JP6207606B2 - ジチエノベンゾフランポリマーおよび電子的な応用のための小分子 - Google Patents

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Description

本発明は、式(I)の繰返し単位と式(VIII)または(IX)、上記式中、Y、Y15、Y16およびY17は、互いに独立して、式(I)の基であるものとし、の化合物とを有するポリマー、ならびに有機電子デバイスにおける、殊に有機光電池(ソーラーセル)および光ダイオードにおける、またはダイオードおよび/または有機電界効果トランジスターーを含むデバイスにおける有機半導体としての前記ポリマーの使用に関する。
本発明によるポリマーおよび本発明による化合物は、有機溶剤中での優れた溶解性、および優れた皮膜形成性を有することができる。さらに、エネルギー変換の高い効率、優れた電界効果移動度、良好なオン/オフ電流比および/または優れた安定性は、本発明によるポリマーおよび本発明による化合物が有機電界効果トランジスターー、有機光電素子(太陽電池)および光ダイオードにおいて使用される場合に、観察されうる。
WO2010136401は、次式
Figure 0006207606
〔式中、
1およびR1'は、互いに独立して、Hまたは置換基、ハロゲンまたはSiR645であり;
2およびR2'は、同一でも異なっていてもよく、かつC1〜C25アルキル、C3〜C12シクロアルキル、C2〜C25アルケニル、C2〜C25アルキニル、C4〜C25アリール、C5〜C25アルキルアリールまたはC5〜C25アラルキルから選択され、これらの基は、それぞれ、置換されていないかまたは置換されており、およびXの規定内のR3とR3'とが一緒になると、環構造を完成させるか、またはXは、式
Figure 0006207606
の中の1つに合致する架橋基であり、
2および/またはR2'もハロゲンまたは水素であってよく;
Xは、
Figure 0006207606
から選択された二価連結基であり、
YおよびY'は、独立して、
Figure 0006207606
から選択され、
nおよびpは、独立して、0〜6の範囲にあり;
3およびR3'は、独立して、水素または置換基、またはアミノであるか、またはそれらが結合している炭素原子と一緒になって、5員または6員の非置換または置換の炭化水素環を完成させるか、またはN、O、もしくはSから選択された、少なくとも1個のヘテロ原子を有する、5員の非置換または置換のヘテロ環を完成させる〕の多環式ジチオフェン;ならびに式
Figure 0006207606
の少なくとも2個の構造単位を有するオリゴマー、ポリマーまたはコポリマーに関する。
WO2010136401中に記載された物質は、有機電界効果トランジスターー、有機光電素子(太陽電池)および光ダイオードにおいて使用される。
WO2011002927は、少なくとも1つの供与体受容体コポリマーを含む(コポリマー)組成物に関するかまたは向けられており、前記の少なくとも1つのコポリマーは、式
Figure 0006207606
〔式中、R1、R2およびR'は、可溶化基または水素である〕によって表わされる、少なくとも1つの第1のビチオフェン繰返し単位(供与体)を有する。WO2011002927の請求項8によれば、R1およびR2は、ヘテロ環を形成しうる。
さらに、ビチオフェン繰返し単位を有するポリマーは、欧州特許出願公開第2006291号明細書A1、米国特許第20110006287号明細書およびWO2011025454中に記載されている。
PCT/EP2013/056463は、式(I)および(II)
Figure 0006207606
の少なくとも1つの(繰返し)単位を有する、ポリマーまたは小分子を含む有機電子デバイスに関する。
Schroeder B.C. et al.,Chem.Mater.,23(2011)4025−4031には、有機電界効果トランジスターーにおける、式M1およびM2:
Figure 0006207606
のモノマー単位を有するポリマーの使用が記載されている。
James R.Durrant et al.,J.Phys.Chem.Lett.2012,3,140−144は、光誘導されたホールの移動が低バンドギャップポリマー
Figure 0006207606
のブレンドフィルムを有する活性層を備えたOPVデバイスのためのデバイス光電流に貢献することを報告している。
本発明の1つの目的は、有機電界効果トランジスターー、有機光電素子(太陽電池)および光ダイオードにおいて使用する際に、エネルギー変換の高い効率、優れた電界効果移動度、良好なオン/オフ電流比および/または優れた安定性を示すポリマーを提供することである。
前記目的は、式
Figure 0006207606
〔式中、
1およびR2は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、E'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G'によって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、であるか、または
1およびR2は、一緒になって、
Figure 0006207606
(ここで、
205、R206、R206'、R207、R208、R208'、R209およびR210は、互いに独立して、H、C1〜C18アルキル、E'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、またはE'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18フルオロアルキル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G'によって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C7〜C25アラルキル、G'によって置換されているC7〜C25アラルキル;CN、または−CO−R28である)の基を形成し、
601およびR602は、互いに独立して、H、ハロゲン、C1〜C25アルキル、C3〜C12シクロアルキル、C2〜C25アルケニル、C2〜C25アルキニル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C7〜C25アラルキル、またはG'によって置換されているC7〜C25アラルキルであり;
D'は、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−NR65−、−SiR7071−、−POR72−、−CR63=CR64−、または−C≡C−であり、および
E'は、−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、CF3、またはハロゲンであり、
G'は、E'、C1〜C18アルキル、または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
28は、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
63およびR64は、互いに独立して、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
65およびR66は、互いに独立して、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであるか;または
65とR66は、一緒になって、5員環または6員環を形成し、
67は、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
68は、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
69は、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
70およびR71は、互いに独立して、C1〜C18アルキル、C6〜C18アリール、またはC1〜C18アルキルによって置換されているC6〜C18アリールであり、および
72は、C1〜C18アルキル、C6〜C18アリール、またはC1〜C18アルキルによって置換されているC6〜C18アリールである〕の繰返し単位を有するポリマーによって解決された。
有利に、本発明のポリマー、または本発明のポリマーを含む、有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品は、有機発光ダイオード(PLED、OLED)、有機光電素子(太陽電池)および光ダイオードにおいて、または有機電界効果トランジスターー(OFET)において使用されうる。
本発明のポリマーは、好ましくは、4000ダルトン以上、殊に4000〜2000000ダルトン、より好ましくは10000〜1000000ダルトン、最も好ましくは10000〜100000ダルトンの質量平均分子量を有する。分子量は、ポリスチレン標準を用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)にしたがって測定される。本発明のポリマーは、1.01〜10、より好ましくは1.1〜3.0、最も好ましくは1.5〜2.5の多分散指数を有する。本発明のポリマーは、好ましくは共役している。
本発明のオリゴマーは、好ましくは4000ダルトン未満の質量平均分子量を有する。
好ましい実施態様において、R1およびR2は、一緒になって、基
Figure 0006207606
を形成する。R205、R206、R207およびR208は、好ましくはHである。
別の好ましい実施態様において、R1およびR2は、式
Figure 0006207606
の基であり、ここで、R400、R401、R402およびR403は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ、C1〜C18アルキル、または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである。R400、R401、R402およびR403は、好ましくは、Hである。
1とR2は、異なっていてよいが、しかし、好ましくは、同一である。
好ましい実施態様において、本発明は、式
Figure 0006207606
〔式中、R1およびR2は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
(式中、R400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである)の基であるか、またはR1とR2は、一緒になって、基
Figure 0006207606
を形成し、
601およびR602は、同一でも異なっていてもよく、かつC1〜C25アルキルまたは水素、殊に水素である〕の繰返し単位を有するポリマーに向けられている。R1およびR2は、殊に、式
Figure 0006207606
、とりわけ
Figure 0006207606
の基である。
式Iの繰返し単位の中で、式
Figure 0006207606
の繰返し単位が好ましい。
前記ポリマーは、式
Figure 0006207606
