efficiency, abundance of unconverted molecules, decomposition of the π-electron conjugated compound after conversion, etc., the range of 40 to 500 ° C. is preferable. Furthermore, the thermal stability of the precursor synthesis and the π-electron after conversion In consideration of the decomposition of the conjugated compound and the sublimation temperature, it is more preferably in the range of 80 ° C to 400 ° C, particularly preferably in the range of 80 ° C to 300 ° C.
Here, the sublimation temperature can be defined as a temperature at which a weight loss of 5%, preferably 3% or less, more preferably 1.0%, is observed from the initial weight in TG-DTA, for example. .
Regarding the heating time, the higher the temperature, the shorter the reaction time, and the lower the temperature, the longer the time required for the elimination reaction. Further, although depending on the reactivity and amount of the substituent-eliminating compound, it is usually 0.5 to 120 minutes, preferably 1 to 60 minutes, and particularly preferably 1 minute to 30 minutes.

光を外部刺激として用いる場合は、赤外線ランプや、化合物が吸収する波長の光を照射すること(例えば405nm以下の波長に露光)等を利用してもよい。その際に半導体レーザーを用いてもよい。例えば、近赤外域のレーザー光(通常は780nm付近の波長のレーザー光)、可視レーザー光(通常は、630nm〜680nmの範囲の波長のレーザー光)、波長390〜440nmのレーザー光が挙げられる。特に好ましくは波長390〜440nmのレーザー光であり、440nm以下の範囲の発振波長を有する半導体レーザー光が好適に用いられる。中でも好ましい光源としては、390〜440(更に好ましくは390〜415nm)の範囲の発振波長を有する青紫色半導体レーザー光、中心発振波長850nmの赤外半導体レーザー光を光導波路素子を使って半分の波長にした中心発振波長425nmの青紫色SHGレーザー光を挙げることができる。   When light is used as an external stimulus, an infrared lamp, irradiation with light having a wavelength absorbed by the compound (for example, exposure to a wavelength of 405 nm or less), and the like may be used. At that time, a semiconductor laser may be used. For example, near-infrared laser light (usually laser light having a wavelength of around 780 nm), visible laser light (usually laser light having a wavelength in the range of 630 nm to 680 nm), and laser light having a wavelength of 390 to 440 nm can be mentioned. Laser light having a wavelength of 390 to 440 nm is particularly preferable, and semiconductor laser light having an oscillation wavelength in the range of 440 nm or less is preferably used. Among them, as a preferable light source, a blue-violet semiconductor laser light having an oscillation wavelength in the range of 390 to 440 (more preferably 390 to 415 nm) and an infrared semiconductor laser light having a central oscillation wavelength of 850 nm are half wavelength using an optical waveguide device. And blue-violet SHG laser light having a central oscillation wavelength of 425 nm.

上述の酸または塩基は脱離反応の触媒として働き、より低温での変換が可能となる。これらの使用方法は特に限定はされないが、置換基脱離化合物に対してそのまま添加してもよいし、任意の溶媒に溶解させ溶液にして添加してもよいし、気化させてその雰囲気中で加熱処理を行なってもよいし、光酸発生剤および光塩基発生剤等を添加し、光照射によって系内で酸および塩基を得てもよい。   The above acid or base acts as a catalyst for the elimination reaction, and conversion at a lower temperature is possible. The method of using these is not particularly limited, but it may be added as it is to the substituent-eliminating compound, or it may be dissolved in any solvent and added as a solution, or it is vaporized in the atmosphere. Heat treatment may be performed, or a photoacid generator, a photobase generator, or the like may be added, and an acid and a base may be obtained in the system by light irradiation.

上記、酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸、蟻酸、リン酸等、2−ブチルオクタン酸等を用いることができる。   Examples of the acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, 3,3,3-trifluoropropionic acid, formic acid, phosphoric acid, 2-butyloctanoic acid, and the like. it can.

光酸発生剤としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等のイオン性発生剤とイオン性光酸発生剤イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジスルホニルジアゾメタン、ニトロベンジルスルホネート等の非イオン性発生剤を挙げることができる。   Examples of the photoacid generator include ionic generators such as sulfonium salts and iodonium salts and nonionic generators such as ionic photoacid generator imide sulfonate, oxime sulfonate, disulfonyldiazomethane, and nitrobenzyl sulfonate. .

また塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩、トリエチルアミン、ピリジン等のアミン類、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン等のアミジン類などを用いることができる。   Examples of the base include hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, carbonates such as sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate, amines such as triethylamine and pyridine, diazabicycloundecene, diazabicyclononene. Amidines such as can be used.

光塩基発生剤としては、カルバマート類、アシルオキシム類、アンモニウム塩等を挙げることができる。
中でも揮発性の酸または塩基の雰囲気中に行なうのが、反応後の酸塩基の系外への除去の容易さを考えると好ましい。
Examples of the photobase generator include carbamates, acyl oximes, ammonium salts and the like.
Of these, it is preferable to carry out the reaction in an atmosphere of a volatile acid or base in view of the ease of removing the acid-base after the reaction.

脱離反応を行なう際の雰囲気については、上記触媒の有無に関わらず大気下においても行なうことが可能であるが、酸化等の副反応および水分の影響を除くため、加えて脱離した成分の系外への排除を促すために、不活性ガス雰囲気下また減圧下で行なうことが望ましい。上記脱離性基としては、上記例示したカルボン酸エステル以外に、ハロゲン原子、炭酸エステル、キサントゲン酸エステル、スルホン酸エステル、リン酸エステルに代表されるエステル類およびβ水素を有するアミンオキシドおよびスルホキシドおよびセレノキシド等も挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。   The atmosphere for the desorption reaction can be carried out in the air with or without the above catalyst. However, in order to eliminate side effects such as oxidation and the influence of moisture, In order to promote exclusion outside the system, it is desirable to carry out in an inert gas atmosphere or under reduced pressure. Examples of the leaving group include, in addition to the carboxylic acid esters exemplified above, halogen atoms, carbonic acid esters, xanthogenic acid esters, sulfonic acid esters, esters represented by phosphoric acid esters, and amine oxides and sulfoxides having β hydrogen, and Although selenoxide etc. are mentioned, it is not limited to these in particular.

上記した脱離性基の形成方法については、後述のアルコールとカルボン酸クロライドもしくはカルボン酸無水物を反応させるまたはハロゲン原子とカルボン酸銀もしくはカルボン酸−4級アンモニウム塩の交換反応によってカルボン酸エステルを得る方法以外にも、ホスゲンとアルコールを反応させるまたは、アルコールとクロロギ酸アルキルなどの炭酸ハーフエステル類とを反応させることにより、炭酸エステルを得る方法、アルコールに二硫化炭素を加えた後、ヨウ化アルキルを反応させキサントゲン酸エステルを得る方法、三級アミンと過酸化水素あるいはカルボン酸を反応させアミンオキシドを得る方法、アルコールにオルトセレノシアノニトロベンゼンを反応させセレノキシドを得る方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Regarding the method for forming the above-mentioned leaving group, the carboxylic acid ester is converted by reacting an alcohol described later with a carboxylic acid chloride or carboxylic acid anhydride, or by exchange reaction between a halogen atom and a carboxylic acid silver or carboxylic acid-quaternary ammonium salt. In addition to the method of obtaining carbonic acid ester by reacting phosgene with alcohol or by reacting alcohol with carbonic acid half ester such as alkyl chloroformate, after adding carbon disulfide to alcohol, iodination Examples include a method of obtaining xanthate by reacting alkyl, a method of obtaining amine oxide by reacting tertiary amine with hydrogen peroxide or carboxylic acid, and a method of obtaining selenoxide by reacting orthoselenocyanonitrobenzene with alcohol. Limited to Not to.

[3.置換基脱離化合物の製造方法]
本発明の置換基脱離化合物は、シクロヘキセン骨格とアシルオキシ基を有していることが特徴である(この構造部位は溶解性置換基という)が、この部分が剛直ではなくまた立体的に嵩高いため、結晶性が悪くこの構造を有する分子は溶解性が良好でかつ、溶液から塗布した際に、結晶性の低い、あるいは無定形の膜が得られやすい性質を有することが多い。
次に、溶解性置換基のシクロヘキセン骨格におけるハロゲン基およびアシルオキシ基の形成方法について詳細に述べる。
[3. Method for producing substituent-leaving compound]
The substituent-eliminating compound of the present invention is characterized by having a cyclohexene skeleton and an acyloxy group (this structural part is called a soluble substituent), but this part is not rigid and sterically bulky. For this reason, molecules having poor crystallinity and having this structure often have good solubility and have a property of easily obtaining a film having low crystallinity or an amorphous film when applied from a solution.
Next, a method for forming a halogen group and an acyloxy group in the cyclohexene skeleton of the soluble substituent will be described in detail.

下記一般式(X)に示すようなシクロヘキセン骨格を有する化合物から誘導が可能であり、これは従来公知の方法で製造し原料として用いることが可能であるが、本発明の脱離反応の形式から考えると1、4位または2、3位にそれぞれ一つ以上の水素原子を有していることが好ましい。   It can be derived from a compound having a cyclohexene skeleton as shown in the following general formula (X), which can be produced by a conventionally known method and used as a raw material, but from the form of the elimination reaction of the present invention. In view of this, it is preferable to have one or more hydrogen atoms at positions 1, 4 or 2, 3 respectively.

Figure 0005733553
(式中R−Rは前記したものと同一の範囲である。)
Figure 0005733553
(Wherein R 1 to R 4 are in the same range as described above.)

続けて、一般式(XI)に示すように、臭素化剤を用いて1、4位または2、3位を選択的にハロゲン化するが、後の工程の反応性からヨウ素原子、臭素原子、塩素原子が好ましく、特に好ましくは臭素原子である。臭素化剤としては、N−ブロモスクシンイミド、N−ヨードスクシンイミド、N−クロロスクシンイミドなどが挙げられ、これらとアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイルなどのラジカル開始剤を共存して行なうことが好ましい。
溶媒は必ずしも必要ではないが、種々の有機溶媒を用いることができ、特にベンゼン、四塩化炭素などが好適である。
反応温度は室温から溶媒の還流温度までを好適に用いることができる。ここで得られたハロゲン体も置換基脱離化合物として用いることができる。
Subsequently, as shown in the general formula (XI), the 1, 4-position or the 2, 3-position is selectively halogenated using a brominating agent, but iodine, bromine, A chlorine atom is preferable, and a bromine atom is particularly preferable. Examples of the brominating agent include N-bromosuccinimide, N-iodosuccinimide, N-chlorosuccinimide, and the like, and it is preferable to perform these in the presence of a radical initiator such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide. .
A solvent is not necessarily required, but various organic solvents can be used, and benzene, carbon tetrachloride and the like are particularly preferable.
The reaction temperature can be suitably used from room temperature to the reflux temperature of the solvent. The halogen compound obtained here can also be used as a substituent elimination compound.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

続けて、一般式(XII)に示すように、上記反応で得られたジハロゲン体に、2等量のカルボン酸銀またはカルボン酸四級アンモニウム塩を作用させることで、1、4位または2、3位がアシルオキシ化された目的物を得ることができる。
また、異なるカルボン酸銀またはカルボン酸四級アンモニウム塩をそれぞれ交互に1等量ずつ作用させることで非対称の化合物も得ることができる。
しかしながら、前記脱離反応における反応速度が大きく異なる可能性もあるため、用いるカルボン酸は同一であることが好ましい。
また、反応条件や用いるカルボン酸の構造によっては、複数の立体異性体が生成する可能性がある。具体的にはシクロヘキセン環と結合したアシルオキシ基の立体配置により、ラセミ混合物と、メソ体が任意の割合で得られることがある。1、4位と2、3位のアシルオキシ基および水素原子の立体構造によっては、脱離反応が著しく遅くなる場合がある。そのため、できるだけ反応が進行しやすい構造が好ましい。すなわち、1位および2位又は、3位および4位の置換基の位置関係がシクロヘキセン平面の同じ面にあるシス型となることが好ましい。一方、トランス型でも反応は進行するがきわめて遅いため有用性は低くなる。
これらは再結晶あるいは光学活性な固定層を用いたクロマトグラフィー等で分離することができる。カルボン酸銀塩としては、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸銀などが挙げられ、カルボン酸4級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウム5水和物と前述のカルボン酸(例えば酢酸、酪酸、吉草酸、プロピオン酸、ピバル酸、カプロン酸、ステアリン酸、トリフルオロ酢酸、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸)との塩が挙げられる。溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジチメルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトン、トルエンなど種々の有機溶媒を用いることができるが、反応速度の観点や副反応を防ぐために、溶媒は脱水されたものを用いることが好ましい。
反応温度は室温から溶媒還流温度までを用いることが可能ではあるが、脱離反応などの副反応を防ぐためにもできるだけ50℃以下が好ましく、最も好ましくは室温(25℃)以下で行なうことである。
Subsequently, as shown in the general formula (XII), 2 equivalents of silver carboxylate or carboxylic acid quaternary ammonium salt are allowed to act on the dihalogen obtained in the above reaction to obtain the 1, 4-position or 2, A target product in which the 3-position is acyloxylated can be obtained.
In addition, an asymmetric compound can also be obtained by alternately applying 1 equivalent of different carboxylic acid silver salts or carboxylic acid quaternary ammonium salts.
However, since the reaction rates in the elimination reaction may be greatly different, the carboxylic acids used are preferably the same.
Depending on the reaction conditions and the structure of the carboxylic acid used, a plurality of stereoisomers may be produced. Specifically, the racemic mixture and the meso form may be obtained in an arbitrary ratio depending on the configuration of the acyloxy group bonded to the cyclohexene ring. Depending on the steric structure of the acyloxy groups at the 1st, 4th, 2nd and 3rd positions and the hydrogen atom, the elimination reaction may be significantly slowed down. Therefore, a structure in which the reaction proceeds as easily as possible is preferable. That is, it is preferable to be a cis type in which the positional relationship between the 1-position and 2-position or 3-position and 4-position substituents is on the same plane of the cyclohexene plane. On the other hand, the reaction proceeds even in the trans form, but its usefulness is low because it is very slow.
These can be separated by recrystallization or chromatography using an optically active fixed layer. Examples of the carboxylic acid silver salt include silver acetate, silver trifluoroacetate, silver 3,3,3-trifluoropropionate, and the carboxylic acid quaternary ammonium salt includes tetramethylammonium pentahydrate and the above-mentioned. And salts with carboxylic acids (for example, acetic acid, butyric acid, valeric acid, propionic acid, pivalic acid, caproic acid, stearic acid, trifluoroacetic acid, 3,3,3-trifluoropropionic acid). As the solvent, various organic solvents such as dimethylformamide, dithymer sulfoxide, tetrahydrofuran, acetone, and toluene can be used, but in order to prevent reaction rate and side reactions, it is preferable to use a dehydrated solvent. .
Although it is possible to use the reaction temperature from room temperature to the solvent reflux temperature, in order to prevent side reactions such as elimination reaction, it is preferably 50 ° C. or less, and most preferably at room temperature (25 ° C.) or less. .

Figure 0005733553
(式中、Acyはアシル基を示す。式中R〜Rは前記したものと同一の範囲である。)
Figure 0005733553
(In the formula, Acy represents an acyl group. In the formula, R 1 to R 4 are in the same range as described above.)

また、炭酸エステル構造を合成するには、原料の関係上、クロロギ酸アルキル等を用いるのが簡便である。その場合、下記一般式(XV)で示されるように上記アシルオキシ化合物を塩基等で加水分解したジオールへと変換することが好ましい。ここで用いるアシル基は加水分解されやすい酢酸エステルやプロピオン酸エステルなどが好ましい。   Moreover, in order to synthesize a carbonate structure, it is convenient to use alkyl chloroformate or the like because of the raw materials. In that case, it is preferable to convert the acyloxy compound into a diol hydrolyzed with a base or the like as represented by the following general formula (XV). The acyl group used here is preferably an acetic acid ester or propionic acid ester which is easily hydrolyzed.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

上記、溶媒としては、アルコールやアセトン、ジメチルホルムアミド等が好ましい。塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、炭酸カリウム、水素化ナトリウム、ナトリウムメトキシドなどの強塩基を用いることが好ましい。反応温度は、副反応を防ぐために、0℃から室温程度が好ましい。   As the solvent, alcohol, acetone, dimethylformamide and the like are preferable. As the base, it is preferable to use a strong base such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium hydride, sodium methoxide. The reaction temperature is preferably about 0 ° C. to room temperature in order to prevent side reactions.

続けて、下記一般式(XVI)に示すように水酸基をアシル化する。   Subsequently, the hydroxyl group is acylated as shown in the following general formula (XVI).

Figure 0005733553
Figure 0005733553

上記溶媒としては、クロロギ酸アルキルと反応しないもので、基質をよく溶かすものであれば特に限定されないが、例えばテトラヒドロフラン、ピリジン、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエンなどが挙げられ、十分に脱水されたものが好ましい。
また、反応の際に発生する塩化水素を補足するために塩基は添加することが好ましい。
塩基としては、ピリジン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N−ジメチルアミノピリジンなどが挙げられる。これらを溶媒として用いることも可能であり、複数組み合わせて用いても良い。第一選択としては、ピリジンまたはトリエチルアミンと、N,N−ジメチルアミノピリジンの組み合わせが好ましい。
クロロギ酸アルキルとしては、クロロギ酸メチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸プロピル、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチルなどが挙げられる。
反応温度は、0℃〜室温程度が反応性、選択性の点で好ましい。
このようにして、炭酸エステル構造を形成することができる。
The solvent is not particularly limited as long as it does not react with alkyl chloroformate and dissolves the substrate well, and examples thereof include tetrahydrofuran, pyridine, dichloromethane, chloroform, toluene, and those that are sufficiently dehydrated are preferred. .
Further, it is preferable to add a base to supplement hydrogen chloride generated during the reaction.
Examples of the base include pyridine, triethylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, N, N-dimethylaminopyridine and the like. These can also be used as a solvent, and may be used in combination. As the first selection, a combination of pyridine or triethylamine and N, N-dimethylaminopyridine is preferable.
Examples of the alkyl chloroformate include methyl chloroformate, ethyl chloroformate, propyl chloroformate, isopropyl chloroformate, and isobutyl chloroformate.
The reaction temperature is preferably about 0 ° C. to room temperature in terms of reactivity and selectivity.
In this way, a carbonate structure can be formed.

こうして得られた溶解性置換基は種々の従来公知の方法で縮環させることで、置換基脱離化合物を合成することができる。これを有機半導体前駆体化合物として用いる場合、例えばヘテロアセン類の場合は、J.Am.Chem.Soc.2007,129,pp2224−2225等に記載の方法に準じて下記のようなスキームで行なうことができる。   The soluble substituent thus obtained can be condensed by various conventionally known methods to synthesize a substituent-eliminating compound. When this is used as an organic semiconductor precursor compound, for example, in the case of heteroacenes, J. Org. Am. Chem. Soc. In accordance with the method described in 2007, 129, pp2224-2225, etc., it can carry out by the following schemes.