〔式中、Aは、式(I)の繰返し単位であり、nは、通常、4〜1000、殊に4〜200、とりわけ5〜150の範囲内にある〕のホモポリマーであってよい。
それとは別に、前記ポリマーは、式
Figure 0006207606
、殊に、
Figure 0006207606
の繰返し単位を有するポリマー
、とりわけ式
Figure 0006207606
のコポリマーであってよく、
上記式中、
nは、通常、4〜1000、殊に4〜200、とりわけ5〜150の範囲内にあり、
Aは、式(I)の繰返し単位であり、および
−COM1−は、繰返し単位
Figure 0006207606
であり、ここで、
kは、0、1、2または3であり、lは、1、2または3であり、rは、0、1、2または3であり、zは、0、1、2または3であり、
Ar4、Ar5、Ar6およびAr7は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
Figure 0006207606
Figure 0006207606
の基であり、
ここで
1は、−O−、−S−、−NR8−、−Si(R11)(R11')−、−Ge(R11)(R11')−、−C(R7)(R7')−、−C(=O)−、−C(=CR104104')、
Figure 0006207606
Figure 0006207606
、ここで
1'は、S、O、−NR107−、−Si(R117)(R117')−、−Ge(R117)(R117')−、−C(R106)(R109)−、−C(=O)−、
Figure 0006207606
であり、
3およびR3'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキルまたはC1〜C25アルコキシであり、
104およびR104'は、互いに独立して、水素、シアノ、COOR103、C1〜C25アルキル基、またはC6〜C24アリールまたはC2〜C20ヘテロアリールであり、
4、R4'、R5、R5'、R6およびR6'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C25アルコキシであり、
7、R7'、R9およびR9'は、互いに独立して、水素、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
8またはR8'は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
11およびR11'は、互いに独立して、C1〜C25アルキル基、C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C8アルキルおよび/またはC1〜C8アルコキシで1〜3回置換されていてよいフェニル基であり、
12およびR12'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル、または
Figure 0006207606
であり、ここで、R13は、C1〜C10アルキル基、またはトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であるか;または
104およびR104'は、互いに独立して、水素、C1〜C18アルキル、任意にGによって置換されていてよいC6〜C10アリール、または任意にGによって置換されていてよいC2〜C8ヘテロアリールであり、
105、R105'、R106およびR106'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキルまたはC1〜C18アルコキシであり、
107は、水素、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18ペルフルオロアルキル;−O−もしくは−S−によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;または−COOR103であり、
108およびR109は、互いに独立して、H、C1〜C25アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C25アルキル、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、Gによって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルコキシ、またはC7〜C25アラルキルであるか、または
108およびR109は、一緒になって、式=CR110111の基を形成し、ここで、
110およびR111は、互いに独立して、H、C1〜C18アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、またはC2〜C20ヘテロアリール、またはGによって置換されているC2〜C20ヘテロアリールであるか、または
108とR109は、一緒になって、5員環または6員環を形成し、これらは、任意に、C1〜C18アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、Gによって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルコキシ、またはC7〜C25アラルキルによって置換されていてよく、
Dは、−CO−、−COO−、−S−、−O−、または−NR112'−であり、
Eは、C1〜C8チオアルコキシ、C1〜C8アルコキシ、CN、−NR112'113'、−CONR112'113'、またはハロゲンであり、
Gは、E、またはC1〜C18アルキルであり、および
112'およびR113'は、互いに独立して、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
115およびR115'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル、または
Figure 0006207606
であり、ここで、R116は、C1〜C10アルキル基、またはトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり;
117およびR117'は、互いに独立して、C1〜C25アルキル基、C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C8アルキルおよび/またはC1〜C8アルコキシで1〜3回置換されていてよいフェニル基であり、
118、R119、R120およびR121は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化されたC1〜C25アルキル、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C25アルコキシであり、
122およびR122'は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
201は、水素、C1〜C100アルキル基、−COOR103;1個以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、またはC6〜C18アリール基によって置換された、および/または−O−、−COO−、−OCO−もしくは−S−によって中断された、C1〜C100アルキル基;C7〜C25アリールアルキル基、カルバモイル基、C1〜C100アルキルおよび/またはC1〜C100アルコキシで1〜3回置換されていてよいC5〜C12シクロアルキル基;C1〜C100アルキル、C1〜C100チオアルコキシおよび/またはC1〜C100アルコキシで1〜3回置換されていてよい、C6〜C24アリール基、殊にフェニル基または1−ナフチル基もしくは2−ナフチル基;およびペンタフルオロフェニルから選択され、
103およびR114は、互いに独立して、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキルであり、
202およびR203は、同一であっても異なっていてもよく、かつH、F、−CN、任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C100アルキル;およびC1〜C100アルコキシから選択されている。
上記の繰返し単位COM1は、公知でありかつ公知方法にしたがって製造されうる。DPP繰返し単位およびその合成に関連して、例えば、米国特許第6451459号明細書B1、WO05/049695、WO2008/000664、欧州特許出願公開第2034537号明細書A2、欧州特許出願公開第2075274号明細書A1、WO2010/049321、WO2010/049323、WO2010/108873、WO2010/115767、WO2010/136353、WO2010/136352およびPCT/EP2011/057878が参照される。
3、R3'、R4およびR4'は、好ましくは、水素またはC1〜C25アルキルである。
201は、好ましくは、直鎖状または分枝鎖状のC1〜C36アルキル基、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチルおよび2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、殊にn−ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、2−エチルヘキシル、2−ブチルヘキシル、2−ブチルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−デシルテトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシルまたはテトラコシルである。
有利に、基R201は、式
Figure 0006207606
〔式中、m1=n1+2およびm1+n1≦24である〕によって表わすことができる。キラル側鎖は、ホモキラルであってよいか、またはラセミ体であってよく、これらは、化合物の形態に影響を及ぼしうる。
COMは、好ましくは、式
Figure 0006207606
Figure 0006207606
〔式中、R3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
8およびR8'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
114は、C1〜C38アルキル基であり、
201は、C1〜C38アルキル基であり、かつ
202およびR203'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルである〕の繰返し単位である。
特に好ましい実施態様において、COM1は、式(XVb)、(XVb')、(XVe)、(XVh)、(XVh')、(XVu')、(XVu'')および(XVu''')、殊に(XVb)、(XVb')、(XVu')、(XVu'')および(XVu''')の繰返し単位から選択される。
本発明の好ましい実施態様において、前記ポリマーは、式
Figure 0006207606
の繰返し単位を有するコポリマー、殊に式
Figure 0006207606
のコポリマーであり、上記式中、AおよびCOM1は、上記の規定と同様であり、nは、4000〜2000000ダルトン、より好ましくは、10000〜1000000ダルトン、最も好ましくは10000〜100000ダルトンの分子量を生じる数である。nは、通常、4〜1000、殊に4〜200、とりわけ5〜150の範囲内にある。式IIIによって表わされるポリマー構造は、例えば、鈴木重合法により得られたポリマー生成物の理想化された代表例である。式
Figure 0006207606
の繰返し単位は、2つの方法でポリマー鎖中に組み込まれうる:
Figure 0006207606
これら2つの方法は、式(III)に含まれるべきである。
本発明のポリマーは、2個を上回る異なる繰返し単位、例えば互いに異なる繰返し単位であるA、COM1およびBを有することができる。前記実施態様において、前記ポリマーは、式
Figure 0006207606
〔式中、x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、殊にx=0.2〜0.8、y=0.8〜0.2およびx+y=1〕の繰返し単位を有するコポリマーである。Bは、COM1の意味をもち、但し、Bは、COM1とは異なるものとする。AおよびCOM1は、上記の規定と同様である。
本発明の別の好ましい実施態様において、Aは、上記の規定と同様に、式(I)、殊に(Ia)の繰返し単位であり、
Figure 0006207606
は、式
Figure 0006207606
の基であり、
上記式中、R3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり;
8およびR8'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり;および
201は、C1〜C38アルキル基である。
COM1は、好ましくは、(XVb')、(XVb'')、(XVu')および(XVu'')の繰返し単位である。
式(I)の繰返し単位の中で、R1およびR2が、互いに独立して、式
Figure 0006207606
〔式中、R400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである〕の基であるか、またはR1とR2が一緒になって基
Figure 0006207606
を形成する、式(I)の繰返し単位が好ましい。R1およびR2は、殊に式
Figure 0006207606
の基、とりわけ式
Figure 0006207606
の基である。R1とR2は、異なっていてよいが、好ましくは、同一である。R601とR602は、異なっていてよいが、好ましくは、同一であり、かつ水素またはC1〜C25アルキル、殊に水素から選択される。式(Ia)の繰返し単位が最も好ましい。
式IIIのコポリマーの中で、次のコポリマーが好ましい:
Figure 0006207606
Figure 0006207606
、上記式中、
nは、4〜1000、殊に4〜200、とりわけ5〜150であり、
3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
201は、C1〜C38アルキル基であり、かつ
601およびR602は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキル、殊に水素である。式(Ia1)、(Ia2)、(Ia6)および(Ia7)のポリマーは、より好ましい。
特に好ましいポリマーの例は、下記に示されている:
Figure 0006207606
式IIIのコポリマーは、例えば、鈴木重合法による反応によって得ることができる。芳香族ボロネートとハロゲン化物、殊に臭化物との縮合反応、通常、”鈴木反応(Suzuki reaction)”と呼称される、は、N.Miyaura and A.Suzuki in Chemical Reviews,Vol.95,pp.457−2483(1995)によって報告された、多種多様な有機官能基の存在を容認する。好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2',6'−ジアルコキシビフェニル/酢酸パラジウム(II)、トリアルキルホスホニウム塩/パラジウム(0)誘導体およびトリアルキルホスフィン/パラジウム(0)誘導体である。殊に、好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2',6'−ジメトキシビフェニル(sPhos)/酢酸パラジウム(II)およびトリ−t−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート((t−Bu)3P・HBF4)/トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)およびトリ−t−ブチルホスフィン(t−Bu)3P/トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2(dba)3)である。この反応は、高分子ポリマーおよび高分子コポリマーの製造に適用されうる。
式IIIに対応するポリマーを製造するために、式X10−A−X10のジハロゲン化物は、(当モル)量の、式
Figure 0006207606
に対応するジホウ酸またはジボロネートと反応されるか、または式
Figure 0006207606
のジハロゲン化物は、(当モル)量の、式X11−A−X11〔上記式中、X10は、ハロゲン、殊にBrであり、かつX11は、そのつど独立して、−B(OH)2、−B(OY12
Figure 0006207606
であり、ここで、Y1は、そのつど独立して、C1〜C10アルキル基でありかつY2は、そのつど独立して、C2〜C10アルキレン基、例えば−CY34−CY56−または−CY78−CY910−CY1112−であり、ここで、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11またはY12は、互いに独立して、水素、またはC1〜C10アルキル基、殊に−C(CH32C(CH32−、−CH2C(CH32CH2−または−C(CH32CH2C(CH32−であり、かつY13およびY14は、互いに独立して、水素またはC1〜C10アルキル基である〕に対応するジホウ酸またはジボロネートと、Pdおよびトリフェニルホスフィンの触媒反応の下で反応される。この反応は、典型的には、約0℃〜180℃で芳香族炭化水素溶剤、例えばトルエン、キシレン中で行なわれる。他の溶剤、例えばジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジメトキシエタンおよびテトラヒドロフランは、単独で使用されてもよいし、芳香族炭化水素との混合物で使用されてもよい。水性塩基、好ましくは炭酸ナトリウムまたは重炭酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸カリウムまたは重炭酸カリウムは、ホウ酸塩、ボロネートのための活性剤として、かつHBrスカベンジャーとして使用される。重合反応は、0.2〜100時間をとりうる。有機塩基、例えばテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、および相間移動触媒、例えばTBABは、ホウ素の活性を向上させうる(例えば、Leadbeater & Marco;Angew.Chem.Int.Ed.Eng.42(2003)1407およびその中で引用された参考文献参照)。反応条件の他の多様性は、T.I.Wallow and B.M.Novak in J.Org.Chem.59(1994)5034−5037;およびM.Remmers,M.Schulze, and G.Wegner in Macromol.Rapid Commun.17(1996)239−252によって規定されている。過剰のジブロミド、ジホウ酸またはジボロネート、または連鎖停止剤を使用することによって、分子量の制御は可能である。
WO2010/136352中に記載された方法にしたがって、重合は、
a)パラジウム触媒および有機ホスフィンまたはホスホニウム化合物を有する触媒/配位子系、
b)塩基、
c)溶剤または溶剤混合物
の存在下に実施され、ここで、前記有機ホスフィンは、式
Figure 0006207606
のトリ置換ホスフィン、またはそのホスホニウム塩であることによって特徴付けられており、上記式中、X''は、Y''とは無関係に窒素原子またはC−R2''基を表わしかつY''は、X''とは無関係に、窒素原子またはC−R9''基を表わし、2個のR1''のそのつどのR1''は、他方のR1''とは無関係に、C1〜C24アルキル、C3〜C20シクロアルキル、これは、殊に、単環式シクロアルキル基と二環式シクロアルキル基の2個、単環式シクロアルキル基と三環式シクロアルキル基の2個、そして二環式シクロアルキル基と三環式シクロアルキル基の2個を含むものとし、C5〜C14アリール、これは、殊にフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基を含むものとし、C2〜C13ヘテロアリールを表わし、ここで、N、O、Sの群から選択されたヘテロ原子の数は、1〜2であることができ、ここで、2個の基R1''は、互いに連結していてもよく、
および上記基R1''は、それら自体そのつど、互いに独立して、水素、C1〜C20アルキル、C2〜C20アルケニル、C3〜C8シクロアルキル、C2〜C9ヘテロアルキル、C5〜C10アリール、C2〜C9ヘテロアリール、ここで、N、O、Sの群からのヘテロ原子の数は、1〜4であってよいものとし、C1〜C20アルコキシ、C1〜C10ハロゲン化アルキル、ヒドロキシ、NH−(C1〜C20アルキル)、NH−(C5〜C10アリール)、N(C1〜C20アルキル)2、N(C1〜C20アルキル)(C5〜C10アリール)、N(C5〜C10アリール)2、N(C1〜C20アルキル/C5〜C10アリール33 +、NH−CO−C1〜C20アルキル、NH−CO−C5〜C10アリールの形のアミノ、COOHおよびCOOQ(ここで、Qは、一価カチオンまたはC1〜C8アルキルのどちらか一方を表わす)の形のカルボキシラト、C1〜C6アシルオキシ、スルフィナト、SO3HおよびSO3Q'(ここで、Q'は、一価カチオン、C1〜C20アルキルまたはC5〜C10アリールのいずれか1つを表わす)の形のスルホナト、トリ−C1〜C6アルキルシリルの群から選択された置換基によってモノ置換されていてよいし、ポリ置換されていてよく、ここで、上記置換基の2個は、互いに架橋されていてもよく、R2''−R9''は、水素、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、芳香族アリール基もしくはヘテロ芳香族アリール基、O−アルキル基、NH−アルキル基、N−(アルキル)2基、O−(アリール)基、NH−(アリール)基、N−(アルキル)(アリール)基、O−CO−アルキル基、O−CO−アリール基、F基、Si(アルキル)3基、CF3基、CN基、CO2H基、COH基、SO3H基、CONH2基、CONH(アルキル)基、CON(アルキル)2基、SO2(アルキル)基、SO(アルキル)基、SO(アリール)基、SO2(アリール)基、SO3(アルキル)基、SO3(アリール)基、S−アルキル基、S−アリール基、NH−CO(アルキル)基、CO2(アルキル)基、CONH2基、CO(アルキル)基、NHCOH基、NHCO2(アルキル)基、CO(アリール)基、CO2(アリール)基を表わし、ここで、2個以上の隣接した基は、そのつど互いに独立して、互いに連結されていてもよく、その結果、縮合環系が存在し、かつここで、R2''〜R9''において、アルキルは、そのつど直鎖状または分枝鎖状であってよい、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を表わし、アルケニルは、そのつど直鎖状または分枝鎖状であってよい、2〜20個の炭素原子を有する、モノ不飽和炭化水素基またはポリ不飽和炭化水素基を表わし、シクロアルキルは、3〜20個の炭素原子を有する炭化水素を表わし、アリールは、5〜14員の芳香族基を表わし、ここで、アリール基中の1〜4個の炭素原子は、窒素、酸素および硫黄の群からのヘテロ原子によって置換されていてもよく、その結果、5〜14員のヘテロ芳香族基が存在し、ここで、基R2''〜R9''は、R1''に対する規定と同様のさらなる置換基を有していてもよい。