原料の1,4−ジアシルオキシ−6−ヨード−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンは本発明の合成例に従って合成が可能である。
第一段階として、ヨウ素原子とグリニア試薬とのグリニア交換反応を行なう。極低温でかつヨウ素の反応性が高いため、選択的にグリニア交換反応が起こりグリニア試薬が得られる。
このグリニア試薬にジメチルホルムアミドやモルホリンなどのホルミル化剤を加えることでホルミル化を行なう。
第二段階はホルミル基のオルトリチオ化である。同時に加えるアミンとリチウムとホルミル基が錯体を形成するため、他の官能基を損なうことなく選択的にオルト位(テトラヒドロナフタレンの7位)がリチオ化される。これを同様にジメチルスルフィドを加えることで、SMe化される。
続けて、第三段階ではホルミル基同士のマクマリーカップリング反応を行なう。亜鉛、四塩化チタンの存在下で反応を行なう。これにより、ホルミル基同士がカップリングし、オレフィン構造が形成される。
最終段階では、ヨウ素による閉環反応を行なう。ヨウ素が二重結合部位に付加し、続けて、SMe基と反応し、MeIの形で脱離することにより、チオフェン環が二つ形成され、目的の縮環化合物を得ることができる。
The raw material 1,4-diacyloxy-6-iodo-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene can be synthesized according to the synthesis example of the present invention.
As a first step, a Grineer exchange reaction between iodine atoms and a Grineer reagent is performed. Because of the extremely low temperature and the high reactivity of iodine, a Grineer exchange reaction occurs selectively and a Grineer reagent is obtained.
Formylation is performed by adding a formylating agent such as dimethylformamide or morpholine to the Grineer reagent.
The second step is ortho trithiolation of the formyl group. Since the amine, lithium and formyl group added at the same time form a complex, the ortho position (7 position of tetrahydronaphthalene) is selectively lithiated without impairing other functional groups. This is similarly converted to SMe by adding dimethyl sulfide.
Subsequently, in the third stage, McMurry coupling reaction between formyl groups is performed. The reaction is carried out in the presence of zinc and titanium tetrachloride. Thereby, formyl groups couple with each other to form an olefin structure.
In the final stage, a ring closure reaction with iodine is performed. Iodine is added to the double bond site, subsequently reacts with the SMe group, and is eliminated in the form of MeI, whereby two thiophene rings are formed, and the desired condensed ring compound can be obtained.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

また、ペンタセンの場合は、J.Am.ChemSoc.,129,2007,pp.15752に記載の方法に準じて行なうことができ、フタロシアニン類の場合の環形成反応は、白井汪芳,小林長夫編・著「フタロシアニン−化学と機能−」(アイピーシー社,1997年刊)の第1〜62頁、廣橋亮,坂本恵一,奥村映子編「機能性色素としてのフタロシアニン」(アイピーシー社,2004年刊)の第29〜77頁に準じて同様に行なうことが可能であり、ポルフィリン類の場合は、特開2009−105336号公報等に記載の方法に準じて行なうことが可能である。   In the case of pentacene, J.A. Am. ChemSoc. , 129, 2007, pp. The ring formation reaction in the case of phthalocyanines can be carried out according to the method described in “Chemical and Functional Phthalocyanine -Chemistry and Function” (edited by IPC, 1997). 1 to 62, Ryo Takahashi, Keiichi Sakamoto, and Eiko Okumura, “Phthalocyanine as a functional dye” (IPC, published in 2004), pages 29 to 77 can be used in the same manner. Porphyrins In this case, it can be performed according to the method described in JP-A-2009-105336.

また、本発明の置換基化合物において、溶媒可溶性置換基(下記一般式中のB)の他の骨格との共有結合による連結方法としては、Suzukiカップリング反応による方法、Stilleカップリング反応による方法、Kumadaカップリング反応、Negishiカップリング反応による方法、Hiyamaカップリング反応による方法、Sonogashira反応による方法、Heck反応による方法、Wittig反応による方法、などに代表される種々のカップリング反応を用いて行なう、公知の方法が例示される。
これらのうち、Suzukiカップリング反応またはStilleカップリング反応を用いる方法が、中間体の誘導体化が容易であるのと、反応性、収率の観点から特に好ましい。炭素−炭素二重結合の形成に置いては、上記に加えHeck反応による方法、Wittig反応なども好ましい。炭素−炭素三重結合の形成においては、上記に加え、Sonogashira反応が特に好ましい。
以下に、炭素−炭素結合をSuzukiカップリング反応およびStilleカップリング反応によって連結する例を以下に挙げる。
下記一般式(XIII)、(XIV)で表わされるハロゲン体およびトリフルオロトリフラート体またはボロン酸誘導体および有機スズ誘導体の組み合わせで反応を行なう。ただし、一般式(XV)、(XVI)で示される化合物がともにハロゲン体およびトリフラート体またはボロン酸誘導体および有機スズ誘導体である場合はカップリング反応が起こらないため除外する。
そして、上記混合物にさらにSuzukiカップリング反応の場合においてのみ塩基を追加し、パラジウム触媒の存在下で、反応させることにより製造される。
Moreover, in the substituent compound of the present invention, as a linking method by covalent bond with another skeleton of a solvent-soluble substituent (B in the following general formula), a method by Suzuki coupling reaction, a method by Stille coupling reaction, Performed by using various coupling reactions represented by Kumada coupling reaction, Negishi coupling reaction method, Hiyama coupling reaction method, Sonogashira reaction method, Heck reaction method, Wittig reaction method, etc. The method is exemplified.
Among these, a method using a Suzuki coupling reaction or a Stille coupling reaction is particularly preferable from the viewpoint of reactivity and yield that the derivatization of the intermediate is easy. In addition to the above, in the formation of the carbon-carbon double bond, a method by Heck reaction, Wittig reaction, and the like are preferable. In the formation of a carbon-carbon triple bond, in addition to the above, the Sonogashira reaction is particularly preferable.
Below, the example which connects a carbon-carbon bond by a Suzuki coupling reaction and a Stille coupling reaction is given to the following.
The reaction is carried out with a combination of a halogen compound and a trifluorotriflate compound represented by the following general formulas (XIII) and (XIV) or a boronic acid derivative and an organotin derivative. However, in the case where both the compounds represented by the general formulas (XV) and (XVI) are a halogen compound, a triflate compound, a boronic acid derivative, and an organotin derivative, a coupling reaction does not occur, and thus it is excluded.
And it is manufactured by adding a base to the said mixture only in the case of Suzuki coupling reaction, and making it react in presence of a palladium catalyst.

Figure 0005733553
(上記式(XIII)中、Arは前述のアリール基またはヘテロアリール基であり、Aはハロゲン原子(塩素原子、臭素原子あるいはヨウ素原子を表わす)、トリフラート(トリフルオロメタンスルホニル)基または、ボロン酸またはそのエステルもしくは有機スズ官能基を示す。lは1以上の整数である。)
Figure 0005733553
(In the above formula (XIII), Ar is the aryl group or heteroaryl group described above, and A is a halogen atom (representing a chlorine atom, bromine atom or iodine atom), a triflate (trifluoromethanesulfonyl) group, a boronic acid or The ester or organotin functional group is represented by l being an integer of 1 or more.)

Figure 0005733553
(上記式(XIV)中、Bは前述の溶媒可溶性置換基、Cはハロゲン原子(塩素原子、臭素原子あるいはヨウ素原子を表わす)、トリフラート(トリフルオロメタンスルホニル)基または、ボロン酸またはそのエステルもしくは有機スズ官能基を示す。kは1以上の整数である。)
Figure 0005733553
(In the above formula (XIV), B is the aforementioned solvent-soluble substituent, C is a halogen atom (representing a chlorine atom, bromine atom or iodine atom), a triflate (trifluoromethanesulfonyl) group, boronic acid, its ester or organic Represents a tin functional group, k is an integer of 1 or more.)

Suzukiカップリング、Stilleカップリング反応による合成方法において、前記一般式(XIII)および(XIV)中のハロゲン体またはトリフラート体の中でも、ヨウ素体あるいは臭素体もしくはトリフラート体が反応性の観点から好ましい。   In the synthesis method by Suzuki coupling or Stille coupling reaction, iodine, bromine or triflate is preferable from the viewpoint of reactivity among the halogen or triflate in the general formulas (XIII) and (XIV).

前記一般式(XIII)および(XIV)中の有機スズ官能基としては、SnMe基やSnBu基などのアルキルスズ基を有する誘導体を用いることができる。これらは所望の位置の水素やハロゲン原子をn−ブチルリチウム等の有機金属試薬を用いてリチウムやグリニア試薬に置き換え、その後トリメチルスズクロライドやトリブチルスズクロライドなどでクエンチすることで容易に得られる。
また、ボロン酸誘導体としては、ボロン酸のほか、熱的に安定で空気中で容易に扱えるビス(ピナコラト)ジボロンを用いハロゲン化誘導体から合成される、またはボロン酸をピナコール等のジオールで保護することによって合成されるボロン酸エステル誘導体を用いてもよい。
As the organotin functional group in the general formulas (XIII) and (XIV), a derivative having an alkyltin group such as a SnMe 3 group or a SnBu 3 group can be used. These can be easily obtained by replacing the hydrogen or halogen atom at a desired position with lithium or a Grineer reagent using an organometallic reagent such as n-butyllithium, and then quenching with trimethyltin chloride or tributyltin chloride.
The boronic acid derivative is synthesized from a halogenated derivative using bis (pinacolato) diboron that is thermally stable and easily handled in air in addition to boronic acid, or the boronic acid is protected with a diol such as pinacol. A boronic acid ester derivative synthesized by this method may be used.

上述のとおり、置換基ArまたはBのどちらがハロゲンおよびトリフラート体またはボロン酸誘導体および有機スズ誘導体であっても構わないが、誘導体化の容易さや副反応を減らすという意味では、置換基Aの方をボロン酸誘導体および有機スズ誘導体とした方がよい場合が多い。   As described above, either the substituent Ar or B may be a halogen and a triflate, or a boronic acid derivative and an organotin derivative. However, in terms of ease of derivatization and reduction of side reactions, the substituent A is preferred. Often it is better to use boronic acid derivatives and organotin derivatives.

Stilleカップリング反応においては、特に塩基は不要であるが、Suzukiカップリング反応においては塩基が必ず必要となり、NaCO、NaHCOなどの比較的弱い塩基が良好な結果を与える。立体障害等の影響を受ける場合には、Ba(OH)やKPO、NaOHなどの強塩基が有効である。その他、苛性カリ、金属アルコシド等、例えばカリウムt−ブトキシド、ナトリウムt−ブトキシド、リチウムt−ブトキシド、カリウム2−メチル−2−ブトキシド、ナトリウム2−メチル−2−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、カリウムメトキシドなども用いることができる。トリエチルアミン等の有機塩基も用いることができる。 In the Stille coupling reaction, a base is not particularly required, but in the Suzuki coupling reaction, a base is always required, and relatively weak bases such as Na 2 CO 3 and NaHCO 3 give good results. When affected by steric hindrance or the like, a strong base such as Ba (OH) 2 , K 3 PO 4 , or NaOH is effective. In addition, caustic potash, metal alkoxide, etc., for example, potassium t-butoxide, sodium t-butoxide, lithium t-butoxide, potassium 2-methyl-2-butoxide, sodium 2-methyl-2-butoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, Potassium ethoxide, potassium methoxide, and the like can also be used. An organic base such as triethylamine can also be used.

パラジウム触媒としては例えばパラジウムブロマイド、パラジウムクロライド、パラジウムヨージド、パラジウムシアニド、パラジウムアセテート、パラジウムトリフルオロアセテート、パラジウムアセチルアセトナト[Pd(acac)2]、ジアセテートビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[Pd(OAc)2(PPh3)2]、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[Pd(PPh3)4]、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム[Pd(CH3 CN)2 Cl2]、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム[Pd(PhCN)2 Cl2]、ジクロロ[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム[Pd(dppe)Cl2]、ジクロロ[1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム[Pd(dppf)Cl2]、ジクロロビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム〔Pd[P(C6 H1 1)3]2 Cl2〕、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[Pd(PPh3)2 Cl2]、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム[Pd2(dba)3]、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム[Pd(dba)2]、等が挙げられるが、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[Pd(PPh3)4]、ジクロロ[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム[Pd(dppe)Cl2]、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム[Pd(PPh3)2 Cl2]等のホスフィン系触媒が好ましい。   Examples of the palladium catalyst include palladium bromide, palladium chloride, palladium iodide, palladium cyanide, palladium acetate, palladium trifluoroacetate, palladium acetylacetonate [Pd (acac) 2], diacetate bis (triphenylphosphine) palladium [Pd. (OAc) 2 (PPh3) 2], tetrakis (triphenylphosphine) palladium [Pd (PPh3) 4], dichlorobis (acetonitrile) palladium [Pd (CH3CN) 2Cl2], dichlorobis (benzonitrile) palladium [Pd (PhCN) ) 2 Cl2], dichloro [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium [Pd (dppe) Cl2], dichloro [1,1-bis (diphenylphosphino) ferro ] Palladium [Pd (dppf) Cl2], dichlorobis (tricyclohexylphosphine) palladium [Pd [P (C6 H1 1) 3] 2 Cl2], dichlorobis (triphenylphosphine) palladium [Pd (PPh3) 2 Cl2], tris (Dibenzylideneacetone) dipalladium [Pd2 (dba) 3], bis (dibenzylideneacetone) palladium [Pd (dba) 2], and the like, and tetrakis (triphenylphosphine) palladium [Pd (PPh3) 4]. A phosphine-based catalyst such as dichloro [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium [Pd (dppe) Cl2], dichlorobis (triphenylphosphine) palladium [Pd (PPh3) 2Cl2], and the like is preferable.

上記の他にパラジウム触媒として、反応系中においてパラジウム錯体と配位子の反応により合成されるパラジウム触媒を用いることができる。配位子としては、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリス(n−ブチル)ホスフィン、トリス(tert−ブチル)ホスフィン、ビス(tert−ブチル)メチルホスフィン、トリス(i−プロピル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリス(o−トリル)ホスフィン、トリス(2−フリル)ホスフィン、2−ジシクロヘキシルホスフィノビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−メチルビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピル−1,1’−ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシ−1,1’−ビフェニル、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’−(N,N’−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−ジフェニルホスフィノ−2’−(N,N’−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−(ジ−tert−ブチル)ホスフィノ−2’−(N,N’−ジメチルアミノ)ビフェニル、2−(ジ−tert−ブチル)ホスフィノビフェニル、2−(ジ−tert−ブチル)ホスフィノ−2’−メチルビフェニル、ジフェニルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノプロパン、ジフェニルホスフィノブタン、ジフェニルホスフィノエチレン、ジフェニルホスフィノフェロセン、エチレンジアミン、N,N’,N’’,N’’’−テトラメチルエチレンジアミン、2,2’−ビピリジル、1,3−ジフェニルジヒドロイミダゾリリデン、1,3−ジメチルジヒドロイミダゾリリデン、ジエチルジヒドロイミダゾリリデン、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ジヒドロイミダゾリリデン、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ジヒドロイミダゾリリデンが挙げられ、これらの配位子のいずれかが配位したパラジウム触媒をクロスカップリング触媒として用いることができる。   In addition to the above, a palladium catalyst synthesized by reaction of a palladium complex and a ligand in the reaction system can be used as the palladium catalyst. Examples of the ligand include triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tris (n-butyl) phosphine, tris (tert-butyl) phosphine, bis (tert-butyl) methylphosphine, tris (i-propyl) phosphine, tris. Cyclohexylphosphine, tris (o-tolyl) phosphine, tris (2-furyl) phosphine, 2-dicyclohexylphosphinobiphenyl, 2-dicyclohexylphosphino-2′-methylbiphenyl, 2-dicyclohexylphosphino-2 ′, 4 ′, 6'-triisopropyl-1,1'-biphenyl, 2-dicyclohexylphosphino-2 ', 6'-dimethoxy-1,1'-biphenyl, 2-dicyclohexylphosphino-2'-(N, N'-dimethyl Amino) biphenyl 2-diphenylphosphino-2 ′-(N, N′-dimethylamino) biphenyl, 2- (di-tert-butyl) phosphino-2 ′-(N, N′-dimethylamino) biphenyl, 2- (di- tert-butyl) phosphinobiphenyl, 2- (di-tert-butyl) phosphino-2′-methylbiphenyl, diphenylphosphinoethane, diphenylphosphinopropane, diphenylphosphinobutane, diphenylphosphinoethylene, diphenylphosphinoferrocene, Ethylenediamine, N, N ′, N ″, N ′ ″-tetramethylethylenediamine, 2,2′-bipyridyl, 1,3-diphenyldihydroimidazolylidene, 1,3-dimethyldihydroimidazolylidene, diethyldihydroimidazo Lilidene, 1,3-bis (2,4,6- Limethylphenyl) dihydroimidazolylidene and 1,3-bis (2,6-diisopropylphenyl) dihydroimidazolylidene are mentioned, and a palladium catalyst coordinated with any of these ligands is used as a cross-coupling catalyst. Can be used.

反応溶媒としては、原料と反応し得るような官能基を有さず、かつ原料を適度に溶解させられることができるようなものが望ましく、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル等のアルコールおよびエーテル系、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル系の他、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等をあげることができる。これらの溶媒は単独で用いても、二種以上適宜組み合わせて用いてもよい。またこれらの溶媒はあらかじめ乾燥、脱気処理を行なうことが望ましい。   The reaction solvent is preferably one that does not have a functional group capable of reacting with the raw material and that can dissolve the raw material in an appropriate amount. Water, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, 2-methoxyethanol 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether and other alcohols and ethers, dioxane, tetrahydrofuran and other cyclic ethers, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, dimethyl sulfoxide (DMSO) N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. These solvents are preferably dried and degassed in advance.