有機ホスフィンおよびその合成は、WO2004101581中に記載されている。
好ましい有機ホスフィンは、式
Figure 0006207606
のトリ置換ホスフィンから選択される。
Figure 0006207606
1) R5''とR6''は、一緒になって、環
Figure 0006207606
を形成する。
2) R3''とR4''は、一緒になって、環
Figure 0006207606
を形成する。
好ましい触媒の例は、次の化合物を含む:
パラジウム(II)アセチルアセトネート、パラジウム(0)ジベンジリデンアセトン錯体、パラジウム(II)プロピオネート、
Pd2(dba)3:[トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)]、
Pd(dba)2:[ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)]、
Pd(PR32、ここで、PR3は、式VIのトリ置換ホスフィンであり、
Pd(OAc)2:[酢酸パラジウム(II)]、塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、リチウムテトラクロロパラデート(II)、
PdCl2(PR32、ここで、PR3は、式VIのトリ置換ホスフィンであり;パラジウム(0)ジアリルエーテル錯体、硝酸パラジウム(II)、
PdCl2(PhCN)2:[ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)]、
PdCl2(CH3CN):[ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム(II)]、および
PdCl2(COD):[ジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)]。
PdCl2、Pd2(dba)3、Pd(dba)2、Pd(OAc)2またはPd(PR32は、殊に好ましい。Pd2(dba)3およびPd(OAc)2が最も好ましい。
前記パラジウム触媒は、触媒量で反応混合物中に存在する。”触媒量”の用語は、単数または複数の(ヘテロ)芳香族化合物の当量に対して、明らかに、単数または複数の(ヘテロ)芳香族化合物1当量未満、好ましくは0.001〜5モル%、最も好ましくは0.001〜1モル%である量に帰する。
反応混合物中のホスフィンまたはホスホニウム塩の量は、使用された単数または複数の(ヘテロ)芳香族化合物の当量に対して、好ましくは0.001〜10モル%、最も好ましくは0.01〜5モル%である。Pd:ホスフィンの好ましい比は、1:4である。
塩基は、全ての水性塩基およびナノ水性塩基から選択することができかつ無機または有機であることができる。機能性ホウ素基1個当たりの塩基少なくとも1.5当量が反応混合物中に存在することは、好ましい。適当な塩基は、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属カルボン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属フッ化物およびアルカリ金属リン酸塩ならびにアルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属カルボン酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属フッ化物およびアルカリ土類金属リン酸塩、例えば水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム、酢酸ナトリウムおよび酢酸カリウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウム、フッ化ナトリウムおよびフッ化カリウムならびにリン酸ナトリウムおよびリン酸カリウムか、そうでなければ金属アルコラートである。塩基の混合物を使用することも可能である。塩基は、好ましくは、リチウム塩、例えばリチウムアルコキシド(例えば、リチウムメトキシドおよびリチウムエトキシド)、水酸化リチウム、カルボン酸リチウム、炭酸リチウム、フッ化リチウムおよび/またはリン酸リチウムである。
現在最も好ましい塩基は、水性LiOHx2O(LiOH一水和物)および(無水の)LiOHである。
前記反応は、典型的には、約0℃〜180℃、好ましくは20〜160℃、より好ましくは40〜140℃、最も好ましくは40〜120℃で行なわれる。重合反応は、0.1時間、殊に0.2〜100時間をとることができる。
本発明の好ましい実施態様において、溶剤は、テトラヒドロフラン(THF)であり、塩基は、LiOH・H2Oであり、かつ反応は、THFの還流温度(約65℃)で行なわれる。
前記溶剤は、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、THF、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、または1つ以上の溶剤、例えばTHF/トルエンおよび任意に水を有する溶剤混合物から選択される。THFまたはTHF/水が最も好ましい。
有利に、重合は、
a)酢酸パラジウム(II)またはPd2(dba)3、(トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0))および有機ホスフィンA−1〜A−13、
b)LiOHまたはLiOHx2O;および
c)THFおよび任意に水の存在下に実施される。LiOHの一水和物を使用する場合には、水を添加する必要はない。パラジウム触媒は、使用される当量の単数または複数の(ヘテロ)芳香族化合物に対して、好ましくは約0.5モル%の量で存在する。反応混合物中のホスフィンまたはホスホニウム塩の量は、使用される当量の単数または複数の(ヘテロ)芳香族化合物に対して、好ましくは、約2モル%である。Pd:ホスフィンの好ましい比は、約1:4である。
好ましくは、重合反応は、酸素の不在下で不活性条件下で行なわれる。窒素およびより好ましくは、アルゴンは、不活性ガスとして使用される。
WO2010/136352中に記載された方法は、大規模な用途に適しており、直ちに利用可能であり、かつ出発物質を高い収量で、高い純度および高い選択率でそれぞれのポリマーに変換する。この方法は、少なくとも10000、より好ましくは少なくとも20000、最も好ましくは少なくとも30000の質量平均分子量を有するポリマーを提供しうる。現在最も好ましいポリマーは、30000〜80000ダルトンの質量平均分子量を有する。分子量は、ポリスチレン標準を用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)にしたがって測定される。前記ポリマーは、好ましくは、1.01〜10、より好ましくは1.1〜3.0、最も好ましくは1.5〜2.5の多分散指数を有する。
必要に応じて、一官能性のアリールハロゲン化物またはアリールボロネート、例えば
Figure 0006207606
は、末端アリール基を形成するであろう当該反応において連鎖停止剤として使用されうる。
前記鈴木反応において、モノマー供給材料の順序および組成を制御することによって、生じるコポリマーにおけるモノマー単位の順序付けを制御することが可能である。
本発明のポリマーは、スティルカップリングによって合成されてもよい(例えば、Babudri et al.,J.Mater.Chem.,2004,14,11−34;J.K.Stille,Angew.Chemie Int.Ed.Engl.1986,25,508参照)。式IIIに対応するポリマーを製造するために、式X10−A−X10のジハロゲン化物は、式X11'−COM−X11'の化合物と不活性溶剤中で0℃〜200℃の範囲内の温度でパラジウム含有触媒の存在下に反応されるか、または式X10−COM1−X10のジハロゲン化物は、式X11'−A−X11'の化合物と不活性溶剤中で0℃〜200℃の範囲内の温度でパラジウム含有触媒の存在下に反応され、上記式中、X11'は、基−SnR207208209でありかつX10は、上記の定義と同様であり、ここで、R207とR208とR209は、同一かまたは異なり、かつHまたはC1〜C6アルキルであり、その際に2個の基は、任意に、1個の共通の環を形成しかつこれらの基は、任意に分枝鎖状または非分枝鎖状である。ここでは、使用される全てのモノマーの総和は、有機錫官能基対ハロゲン官能基の高度に均衡化された比を有することが保証されていなければならない。さらに、一官能性試薬での末端キャッピングによって、反応の終結時に任意の過剰の反応性基を除去することは、有利であることを証明しうる。前記方法を実施するために、錫化合物およびハロゲン化合物は、好ましくは、1つ以上の不活性有機溶剤中に導入され、かつ0〜200℃、好ましくは30〜170℃の温度で1時間ないし200時間、好ましくは5時間ないし150時間の間、攪拌される。粗製生成物は、当業者に公知でありかつそれぞれのポリマーにとって適している方法、例えば再沈殿を繰り返すことによって精製されうるか、またはさらに、透析によって精製されうる。
記載された方法に適した有機溶剤は、例えば、エーテル、例えばジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテルおよびt−ブチルメチルエーテル、炭化水素、例えばヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレン、アルコール、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、1−ブタノール、2−ブタノールおよびt−ブタノール、ケトン、例えばアセトン、エチルメチルケトンおよびイソブチルメチルケトン、アミド、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミドおよびN−メチルピロリドン、ニトリル、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルおよびブチロニトリル、およびこれらの混合物である。
パラジウム成分およびホスフィン成分は、鈴木反応の変法についての記載と同様に選択されるべきである。