上記反応の温度は、用いる原料の反応性、また、反応溶媒により適宜設定され、通常0
℃〜200℃の範囲で行なうことが可能であるが、いずれの場合も上限としては溶媒の沸点以下に抑えることが好ましい。加えて脱離反応が起こる温度以下に抑えることが収率の観点から好ましい。
下限としては、溶媒の融点までで行なうことができるが、あまりに低温にしすぎても反応速度が著しく低下し好ましくない。以上の観点から具体的には0℃〜150℃の範囲が好ましく、特に好ましくは0℃〜100℃の範囲が好ましく、もっとも好ましくは室温〜80℃である。
上記反応における反応時間は、用いる原料の反応性において適宜設定することができ、1〜72時間が好適であり、さらには、1〜24時間がより好ましい。
The temperature of the reaction is appropriately set depending on the reactivity of the raw materials used and the reaction solvent, and is usually 0.
Although it can be carried out in the range of from ° C to 200 ° C, in either case, the upper limit is preferably kept below the boiling point of the solvent. In addition, it is preferable from the viewpoint of yield to keep the temperature below the temperature at which the elimination reaction occurs.
As the lower limit, the reaction can be carried out up to the melting point of the solvent. However, if the temperature is too low, the reaction rate is remarkably lowered, which is not preferable. From the above viewpoint, a range of 0 ° C to 150 ° C is specifically preferable, a range of 0 ° C to 100 ° C is particularly preferable, and a room temperature to 80 ° C is most preferable.
The reaction time in the above reaction can be appropriately set in the reactivity of the raw material used, is preferably 1 to 72 hours, and more preferably 1 to 24 hours.

以上のようにして得られるAr−(B)m(mは1以上の整数)で示される置換基脱離化合物は、反応に使用した触媒、未反応の原料、又反応時に副生するボロン酸塩、有機スズ誘導体等の不純物を除去して使用される。これらの精製は再沈澱法、カラムクロマト法、吸着法、抽出法(ソックスレー抽出法を含む)、限外濾過法、透析法、触媒を除くためのスカベンジャーの使用等をはじめとする従来公知の方法を使用できる。このように本発明の化合物のように、溶解性に優れた材料では、これら精製方法の制約が少なくなり、結果的にデバイス特性にも好影響を与える。   The substituent-eliminating compound represented by Ar- (B) m (m is an integer of 1 or more) obtained as described above is the catalyst used in the reaction, the unreacted raw material, and the boronic acid produced as a by-product during the reaction. It is used after removing impurities such as salts and organotin derivatives. These purification methods include conventional methods such as reprecipitation, column chromatography, adsorption, extraction (including Soxhlet extraction), ultrafiltration, dialysis, and the use of scavengers to remove the catalyst. Can be used. As described above, a material having excellent solubility, such as the compound of the present invention, has less restrictions on the purification method, and consequently has a positive effect on device characteristics.

上記した製造方法により得られる置換基脱離化合物を薄膜とするには、スピンコート法、キャスト法、ディップ法、インクジェット法、ドクターブレード法、スクリーン印刷法、真空蒸着、スパッタ等の公知の製膜方法を用いることができる。これにより、クラックのない、強度、靭性、耐久性等に優れた良好な薄膜を作製することが可能である。さらに前記の製膜方法により塗布した本発明の置換基脱離化合物の膜に外部刺激を加えることによって、溶解性の置換基を脱離し、有機半導体膜を形成することも可能であり、光電変換素子、薄膜トランジスタ素子、発光素子など種々の機能素子用材料として好適に用いることができる。   In order to make the substituent-eliminating compound obtained by the above-described manufacturing method into a thin film, known film formation such as spin coating method, casting method, dipping method, ink jet method, doctor blade method, screen printing method, vacuum deposition, sputtering, etc. The method can be used. Thereby, it is possible to produce a good thin film excellent in strength, toughness, durability, etc. without cracks. Furthermore, by applying an external stimulus to the film of the substituent-eliminating compound of the present invention applied by the above-described film-forming method, it is possible to desorb soluble substituents and form an organic semiconductor film. It can be suitably used as a material for various functional elements such as an element, a thin film transistor element, and a light emitting element.

[4.置換基脱離化合物のデバイスへの応用]
本発明の置換基脱離化合物から製造した有機半導体化合物は、例えば、電子デバイスに用いることができる。電子デバイスの例を挙げると、2個以上の電極を有し、その電極間に流れる電流や生じる電圧を、電気、光、磁気、又は化学物質等により制御するデバイス、あるいは、印加した電圧や電流により、光や電場、磁場を発生させる装置などが挙げられる。また、例えば、電圧や電流の印加により電流や電圧を制御する素子、磁場の印加による電圧や電流を制御する素子、化学物質を作用させて電圧や電流を制御する素子などが挙げられる。この制御としては、整流、スイッチング、増幅、発振等が挙げられる。
現在シリコン等の無機半導体で実現されている対応するデバイスとしては、抵抗器、整流器(ダイオード)、スイッチング素子(トランジスタ、サイリスタ)、増幅素子(トランジスタ)、メモリー素子、化学センサー等、あるいはこれらの素子の組み合わせや集積化したデバイスが挙げられる。また、光により起電力を生じる太陽電池や、光電流を生じるフォトダイオード、フォトトランジスター等の光素子も挙げることができる。
[4. Application of substituent elimination compounds to devices]
The organic semiconductor compound produced from the substituent-elimination compound of the present invention can be used, for example, in an electronic device. An example of an electronic device is a device that has two or more electrodes, the current flowing between the electrodes and the voltage generated are controlled by electricity, light, magnetism, chemical substances, etc., or the applied voltage or current Thus, a device that generates light, an electric field, or a magnetic field can be used. In addition, for example, an element that controls current or voltage by application of voltage or current, an element that controls voltage or current by application of a magnetic field, an element that controls voltage or current by the action of a chemical substance, or the like can be given. Examples of this control include rectification, switching, amplification, and oscillation.
Corresponding devices currently implemented with inorganic semiconductors such as silicon include resistors, rectifiers (diodes), switching elements (transistors, thyristors), amplifier elements (transistors), memory elements, chemical sensors, etc., or these elements Combinations and integrated devices. In addition, a solar cell that generates an electromotive force by light, and an optical element such as a photodiode and a phototransistor that generate a photocurrent can be used.

本発明の置換基脱離化合物およびそれから製造した有機半導体化合物を適用するのに好適な電子デバイスの例としては、有機薄膜トランジスタすなわち、有機電界効果トランジスタ(OFET)が挙げられる。以下、このFETについて詳細に説明する。   An example of an electronic device suitable for applying the substituent leaving compound of the present invention and the organic semiconductor compound produced therefrom is an organic thin film transistor, that is, an organic field effect transistor (OFET). Hereinafter, this FET will be described in detail.

「トランジスタ構造」
図4の(A)〜(D)は本発明に係わる有機薄膜トランジスタの概略構造である。本発明に係わる有機薄膜トランジスタの有機半導体層(1)は、本発明の有機半導体化合物を含有する。本発明の有機薄膜トランジスタには、空間的に分離された第一の電極(ソース電極(2))、第二の電極(ドレイン電極(3))および図示しない支持体(基質)上に第三の電極(ゲート電極(4))が設けられており、ゲート電極(4)と有機半導体層(1)の間には絶縁膜(5)が設けられていてもよい。有機薄膜トランジスタはゲート電極への電圧の印加により、ソース電極2とドレイン電極(3)の間の有機半導体層(1)内を流れる電流がコントロールされるが、スイッチング素子としては、ゲート電極(4)による電圧の印加状態により、ソース電極(2)とドレイン電極(3)との間に流れる電流量が大きく変調できることが重要である。これはトランジスタの駆動状態で大きな電流が流れ、非駆動状態では、電流が流れないことを意味する。
本発明の有機薄膜トランジスタは、支持体上に設けることができ、例えば、ガラス、シリコン、プラスチック等の一般に用いられる基板を利用できる。また、導電性基板を用いることにより、ゲート電極と兼ねること、さらにはゲート電極と導電性基板とを積層した構造にすることもできるが、本発明の有機薄膜トランジスタが応用されるデバイスのフレキシビリティー、軽量化、安価、耐衝撃性等の特性が所望される場合、プラスチックシートを支持体とすることが好ましい。
プラスチックシートとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等からなるフィルム等が挙げられる。
"Transistor structure"
4A to 4D are schematic structures of the organic thin film transistor according to the present invention. The organic semiconductor layer (1) of the organic thin film transistor according to the present invention contains the organic semiconductor compound of the present invention. The organic thin film transistor of the present invention includes a third electrode on a spatially separated first electrode (source electrode (2)), second electrode (drain electrode (3)) and a support (substrate) (not shown). An electrode (gate electrode (4)) is provided, and an insulating film (5) may be provided between the gate electrode (4) and the organic semiconductor layer (1). In the organic thin film transistor, the current flowing in the organic semiconductor layer (1) between the source electrode 2 and the drain electrode (3) is controlled by applying a voltage to the gate electrode. The switching element includes a gate electrode (4). It is important that the amount of current flowing between the source electrode (2) and the drain electrode (3) can be greatly modulated by the application state of the voltage. This means that a large current flows when the transistor is driven, and no current flows when the transistor is not driven.
The organic thin film transistor of the present invention can be provided on a support, and for example, a commonly used substrate such as glass, silicon, or plastic can be used. In addition, by using a conductive substrate, it can also be used as a gate electrode, and a structure in which a gate electrode and a conductive substrate are stacked can be used. However, the flexibility of a device to which the organic thin film transistor of the present invention is applied. When characteristics such as light weight, low cost, and impact resistance are desired, a plastic sheet is preferably used as the support.
Examples of the plastic sheet include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, cellulose triacetate, and cellulose acetate propionate. Is mentioned.

「製膜方法:有機半導体層」
加えて、本発明の置換基脱離化合物を有機半導体前駆体として用い、例えばジクロロメタン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン及びキシレン等の溶剤に溶解して、支持体上に塗布することによって有機半導体前駆体からなる薄膜を形成した後、この膜に対してエネルギーを印加し、有機半導体膜に変換することによっても形成することができる。
本発明の置換基脱離化合物は、シクロヘキセン構造とアシルオキシ基を有しており、この部分が立体的に嵩高いため、結晶性が悪くこの構造を有する分子は溶解性が良好でかつ、溶液から塗布した際に、結晶性の低い、あるいは無定形の膜が得られやすい性質を有する。
これら薄膜の作製方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、ディスペンス法、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、フレキソ印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法などのソフトリソグラフィーの手法等が挙げられ、更にはこれらの手法を複数組み合わせた方法を用いることができる。 そして、材料に応じて、適した上記製膜方法と、上記溶媒から適切な溶媒が選択される。また、熱変換後の有機半導体材料自体は、真空蒸着法等の気相製膜が可能である。
“Film Formation Method: Organic Semiconductor Layer”
In addition, by using the substituent elimination compound of the present invention as an organic semiconductor precursor, it is dissolved in a solvent such as dichloromethane, tetrahydrofuran, chloroform, toluene, chlorobenzene, dichlorobenzene and xylene, and coated on a support. It can also be formed by forming a thin film made of an organic semiconductor precursor and then applying energy to this film to convert it into an organic semiconductor film.
The substituent-eliminating compound of the present invention has a cyclohexene structure and an acyloxy group, and since this part is sterically bulky, a molecule having this structure with poor crystallinity has good solubility and is out of solution. When applied, it has a property that an amorphous film having low crystallinity or an amorphous state can be easily obtained.
The methods for producing these thin films include spray coating, spin coating, blade coating, dip coating, casting, roll coating, bar coating, die coating, ink jet, dispensing, screen printing, offset printing, Examples include printing methods such as letterpress printing and flexographic printing, and soft lithography techniques such as microcontact printing, and a combination of these techniques can also be used. And according to material, a suitable solvent is selected from the said suitable film forming method and the said solvent. In addition, the organic semiconductor material itself after heat conversion can be formed into a vapor phase such as a vacuum deposition method.

本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、均一な薄膜(即ち、有機半導体層のキャリア輸送特性に悪影響を及ぼすギャップやホールがない)が形成されるような厚みに選択される。
有機半導体薄膜の厚みは、一般に1μm以下、特に5〜100nmが好ましい。本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、上記化合物を成分として形成される有機半導体層は、ソース電極、ドレイン電極及び絶縁膜に接して形成される。
In the organic thin film transistor of the present invention, the thickness of the organic semiconductor layer is not particularly limited, but a uniform thin film (that is, no gap or hole that adversely affects the carrier transport property of the organic semiconductor layer) is formed. The thickness is selected.
The thickness of the organic semiconductor thin film is generally 1 μm or less, particularly preferably 5 to 100 nm. In the organic thin film transistor of the present invention, the organic semiconductor layer formed using the above compound as a component is formed in contact with the source electrode, the drain electrode, and the insulating film.

「製膜方法:有機半導体膜の後処理」
上記した前駆体薄膜より変換した有機半導体膜は、後処理により特性を改良することが可能である。例えば、加熱処理により、製膜中に生じた膜中のゆがみを緩和することができ、これが結晶性の向上に繋がり、特性の向上や安定化を図ることができる。また、有機溶媒(例えば、トルエン、クロロホルムなど)雰囲気中に置くことにより、加熱処理と同様に膜中のゆがみを緩和し、さらに結晶性を高めることも可能である。
さらに、酸素や水素等の酸化性あるいは還元性の気体や液体にさらすことにより、酸化あるいは還元による特性変化を誘起することもできる。これは膜中のキャリア密度の増加あるいは減少の目的で利用することができる。
“Filming method: Post-treatment of organic semiconductor film”
The characteristics of the organic semiconductor film converted from the precursor thin film can be improved by post-processing. For example, the heat treatment can alleviate distortion in the film generated during film formation, which leads to improvement in crystallinity, and can improve and stabilize characteristics. Further, by placing in an atmosphere of an organic solvent (for example, toluene, chloroform, etc.), it is possible to reduce distortion in the film and further enhance crystallinity as in the heat treatment.
Furthermore, a change in characteristics due to oxidation or reduction can be induced by exposure to an oxidizing or reducing gas or liquid such as oxygen or hydrogen. This can be used for the purpose of increasing or decreasing the carrier density in the film.

「電極」
本発明の有機薄膜トランジスタに用いられるゲート電極、ソース電極、ゲート電極としては、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム等、及びこれらの合金やインジウム・錫酸化物等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた無機及び有機半導体、例えば、シリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等が挙げられる。
"electrode"
The gate electrode, source electrode, and gate electrode used in the organic thin film transistor of the present invention are not particularly limited as long as they are conductive materials, such as platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony, lead, Tantalum, indium, aluminum, zinc, magnesium, etc., and their alloys and conductive metal oxides such as indium / tin oxide, or inorganic and organic semiconductors whose conductivity has been improved by doping, such as silicon single crystals, Examples thereof include polysilicon, amorphous silicon, germanium, graphite, polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polythienylene vinylene, polyparaphenylene vinylene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonic acid.

ソース電極及びドレイン電極は、上記導電性の中でも半導体層との接触面において、電気抵抗が少ないものが好ましい。
電極の形成方法としては、上記材料を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅等の金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフィーやレーザーアブレーション等により形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
また、本発明の有機薄膜トランジスタは、必要に応じて各電極からの引出し電極を設けることができる。
The source electrode and the drain electrode are preferably those having low electrical resistance at the contact surface with the semiconductor layer among the above-described conductivity.
As a method for forming an electrode, a method of forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method, using a conductive thin film formed by a method such as vapor deposition or sputtering using the above materials as a raw material, a metal such as aluminum or copper There is a method of etching using a resist by thermal transfer, ink jet or the like on a foil. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be directly patterned by inkjet, or may be formed from the coating film by lithography, laser ablation, or the like. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as a relief printing plate, an intaglio printing plate, a planographic printing plate or a screen printing method can also be used.
Moreover, the organic thin-film transistor of this invention can provide the extraction electrode from each electrode as needed.

「絶縁膜」
本発明の有機薄膜トランジスタにおいて用いられる絶縁膜には、種々の絶縁膜材料を用いることができる。例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコウム酸化チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等の無機系絶縁材料が挙げられる。
"Insulating film"
Various insulating film materials can be used for the insulating film used in the organic thin film transistor of the present invention. For example, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, zirconium barium titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, titanate Examples thereof include inorganic insulating materials such as strontium, barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide.

また、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、無置換またはハロゲン原子置換ポリパラキシリレン、ポリアクリロニトリル、シアノエチルプルラン等の高分子化合物を用いることができる。   Further, for example, polymer compounds such as polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, polyester, polyethylene, polyphenylene sulfide, unsubstituted or halogen atom-substituted polyparaxylylene, polyacrylonitrile, cyanoethyl pullulan, and the like can be used.

さらに、上記絶縁材料を2種以上合わせて用いてもよい。特に材料は限定されないが、中でも誘電率が高く、導電率が低いものが好ましい。   Further, two or more of the above insulating materials may be used in combination. The material is not particularly limited, but a material having a high dielectric constant and a low electrical conductivity is preferable.

上記材料を用いた絶縁膜層の作製方法としては、例えば、CVD法、プラズマCVD法、プラズマ重合法、蒸着法のドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、インクジェット法、キャスト法、ブレードコート法、バーコート法等の塗布によるウェットプロセスが挙げられる。   Examples of the method for producing the insulating film layer using the above materials include a CVD method, a plasma CVD method, a plasma polymerization method, a dry process such as a vapor deposition method, a spray coating method, a spin coating method, a dip coating method, an ink jet method, and a cast method. Examples thereof include wet processes such as coating, blade coating, and bar coating.

「有機半導体/絶縁膜および電極界面修飾」
本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、絶縁膜および電極と有機半導体層の接着性を向上、ゲート電圧の低減、リーク電流低減等の目的で、これら層間に有機薄膜を設けてもよい。有機薄膜は有機半導体層に対し、化学的影響を与えなければ、特に限定されないが、例えば、有機分子膜や高分子薄膜が利用できる。
"Organic semiconductor / insulating film and electrode interface modification"
In the organic thin film transistor of the present invention, an organic thin film may be provided between these layers for the purpose of improving the adhesion between the insulating film and the electrode and the organic semiconductor layer, reducing the gate voltage, and reducing the leakage current. The organic thin film is not particularly limited as long as it does not chemically affect the organic semiconductor layer. For example, an organic molecular film or a polymer thin film can be used.

有機分子膜としては、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ヘキサメチレンジシラザン、フェニルトリクロロシランや、ベンゼンチオール、トリフルオロベンゼンチオール、パーフルオロベンゼンチオール、ペーフルオロデカンチオールなどを具体的な例としたカップリング剤が挙げられる。また、高分子薄膜としては、上述の高分子絶縁膜材料を利用することができ、これらが絶縁膜の一種として機能していてもよい。また、この有機薄膜をラビング等により、異方性処理を施していてもよい。   Specific examples of organic molecular films include octyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, hexamethylenedisilazane, phenyltrichlorosilane, benzenethiol, trifluorobenzenethiol, perfluorobenzenethiol, and perfluorodecanethiol. A ring agent is mentioned. As the polymer thin film, the above-described polymer insulating film materials can be used, and these may function as a kind of insulating film. The organic thin film may be subjected to an anisotropic treatment by rubbing or the like.