それとは別に、本発明のポリマーは、亜鉛試薬A−(ZnX122、ここで、X12は、ハロゲンおよびハロゲン化物であるものとし、およびCOM1−(X232、ここで、X23は、ハロゲンまたはトリフレートであるものとし、を用いるか、またはA−(X232およびCOM1−(ZnX232を用いて根岸反応(the Negishi reaction)によって合成されてもよい。例えば、E.Negishi et al.,Heterocycles 18(1982)117−122が参照される。
それとは別に、本発明のポリマーは、有機ケイ素試薬A−(SiR2102112122、ここで、R210とR211とR212は、同一であるかまたは異なり、かつハロゲンまたはC1〜C6アルキルであるものとし、およびCOM1−(X232、ここで、X23は、ハロゲンまたはトリフレートであるものとし、を用いるか、またはA−(X232およびCOM1−(SiR2102112122を用いて、檜山反応(the Hiyama reaction)によって合成されてもよい。例えば、T.Hiyama et al.,Pure Appl.Chem.66(1994)1471−1478およびT.Hiyama et al.,Synlett(1991)845−853が参照される。
タイプ(A)nのホモポリマーは、ジハロゲン化物X10−A−X10、ここで、X10は、ハロゲン、好ましくはBrであるものとし、を山本カップリング(Yamamoto coupling)することにより得ることができる。それとは別に、タイプ(A)nのホモポリマーは、単位X10−A−X10、ここで、X10は、水素であるものとし、を例えば酸化剤としてのFeCl3と酸化重合することにより得ることができる。
式(I)、ここで、R1とR2は、同一でありかつ任意に、置換されたC6〜C24アリール基またはC2〜C20ヘテロアリール基であるものとし、の繰返し単位を有する、ポリマーの製造において有用なモノマーのために可能な合成経路は、下記に示されている:
Figure 0006207606
式(XVII)の化合物は、式(XX)の化合物を1,4−ジメチルピペラジン−2,3−ジオンと、適当な溶剤中のブチルリチウムの存在下で反応させることによって得ることができる:
Figure 0006207606
式(XVIII)の化合物は、式(XVII)の化合物をN−ブロモスクシンイミド(NBS)と適当な溶剤中で反応させることによって得ることができる:
Figure 0006207606
式(I)、ここで、R1とR2は、一緒になって、基
Figure 0006207606
を形成するものとし、の繰返し単位のための中間体は、式(XVIII)の化合物をシクロヘキセ−2−エン−1−オンとジクロロメタン中のTiCl4の存在下で、高められた温度で反応させることによって得ることができる。例えば、WO2009115413が参照される。
式(VIII)および(IX)の化合物は、上記の中間体および例えばWO2012175530およびWO2010/115767中に記載された合成法を用いることによって製造されうる。

Figure 0006207606
の化合物は、ポリマーの製造における中間体であり、新規であり、かつ本発明のさらなる対象を形成する。A1'およびA2'は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
の基であり、
上記式中、X2およびX2'は、互いに独立して、ハロゲン、ZnX12、−SnR207208209であり、ここで、R207とR208とR209は、同一かまたは異なり、かつHまたはC1〜C6アルキルであり、その際に2個の基は、任意に、1個の共通の環を形成しかつこれらの基は、任意に分枝鎖状または非分枝鎖状であり、かつX12は、ハロゲン原子であるか、または−OS(O)2CF3、−OS(O2)−アリール、
Figure 0006207606
であり、ここで、Y1は、そのつど独立して、C1〜C10アルキル基であり、かつY2は、そのつど独立して、C2〜C10アルキレン基、例えば−CY34−CY56−またはCY78−CY910−CY1112−であり、その際にY3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11およびY12は、互いに独立して、水素またはC1〜C10アルキル基、殊に−C(CH32C(CH32−、−C(CH32CH2C(CH32−または−CH2C(CH32CH2−であり、かつY13およびY14は、互いに独立して、水素またはC1〜C10アルキル基であり、a、b、c、p、q、Ar1、Ar2、Ar3、Y、Y15、Y16、Y17、A3、A4、A5およびA5'は、上記の規定と同様である。
式(IV)または(V)の化合物は、式
Figure 0006207606
〔式中、
1'およびA2'は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
の基であり、ここで、a、b、c、p、q、Ar1、Ar2、Ar3、Y、Y15、Y16、Y17、A3、A4、A5およびA5'は、上記の規定と同様である〕の単数または複数の繰返し単位を有するポリマーの製造に使用されうる。
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素である。
1〜C100アルキル基は、好ましくはC1〜C38アルキル基、殊にC1〜C25アルキル基である。R201の規定が参照される。
1〜C25アルキル(C1〜C18アルキル)は、可能な場合には、典型的に直鎖状または分枝鎖状である。例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチルおよび2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、テトラコシルまたはペンタコシルである。C1〜C8アルキルは、典型的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチルおよび2−エチルヘキシルである。C1〜C4アルキルは、典型的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソブチル、t−ブチルである。
2〜C25アルケニル(C2〜C18アルケニル)基は、直鎖状または分枝鎖状のアルケニル基、例えばビニル、アリル、メタリル、イソプロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、イソブテニル、n−ペンタ−2,4−ジエニル、3−メチル−ブテ−2−エニル、n−オクテ−2−エニル、n−ドデセ−2−エニル、イソドデセニル、n−ドデセ−2−エニルまたはn−オクタデセ−4−エニルである。
2〜C25アルキニル(C2〜C18アルキニル)は、非置換または置換であってよい、直鎖状または分枝鎖状であり、好ましくはC2〜C8アルキニルであり、例えばエチニル、1−プロピニ−3−イル、1−ブチニ−4−イル、1−ペンチニ−5−イル、2−メチル−3−ブチニ−2−イル、1,4−ペンタジイニ−3−イル、1,3−ペンタジイニ−5−イル、1−ヘキシニ−6−イル、シス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、トランス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、1,3−ヘキサンジイニ−5−イル、1−オクチニ−8−イル、1−ノニン−9−イル、1−デシン−10−イルまたは1−テトラコシニ−24−イルである。
ハロゲン化されたC1〜C25アルキル基は、分枝鎖状または非分枝鎖状の基であり、ここで、相応するアルキル基の水素原子の全部または一部分は、ハロゲン原子によって置換されていた。
脂肪族基は、脂肪族炭化水素基とは異なり、任意の非環式置換基によって置換されうるが、しかし、好ましくは、非置換である。好ましい置換基は、さらに下記に例示されているように、C1〜C8アルコキシ基またはC1〜C8アルキルチオ基である。”脂肪族基”の用語は、アルキル基も含み、ここで、一定の隣接していない炭素原子は、−CH2−O−CH2−CH2−O−CH3のように、酸素によって置換されている。後者の−CH2−O−CH2−CH2−O−CH3基は、−O−CH2−CH2−O−CH3によって置換されたメチルと見なすことができる。
25個までの炭素原子を有する脂肪族炭化水素基は、上記に例示したように、25個までの炭素原子を有する、直鎖状または分枝鎖状のアルキル基、アルケニル基またはアルキニル(alkynyl)(alkinylともつづられる)基である。
アルキレンは、二価アルキル、すなわち(1個ではなく)2個の遊離原子価を有するアルキル、例えばトリメチレンまたはテトラメチレンである。
アルケニレンは、二価アルケニル、すなわち(1個ではなく)2個の遊離原子価を有するアルケニル、例えば−CH2−CH=CH−CH2−である。
脂肪族基は、脂肪族炭化水素基とは異なり、任意の非環式置換基によって置換されうるが、しかし、好ましくは、非置換である。好ましい置換基は、さらに下記に例示されているように、C1〜C8アルコキシ基またはC1〜C8アルキルチオ基である。”脂肪族基”の用語は、アルキル基も含み、ここで、一定の隣接していない炭素原子は、−CH2−O−CH2−CH2−O−CH3のように、酸素によって置換されている。後者の−CH2−O−CH2−CH2−O−CH3基は、−O−CH2−CH2−O−CH3によって置換されたメチルと見なすことができる。
脂環式炭化水素基は、1個以上の脂肪族炭化水素基および/または脂環式炭化水素基によって置換されていてよい、シクロアルキル基またはシクロアルケニル基である。
脂環式脂肪族基は、脂環式基によって置換された脂肪族基であり、ここで、”脂環式”および”脂肪族”の用語は、本明細書中に規定された意味をもち、かつ遊離原子価は、脂肪族部分から延長されている。それゆえに、脂環式脂肪族基は、例えばシクロアルキル−アルキル基である。
シクロアルキル−アルキル基は、シクロアルキル基によって置換されたアルキル基、例えばシクロヘキシル−メチルである。
”シクロアルケニル基”は、1個以上の二重結合を含む、不飽和の脂環式炭化水素基、例えばシクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニル等を意味し、これらは、非置換であってよいし、1個以上の脂肪族炭化水素基および/または脂環式炭化水素基によって置換されていてよいし、および/またはフェニル基と縮合されていてよい。
式IVb、ここで、R28とR27は、一緒になって、双方が酸素および/または硫黄を介してチエニル残基に結合していてよくかつ双方が25個までの炭素原子を有していてよい、アルキレンまたはアルケニレンを表わすものとし、の二価基は、例えば、式
Figure 0006207606
〔式中、A20は、25個までの炭素原子を有し、直鎖状または分枝鎖状のアルキレン、好ましくは、1個以上のアルキル基によって置換されている、エチレンまたはプロピレンを表わし、かつY20は、酸素または硫黄を表わす〕の基である。例えば、式−Y20−A20−O−の二価基は、−O−CH2−CH2−O−または−O−CH2−CH2−CH2−O−を表わす。
互いに近い、R22〜R26の中の2個の基が、一緒になり、それによって環を形成する、8個までの炭素原子を有するアルキレンまたはアルケニレンを表わす、式IVaの基は、例えば式