「保護層」
本発明の有機薄膜トランジスタは、大気中でも安定に駆動するものであるが、機械的破壊からの保護、水分やガスからの保護、またはデバイスの集積の都合上の保護等のため必要に応じて保護層を設けることもできる。
"Protective layer"
The organic thin film transistor of the present invention is stably driven even in the atmosphere, but a protective layer is used as necessary for protection from mechanical destruction, protection from moisture and gas, or protection for the convenience of device integration. Can also be provided.

「応用デバイス」
上述した本発明の有機薄膜トランジスタは、液晶、エレクトロルミネッセンス、エレクトロクロミック、電気泳動等の、従来公知の各種表示画像素子を駆動するための素子として好適に利用でき、これらの集積化により、いわゆる「電子ペーパー」と呼ばれるディスプレイを製造することが可能である。
"Applied devices"
The organic thin film transistor of the present invention described above can be suitably used as an element for driving various conventionally known display image elements such as liquid crystal, electroluminescence, electrochromic, electrophoresis, and so on. It is possible to produce a display called “paper”.

本発明のディスプレイ装置は、例えば、液晶表示装置では液晶表示素子、EL表示装置では有機若しくは無機のエレクトロルミネッセンス表示素子、電気泳動表示装置では電気泳動表示素子などの表示素子を1表示画素として、該表示素子をX方向及びY方向にマトリックス状に複数配列して構成される。前記表示素子は、該表示素子に対して電圧の印加又は電流の供給を行なうためのスイッチング素子として、本発明の有機薄膜トランジスタを備えている。本発明のディスプレイ装置としては、前記スイッチング素子が前記表示素子の数、即ち表示画素数に対応して複数備えられる。   The display device of the present invention includes, for example, a liquid crystal display element in a liquid crystal display device, an organic or inorganic electroluminescence display element in an EL display device, and a display element such as an electrophoretic display element in an electrophoretic display device as one display pixel. A plurality of display elements are arranged in a matrix in the X and Y directions. The display element includes the organic thin film transistor of the present invention as a switching element for applying a voltage or supplying a current to the display element. The display device of the present invention includes a plurality of the switching elements corresponding to the number of the display elements, that is, the number of display pixels.

前記表示素子は、前記スイッチング素子の他に、例えば、基板、透明電極等の電極、偏光板、カラーフィルタなどの構成部材を備えるが、これらの構成部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、従来から公知のものを使用することができる。   The display element includes, in addition to the switching element, for example, a substrate, an electrode such as a transparent electrode, a polarizing plate, a color filter, and the like. However, these components are not particularly limited and may be used depending on the purpose. Can be appropriately selected, and conventionally known ones can be used.

前記ディスプレイ装置が、所定の画像を形成する場合には、例えば、マトリックス状に配置されたスイッチング素子の中から任意に選択された前記スイッチング素子が、対応する前記表示素子に電圧の印加又は電流を供給する時のみスイッチがON又はOFFとなり、その他の時間はOFF又はONとなるように構成することにより、高速、高コントラストで、前記ディスプレイ装置の表示を行なうことができる。なお、前記ディスプレイ装置における画像の表示動作としては、従来から公知の表示動作により画像等が表示される。
例えば、前記液晶表示素子の場合には、液晶に対して電圧を印加することにより、該液晶の分子配列を制御して画像等の表示が行なわれる。また、前記有機若しくは無機のエレクトロルミネッセンス表示素子の場合には、有機若しくは無機膜で形成された発光ダイオードに電流を供給して該有機若しくは無機膜を発光させることにより画像等の表示が行なわれる。また、前記電気泳動表示素子の場合には、例えば、異なる極性に帯電された白及び黒色の着色粒子に電圧を印加して、電極間で前記粒子を所定方向に電気的に泳動させて画像等の表示が行なわれる。
When the display device forms a predetermined image, for example, the switching elements arbitrarily selected from the switching elements arranged in a matrix form apply voltage or current to the corresponding display elements. By configuring so that the switch is turned on or off only when supplying, and turned off or on at other times, the display device can display at high speed and with high contrast. As an image display operation in the display device, an image or the like is displayed by a conventionally known display operation.
For example, in the case of the liquid crystal display element, an image or the like is displayed by applying a voltage to the liquid crystal to control the molecular arrangement of the liquid crystal. In the case of the organic or inorganic electroluminescence display element, an image or the like is displayed by supplying a current to a light emitting diode formed of an organic or inorganic film to cause the organic or inorganic film to emit light. In the case of the electrophoretic display element, for example, a voltage is applied to white and black colored particles charged to different polarities, and the particles are electrophoresed between electrodes in a predetermined direction to generate an image or the like. Is displayed.

前記ディスプレイ装置は、前記スイッチング素子を塗工、印刷等の簡易なプロセスにより作製可能であり、プラスチック基板、紙等の高温処理に耐えない基板を用いることができるとともに、大面積のディスプレイであっても、省エネルギー、低コストで前記スイッチング素子を作製可能となる。
また、ICタグ等のデバイスとして、本発明の有機薄膜トランジスタを集積化したICを利用することが可能である。
The display device can be manufactured by a simple process such as coating and printing of the switching element, and can use a substrate that cannot withstand high-temperature processing such as a plastic substrate or paper, and can be a large-area display. However, the switching element can be fabricated with energy saving and low cost.
Further, an IC in which the organic thin film transistor of the present invention is integrated can be used as a device such as an IC tag.

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら実施例によって制限されるものではない。
下記、実施例における化合物の同定は、NMRスペクトル(JNM−ECX(商品名) 500MHz、日本電子製),質量分析(GCMS−QP2010 Plus(商品名)、島津製作所製)、元素分析(CHN)(CHNレコーダーMT−2、柳本製作所製)、元素分析(硫黄)(イオンクロマトグラフィー→・アニオン分析システムDX320(商品名)、ダイオネクス製)を用いて行なった。化合物の純度測定は、質量分析(GCMS−QP2010 Plus(商品名)、島津製作所製)または、LCMS(LCT PremireおよびAlliance(商品名)、Waters社製)を用いて、ピーク面積比より算出した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples unless it exceeds the gist.
The identification of the compounds in the following examples is performed by NMR spectrum (JNM-ECX (trade name) 500 MHz, manufactured by JEOL Ltd.), mass spectrometry (GCMS-QP2010 Plus (trade name), manufactured by Shimadzu Corporation), elemental analysis (CHN) ( CHN recorder MT-2 (manufactured by Yanagimoto Seisakusho), elemental analysis (sulfur) (ion chromatography → anion analysis system DX320 (trade name), manufactured by Dionex) was used. The purity of the compound was calculated from the peak area ratio using mass spectrometry (GCMS-QP2010 Plus (trade name), manufactured by Shimadzu Corporation) or LCMS (LCT Premier and Alliance (trade name), manufactured by Waters).

[合成例1]
[特定化合物中間体の合成1]
・化合物2の合成
[Synthesis Example 1]
[Synthesis of Specific Compound Intermediate 1]
・ Synthesis of Compound 2

Figure 0005733553
500mLのビーカーに1,2,3,4−tetrahydro−6−iodo naphthalene(上記式1の化合物、10g,65.3mmol)と15%HCl(60mL)を入れ、氷冷却下5℃以下を維持しながら、亜硝酸ナトリウム水溶液(5.41g,78.36mmol in Water 23mL)を徐々に滴下した。
滴下終了後、そのままの温度で1時間攪拌し、ヨウ化カリウム水溶液(13.0g,78.36mmol in Water 50mL)を一度に加え、氷浴を外し3時間攪拌し、その後60℃で窒素の発生が収まるまで1時間加熱した。
室温まで冷却した後、反応溶液をジエチルエーテルで3回抽出した。有機層を5%チオ硫酸ナトリウム水溶液(100mL×3回)で洗浄し、さらに飽和食塩水(100mL×2回)で洗浄した。さらに、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾液を濃縮することで赤色のオイルを得た。
これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒:ヘキサン)にて精製することにより、無色のオイルとして化合物2を得た。(収量12.0g,収率71.2%)
以下に化合物2の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):1.73−1.81(m,4H),2.70(quint,4H,J=4.85Hz),6.80(d,1H,J=8.0Hz),7.38(dd,1H,J=8.0Hz J=1.75Hz),7.41(s,1H)
質量分析:GC−MSm/z=258(M+)
Figure 0005733553
In a 500 mL beaker, put 1,2,3,4-tetrahydro-6-iodonaphthalene (compound of formula 1 above, 10 g, 65.3 mmol) and 15% HCl (60 mL) and maintain at 5 ° C. or lower under ice cooling. Then, an aqueous sodium nitrite solution (5.41 g, 78.36 mmol in Water 23 mL) was gradually added dropwise.
After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour, an aqueous potassium iodide solution (13.0 g, 78.36 mmol in Water 50 mL) was added at once, the ice bath was removed and the mixture was stirred for 3 hours, and then nitrogen was generated at 60 ° C. It was heated for 1 hour until.
After cooling to room temperature, the reaction solution was extracted three times with diethyl ether. The organic layer was washed with 5% aqueous sodium thiosulfate solution (100 mL × 3 times) and further with saturated brine (100 mL × 2 times). Furthermore, it dried with sodium sulfate and the red oil was obtained by concentrating a filtrate.
This was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain Compound 2 as a colorless oil. (Yield 12.0 g, Yield 71.2%)
The analysis results of Compound 2 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 1.73-1.81 (m, 4H), 2.70 (quant, 4H, J = 4.85 Hz), 6.80 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 7.38 (dd, 1H, J 1 = 8.0 Hz J 2 = 1.75 Hz), 7.41 (s, 1H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 258 (M +)

・化合物3の合成
J.Org.Chem.1999,64,9365−9373に記載の方法を応用して、目的化合物の合成を行なった。
Synthesis of compound 3 Org. Chem. The target compound was synthesized by applying the method described in 1999, 64, 9365-9373.

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに化合物2(3.1g,12mmol)、アゾビスイソブチロニトリル(59mg,0.36mmol)、四塩化炭素(50mL)、N−ブロモスクシンイミド(4.7g,26.4mmol)を入れ、アルゴンガスで置換を行なった後、穏やかに80℃に加熱し、そのまま1時間攪拌し、室温まで冷却した。沈殿を濾過し、濾液を減圧下で濃縮することで、薄黄色の固体として化合物3を得た。(収量4.99g,収率100%)
これ以上精製することなく次の反応に用いた。
以下に化合物3の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):2.31−2.41(m,2H),2.70−2.79(m,2H),5.65(t,2H,J=2.0Hz),7.24−7.28(m,2H),7.31−7.34(m,2H)
質量分析:GC−MSm/z=413(M+)
Figure 0005733553
Compound 2 (3.1 g, 12 mmol), azobisisobutyronitrile (59 mg, 0.36 mmol), carbon tetrachloride (50 mL), N-bromosuccinimide (4.7 g, 26.4 mmol) in a 100 mL round bottom flask After replacing with argon gas, the mixture was gently heated to 80 ° C., stirred for 1 hour as it was, and cooled to room temperature. The precipitate was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain Compound 3 as a pale yellow solid. (Yield 4.99 g, 100% yield)
Used in the next reaction without further purification.
The analysis results of Compound 3 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 2.31-2.41 (m, 2H), 2.70-2.79 (m, 2H), 5.65 (t, 2H, J = 2.0 Hz), 7.24-7.28 (m, 2H), 7.31-7.34 (m, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 413 (M +)

・化合物4の合成
1,4−dibromo−1,2,3,4−tetrahydronaphthaleneは化合物3と同様、J.Org.Chem.1999,64,9365−9373に記載の方法で合成したものを原料として用いた。
Synthesis of Compound 1, 1,4-dibromo-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene is similar to Compound 3 in J. Org. Chem. Those synthesized by the method described in 1999, 64, 9365-9373 were used as raw materials.

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコにテトラメチルアンモニウムヒドロキシド5水和物(3.62g,20mmol)、酢酸(1.21g,20mmol)、ジメチルホルムアミド(以下DMF)(30mL)を入れ、アルゴン置換した後、室温で2.5時間攪拌した。そこへ、1,4−dibromo−1,2,3,4−tetrahydronaphthalene(2.90g,10mmol)を加え、さらに室温で16時間攪拌した。反応溶液を酢酸エチル100mLで希釈し、純水200mLを加え、有機層を分離した。水層は酢酸エチル30mLで4回抽出し合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾液を濃縮し、薄い褐色の固体を得た。これをヘキサンで洗浄し、無色の固体として化合物4を得た。(収量1.50g,収率60.6%、ラセミ体とメソ体の5:6の混合物)
ヘキサンから再結晶することで、ラセミ体とメソ体をそれぞれ分離した。
以下に化合物4の分析結果を示す。
[ラセミ体]
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):1.96−1.99(m,2H),2.07(s,6H),2.27−2.30(m,2H),6.05(t,2H,J=2.3Hz),7.34(br,4H)
[メソ体]
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):2.09−2.12(m,4H),2.13(s,6H),5.96−5.98(m,2H),7.32(br,4H)
質量分析:GC−MS m/z=248(M+)
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (3.62 g, 20 mmol), acetic acid (1.21 g, 20 mmol), dimethylformamide (hereinafter DMF) (30 mL), purged with argon, For 2.5 hours. 1,4-dibromo-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene (2.90 g, 10 mmol) was added thereto, and the mixture was further stirred at room temperature for 16 hours. The reaction solution was diluted with 100 mL of ethyl acetate, 200 mL of pure water was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted four times with 30 mL of ethyl acetate, and the combined organic layer was washed with a saturated sodium hydrogen carbonate solution, followed by saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The filtrate was concentrated to give a light brown solid. This was washed with hexane to obtain Compound 4 as a colorless solid. (Yield 1.50 g, Yield 60.6%, 5: 6 mixture of racemate and meso form)
By recrystallization from hexane, the racemate and meso form were separated.
The analysis results of Compound 4 are shown below.
[Racemic]
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 1.96-1.99 (m, 2H), 2.07 (s, 6H), 2.27-2.30 (m, 2H), 6 .05 (t, 2H, J = 2.3Hz), 7.34 (br, 4H)
[Meso body]
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 2.09-2.12 (m, 4H), 2.13 (s, 6H), 5.96-5.98 (m, 2H), 7 .32 (br, 4H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 248 (M +)

・化合物5の合成   Synthesis of compound 5

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコにテトラメチルアンモニウムヒドロキシド5水和物(3.62g,20mmol)、カプロン酸(2.51mL,20mmol)、DMF(30mL)を入れ、アルゴン置換した後、室温で2.5時間攪拌した。そこへ、化合物3(4.16g,10mmol)を加え、さらに室温で16時間攪拌した。反応溶液を酢酸エチル100mLで希釈し、純水200mLを加え、有機層を分離した。水層は酢酸エチル30mLで4回抽出し合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾液を濃縮し、オレンジ色のオイルを得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒:トルエン→酢酸エチル/トルエン(5/95,v/v))にて精製することにより、無色のオイルとして化合物5を得た。(収量2.44g,収率50.2%)
以下に化合物5の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.87−0.90(m,6H),1.24−1.34(m,8H),1.60−1.67(m,4H),1.90−1.94(m,2H),2.23−2.34(m,6H),5.98(d,2H,J=3.5Hz),7.06(d,2H,J=8.0Hz),7.63−7.66(m,2H)
質量分析:GC−MS m/z=486(M+)
以上の分析結果から、合成したものが、化合物5の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (3.62 g, 20 mmol), caproic acid (2.51 mL, 20 mmol), DMF (30 mL), purged with argon, and then 2.5 mL at room temperature. Stir for hours. Thereto, Compound 3 (4.16 g, 10 mmol) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 16 hours. The reaction solution was diluted with 100 mL of ethyl acetate, 200 mL of pure water was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted four times with 30 mL of ethyl acetate, and the combined organic layer was washed with a saturated sodium hydrogen carbonate solution, followed by saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The filtrate was concentrated to give an orange oil. This was purified by silica gel column chromatography (solvent: toluene → ethyl acetate / toluene (5/95, v / v)) to obtain Compound 5 as a colorless oil. (Yield 2.44 g, Yield 50.2%)
The analysis results of Compound 5 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.87-0.90 (m, 6H), 1.24-1.34 (m, 8H), 1.60-1.67 (m, 4H), 1.90-1.94 (m, 2H), 2.23-2.34 (m, 6H), 5.98 (d, 2H, J = 3.5 Hz), 7.06 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.63-7.66 (m, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 486 (M +)
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 5.

・化合物6の合成 Synthesis of compound 6

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコにテトラメチルアンモニウムヒドロキシド5水和物(3.62g,20mmol)、ピバル酸(2.04g,20mmol)、DMF(30mL)を入れ、アルゴン置換した後、室温で2.5時間攪拌した。そこへ、化合物3(4.16g,10mmol)を加え、さらに室温で16時間攪拌した。反応溶液を酢酸エチル100mLで希釈し、純水200mLを加え、有機層を分離した。水層は酢酸エチル30mLで4回抽出し、合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾液を濃縮し、薄いオレンジ色の固体を得た。これをエタノールから再結晶(繰り返し2回)することで、薄黄色の結晶として化合物6を得た。(収量1.93g,収率42.0%)
以下に化合物6の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):1.18(s,18H),1.20(s,18H),1.87−1.92(m,4H),2.21−2.24(m,4H),5.94(d,4H,J=2.3Hz),7.02(d,2H,J=8.0Hz),7.62−7.63(m,2H),7.64−7.65(m,2H)
質量分析:GC−MS m/z=458(M+)
融点:114.0−115.5℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物6の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (3.62 g, 20 mmol), pivalic acid (2.04 g, 20 mmol), DMF (30 mL), purged with argon, and then 2.5 mL at room temperature. Stir for hours. Thereto, Compound 3 (4.16 g, 10 mmol) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 16 hours. The reaction solution was diluted with 100 mL of ethyl acetate, 200 mL of pure water was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted four times with 30 mL of ethyl acetate, and the combined organic layers were washed with saturated sodium bicarbonate solution, followed by saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The filtrate was concentrated to give a pale orange solid. This was recrystallized from ethanol (repeated twice) to obtain Compound 6 as pale yellow crystals. (Yield 1.93 g, Yield 42.0%)
The analysis results of Compound 6 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 1.18 (s, 18H), 1.20 (s, 18H), 1.87-1.92 (m, 4H), 2.21-2 .24 (m, 4H), 5.94 (d, 4H, J = 2.3 Hz), 7.02 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.62-7.63 (m, 2H) , 7.64-7.65 (m, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 458 (M +)
Melting point: 114.0-115.5 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 6.