Figure 0006207606
の基であり、ここで、式XXXIIの基において、R23とR24は、一緒になって、1,4−ブチレンを表わし、かつ式XXXIIIの基において、R23とR24は、一緒になって、1,4−ブテ−2−エン−イレンを表わす。
1〜C100アルコキシ基は、好ましくは、C1〜C38アルコキシ基、殊にC1〜C25アルコキシ基である。C1〜C25アルコキシ基(C1〜C18アルコキシ基)は、直鎖状または分枝鎖状のアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシまたはt−アミルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、ヘプタデシルオキシおよびオクタデシルオキシである。C1〜C8アルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ、n−ペントキシ、2−ペントキシ、3−ペントキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシおよび2−エチルヘキソキシであり、好ましくは、C1〜C4アルコキシ、例えば典型的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、s−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシである。”アルキルチオ基”の用語は、エーテル結合の酸素原子が硫黄原子によって置換されていることを除いて、アルコキシ基と同じ基を意味する。
1〜C18フルオロアルキル、殊にC1〜C4フルオロアルキルは、分枝鎖状基または非分枝鎖状基であり、ここで、相応するアルキル基の水素原子の全部または一部分は、フッ素原子、例えば−CF3、−CF2CF3、−CF2CF2CF3、−CF(CF32、−(CF23CF3および−C(CF33によって置換されていた。
”カルバモイル基”の用語は、典型的には、非置換であってもよいし、置換であってもよい、C1〜C18カルバモイル基、好ましくはC1〜C8カルバモイル基、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、n−ブチルカルバモイル、t−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、モルホリノカルバモイルまたはピロリジノカルバモイルである。
シクロアルキル基は、典型的には、C4〜C18シクロアルキル、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシルであり、好ましくは、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルまたはシクロオクチルであり、これらは、非置換であってもよいし、置換であってもよい。シクロアルキル基、殊にシクロヘキシル基は、C1〜C4アルキル、ハロゲンおよびシアノで1〜3回置換されうるフェニルによって1または2回縮合されうる。当該の縮合されたシクロヘキシル基の例は、次のとおりである:
Figure 0006207606
殊に
Figure 0006207606
上記式中、R151、R152、R153、R154、R155およびR156は、互いに独立して、C1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、ハロゲンおよびシアノ、殊に水素である。
6〜C24アリール(C6〜C18アリール)は、典型的には、フェニル、インデニル、アズレニル、ナフチル、ビフェニル、as−インダセニル、s−インダセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナントリル、フルオロアンセニル、トリフェンレニル、クリセニル、ナフタセン、ピセニル(picenyl)、ペリレニル、ペンタフェニル、ヘキサセニル、ピレニル、またはアントラセニルであり、好ましくは、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−ビフェニル、9−フェナントリル、2−フルオレニルもしくは9−フルオレニル、3−ビフェニルもしくは4−ビフェニルであり、これらは、非置換であってもよいし、置換であってもよい。C6〜C12の例は、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、3−ビフェニルもしくは4−ビフェニル、2−フルオレニルもしくは9−フルオレニルまたは9−フェナントリルであり、これらは、非置換であってもよいし、置換であってもよい。
7〜C25アラルキルは、典型的には、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニルエチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニルブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニルブチル、ω−フェニルドデシル、ω−フェニルオクタデシル、ω−フェニルエイコシルまたはω−フェニルドコシルであり、好ましくは、C7〜C18アラルキル、例えばベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニルエチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニルブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニルブチル、ω−フェニルドデシルまたはω−フェニルオクタデシルであり、特に好ましくは、C7〜C12アラルキル、例えばベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニルエチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニルブチルまたはω,ω−ジメチル−ω−フェニルブチルであり、これらの中で、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基の双方は、非置換であってもよいし、置換であってもよい。好ましい例は、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、ナフチルエチル、ナフチルメチルおよびクミルである。
ヘテロアリールは、典型的には、C2〜C20ヘテロアリール、すなわち5〜7個の環原子を有する環または縮合環であり、ここで、窒素、酸素または硫黄は、適当なヘテロ原子であり、かつ典型的には、少なくとも6個の共役π電子を有し、5〜30個の原子を有する不飽和ヘテロ環式基、例えばチエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾ[b,d]チエニル、チアントレニル、フリル、フルフリル、2H−ピラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、フェノキシチエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ビピリジル、トリアジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プテリジニル、カルバゾリル、カルボリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾキサゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、ピリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、イソチアゾリル、フェノチアジニル、イソキサゾリル、フラザニルまたはフェノキサジニルであり、これらは、非置換であってもよいし、置換であってもよい。
上記基の適当な置換基は、C1〜C8アルキル、ヒドロキシル基、メルカプト基、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C8アルキル、シアノ基、カルバモイル基、ニトロ基またはシリル基、殊にC1〜C8アルキル、C1〜C8アルコキシ、C1〜C8アルキルチオ、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C8アルキルまたはシアノ基である。
1個以上のOによって中断されたC1〜C25アルキル(C1〜C18アルキル)は、例えば、(CH2CH2O)1〜9−Rxであり、ここで、Rxは、HまたはC1〜C10アルキル、CH2−CH(ORy')−CH2−O−Ryであり、その際にRyは、C1〜C18アルキルであり、かつRy'は、Ryと同じ規定を含むかまたはHである。
置換基、例えばR3が3回を上回って1個の基の中に出現する場合には、前記置換基は、そのつど相違しうる。
また、本発明は、有機電子デバイスにおける、前記ポリマーまたは前記化合物の使用に関する。
前記有機電子デバイスは、例えば、有機エレクトロルミネッセント素子(OLED)、ポリマーエレクトロルミネッセント素子(PLED)、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスター(O−FET)、有機薄膜トランジスター(O−TFT)、有機発光型トランジスター(O−LET)、有機太陽電池(O−SC)、有機光検出器、有機光受容器、有機電場消光素子(O−FQD)、発光電気化学電池(LEC)、または有機レーザーダイオード(O−laser)である。
本発明の目的のために、本発明によるポリマーまたは本発明による化合物は、電子デバイスにおいて層の形である(または層内に存在する)ことが好ましい。本発明によるポリマーまたは本発明による化合物は、ホール輸送層、ホール注入層、エミッタ層、電子輸送層、電子注入層、電荷遮断層および/または電荷発生層の形で存在しうる。本発明によるポリマーまたは本発明による化合物は、例えば、放出層において放出化合物として使用されうる。
さらに、前記ポリマーを純粋物質として使用するのではなく、さらに任意の所望のタイプのポリマー物質、オリゴマー物質、デンドリマー物質または低分子量物質と一緒の混合物(配合物)として使用することは、好ましい。これらの物質は、例えば電子特性を改善しうる。
本発明のポリマーを含有する混合物は、本発明のポリマー(典型的には、5質量%〜99.9999質量%、ことに20〜85質量%)および少なくとも他の物質を有する半導電層を生じる。前記の他の物質は、異なる分子量を有する本発明の同じポリマーの画分、本発明の他のポリマー、半導電層、有機小分子、カーボンナノチューブ、フラーレン誘導体、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)、導電性粒子(Au、Ag等)、ゲート誘電体のために記載された材料と同様の絶縁材料(PET、PS等)であることができるが、しかし、これらに限定されるものではない。本発明のポリマーは、本発明による式VIIIまたはIXの化合物と配合されうるか、または例えば、WO2009/047104、WO2010108873、WO09/047104、米国特許第6690029号明細書、WO2007082584およびWO2008107089中に記載された小分子と配合されうる:
WO2007082584:
Figure 0006207606
Figure 0006207606
WO2008107089:
Figure 0006207606
上記式中、Y1'およびY2'の一方は、−CH=または=CH−を表わし、かつ他方は、−X*−を表わし、
3'およびY4'の一方は、−CH=または=CH−を表わし、かつ他方は、−X*−を表わし、
*は、−O−、−S−、−Se−または−NR'''−であり、
*は、1〜20個のC原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキルまたはアルコキシであり、これらの全ては、任意にフッ素化または過フッ素化されており、
R'は、H、F、Cl、Br、I、CN、1〜20個のC原子を有しかつ任意にフッ素化または過フッ素化されている、直鎖状または分枝鎖状のアルキルまたはアルコキシ、6〜30個のC原子を有する、任意にフッ素化または過フッ素化されたアリール、またはCO2R''であり、但し、R''は、H、1〜20個のC原子を有する、任意にフッ素化されたアルキル、または2〜30個のC原子を有する、任意にフッ素化されたアリールであり、
R'''は、Hまたは1〜10個のC原子を有する環式、直鎖状または分枝鎖状のアルキルであり、yは、0または1であり、xは、0または1である。
Figure 0006207606
前記ポリマーは、小分子を含むことができるか、または2つ以上の小分子化合物の混合物を含むことができる。
したがって、本発明は、本発明によるポリマーを含む、有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品にも関する。
本発明のポリマーは、半導体デバイスにおける半導電層として使用されうる。したがって、本発明は、本発明のポリマー、または有機半導体材料、有機半導体層もしくは有機半導体部品を有する半導体デバイスにも関する。前記半導体デバイスは、殊に有機光電(PV)素子(太陽電池)、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターーである。
本発明のポリマーは、単独で使用されうるかまたは前記半導体デバイスの有機半導体層として組み合わせて使用されうる。前記層は、任意の有用な手段、例えば蒸着(比較的低分子量を有する材料のため)および印刷技術によって備えさせることができる。本発明の化合物は、有機溶剤中で十分に可溶性であってよく、かつ(例えば、回転塗布、浸漬塗布、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロ接触(ウェーブ)印刷、ドロップキャストもしくはゾーンキャスト、または他の公知の技術によって)付着およびパターン化される溶液であることができる。
本発明のポリマーは、複数のOTFTを有する集積回路において、ならびに種々の電子製品において使用されうる。当該製品は、例えば、高周波識別(RFID)タグ、可撓性ディスプレイ用バックプレーン(例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話またはハンドヘルドデバイスにおいて使用するための)、スマートカード、メモリーデバイス、センサー(例えば、光センサー、イメージセンサー、バイオセンサー、ケモセンサー、メカニカルセンサーまたは温度センサー)、殊に光ダイオード、またはセキュリティーデバイス等を含む。
本発明のさらなる視点は、本発明の1つ以上のポリマーを含む、有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品である。さらなる視点は、有機光電(PV)素子(太陽電池)、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターー(OFET)における、本発明によるポリマーまたは本発明による材料の使用である。さらなる視点は、本発明のポリマーまたは材料を有する、有機光電(PV)素子(太陽電池)、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターー(OFET)である。
本発明のポリマーは、典型的には、薄手の、好ましくは30μm未満の厚さの有機層の形の有機半導体として使用される。典型的には、本発明の半導体層は、必要に応じてより厚手であってもよいが、せいぜい1ミクロン(=1μm)の厚さである。様々な電子デバイスの用途のために、厚さは、約1ミクロン未満の厚さであってもよい。例えば、OFETにおける使用のために、層厚は、典型的には、100nm以下であってよい。前記層の正確な厚さは、例えば、前記層が使用される電子デバイスの要件に依存する。
例えば、OFETにおけるドレインとソースとの間の半導体活性チャネルは、本発明の層を有していてよい。
本発明によるPFETデバイスは、好ましくは:
− ソース電極、
− ドレイン電極、
− ゲート電極、
− 半導体層、
− 1つ以上のゲート絶縁層および
− 任意に基板を有し、その際に、前記半導体層は、本発明の1つ以上のポリマーを含む。
前記OFETデバイスにおけるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極ならびに絶縁層および半導体層は、任意の順序で配置されていてよく、但し、ソース電極およびドレイン電極は、絶縁層によってゲート電極から隔てられており、ゲート電極と半導体層とは、双方とも、絶縁層と接触し、かつソース電極とドレイン電極とは、双方とも、半導体層と接触している。
好ましくは、前記OFETは、第1の側面および第2の側面をもつ絶縁体、前記絶縁体の第1の側面上に位置したゲート電極、前記絶縁体の第2の側面上に位置した本発明のポリマーを含む層、およびポリマー層上に位置したソース電極を有する。
前記OFETデバイスは、トップゲートデバイスまたはボトムゲートデバイスであることができる。
OFETデバイスの適当な構造および製造法は、当業者に公知であり、かつ参考文献、例えばWO03/052841中に記載されている。
前記ゲート絶縁層は、例えばフルオロポリマー、例えば商業的に入手可能なCytop 809M(登録商標)またはCytop 107M(登録商標)(Asashi Glass製)を有していてよい。好ましくは、前記ゲート絶縁層は、例えば、絶縁材料および1個以上のフッ素原子を有する1つ以上の溶剤(フルオロ溶剤)、好ましくはペルフルオロ溶剤を含む調製物から、回転塗布法、ドクターブレード法、ワイヤーバーコーティング法、噴霧塗布法または浸漬塗布法、または他の公知方法によって付着される。適当なペルフルオロ溶剤は、例えばFC75(登録商標)(Acros社から入手可能、カタログ番号12380)である。他の適当なフルオロポリマーおよびフルオロ溶剤は、当業者に公知であり、例えばペルフルオロポリマーTeflon AF(登録商標) 1600または2400(DuPont社製)、またはFluoropel(登録商標)(Cytonix社製)またはペルフルオロ溶剤FC 43(登録商標)(Acros社、No.12377)である。
本発明のポリマーを含む半導体層は、さらに少なくとも1つの他の材料を含むことができる。前記の他の材料は、本発明の他のポリマー、半導電性ポリマー、高分子量結合剤、本発明のポリマーとは異なる有機小分子、カーボンナノチューブ、フラーレン誘導体、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)、導電性粒子(Au、Ag等)、およびゲート誘電体のために記載された材料と同様の絶縁材料(PET、PS等)であることができるが、しかし、これらに限定されるものではない。上記したように、半導体層は、本発明の1つ以上のポリマーと高分子量結合剤との混合物から構成されていてもよい。前記高分子量結合剤に対する本発明のポリマーの割合は、5〜95%で変動しうる。好ましくは、前記高分子量結合剤は、半結晶性ポリマー、例えばポリスチレン(PS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)およびポリメチルメタクリレート(PMMA)である。前記技術により、電気的性能の崩壊は、回避されうる(WO2008/001123A1参照)。
本発明のポリマーは、有利に有機光電(PV)素子(太陽電池)において使用される。したがって、本発明は、本発明によるポリマーを含むPVデバイスを提供する。また、この構造のデバイスは、整流特性をもっており、光ダイオードと呼称されてもよい。光応答性デバイスは、光から電気を発生させる太陽電池としての作用をもちかつ光を測定または検出する光検出器としての作用を有する。
前記PV素子は、次の順序で:
(a)カソード(電極)、
(b)任意に遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に平滑層、
(e)アノード(電極)、
(f)基板
を有する。
前記光活性層は、本発明のポリマーを含む。好ましくは、前記光活性層は、電子供与体としての本発明の共役ポリマーと電子受容体としての、受容体材料、例えばフラーレン、特に機能化されたフラーレンPCBMとから形成されている。上記したように、前記光活性層は、高分子量結合剤を含有していてもよい。前記高分子量結合剤に対する式Iのポリマーの割合は、5〜95%で変動しうる。好ましくは、前記高分子量結合剤は、半結晶性ポリマー、例えばポリスチレン(PS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)およびポリメチルメタクリレート(PMMA)である。
ヘテロ接合型太陽電池の場合は、前記活性層は、好ましくは、1:1〜1:3の質量比の本発明によるポリマー対フラーレン、例えば[60]PCBM(=6,6−フェニル−C61酪酸メチルエステル)または[70]PCBMの混合物を含む。本発明において有用なフラーレンは、広い範囲の寸法(1分子当たりの炭素原子の数)を有していてよい。本明細書中で使用されるフラーレンの用語は、バックミンスターフラーレン(C60)および関連した”球状”フラーレンならびにカーボンナノチューブを含めて、純粋な炭素のさまざまなケージ様分子を含む。フラーレンは、例えばC20〜C1000の範囲にある公知技術水準から選択されてよい。好ましくは、フラーレンは、C60〜C96の範囲から選択されている。最も好ましくは、フラーレンは、C60またはC70、例えば[60]PCBMまたは[70]PCBMである。化学的に変性されたフラーレンを利用することも可能であり、但し、前記の変性されたフラーレンは、受容体タイプを保持しかつ電子移動度の特性を保持するものとする。前記受容体材料は、任意の半導電性ポリマー、例えば本発明のポリマー、但し、前記ポリマーは、受容体タイプを保持しかつ電子移動度の特性を保持するものとし、有機小分子、カーボンナノチューブ、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)から構成されている群から選択された材料であってもよい。