・化合物7の合成 Synthesis of compound 7

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコにテトラメチルアンモニウムヒドロキシド5水和物(3.62g,20mmol)、3,3,3−トリフルオロプロパン酸(2.56g,20mmol)、DMF(30mL)を入れ、アルゴン置換した後、室温で2.5時間攪拌した。そこへ、化合物3(4.16g,10mmol)を加え、さらに室温で48時間攪拌した。
反応溶液を酢酸エチル100mLで希釈し、純水200mLを加え、有機層を分離した。水層は酢酸エチル30mLで4回抽出し、合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾液を濃縮し、褐色の液体を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒:酢酸エチル/ヘキサン(1/2,v/v)+2%トリエチルアミン添加)にて精製することにより、淡黄色のオイルを得た。(収量2.44g)
さらにリサイクル分取HPLC(日本分析工業社製、LC−9104)にて精製することにより、無色のオイルとして化合物7を得た(収量1.2g,収率25%)
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with tetramethylammonium hydroxide pentahydrate (3.62 g, 20 mmol), 3,3,3-trifluoropropanoic acid (2.56 g, 20 mmol), DMF (30 mL), and purged with argon. And then stirred at room temperature for 2.5 hours. Thereto, Compound 3 (4.16 g, 10 mmol) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 48 hours.
The reaction solution was diluted with 100 mL of ethyl acetate, 200 mL of pure water was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted four times with 30 mL of ethyl acetate, and the combined organic layers were washed with saturated sodium bicarbonate solution, followed by saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The filtrate was concentrated to give a brown liquid. This was purified by silica gel column chromatography (solvent: ethyl acetate / hexane (1/2, v / v) + 2% triethylamine added) to obtain a pale yellow oil. (Yield 2.44 g)
Furthermore, it refine | purified by recycle preparative HPLC (the product made by Japan Analytical Industrial Co., Ltd., LC-9104), and the compound 7 was obtained as a colorless oil (yield 1.2g, 25% of yield).

以下に化合物7の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):1.99−2.31(m,4H,H2,H3),3.14−3.30(m,4H,−CH2CF3),5.96−6.08(m,2H,H1,H4),7.05−7.10(m,1H,ArH),7.66−7.71(m,2H,ArH)質量分析:GC−MS m/z=510(M+)
以上の分析結果から、合成したものが、化合物7の構造と矛盾がないことを確認した。
The analysis results of Compound 7 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 1.99-2.31 (m, 4H, H2, H3), 3.14-3.30 (m, 4H, —CH 2 CF 3), 5.96 −6.08 (m, 2H, H1, H4), 7.05-7.10 (m, 1H, ArH), 7.66-7.71 (m, 2H, ArH) Mass spectrometry: GC-MS m / Z = 510 (M +)
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 7.

[合成例2]
[化合物中間体の合成2]
・化合物8の合成
[Synthesis Example 2]
[Synthesis of Compound Intermediate 2]
Synthesis of compound 8

Figure 0005733553
充分に乾燥させた200mLの丸底フラスコに、チエノ[3,2−b]チオフェン(2.81g,20.0mmol)を入れ、アルゴン置換を行なった後、脱水テトラヒドロフラン(以下THF)(50mL)を加え、アセトン−ドライアイス浴で−78℃まで冷却し、n−ブチルリチウム(2.2eq,28.1mL(1.6Mヘキサン溶液),44mmol)を15分かけて滴下し、反応系内を室温まで昇温し、そのまま16時間攪拌を行なった。再び−78℃に冷却し、トリメチルスズクロリド(2.5eq,50mL(1.0Mヘキサン溶液),50mmol)を一度に加え、反応系内を室温まで昇温させ、24時間攪拌を行なった。
水(80mL)を加えて、クエンチし、酢酸エチルを加えて有機層を分離した。有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、さらに硫酸ナトリウムで乾燥を行ない、濾液を濃縮し、褐色の固体を得た。これをアセトニトリルから再結晶(繰り返し3回)することにより、無色の結晶として化合物8を得た。(収量5.0g,54.1%)
以下に化合物8の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.38(s,18H),7.23(s,2H)
質量分析:GC−MS m/z=466(M+)
以上の分析結果から、合成したものが、化合物8の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
Thieno [3,2-b] thiophene (2.81 g, 20.0 mmol) was placed in a well-dried 200 mL round bottom flask, and after argon substitution, dehydrated tetrahydrofuran (hereinafter THF) (50 mL) was added. In addition, the mixture was cooled to −78 ° C. in an acetone-dry ice bath, and n-butyllithium (2.2 eq, 28.1 mL (1.6 M hexane solution), 44 mmol) was added dropwise over 15 minutes, and the reaction system was cooled to room temperature. The mixture was heated up to 16 hours and stirred for 16 hours. The mixture was cooled again to −78 ° C., trimethyltin chloride (2.5 eq, 50 mL (1.0 M hexane solution), 50 mmol) was added all at once, the temperature of the reaction system was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 24 hours.
Water (80 mL) was added to quench, and ethyl acetate was added to separate the organic layer. The organic layer was washed with a saturated aqueous potassium fluoride solution and then with a saturated saline solution, further dried over sodium sulfate, and the filtrate was concentrated to obtain a brown solid. This was recrystallized from acetonitrile (repeated three times) to obtain Compound 8 as colorless crystals. (Yield 5.0 g, 54.1%)
The analysis results of Compound 8 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.38 (s, 18H), 7.23 (s, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 466 (M +)
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 8.

・化合物9の合成
ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェンは、特願2009−061749と同様にJ.Org.Chem.,2005,70(25),pp10569−10571およびOrg.Lett.2009,11(11),pp2473−2475に記載の方法に従って合成したものを原料として用いた。
Synthesis of Compound 9 Benzo [1,2-b: 4,5-b ′] dithiophene is prepared according to the method described in J.P. Org. Chem. , 2005, 70 (25), pp1069-10571 and Org. Lett. What was synthesize | combined according to the method of 2009,11 (11), pp2473-475 was used as a raw material.

Figure 0005733553
充分に乾燥させた200mLの丸底フラスコに、ベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェン(3.81g,20.0mmol)を入れ、アルゴン置換を行なった後、脱水THF(50mL)を加え、アセトン−ドライアイス浴で−78℃まで冷却し、n−ブチルリチウム(2.2eq,28.1mL(1.6Mヘキサン溶液),44mmol)を15分かけて滴下し、反応系内を室温まで昇温し、そのまま16時間攪拌を行なった。再び−78℃に冷却し、トリメチルスズクロリド(2.5eq,50mL(1.0Mヘキサン溶液),50mmol)を一度に加え、反応系内を室温まで昇温させ、24時間攪拌を行なった。
水(80mL)を加えて、クエンチし、酢酸エチルを加えて有機層を分離した。有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、さらに硫酸ナトリウムで乾燥を行ない、濾液を濃縮し、褐色の固体を得た。これをアセトニトリルから再結晶(繰り返し3回)することにより、薄黄色の結晶として化合物9を得た。(収量7.48g,72.5%)
Figure 0005733553
Benzo [1,2-b: 4,5-b ′] dithiophene (3.81 g, 20.0 mmol) was placed in a well-dried 200 mL round bottom flask, and after argon substitution, dehydrated THF ( 50 mL), cooled to −78 ° C. in an acetone-dry ice bath, and n-butyllithium (2.2 eq, 28.1 mL (1.6 M hexane solution), 44 mmol) was added dropwise over 15 minutes. The interior was warmed to room temperature and stirred for 16 hours. The mixture was cooled again to −78 ° C., trimethyltin chloride (2.5 eq, 50 mL (1.0 M hexane solution), 50 mmol) was added all at once, the temperature of the reaction system was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 24 hours.
Water (80 mL) was added to quench, and ethyl acetate was added to separate the organic layer. The organic layer was washed with a saturated aqueous potassium fluoride solution and then with a saturated saline solution, further dried over sodium sulfate, and the filtrate was concentrated to obtain a brown solid. This was recrystallized from acetonitrile (repeated three times) to obtain Compound 9 as pale yellow crystals. (Yield 7.48 g, 72.5%)

以下に化合物9の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.44(s,18H),7.41(s,2H),8.27(s,2H)
質量分析:GC−MS m/z=518(M+)
以上の分析結果から、合成したものが、化合物9の構造と矛盾がないことを確認した。
The analysis results of Compound 9 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.44 (s, 18H), 7.41 (s, 2H), 8.27 (s, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 518 (M +)
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 9.

・化合物10の合成
2,7−ジヨード[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンはZh.Org.Khim.,16,2,383(1980)およびJ.Am.Chem.Soc.128,12604(2006)を参考にして合成したものを原料として用いた。
Synthesis of Compound 10 2,7-Diiodo [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene is described in Zh. Org. Khim. 16, 2, 383 (1980) and J.A. Am. Chem. Soc. 128,12604 (2006) was used as a raw material.

Figure 0005733553
充分に乾燥させた300mLの丸底フラスコに、2,7−ジヨード[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン(4.92g,10.0mmol)を入れ、アルゴン置換を行なった後、脱水THF(150mL)を加え、アセトン−ドライアイス浴で−78℃まで冷却し、n−ブチルリチウム(2.2eq,14.1mL(1.6Mヘキサン溶液),22mmol)を15分かけて滴下し、反応系内を室温まで昇温し、そのまま16時間攪拌を行なった。再び−78℃に冷却し、トリメチルスズクロリド(2.5eq,25mL(1.0Mヘキサン溶液),25mmol)を一度に加え、反応系内を室温まで昇温させ、24時間攪拌を行なった。
水(80mL)を加えて、クエンチし、クロロホルムを加えて有機層を分離した。有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、さらに硫酸ナトリウムで乾燥を行ない、濾液を濃縮し褐色の固体を得た。これをトルエン、続けてアセトニトリルから再結晶することにより、薄褐色の結晶として化合物10を得た。(収量3.40g,60.0%)
以下に化合物10の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.37(s,18H),7.55(d,2H,J=8.6Hz),7.87(d,2H,J=7.5Hz),8.04(s,2H)
質量分析:GC−MS m/z=566(M+)
以上の分析結果から、合成したものが、化合物10の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
2,7-diiodo [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene (4.92 g, 10.0 mmol) was placed in a well-dried 300 mL round bottom flask, and purged with argon. Thereafter, dehydrated THF (150 mL) was added, and the mixture was cooled to −78 ° C. in an acetone-dry ice bath, and n-butyllithium (2.2 eq, 14.1 mL (1.6 M hexane solution), 22 mmol) was added over 15 minutes. The reaction system was dropped to room temperature and stirred for 16 hours. The mixture was cooled again to −78 ° C., trimethyltin chloride (2.5 eq, 25 mL (1.0 M hexane solution), 25 mmol) was added all at once, the temperature of the reaction system was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 24 hours.
Water (80 mL) was added to quench, and chloroform was added to separate the organic layer. The organic layer was washed with a saturated aqueous potassium fluoride solution and then with a saturated saline solution, further dried over sodium sulfate, and the filtrate was concentrated to obtain a brown solid. This was recrystallized from toluene, followed by acetonitrile to obtain Compound 10 as light brown crystals. (Yield 3.40 g, 60.0%)
The analysis results of Compound 10 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.37 (s, 18H), 7.55 (d, 2H, J = 8.6 Hz), 7.87 (d, 2H, J = 7. 5Hz), 8.04 (s, 2H)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 566 (M +)
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 10.

[合成例3]
[前駆体分子の合成]
・化合物11の合成
[Synthesis Example 3]
[Synthesis of precursor molecules]
Synthesis of compound 11

Figure 0005733553
Figure 0005733553

100mLの丸底フラスコに、化合物5(973mg,2.0mmol)、化合物8(466mg,1mmol)、DMF(10mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(18.3mg,0.02mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(24.4mg,0.08mmol)を加え、アルゴン雰囲気下室温で20時間攪拌した。反応溶液をクロロホルムで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、水を加え、有機層を分離した。水層はクロロホルムで3回抽出を行ない、合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾液を濃縮し、赤色の液体を得た。これをカラムクロマトグラフィー(固定層:(中性シリカゲル(関東化学製)+10wt%フッ化カリウム,溶媒:ヘキサン/酢酸エチル,9/1→8/2,v/v)にて精製することにより、黄色の固体を得た。これをヘキサン/エタノールから再結晶することにより、黄色の固体として化合物11を得た。(収量680mg,収率79.3%)
以下に化合物の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.87−0.89(m,12H),1.28−1.33(m,16H),1.61−1.69(m,8H),1.96−2.01(m,4H),2.28−2.36(m,12H),6.08(d,4H,J=12.1Hz),7.37(d,2H,J=8.6Hz),7.48(s,2H),7.57−7.59(m,4H)
元素分析(C5064):C,69.92;H,7.67;O,14.85;S,7.44(実測値)、C,70.06;H,7.53;O,14.93;S,7.48(理論値)
融点:113.7−114.7℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物11の構造と矛盾がないことを確認した。
In a 100 mL round bottom flask, compound 5 (973 mg, 2.0 mmol), compound 8 (466 mg, 1 mmol) and DMF (10 mL) were placed, and after argon gas was bubbled for 30 minutes, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium ( 0) (18.3 mg, 0.02 mmol) and tri (orthotolyl) phosphine (24.4 mg, 0.08 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with chloroform, insoluble material was removed by Celite filtration, water was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted three times with chloroform, and the combined organic layers were washed with a saturated aqueous potassium fluoride solution, followed by saturated brine, and dried over magnesium sulfate. The filtrate was concentrated to give a red liquid. By purifying this with column chromatography (fixed layer: (neutral silica gel (manufactured by Kanto Chemical) + 10 wt% potassium fluoride, solvent: hexane / ethyl acetate, 9/1 → 8/2, v / v), A yellow solid was obtained, which was recrystallized from hexane / ethanol to give Compound 11 as a yellow solid (yield 680 mg, yield 79.3%).
The compound analysis results are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.87-0.89 (m, 12H), 1.28-1.33 (m, 16H), 1.61-1.69 (m, 8H), 1.96-2.01 (m, 4H), 2.28-2.36 (m, 12H), 6.08 (d, 4H, J = 12.1 Hz), 7.37 (d, 2H, J = 8.6 Hz), 7.48 (s, 2H), 7.57-7.59 (m, 4H)
Elemental analysis (C 50 H 64 O 8 S 2): C, 69.92; H, 7.67; O, 14.85; S, 7.44 ( Found), C, 70.06; H, 7 .53; O, 14.93; S, 7.48 (theoretical value)
Melting point: 113.7-114.7 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 11.

・化合物12の合成 Synthesis of compound 12

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに、化合物6(2.0mmol,917mg)、化合物8(466mg,1mmol)、DMF(10mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(18.3mg,0.02mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(24.4mg,0.08mmol)を加え、アルゴン雰囲気下室温で24時間、続けて50℃で3時間攪拌した。反応溶液をトルエンで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、濾液に水を加え、有機層を分離した。水層はトルエンで抽出を行なった。合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾液を濃縮し得られた固体をヘキサンで洗浄することにより、黄色の固体として化合物を得た。(収量320mg,収率40.0%)
以下に化合物12の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):1.21(s,18H),1.24(s,18H),1.90−1.96(m,4H),2.30(dt,4H,J=9.2Hz,J=2.3Hz),6.03(d,4H,J=13.2Hz),7.32(d,2H,J=8.0Hz7.46(s,2H),7.53(d,2H,J=1.7Hz),7.58(dd,2H,J=8.0Hz,J=2.3Hz)
元素分析(C4656):C,68.87;H,6.95;O,16.08;S,8.10(実測値)、C,68.97;H,7.05;O,15.98;S,8.01(理論値)
分解点:275.2℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物12の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
In a 100 mL round bottom flask, compound 6 (2.0 mmol, 917 mg), compound 8 (466 mg, 1 mmol), and DMF (10 mL) were placed, and after argon gas was bubbled for 30 minutes, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium ( 0) (18.3 mg, 0.02 mmol) and tri (ortho-tolyl) phosphine (24.4 mg, 0.08 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours and then at 50 ° C. for 3 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with toluene, insoluble materials were removed by Celite filtration, water was added to the filtrate, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with toluene. The combined organic layers were washed with a saturated aqueous potassium fluoride solution, followed by saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated to obtain a compound as a yellow solid by washing with hexane. . (Yield 320 mg, Yield 40.0%)
The analysis results of Compound 12 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 1.21 (s, 18H), 1.24 (s, 18H), 1.90-1.96 (m, 4H), 2.30 (dt , 4H, J 1 = 9.2 Hz, J 2 = 2.3 Hz), 6.03 (d, 4H, J = 13.2 Hz), 7.32 (d, 2H, J = 8.0 Hz 7.46 (s , 2H), 7.53 (d, 2H, J = 1.7 Hz), 7.58 (dd, 2H, J 1 = 8.0 Hz, J 2 = 2.3 Hz)
Elemental analysis (C 46 H 56 O 8 S 2): C, 68.87; H, 6.95; O, 16.08; S, 8.10 ( Found), C, 68.97; H, 7 .05; O, 15.98; S, 8.01 (theoretical value)
Decomposition point: 275.2 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 12.

・化合物13の合成 Synthesis of compound 13

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに、化合物7(1020mg,2.0mmol)、化合物8(466mg,1mmol)、DMF(10mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(18.3mg,0.02mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(24.4mg,0.08mmol)を加え、アルゴン雰囲気下室温で16時間、続けて80℃で8時間攪拌した。反応溶液を酢酸エチルで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、濾液に水を加え、有機層を分離した。水層は酢酸エチルで抽出を行なった。合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾液を濃縮し、黄色の固体を得た。これをカラムクロマトグラフィー(固定層:(中性シリカゲル(関東化学製)+10wt%フッ化カリウム,溶媒:ヘキサン/酢酸エチル(2/1,v/v)+2%トリエチルアミン添加)にて精製することにより、黄色の固体を得た。
さらにリサイクル分取HPLC(日本分析工業社製,LC−9104,溶媒:THF)にて精製することにより、淡黄色の結晶として化合物13を得た(収量200mg,収率22.1%)
以下に化合物13の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):2.06−2.35(m,8H,H2,H3 of Tetralin),3.16−3.3.33(m,8H,−CH2CF3),6.07−6.18(m,4H,H1,H4 of Tetralin),7.36−7.41(m,2H,ArH),7.50(d,2H,J=6.9Hz,ArH),7.57−7.64(m,4H,ArH)
元素分析(C382812):C,50.65;H,3.02;O,14.00;S,7.19(実測値)、C,50.45;H,3.12;O,14.15;S,7.09(理論値)
分解点:197.5℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物13の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
In a 100 mL round bottom flask, compound 7 (1020 mg, 2.0 mmol), compound 8 (466 mg, 1 mmol) and DMF (10 mL) were placed, and after argon gas was bubbled for 30 minutes, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium ( 0) (18.3 mg, 0.02 mmol) and tri (orthotolyl) phosphine (24.4 mg, 0.08 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours and then at 80 ° C. for 8 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with ethyl acetate, insoluble material was removed by Celite filtration, water was added to the filtrate, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with saturated aqueous potassium fluoride, followed by saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated to give a yellow solid. By purifying this with column chromatography (fixed layer: (neutral silica gel (manufactured by Kanto Chemical) + 10 wt% potassium fluoride, solvent: hexane / ethyl acetate (2/1, v / v) + 2% triethylamine added)) A yellow solid was obtained.
Furthermore, the compound 13 was obtained as a pale yellow crystal | crystallization by refine | purifying with recycle preparative HPLC (The Nippon Analytical Industrial company make, LC-9104, solvent: THF) (yield 200 mg, yield 22.1%).
The analysis results of Compound 13 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 2.06-2.35 (m, 8H, H 2, H 3 of Tetralin), 3.16-3.33 (m, 8H, —CH 2 CF 3) 6.07-6.18 (m, 4H, H1, H4 of Tetralin), 7.36-7.41 (m, 2H, ArH), 7.50 (d, 2H, J = 6.9 Hz, ArH) ), 7.57-7.64 (m, 4H, ArH)
Elemental analysis (C 38 H 28 F 12 O 8 S 2): C, 50.65; H, 3.02; O, 14.00; S, 7.19 ( Found), C, 50.45; H 3.12; O, 14.15; S, 7.09 (theoretical value)
Decomposition point: 197.5 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 13.

・化合物14の合成 Synthesis of compound 14

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに、化合物7(1887mg,3.7mmol)、化合物9 (929mg,1.8mmol)、DMF(25mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(32.9mg,0.036mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(43.9mg,0.144mmol)を加え、アルゴン雰囲気下80℃で4時間攪拌した。反応溶液をクロロホルムで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、濾液に水を加え、有機層を分離した。水層はクロロホルムで抽出を行なった。合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾液を濃縮し、黄色の固体を得た。
これをリサイクル分取HPLC(日本分析工業社製,LC−9104,溶媒:THF)にて精製することにより、淡黄色の結晶として化合物14を得た(収量340mg,収率20.0%)
以下に化合物14の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):2.08−2.37(m,8H,H2,H3 of Tetralin),3.20−3.3.34(m,8H,−CH2CF3),6.09−6.6.21(m,4H,H1,H4 of Tetralin),7.40−7.47(m,2H,ArH),7.60(d,2H,J=7.5Hz,ArH),7.68−7.75(m,4H,ArH),8.22(s,2H)
元素分析(C423012):C,52.74;H,3.28;O,13.70;S,6.52(実測値)、C,52.83;H,3.17;O,13.41;S,6.72(理論値)
分解点:231℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物14の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with compound 7 (1887 mg, 3.7 mmol), compound 9 (929 mg, 1.8 mmol), DMF (25 mL), bubbled with argon gas for 30 minutes, and then tris (dibenzylideneacetone) dioxide. Palladium (0) (32.9 mg, 0.036 mmol) and tri (orthotolyl) phosphine (43.9 mg, 0.144 mmol) were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 4 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with chloroform, insoluble material was removed by Celite filtration, water was added to the filtrate, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with chloroform. The combined organic layers were washed with saturated aqueous potassium fluoride, followed by saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated to give a yellow solid.
This was purified by recycle preparative HPLC (manufactured by Nippon Analytical Industrial Co., Ltd., LC-9104, solvent: THF) to obtain Compound 14 as a pale yellow crystal (yield 340 mg, yield 20.0%).
The analysis results of Compound 14 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 2.08-2.37 (m, 8H, H2, H3 of Tetralin), 3.20-3.334 (m, 8H, —CH 2 CF 3) , 6.09-6.6.21 (m, 4H, H1, H4 of Tetralin), 7.40-7.47 (m, 2H, ArH), 7.60 (d, 2H, J = 7.5 Hz) , ArH), 7.68-7.75 (m, 4H, ArH), 8.22 (s, 2H)
Elemental analysis (C 42 H 30 F 12 O 8 S 2): C, 52.74; H, 3.28; O, 13.70; S, 6.52 ( Found), C, 52.83; H 3.17; O, 13.41; S, 6.72 (theoretical value)
Decomposition point: 231 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 14.

・化合物15の合成 Synthesis of compound 15

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに、化合物5(1020mg,2.1mmol)、化合物10(492mg,1.0mmol)、DMF/トルエン(25mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(32.9mg,0.036mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(43.9mg,0.144mmol)を加え、アルゴン雰囲気下80℃で12時間攪拌した。反応溶液をクロロホルムで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、濾液に水を加え、有機層を分離した。水層はクロロホルムで抽出を行なった。合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾液を濃縮し、黄色の固体を得た。これをカラムクロマトグラフィー(固定層:(中性シリカゲル(関東化学製)+10wt%フッ化カリウム,溶媒:ジクロロメタン/酢酸エチル(3/1,v/v)+2%トリエチルアミン添加)にて精製することにより、黄色の固体を得た。
続けてリサイクル分取HPLC(日本分析工業社製,LC−9104,溶媒:THF)にて精製することにより、淡黄色の結晶として化合物15を得た(収量210mg,収率42.7%)
以下に化合物15の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):0.85−0.91(m,12H),1.29−1.33(m,16H),1.63−1.69(m,8H),1.99−2.04(m,4H),2.32−2.37(m,12H),6.15(d,4H,J=18.9Hz),7.46(d,2H,J=8.0Hz),7.65−7.69(m,6H),7.95(d,2H,J=8.0Hz),8.11(d,2H,J=1.2Hz)
元素分析(C5868):C,72.50;H,7.43;O,13.57;S,6.49(実測値)、C,72.77;H,7.16;O,13.37;S,6.70(理論値)
融点:179.0℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物15の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with compound 5 (1020 mg, 2.1 mmol), compound 10 (492 mg, 1.0 mmol), DMF / toluene (25 mL), bubbled with argon gas for 30 minutes, and tris (dibenzylideneacetone). ) Dipalladium (0) (32.9 mg, 0.036 mmol) and tri (orthotolyl) phosphine (43.9 mg, 0.144 mmol) were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 12 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with chloroform, insoluble material was removed by Celite filtration, water was added to the filtrate, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with chloroform. The combined organic layers were washed with saturated aqueous potassium fluoride, followed by saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated to give a yellow solid. This was purified by column chromatography (fixed layer: (neutral silica gel (manufactured by Kanto Chemical) + 10 wt% potassium fluoride, solvent: dichloromethane / ethyl acetate (3/1, v / v) + 2% triethylamine added)). A yellow solid was obtained.
Subsequently, it was purified by recycle preparative HPLC (manufactured by Nippon Analytical Industrial Co., Ltd., LC-9104, solvent: THF) to obtain Compound 15 as light yellow crystals (yield 210 mg, yield 42.7%).
The analysis results of Compound 15 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 0.85-0.91 (m, 12H), 1.29-1.33 (m, 16H), 1.63-1.69 (m, 8H), 1.99-2.04 (m, 4H), 2.32-2.37 (m, 12H), 6.15 (d, 4H, J = 18.9 Hz), 7.46 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.65-7.69 (m, 6H), 7.95 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 8.11 (d, 2H, J = 1.2 Hz) )
Elemental analysis (C 58 H 68 O 8 S 2): C, 72.50; H, 7.43; O, 13.57; S, 6.49 ( Found), C, 72.77; H, 7 .16; O, 13.37; S, 6.70 (theoretical value)
Melting point: 179.0 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 15.

・化合物16の合成 Synthesis of compound 16

Figure 0005733553
100mLの丸底フラスコに、化合物7(1020mg,2.1mmol)、化合物10(492mg,1.0mmol)、DMF/トルエン(25mL)を入れ、アルゴンガスを30分間バブリングした後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(18.3mg,0.02mmol)、トリ(オルトトリル)ホスフィン(24.4mg,0.08mmol)を加え、アルゴン雰囲気下80℃で8時間攪拌した。反応溶液をクロロホルムで希釈し、セライト濾過で不溶物を除去し、濾液に水を加え、有機層を分離した。水層はクロロホルムで抽出を行なった。合わせた有機層を飽和フッ化カリウム水溶液、続けて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾液を濃縮し、黄色の固体を得た。これをカラムクロマトグラフィー(固定層:(中性シリカゲル(関東化学製)+10wt%フッ化カリウム,溶媒:ジクロロメタン/酢酸エチル(3/1,v/v)+2%トリエチルアミン添加)にて精製することにより、黄色の固体を得た。
続けて、リサイクル分取HPLC(日本分析工業社製,LC−9104,溶媒:THF)にて精製することにより、淡黄色の結晶として化合物16を得た(収量180mg,収率36.5%)
以下に化合物16の分析結果を示す。
H NMR(500MHz,CDCl,TMS,δ):2.08−2.38(m,8H,H2,H3 of Tetralin),3.19−3.33(m,8H,−CH2CF3),6.12−6.25(m,4H,H1,H4 of Tetralin),7.48−7.50(m,2H,ArH),7.65−7.73(m,6H,ArH),7.97(d,2H,J=8.6Hz,ArH),8.12(d,2H,J=1.2Hz,ArH)
元素分析(C463212):C,55.17;H,3.41;O,12.95;S,6.07(理論値)、C,54.98;H,3.21;O,12.74;S,6.38(理論値)
分解点:218℃
以上の分析結果から、合成したものが、化合物16の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
A 100 mL round bottom flask was charged with compound 7 (1020 mg, 2.1 mmol), compound 10 (492 mg, 1.0 mmol), DMF / toluene (25 mL), bubbled with argon gas for 30 minutes, and tris (dibenzylideneacetone). ) Dipalladium (0) (18.3 mg, 0.02 mmol) and tri (orthotolyl) phosphine (24.4 mg, 0.08 mmol) were added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours under an argon atmosphere. The reaction solution was diluted with chloroform, insoluble material was removed by Celite filtration, water was added to the filtrate, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with chloroform. The combined organic layers were washed with saturated aqueous potassium fluoride, followed by saturated brine, dried over magnesium sulfate, and the filtrate was concentrated to give a yellow solid. This was purified by column chromatography (fixed layer: (neutral silica gel (manufactured by Kanto Chemical) + 10 wt% potassium fluoride, solvent: dichloromethane / ethyl acetate (3/1, v / v) + 2% triethylamine added)). A yellow solid was obtained.
Then, it refine | purified in recycle preparative HPLC (The Nippon Analytical Industrial company make, LC-9104, solvent: THF), and obtained the compound 16 as a pale yellow crystal | crystallization (yield 180 mg, yield 36.5%).
The analysis results of Compound 16 are shown below.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 2.08-2.38 (m, 8H, H2, H3 of Tetralin), 3.19-3.33 (m, 8H, —CH 2 CF 3), 6 12-6.25 (m, 4H, H1, H4 of Tetralin), 7.48-7.50 (m, 2H, ArH), 7.65-7.73 (m, 6H, ArH), 7. 97 (d, 2H, J = 8.6 Hz, ArH), 8.12 (d, 2H, J = 1.2 Hz, ArH)
Elemental analysis (C 46 H 32 F 12 O 8 S 2): C, 55.17; H, 3.41; O, 12.95; S, 6.07 ( theoretical value), C, 54.98; H , 3.21; O, 12.74; S, 6.38 (theoretical value)
Decomposition point: 218 ° C
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 16.

[置換基脱離化合物4を用いたナフタレンの合成] [Synthesis of Naphthalene Using Substituent Leaving Compound 4]

Figure 0005733553
合成例1で合成した化合物4(100mg)を丸底フラスコに入れ、内温180℃のまま1時間攪拌した。続けて、フラスコに氷による冷却部を備えたガラス管を置き、フラスコ内を減圧(40mmHg)し、内温80℃のまま加熱を続けることにより昇華精製を行ない、ガラス管に付着した無色の結晶を掻き取った(収量51.5mg,収率99.8%)
この結晶の下記に示す分析を行なったところ
H NMR(500MHz、CDCl、TMS,δ):7.48(d,4H,J=6.8Hz),7.84(d,4H、J=8.3Hz)
元素分析値(C10):C,93.46;H,6.44(実測値)C,93.71;H,6.29(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=128(M+)
融点:79.0−80.0℃
化合物純度(LC−MS):≧99.9%
以上の結果から、上記反応で得られた無色の結晶がナフタレンであることが確認された。
Figure 0005733553
Compound 4 (100 mg) synthesized in Synthesis Example 1 was placed in a round bottom flask and stirred for 1 hour while maintaining the internal temperature at 180 ° C. Subsequently, a glass tube equipped with a cooling part with ice is placed on the flask, the inside of the flask is depressurized (40 mmHg), and sublimation purification is performed by continuing the heating at an internal temperature of 80 ° C., and colorless crystals attached to the glass tube Was scraped off (yield 51.5 mg, yield 99.8%)
The following analysis of this crystal was performed.
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 7.48 (d, 4H, J 1 = 6.8 Hz), 7.84 (d, 4H, J 1 = 8.3 Hz)
Elemental analysis value (C 10 H 8 ): C, 93.46; H, 6.44 (actual value) C, 93.71; H, 6.29 (theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 128 (M +)
Melting point: 79.0-80.0 ° C
Compound purity (LC-MS): ≧ 99.9%
From the above results, it was confirmed that the colorless crystals obtained by the above reaction were naphthalene.

[置換基脱離化合物5を用いた2−ヨードナフタレンの合成1] [Synthesis 1 of 2-iodonaphthalene Using Substituent Leaving Compound 5]

Figure 0005733553
合成例1で合成した化合物5(97.28mg,0.2mmol)を丸底フラスコに入れ、内温180℃のまま1時間攪拌した。続けて、フラスコに氷による冷却部を備えたガラス管を置き、フラスコ内を減圧(40mmHg)し、内温50℃のまま加熱を続けることにより昇華精製を行ない、ガラス管に付着した無色の結晶を掻き取った(収量50.66mg,収率99.7%)
この結晶の下記に示す分析を行なったところ、
H NMR(400MHz,CDCl,TMS,δ):7.46−7.52(m,2H)7.55−7.58(m,1H),7.68−7.74(m,2H),7.76−7.82(m,1H),8.22−8.26(m,1H)
元素分析値(C10I):C,47.11;H,2.94(実測値)C,47.27;H,2.78(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=254(M+)
融点:50.5−52.0℃
化合物純度(LC−MS):≧99.8%
以上の結果から、上記反応で得られた無色の結晶が2−ヨードナフタレンであることが確認された。
Figure 0005733553
Compound 5 (97.28 mg, 0.2 mmol) synthesized in Synthesis Example 1 was placed in a round bottom flask and stirred for 1 hour while maintaining the internal temperature at 180 ° C. Subsequently, a glass tube equipped with a cooling part with ice is placed in the flask, the inside of the flask is depressurized (40 mmHg), and sublimation purification is performed by continuing the heating at an internal temperature of 50 ° C., and colorless crystals attached to the glass tube Was scraped off (yield 50.66 mg, yield 99.7%)
When the following analysis of this crystal was performed,
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, δ): 7.46-7.52 (m, 2H) 7.55-7.58 (m, 1H), 7.68-7.74 (m, 2H) ), 7.76-7.82 (m, 1H), 8.22-8.26 (m, 1H)
Elemental analysis (C 10 H 7 I): C, 47.11; H, 2.94 (actual measurement) C, 47.27; H, 2.78 (theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 254 (M +)
Melting point: 50.5-52.0 ° C
Compound purity (LC-MS): ≧ 99.8%
From the above results, it was confirmed that the colorless crystals obtained by the above reaction were 2-iodonaphthalene.

[置換基脱離化合物6を用いた2−ヨードナフタレンの合成]
実施例2で用いた化合物5を化合物6(91.67mg、0.2mmolに換えた以外は同様に反応を行なった。
ガラス管に付着した無色の結晶を掻き取った(収量50.46mg、収率99.3%)。
この結晶の下記に示す分析を行なったところ、実施例2と同様の分析結果が得られた。
以上の結果から、上記反応で得られた無色の結晶が2−ヨードナフタレンであることが確認された。
[Synthesis of 2-iodonaphthalene using Substituent Leaving Compound 6]
The reaction was performed in the same manner except that Compound 5 used in Example 2 was replaced with Compound 6 (91.67 mg, 0.2 mmol).
Colorless crystals adhering to the glass tube were scraped off (yield 50.46 mg, yield 99.3%).
When the following analysis of this crystal was performed, the same analysis results as in Example 2 were obtained.
From the above results, it was confirmed that the colorless crystals obtained by the above reaction were 2-iodonaphthalene.

[置換基脱離化合物7を用いた2−ヨードナフタレンの合成]
実施例2で用いた化合物6を化合物7(102.0mg、0.2mmol)に換え、フラスコの内温を160℃にした以外は同様に反応を行なった。
ガラス管に付着した無色の結晶を掻き取った(収量50.76mg、収率99.9%)。
この結晶の下記に示す分析を行なったところ、実施例2と同様の分析結果が得られた。
以上の結果から、上記反応で得られた無色の結晶が2−ヨードナフタレンであることが確認された。
[Synthesis of 2-iodonaphthalene using Substituent Leaving Compound 7]
The reaction was performed in the same manner except that the compound 6 used in Example 2 was replaced with the compound 7 (102.0 mg, 0.2 mmol) and the internal temperature of the flask was changed to 160 ° C.
Colorless crystals adhering to the glass tube were scraped off (yield 50.76 mg, yield 99.9%).
When the following analysis of this crystal was performed, the same analysis results as in Example 2 were obtained.
From the above results, it was confirmed that the colorless crystals obtained by the above reaction were 2-iodonaphthalene.

実施例1〜4より、置換基脱離化合物を用いてナフタレンおよびその誘導体が180℃以下の比較的低温でかつ99%以上の高収率で定量的に得られることが示された。部分的にハロゲン化(フッ素化)されたような電子吸引性の高いアルキル基を有する化合物においてはさらに低温で反応が完了することも示された。   From Examples 1 to 4, it was shown that naphthalene and derivatives thereof were quantitatively obtained at a relatively low temperature of 180 ° C. or lower and a high yield of 99% or higher using a substituent-eliminating compound. It was also shown that the reaction was completed at a lower temperature in a compound having an alkyl group with high electron-withdrawing properties such as partially halogenated (fluorinated).

[有機半導体化合物1(化合物17)の合成1] [Synthesis 1 of Organic Semiconductor Compound 1 (Compound 17)]

Figure 0005733553
合成例3で合成した化合物11(200mg、0.23mmol)を丸底フラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、245℃(フラスコ内温)で1時間加熱攪拌を行なった。
得られた固体をトルエン、続けてメタノールで洗浄し、真空下乾燥することで黄色の結晶として化合物17を得た。(収量86.9mg、収率96.3%)
化合物17の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C2616):C,79.84;H,4.00;S,16.10(実測値)C,79.55;H,4.11;S,16.34(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=392(M+)
融点:357.7℃
化合物純度(GCMS):≧99.8%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物17の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
Compound 11 (200 mg, 0.23 mmol) synthesized in Synthesis Example 3 was placed in a round bottom flask, and heated and stirred at 245 ° C. (inner temperature of the flask) for 1 hour under an argon atmosphere.
The obtained solid was washed with toluene, followed by methanol, and dried under vacuum to obtain Compound 17 as yellow crystals. (Yield 86.9 mg, yield 96.3%)
The analysis results of Compound 17 are shown below.
Elemental analysis (C 26 H 16 S 2 ): C, 79.84; H, 4.00; S, 16.10 (actual measurement) C, 79.55; H, 4.11; S, 16.34 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 392 (M +)
Melting point: 357.7 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.8%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 17.

[有機半導体化合物1(化合物17)の合成2] [Synthesis 2 of Organic Semiconductor Compound 1 (Compound 17)]

Figure 0005733553
実施例5で用いた化合物11を化合物12(184.2mg、0.23mmol)に換え、反応温度を270℃に変えた以外は実施例5と同様に反応および精製を行なった。
同様に黄色の結晶として化合物17を得た。(収量86.3mg、収率96.3%)
本反応で得られた化合物17の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C2616):C,79.64;H,4.10;S,16.20(実測値)C,79.55;H,4.11;S,16.34(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=392(M+)
融点:357.2℃
化合物純度(GCMS):≧99.7%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物17の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
The reaction and purification were performed in the same manner as in Example 5 except that the compound 11 used in Example 5 was changed to the compound 12 (184.2 mg, 0.23 mmol) and the reaction temperature was changed to 270 ° C.
Similarly, Compound 17 was obtained as yellow crystals. (Yield 86.3 mg, Yield 96.3%)
The analysis results of Compound 17 obtained by this reaction are shown below.
Elemental analysis (C 26 H 16 S 2 ): C, 79.64; H, 4.10; S, 16.20 (actual value) C, 79.55; H, 4.11; S, 16.34 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 392 (M +)
Melting point: 357.2 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.7%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 17.

[有機半導体化合物1(化合物17)の合成3] [Synthesis 3 of Organic Semiconductor Compound 1 (Compound 17)]

Figure 0005733553
実施例5で用いた化合物11を化合物13(219.6mg、0.23mmol)に換え、反応温度を200℃に変えた以外は実施例5と同様に反応および精製を行なった。
同様に黄色の結晶として化合物17を得た。(収量89.2mg、収率98.8%)
本反応で得られた化合物17の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C2616):C,79.58;H,4.11;S,16.32(実測値)C,79.55;H,4.11;S,16.34(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=392(M+)
融点:357.2℃
化合物純度(GCMS):≧99.7%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物17の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
The reaction and purification were carried out in the same manner as in Example 5 except that the compound 11 used in Example 5 was replaced with the compound 13 (219.6 mg, 0.23 mmol) and the reaction temperature was changed to 200 ° C.
Similarly, Compound 17 was obtained as yellow crystals. (Yield 89.2 mg, Yield 98.8%)
The analysis results of Compound 17 obtained by this reaction are shown below.
Elemental analysis (C 26 H 16 S 2 ): C, 79.58; H, 4.11; S, 16.32 (actual measurement) C, 79.55; H, 4.11; S, 16.34 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 392 (M +)
Melting point: 357.2 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.7%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 17.

[有機半導体化合物2(化合物18)の合成] [Synthesis of Organic Semiconductor Compound 2 (Compound 18)]

Figure 0005733553
実施例5で用いた化合物11を化合物14(208.1mg、0.23mmol)に換え、反応温度を240℃に変えた以外は実施例5と同様に反応を行ない、得られた固体をクロロホルム、アセトン、メタノールで洗浄し真空下で乾燥することで、黄緑色の結晶として化合物18を得た。(収量100mg、収率98.3%)
本反応で得られた化合物18の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C3018):C,81.21;H,4.10;S,14.59(実測値)C,81.41;H,4.10;S,14.49(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=442(M+)
融点:438.2℃
化合物純度(GCMS):≧99.8%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物18の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
Compound 11 used in Example 5 was replaced with Compound 14 (208.1 mg, 0.23 mmol), and the reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the reaction temperature was changed to 240 ° C. The resulting solid was treated with chloroform, The compound 18 was obtained as yellowish green crystals by washing with acetone and methanol and drying under vacuum. (Yield 100 mg, yield 98.3%)
The analysis results of Compound 18 obtained by this reaction are shown below.
Elemental analysis (C 30 H 18 S 2) : C, 81.21; H, 4.10; S, 14.59 ( Found) C, 81.41; H, 4.10 ; S, 14.49 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 442 (M +)
Melting point: 438.2 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.8%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 18.

[有機半導体化合物3(化合物19)の合成1] [Synthesis 1 of Organic Semiconductor Compound 3 (Compound 19)]

Figure 0005733553
実施例5で用いた化合物11を化合物15(208.1mg、0.23mmol)に換え、反応温度を255℃に変えた以外は実施例5と同様に反応を行ない、クロロホルム、メタノールで洗浄し真空下で乾燥することで、淡黄色の結晶として化合物19を得た。(収量110mg、収率97.1%)
本反応で得られた化合物19の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C3420):C,82.67;H,4.10;S,13.14(実測値)C,82.89;H,4.09;S,13.02(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=492(M+)
融点:378.2℃
化合物純度(GCMS):≧99.5%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物19の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
Compound 11 used in Example 5 was replaced with Compound 15 (208.1 mg, 0.23 mmol), and the reaction was carried out in the same manner as in Example 5 except that the reaction temperature was changed to 255 ° C., washed with chloroform and methanol, and vacuumed The compound 19 was obtained as a pale yellow crystal | crystallization by drying under. (Yield 110 mg, Yield 97.1%)
The analysis results of Compound 19 obtained by this reaction are shown below.
Elemental analysis (C 34 H 20 S 2) : C, 82.67; H, 4.10; S, 13.14 ( Found) C, 82.89; H, 4.09 ; S, 13.02 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 492 (M +)
Melting point: 378.2 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.5%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 19.

[有機半導体化合物3(化合物19)の合成2] [Synthesis 2 of Organic Semiconductor Compound 3 (Compound 19)]

Figure 0005733553
実施例5で用いた化合物11を化合物16(208.1mg、0.23mmol)に換え、反応温度を220℃に変えた以外は実施例5と同様に反応を行ない、クロロホルム、アセトン、メタノールで洗浄し真空下で乾燥することで、淡黄色の結晶として化合物19を得た。(収量111.8mg、収率98.7%)
本反応で得られた化合物19の分析結果を以下に示す。
元素分析値(C3420):C,82.52;H,4.08;S,13.17(実測値)C,82.89;H,4.09;S,13.02(理論値)
質量分析:GC−MS m/z=492(M+)
融点:377.9℃
化合物純度(GCMS):≧99.4%
以上の分析結果から、合成したものが、化合物19の構造と矛盾がないことを確認した。
Figure 0005733553
The reaction was conducted in the same manner as in Example 5 except that the compound 11 used in Example 5 was changed to the compound 16 (208.1 mg, 0.23 mmol) and the reaction temperature was changed to 220 ° C., and washed with chloroform, acetone and methanol. The compound 19 was obtained as light yellow crystals by drying under vacuum. (Yield 111.8 mg, Yield 98.7%)
The analysis results of Compound 19 obtained by this reaction are shown below.
Elemental analysis (C 34 H 20 S 2) : C, 82.52; H, 4.08; S, 13.17 ( Found) C, 82.89; H, 4.09 ; S, 13.02 (Theoretical value)
Mass spectrometry: GC-MS m / z = 492 (M +)
Melting point: 377.9 ° C
Compound purity (GCMS): ≧ 99.4%
From the above analysis results, it was confirmed that the synthesized product was consistent with the structure of Compound 19.

実施例10乃至後述の15の結果より、200〜250℃程度の加熱および洗浄操作のみで97%以上の高収率で難溶性のπ電子共役系化合物を高収率かつ99%以上の高純度で得ることが可能であることが示された。
変換に要した温度は概ね各化合物の昇華温度(1%重量減少温度として定義される)以下であることも分かった。例えば、図2において変換の際に起こる重量減少終了後、300℃から340℃にかけてグラフがほぼ水平の領域が見られ、それ以上の温度で1%以上重量減少が始まっているため、化合物が昇華している考えることができる。
ナフタレンのような有機溶媒可溶な低分子だけでなく、本来であれば有機溶媒に対して難溶性であるπ電子共役系化合物の製造においても有効な方法であることが示唆された。
これらは、顔料、有機半導体分子、その他多くの分子においても適用が可能である。
From the results of Example 10 to 15 which will be described later, a highly soluble π electron conjugated compound having a high yield of 97% or more and a high purity of 99% or more is obtained only by heating and washing operations at about 200 to 250 ° C. It was shown that it is possible to obtain in
It was also found that the temperature required for the conversion was approximately below the sublimation temperature of each compound (defined as 1% weight loss temperature). For example, after the weight loss that occurs during the conversion in FIG. 2 is completed, a region where the graph is almost horizontal is seen from 300 ° C. to 340 ° C., and a weight loss of 1% or more starts at a higher temperature. I can think of you.
This suggests that this is an effective method not only for producing low-molecular-weight organic solvents such as naphthalene but also for π-electron conjugated compounds that are inherently poorly soluble in organic solvents.
They can also be applied to pigments, organic semiconductor molecules, and many other molecules.

[溶解度の評価]
合成例3で合成した化合物11乃至化合物19をそれぞれトルエン、THF、アニソール、クロロホルム(各2.0mg)に溶け残りが出るまで添加し、溶媒還流下で10分間攪拌し、室温まで冷却しさらに1時間攪拌し、16時間静置した後、上澄みを0.2μmのPTFEフィルターで濾過して、飽和溶液を得た。これを減圧下乾燥させることにより、各溶媒への前駆体の溶解度を算出した。結果を表1に示す。
[Evaluation of solubility]
Compounds 11 to 19 synthesized in Synthesis Example 3 were respectively added to toluene, THF, anisole, and chloroform (2.0 mg each) until they remained undissolved, stirred under solvent reflux for 10 minutes, cooled to room temperature, and further added 1 After stirring for 16 hours and allowing to stand for 16 hours, the supernatant was filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a saturated solution. This was dried under reduced pressure to calculate the solubility of the precursor in each solvent. The results are shown in Table 1.

Figure 0005733553
(表1においては◎とは溶解度が0.5wt%以上であり、○とは0.1wt%以上0.5wt%未満、△は0.005wt%以上0.1wt%未満、×は0.005wt%未満であったことを示す。)
化合物11乃至16を用いたいずれの場合においても、溶媒還流下で前駆体化合物が脱離した化合物(即ち化合物17乃至19)の存在は認められなかった。
Figure 0005733553
(In Table 1, ◎ means a solubility of 0.5 wt% or more, ○ means 0.1 wt% or more and less than 0.5 wt%, Δ means 0.005 wt% or more and less than 0.1 wt%, × means 0.005 wt% (It indicates that it was less than%.)
In any case where the compounds 11 to 16 were used, the presence of the compound from which the precursor compound was eliminated under solvent reflux (that is, the compounds 17 to 19) was not observed.

表1より、極性の異なる数多くの溶媒に対して概ね0.1wt%以上の溶解性を有していることが分かり、塗布プロセスにおける溶媒の選択性に富むことが明らかとなった。
また変換後の材料である化合物17,18,19はこれら全ての溶媒に0.005wt%以下の溶解性であり、脱離反応により変換された化合物が不溶化することを示唆している。
また、溶液状態においては少なくともアニソール還流条件(154℃)においても、分解されない熱安定性、保存性を有していることが分かった。
定かではないが、固体状態のように、各分子間距離が非常に近い状態では脱離が容易に起こるが、溶液のように分子間にある程度の距離がある場合には、脱離が起こりにくいということが考えられる。
From Table 1, it was found that the solvent has a solubility of approximately 0.1 wt% or more with respect to many solvents having different polarities, and it is clear that the selectivity of the solvent in the coating process is rich.
In addition, the compounds 17, 18 and 19 which are the materials after conversion are soluble in 0.005 wt% or less in all these solvents, suggesting that the compounds converted by the elimination reaction are insolubilized.
Further, it was found that in the solution state, at least under anisole reflux conditions (154 ° C.), it has thermal stability and storage stability that are not decomposed.
Although it is not certain, desorption occurs easily when the distance between each molecule is very close as in the solid state, but desorption does not easily occur when there is a certain distance between molecules as in the solution. It can be considered.

[化合物11の脱離挙動の観察例]
合成例3で合成した化合物11(5mg)を、シリコンウェハを介して任意の温度(150、160、170、180、220、230、240、260℃)に設定したホットプレート上でそれぞれ30分間加熱し、サンプル調整を行なった。
上記サンプルおよび加熱前の化合物11、および変換後の化合物17のIRスペクトル(KBr法、Spectrum GX(商品名)、Perkin Elmer社製)を測定した。その結果を、図1に示す。
化合物11の240℃の加熱条件において、−O−(1156cm−1およびC=O(1726cm−1))の吸収が消失し、新たな吸収(810、738、478cm−1、芳香族)の存在が確認された。そして、これは化合物17のスペクトルと一致する。
また、化合物11の熱分解挙動を、TG−DTA(リファレンスAl、窒素気流下(200mL/min)、EXSTAR6000(商品名)、Seiko Instruments Inc.製)を用いて25℃から500℃の範囲を5℃/minのレートで昇温し、観察した。その結果を図2に示す。
TG−DTAにおいて160〜290℃にかけて、56.7%の重量減少が見られた。これはカプロン酸4分子(理論値54.2%)とほぼ一致する。また、357.7℃に融点の存在が認められた。これは化合物17の値と一致する。
以上の結果から化合物11が加熱により化合物17へと変換されることが示された。
また、脱離反応の閾値は240℃前後であることも示された。
[Observation Example of Desorption Behavior of Compound 11]
Compound 11 (5 mg) synthesized in Synthesis Example 3 was heated for 30 minutes on a hot plate set at an arbitrary temperature (150, 160, 170, 180, 220, 230, 240, 260 ° C.) through a silicon wafer. The sample was adjusted.
IR spectra (KBr method, Spectrum GX (trade name), manufactured by Perkin Elmer) of the sample, compound 11 before heating, and compound 17 after conversion were measured. The result is shown in FIG.
Under the heating condition of Compound 11 at 240 ° C., the absorption of —O— (1156 cm −1 and C═O (1726 cm −1 )) disappears and the presence of new absorption (810, 738, 478 cm −1 , aromatic) Was confirmed. This is consistent with the spectrum of compound 17.
Further, the thermal decomposition behavior of Compound 11 was measured at 25 ° C. to 500 ° C. using TG-DTA (reference Al 2 O 3 , under a nitrogen stream (200 mL / min), EXSTAR 6000 (trade name), manufactured by Seiko Instruments Inc.). The range was heated at a rate of 5 ° C./min and observed. The result is shown in FIG.
In TG-DTA, a weight loss of 56.7% was observed from 160 to 290 ° C. This is almost consistent with 4 molecules of caproic acid (theoretical value: 54.2%). The presence of a melting point was observed at 357.7 ° C. This is consistent with the value of compound 17.
From the above results, it was shown that compound 11 was converted to compound 17 by heating.
It was also shown that the threshold for elimination reaction is around 240 ° C.

[化合物12の脱離挙動の観察例]
実施例12の化合物11を化合物12に換え、加熱条件を170、180、200、220、240、250、260、280、300℃とした以外は同様にサンプルを作製し、IRスペクトルを測定し、変換温度を見積もった。
化合物12の280℃の加熱条件において、−O−(1156cm−1およびC=O(1726cm−1))の吸収が消失し、新たな吸収(810、738、478cm−1、芳香族)の存在が確認された。また、同様にTG−DTAを測定した。TG−DTAにおいて250〜285℃にかけて、58.2%の重量減少が見られた。これはピバル酸4分子(理論値51.0%)よりも幾分大きい。また、357.2℃に融点の存在が認められた。これは化合物17の値と一致する。
以上の結果から化合物12が加熱により化合物17へと変換されることが示された。
また、脱離反応の閾値は280℃前後であることも示された。
[Observation Example of Desorption Behavior of Compound 12]
A sample was prepared in the same manner except that the compound 11 of Example 12 was changed to the compound 12 and the heating conditions were 170, 180, 200, 220, 240, 250, 260, 280, and 300 ° C., and the IR spectrum was measured. The conversion temperature was estimated.
Under the heating condition of Compound 12 at 280 ° C., the absorption of —O— (1156 cm −1 and C═O (1726 cm −1 )) disappears and the presence of new absorption (810, 738, 478 cm −1 , aromatic) Was confirmed. Similarly, TG-DTA was measured. In TG-DTA, a weight loss of 58.2% was observed from 250 to 285 ° C. This is somewhat larger than 4 molecules of pivalic acid (theoretical 51.0%). The presence of a melting point was observed at 357.2 ° C. This is consistent with the value of compound 17.
From the above results, it was shown that Compound 12 was converted to Compound 17 by heating.
It was also shown that the threshold for elimination reaction was around 280 ° C.

[化合物15の脱離挙動の観察例]
実施例12の化合物11を化合物15に換え、加熱条件を180、200、220、230、240、250、260、280℃とした以外は同様にサンプルを作製し、IRスペクトルを測定しIRスペクトルを測定し変換温度を見積もった。化合物15の250℃の加熱条件において、−O−(1156cm−1およびC=O(1726cm−1))の吸収が消失し、新たな吸収(810、738、478cm−1、芳香族)の存在が確認された。そして、これは化合物19のスペクトルと一致する。また、同様にTG−DTAを測定した。TG−DTAにおいて200〜300℃にかけて、50.7%の重量減少が見られた。これはカプロン酸4分子(理論値48.5%)とほぼ一致する。また、358.2℃に融点の存在が認められた。これは化合物19の値と一致する。
以上の結果から化合物15が加熱により化合物19へと変換されることが示された。
また、脱離反応の閾値は250℃前後であることも示された。
[Observation Example of Desorption Behavior of Compound 15]
A sample was prepared in the same manner except that the compound 11 of Example 12 was changed to the compound 15 and the heating conditions were 180, 200, 220, 230, 240, 250, 260, and 280 ° C., the IR spectrum was measured, and the IR spectrum was measured. The conversion temperature was measured and estimated. Under the heating condition of Compound 15 at 250 ° C., the absorption of —O— (1156 cm −1 and C═O (1726 cm −1 )) disappears, and there is a new absorption (810, 738, 478 cm −1 , aromatic). Was confirmed. This is consistent with the spectrum of compound 19. Similarly, TG-DTA was measured. In TG-DTA, a weight loss of 50.7% was observed from 200 to 300 ° C. This is almost consistent with 4 molecules of caproic acid (theoretical value 48.5%). The presence of a melting point was observed at 358.2 ° C. This is consistent with the value of compound 19.
From the above results, it was shown that Compound 15 was converted to Compound 19 by heating.
It was also shown that the threshold for elimination reaction is around 250 ° C.

以上の実施例より、脱離の挙動と脱離反応の閾値温度を見積もることができた。また、組み合わせるπ共役系コアによる影響はそれほどなく、エステル部位に導入したアルキル鎖の違いにより、脱離反応が起こる温度が変化することが示された。本発明における化合物の場合は概ね250℃の加熱により、目的のπ共役系化合物を得ることができることが示された。
なお、上記実施例12乃至14において、実測の重量減少が理論値よりも大きいのは、高温かつ窒素気流下であるため化合物17および19の昇華性が比較的高いためであるのと、前駆体の結晶中に溶媒を含んでいるためであると考えられる。
From the above examples, the desorption behavior and the threshold temperature of the desorption reaction could be estimated. In addition, the effect of the combined π-conjugated core was not so great, and it was shown that the temperature at which the elimination reaction changes due to the difference in the alkyl chain introduced into the ester moiety. In the case of the compound in the present invention, it was shown that the target π-conjugated compound can be obtained by heating at about 250 ° C.
In Examples 12 to 14, the measured weight loss is larger than the theoretical value because the compounds 17 and 19 are relatively high in sublimation because of high temperature and under a nitrogen stream. This is presumably because the crystal contains a solvent.

〔薄膜の作製例〕
合成例3で合成した化合物11、14、15(各5mg)をTHFに0.1wt%の濃度になるように溶解させ、0.2μmのフィルターで濾過して溶液を調製した。濃硫酸に24時間付けおき洗浄した膜厚300nmの熱酸化膜を有するN型のシリコン基板上に、調製した溶液を100μL滴下し、シャーレを被せてそのまま溶媒が乾燥するまで静置し、薄膜を作製した。この薄膜を偏光顕微鏡および走査型プローブ顕微鏡(コンタクトモード、Nanopics(商品名)、Seiko Instruments Inc.製)によって行なったところ、平滑な連続したアモルファス膜が得られていることが分かった。
次に前記薄膜を、アルゴン雰囲気下で250℃で30分間アニール処理した後に、前記と同様にして膜の観察を行なった。アニール処理後は、偏光顕微鏡で色のついたドメインが複数観測され、平滑な結晶質の膜が得られていることが分かった。これらの膜の偏光顕微鏡写真を図3に示す。これは、前駆体である化合物11、14、15が溶解性基であるエステル基を脱離することにより、膜中でより分子間相互作用の強い化合物17、18、19へと変換され、結晶質になったためである。
この薄膜は、25℃のクロロホルム、THF,トルエン等に不溶であった。
[Examples of thin film production]
Compounds 11, 14, and 15 (5 mg each) synthesized in Synthesis Example 3 were dissolved in THF to a concentration of 0.1 wt%, and filtered through a 0.2 μm filter to prepare a solution. 100 μL of the prepared solution is dropped on an N-type silicon substrate having a thermal oxide film with a thickness of 300 nm that has been washed in concentrated sulfuric acid for 24 hours, placed on a petri dish, and left to stand until the solvent is dried. Produced. When this thin film was subjected to a polarizing microscope and a scanning probe microscope (contact mode, Nanopics (trade name), manufactured by Seiko Instruments Inc.), it was found that a smooth continuous amorphous film was obtained.
Next, after the thin film was annealed at 250 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere, the film was observed in the same manner as described above. After the annealing treatment, a plurality of colored domains were observed with a polarization microscope, and it was found that a smooth crystalline film was obtained. The polarization micrographs of these films are shown in FIG. This is because the precursor compounds 11, 14, and 15 are eliminated from the ester group that is a soluble group, and are converted into compounds 17, 18, and 19 having a stronger intermolecular interaction in the film. Because it became quality.
This thin film was insoluble in chloroform, THF, toluene and the like at 25 ° C.

〔比較例1〕
比較例1として、実施例15の化合物11、14、15を化合物17、18、19に変え、THFの代わりに150℃に加熱したジクロロベンゼンを用いた以外は同様にして溶液の調整、薄膜の作製を行なった。
いずれの膜においても、目視で分かるほどに結晶が析出しており、不連続な膜になっているのが確認された。偏光顕微鏡においても、不連続で色のついたドメインが複数観測された。走査型プローブ顕微鏡で確認したところ100μm以上の表面荒さが認められた。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, the solution was prepared in the same manner except that the compounds 11, 14, and 15 of Example 15 were changed to the compounds 17, 18, and 19 and dichlorobenzene heated to 150 ° C. was used instead of THF. Fabrication was performed.
In any of the films, crystals were deposited to the extent that they were visually confirmed, and it was confirmed that the films were discontinuous. Even in the polarization microscope, a plurality of discontinuous and colored domains were observed. When confirmed with a scanning probe microscope, a surface roughness of 100 μm or more was observed.

以上の結果より、一部の高沸点溶媒にわずかに溶解するような難溶性の化合物の薄膜化において、本発明の製造方法が有効であることが示された。   From the above results, it was shown that the production method of the present invention is effective in thinning a poorly soluble compound that slightly dissolves in some high-boiling solvents.

[溶液プロセスによる有機薄膜トランジスタの作製・評価]
実施例15と同様に化合物11を含む薄膜をそれぞれ作製した。前記薄膜をアルゴン雰囲気下、250℃で30分間アニール処理をすることで、有機半導体化合物1からなる薄膜(膜厚50nm)に変換を行なった。
この薄膜上部にシャドウマスクを用いて金を真空蒸着(背圧〜10−4Pa,蒸着レート1〜2Å/s、膜厚:50nm)することによりソース、ドレイン電極(チャネル長50μm,チャネル幅2mm)を形成し、図4(D)の構造の電界効果型トランジスタ(FET)素子を作製した。金電極とは異なる部位の有機半導体層およびシリコン酸化膜を削り取り、その部分に導電性ペースト(導電性ペースト、藤倉化成製)を付け溶媒を乾燥させた。この部分を用いて、ゲート電極としてのシリコン基板に電圧を印加した。
こうして得られたFET素子の電気特性をAgilent社製 半導体パラメーターアナライザーB1500Aを用いて(測定条件:ソースドレイン電圧を−100V固定、ゲート電圧−20Vから+100Vまで掃引)評価した結果、p型のトランジスタ素子としての特性を示した。このFET素子のI−V特性図を図5に示す。図5において白丸は縦軸左(ドレイン電流の絶対値であり、黒丸は縦軸右(ドレイン電流の絶対値の平方根である。横軸は印加したゲート電圧である。
この有機薄膜トランジスタの電流―電圧(I−V)特性における飽和領域から、電界効果移動度を求めた。
なお、有機薄膜トランジスタの電界効果移動度の算出には、以下の式を用いた。
Ids=μCinW(Vg−Vth)2/2L
(ただし、Cinはゲート絶縁膜の単位面積あたりのキャパシタンス、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、Vgはゲート電圧、Idsはソースドレイン電流、μは移動度、Vthはチャネルが形成し始めるゲートの閾値電圧である。)
また、ゲート電圧40Vにおけるオン電流と同0Vにおけるオフ電流の比をオンオフ比として算出した。
その結果を表2に示す。
[Production and evaluation of organic thin-film transistors by solution process]
Thin films containing compound 11 were prepared in the same manner as in Example 15. The thin film was subjected to an annealing treatment at 250 ° C. for 30 minutes in an argon atmosphere to convert the thin film into a thin film (film thickness 50 nm) made of the organic semiconductor compound 1.
By using a shadow mask on the thin film, gold is vacuum-deposited (back pressure: 10 −4 Pa, deposition rate: 1-2 Å / s, film thickness: 50 nm) to form source and drain electrodes (channel length 50 μm, channel width 2 mm) ) To produce a field effect transistor (FET) element having the structure of FIG. The organic semiconductor layer and the silicon oxide film at portions different from the gold electrode were scraped off, and a conductive paste (conductive paste, manufactured by Fujikura Kasei) was applied to the portion, and the solvent was dried. Using this portion, a voltage was applied to the silicon substrate as the gate electrode.
As a result of evaluating the electrical characteristics of the FET element thus obtained using a semiconductor parameter analyzer B1500A manufactured by Agilent (measurement conditions: source drain voltage fixed at −100 V, gate voltage swept from −20 V to +100 V), p-type transistor element As a characteristic. FIG. 5 shows an IV characteristic diagram of this FET element. In FIG. 5, the white circle is the left vertical axis (the absolute value of the drain current, the black circle is the right vertical axis (the square root of the absolute value of the drain current. The horizontal axis is the applied gate voltage.
The field effect mobility was determined from the saturation region in the current-voltage (IV) characteristics of the organic thin film transistor.
In addition, the following formula | equation was used for calculation of the field effect mobility of an organic thin-film transistor.
Ids = μCinW (Vg−Vth) 2 / 2L
(Where Cin is the capacitance per unit area of the gate insulating film, W is the channel width, L is the channel length, Vg is the gate voltage, Ids is the source / drain current, μ is the mobility, and Vth is the gate that the channel begins to form. (It is the threshold voltage.)
Further, the ratio of the on current at the gate voltage of 40V to the off current at 0V was calculated as the on / off ratio.
The results are shown in Table 2.

実施例16において、化合物11の代わりに化合物14を用いて有機半導体化合物2からなる薄膜に変換した以外は同様にして、FET素子を作製し、特性評価を行なった。その結果を表2に示す。   In Example 16, an FET element was prepared in the same manner as in Example 16 except that the compound 14 was used instead of the compound 11 and the thin film was formed of the organic semiconductor compound 2, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

実施例16において、化合物11の代わりに化合物15を用いて有機半導体化合物3からなる薄膜に変換した以外は同様にして、FET素子を作製し、特性評価を行なった。その結果を表2に示す。   In Example 16, an FET element was prepared in the same manner as in Example 16 except that the compound 15 was used instead of the compound 11 and the thin film was formed of the organic semiconductor compound 3, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

[比較例2]
比較例1に記載のジクロロベンゼン溶液を用いて、実施例16と同様の基板上に有機半導体化合物1からなる薄膜を形成し、FET素子を作製し、特性評価を行なった。その結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
Using the dichlorobenzene solution described in Comparative Example 1, a thin film made of the organic semiconductor compound 1 was formed on the same substrate as in Example 16, to produce an FET element, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

[比較例3]
比較例1に記載のジクロロベンゼン溶液を用いて、実施例16と同様の基板上に有機半導体化合物3からなる薄膜を形成し、FET素子を作製し、特性評価を行なった。その結果を表2に示す。
[Comparative Example 3]
Using the dichlorobenzene solution described in Comparative Example 1, a thin film made of the organic semiconductor compound 3 was formed on the same substrate as in Example 16, to produce an FET element, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

[比較例4]
比較例1に記載のジクロロベンゼン溶液を用いて、実施例16と同様の基板上に有機半導体化合物3からなる薄膜を形成し、FET素子を作製し、特性評価を行なった。その結果を表2に示す。
[Comparative Example 4]
Using the dichlorobenzene solution described in Comparative Example 1, a thin film made of the organic semiconductor compound 3 was formed on the same substrate as in Example 16, to produce an FET element, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 0005733553
Figure 0005733553

以上の実施例より、難溶性の有機半導体化合物を高沸点溶媒に溶かして製膜するのみでは、良好なFET特性は得られないのに対して、本発明の置換基脱離化合物を用いて、有機半導体化合物を含む膜に変換することで、溶液プロセスを用いても良好なFET特性が得られることが明らかとなった。本発明の有機薄膜トランジスタはいずれも良好なホール移動度、電流オンオフ比を示し、有機薄膜トランジスタとして優れた特性を有していることが明らかとなった。このことより、本発明の置換基脱離化合物およびそれにより得られる有機半導体化合物は有機薄膜トランジスタのような有機電子デバイス素子の作製においても有用であることが示された。   From the above examples, only by forming a film by dissolving a poorly soluble organic semiconductor compound in a high-boiling solvent, good FET characteristics cannot be obtained, but using the substituent-elimination compound of the present invention, It has been clarified that by converting to a film containing an organic semiconductor compound, good FET characteristics can be obtained even by using a solution process. All of the organic thin film transistors of the present invention showed excellent hole mobility and current on / off ratio, and it was revealed that they have excellent characteristics as organic thin film transistors. From this, it was shown that the substituent-elimination compound of the present invention and the organic semiconductor compound obtained thereby are useful in the production of an organic electronic device element such as an organic thin film transistor.

本発明の置換基脱離化合物は、各種有機溶剤への溶解性に優れ、エネルギーの印加による脱離反応を利用して、末端オレフィンを生成することなく特定の化合物、有機半導体化合物等を高収率で合成することが可能であるため、プロセスアビリティーに優れている。
また、難溶性であるため製膜困難な有機半導体化合物であっても、本発明の置換基脱離化合物を有機半導体化合物前駆体として用い、一旦製膜した後熱などを加えて有機半導体化合物へと変換させることで、容易に連続した有機半導体膜を得ることができ、また未変換の部位を洗浄除去することで有機半導体膜のパターンニングも可能であり、この膜の有機電子デバイスへの応用が考えられ、特に半導体などの電子デバイス、EL発光素子などの光学−電子デバイス、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池などの光電変換デバイス、電子ペーパー、各種センサー、RFIDs(radio frequency identification)などに応用できる可能性がある。
The substituent-eliminating compound of the present invention has excellent solubility in various organic solvents, and uses a desorption reaction by application of energy to produce a high yield of a specific compound, organic semiconductor compound, etc. without producing a terminal olefin. Since it is possible to synthesize at a high rate, the process ability is excellent.
Moreover, even if it is an organic semiconductor compound that is difficult to form due to poor solubility, the substituent-elimination compound of the present invention is used as an organic semiconductor compound precursor, and after film formation, heat is added to the organic semiconductor compound. Can be obtained easily, and a continuous organic semiconductor film can be easily obtained, and patterning of the organic semiconductor film is possible by washing and removing unconverted sites. Application of this film to organic electronic devices In particular, for electronic devices such as semiconductors, optical-electronic devices such as EL light emitting elements, thin film solar cells, photoelectric conversion devices such as dye-sensitized solar cells, electronic paper, various sensors, RFIDs (radio frequency identification), etc. There is a possibility of application.

1 有機半導体層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 ゲート絶縁膜
1 Organic Semiconductor Layer 2 Source Electrode 3 Drain Electrode 4 Gate Electrode 5 Gate Insulating Film

特開平5−055568号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-05568 WO2006−077888号公報WO2006-077788 特開2007−224019号公報JP 2007-224019 A 特開2008−270843号公報JP 2008-270843 A 特開2009−105336号公報JP 2009-105336 A 特開2009−84555号公報JP 2009-84555 A 特開2006−352143号公報JP 2006-352143 A 特願2009−061749号明細書Japanese Patent Application No. 2009-061749

Appl.Phys.Lett.72,p1854 (1998)Appl.Phys.Lett.72, p1854 (1998) J.Am. Chem.Soc. 128,p12604 (2006)J. Am. Chem. Soc. 128, p12604 (2006) J.Am. Chem.Soc. 129,p15732(2007)J. Am. Chem. Soc. 129, p15732 (2007) Adv. Mater.,11,p480 (1999),Adv. Mater., 11, p480 (1999), J.Appl.Phys.100, p034502 (2006)J.Appl.Phys.100, p034502 (2006) Appl.Phys.Lett.84,12, p2085 (2004)Appl.Phys.Lett.84,12, p2085 (2004) J.Am.Chem.Soc.126, p1596 (2004)J. Am. Chem. Soc. 126, p1596 (2004) J.Chem.Res.(12), p753-757 (2006)J. Chem. Res. (12), p753-757 (2006)

Claims (4)

記一般式(IV)、(V)で表わされる部分構造であることを特徴とする置換脱離化合物。
Figure 0005733553
Figure 0005733553
式中、nは2以上の整数であり、括弧内の置換基は同一であっても異なっていてもよい。Arは置換基を有していてもよいアリール基またはヘテロアリール基である。ここで、一般式(IV)および(V)は、Arがシクロヘキセン誘導体骨格と共有結合を介して結合しているか、縮環していることを表わす。 ,X は置換または無置換の炭素数1以上のアシルオキシ基を表し、Y ,Y はともに水素原子であり、X ,X は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環状の前記アシルオキシ基を形成していてもよい。R 乃至R は水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基を表す。
Under following general formula (IV), substituted elimination compound which is a partial structure represented by (V).
Figure 0005733553
Figure 0005733553
(In the formula, n is an integer of 2 or more, and the substituents in parentheses may be the same or different. Ar is an aryl group or heteroaryl group which may have a substituent. Here, the general formulas (IV) and (V) represent that Ar is bonded to the cyclohexene derivative skeleton via a covalent bond or condensed, and X 1 and X 2 are substituted or unsubstituted. Represents an acyloxy group having 1 or more carbon atoms, Y 1 and Y 2 are both hydrogen atoms, X 1 and X 2 may be the same or different, and are bonded to each other to form the cyclic acyloxy group; R 1 to R 4 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a cyano group.
前記Arが
(i)1つ以上の芳香族炭化水素環および芳香族ヘテロ環、若しくは2つ以上の前記環同士が縮環された化合物、
及び
(ii)前記(i)の環同士が共有結合を介して連結された化合物、
からなる群から少なくとも1つ以上選択される化合物であることを特徴とする請求項に記載の置換脱離化合物。
Wherein Ar is (i) one or more aromatic hydrocarbon rings and aromatic heterocycles, or a compound in which two or more of the rings are condensed;
And (ii) a compound in which the rings of (i) are linked via a covalent bond,
The substitution elimination compound according to claim 1 , wherein the substitution elimination compound is at least one compound selected from the group consisting of:
前記芳香族炭化水素環および芳香族ヘテロ環は、ベンゼン環およびチオフェン環であることを特徴とする請求項に記載の置換基脱離化合物。 The substituent elimination compound according to claim 2 , wherein the aromatic hydrocarbon ring and the aromatic heterocycle are a benzene ring and a thiophene ring. 前記Arがハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルキルオキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基およびアリール基からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有していてもよい下記構造式、
Figure 0005733553

であることを特徴とする請求項乃至に記載の置換脱離化合物。
Ar is at least one substituent selected from the group consisting of a halogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkyloxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, and an aryl group. The following structural formula that may have:
Figure 0005733553

The substituted elimination compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein
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