前記光活性層は、電子供与体としての本発明のポリマーと電子受容体としてのフラーレン、特に機能化されたフラーレンPCBMとから形成されている。これら2つの成分は、溶剤と混合されかつ溶液として平滑層上に、例えば回転塗布法、滴下注型法、ラングミュア−ブロジェット(”LB”)法、インクジェット印刷法および滴下法によって施与される。スキージ法または印刷法が使用されてより大きな面に当該光活性層が塗布されてもよい。典型的であるトルエンではなく、分散剤、例えばクロロベンゼンが有利に溶剤として使用される。前記方法の中で、真空蒸着法、回転塗布法、インクジェット印刷法および注型法は、操作の容易さおよび費用の点で特に好ましい。
回転塗布法、注型法およびインクジェット印刷法を用いて前記層を形成させる場合には、塗布は、組成物を0.01〜90質量%の濃度で適当な有機溶剤中、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、アニソール、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンおよびこれらの混合物中に溶解するかまたは分散させることによって製造された、溶液および/または分散液を用いて実施されうる。
光起電力(PV)素子は、よりいっそう太陽スペクトルを吸収するために、互いに上端で処理される多重接合型太陽電池から構成されていてもよい。当該構造は、例えば、App.Phys.Let.90,143512(2007),Adv.Funct.Mater.16,1897−1903(2006)およびWO2004/112161中に記載されている。
いわゆる”タンデム型太陽電池”は、次の順序で
(a)カソード(電極)、
(b)任意に遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に平滑層、
(e)中間電極(例えば、Au、Al、ZnO、TiO2等)、
(f)任意に、エネルギーレベルに整合させるための臨時の電極、
(g)任意に遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(h)光活性層、
(i)任意に平滑層、
(j)アノード(電極)、
(k)基板
を含む。
前記PV素子は、例えば米国特許第20070079867号明細書および米国特許第20060013549号明細書中の記載と同様に、繊維上で処理されてもよい。
本発明のポリマーを含む材料またはフィルムは、これらの優れた自己組織化特性のために、例えば米国特許第2003/0021913号明細書中の記載と同様に、LCDまたはOLEDデバイスにおけるアライメント層中に、または該アライメント層として、単独で使用されてもよいし、他の材料と一緒に使用されてもよい。
本発明の他の目的は、有機電界効果トランジスターー、有機光電素子(太陽電池)および光ダイオードに使用した場合に、エネルギー変換の高い効率、優れた電界効果移動度、良好なオン/オフ電流比および/または優れた安定性を示す化合物を提供することである。
さらなる実施態様において、本発明は、式
Figure 0006207606
〔式中、Y、Y15、Y16およびY17は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
(式中、R1、R2、R601およびR602は、上記の規定と同様である)の基であり、
pは、0または1であり、qは、0または1であり、
1およびA2は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
(式中、aは、0、1、2または3であり、bは、0、1、2または3であり、cは、0、1、2または3である)の基であり、
3、A4、A5およびA5'は、互いに独立して、
−[Ar4k'−[Ar5l−[Ar6r−[Ar7z
の基であり、
k'は、0、1、2または3であり、lは、0、1、2または3であり、rは、0、1、2または3であり、zは、0、1、2または3であり、
10は、水素、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、E''によって1回以上置換されており、および/またはD''によって1回以上中断されているC1〜C25アルキル、
Figure 0006207606
、COO−C1〜C18アルキル、C4〜C18シクロアルキル基、G''によって置換されているC4〜C18シクロアルキル基、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18チオアルコキシ、C1〜C18アルコキシ、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C7〜C25アラルキル、G''によって置換されているC7〜C25アラルキル、または式IVa〜IVm
Figure 0006207606
の基であり、
ここで、R22〜R26およびR29〜R58は、互いに独立して、H、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C25アルキル、C6〜C24アリール、G''によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G''によって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C4〜C18シクロアルキル基、G''によって置換されているC4〜C18シクロアルキル基、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C7〜C25アラルキル、またはG''によって置換されているC7〜C25アラルキルを表わし、
27およびR28は、互いに独立して、水素、C1〜C25アルキル、ハロゲン、シアノまたはC7〜C25アラルキルであるか、またはR27とR28は、一緒になって、これらの双方が酸素および/または硫黄を介してチエニル残基に結合していてよくかつこれらの双方が25個までの炭素原子を有していてよい、アルキレンまたはアルケニレンを表わし、
59は、水素、C6〜C18アリール、C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
D''は、−CO−、−COO−、−S−、−O−または−NR112''であり、
E''は、C1〜C8チオアルコキシ、C1〜C8アルコキシ、CN、−NR112''113''、−CONR112''113''またはハロゲンであり、
G''は、E''またはC1〜C18アルキルであり、かつ
112''およびR113''は、互いに独立して、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
214およびR215は、互いに独立して、水素、C1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、−CNまたはCOOR216であり、
216は、C1〜C25アルキル、C1〜C25ハロゲン化アルキル、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C24アリールまたはC2〜C20ヘテロアリールであり、
218は、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6およびAr7は、互いに独立して、式(XIa)、(XIb)、(XIc)、(XId)、(XIe)、(XIf)、(XIg)、(XIh)、(XIi)、(XIj)、(XIk)、(XIl)、(XIm)、(XIn)、(XIo)、(XIpa)、(XIpb)、(XIq)、(XIr)、(XIs)、(XIt)、(XIu)、(XIv)、(XIw)、(XIx)、(XIy)、(XIz)、(XIIa)、(XIIb)、(XIIc)、(XIId)、(XIIe)、(XIIf)、(XIIg)、(XIIh)、(XIIi)、(XIIj)、(XIIk)、(XIIl)、例えば、(XIIIa)、(XIIIb)、(XIIIc)、(XIIId)、(XIIIe)、(XIIIf)、(XIIIg)、(XIIIh)、(XIIIi)、(XIIIj)、(XIIIk)、および(XIIIl);または(XIV)、例えば(XIVa);(XVa)、(XVb)、(XVc)、(XVd)、(XVe)、(XVf)、(XVg)、(XVh)、(XVi)、(XVj)、(XVk)、(XVl)、(XVm)、(XVn)、(XVo)、(XVp)、(XVq)、(XVr)、(XVs)、例えば、(XVsa)、(XVsb)、および(XVsc);(XVt)、例えば、(XVta)、(XVtb)、および(XVuc)、および(XVu)である〕の化合物に関する。

Figure 0006207606
によって表わされた構造は、2つの方法で、式A3、A4、A5およびA5'
Figure 0006207606
の基に結合されうる。2つの方法は、式(I)によって含まれるべきである。
好ましくは、前記化合物は、式A1−Y−A3−Y15−A2(VIIIa)、A1−Y−A3−Y15−A4−Y16−A2(VIIIb)、またはA1−Y−A3−Y15−A4−Y16−A5−Y17−A2(VIIIc)、A1−A3−Y−A4−A2(IXa)、A1−A3−Y−A4−Y15−A5−A2(IXb)、またはA1−A3−Y−A4−Y15−A5−Y17−A5'−A2(IXc)の化合物であり、ここでY、Y15、Y16およびY17は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
の基であり、上記式中、R1およびR2は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
〔式中、R400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである〕の基であるか、または
1とR2は、一緒になって、基
Figure 0006207606
を形成し;かつR601およびR602は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキル、殊に水素である。
1およびA2は、上記の規定と同様であり、
3、A4、A5およびA5'は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
Figure 0006207606
〔式中、
3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
8およびR8'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
114は、C1〜C38アルキル基であり、
201は、C1〜C38アルキル基であり、かつ
202およびR203'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルである〕の基である。
1およびR2は、殊に
Figure 0006207606
の基、殊に式
Figure 0006207606
の基である。R1とR2は、同一であってよいが、しかし、好ましくは、同一である。
式(I)の基は、好ましくは、式
Figure 0006207606
の基である。
好ましい実施態様において、A3、A4、A5およびA5'は、互いに独立して、式(XVb)、(XVb')、(XVh)、(XVh')、(XVi)、(XVi')、(XVu')、(XVu'')および(XVu''')の基である。特に好ましい実施態様において、A3、A4、A5およびA5'は、式(XVb)、(XVc)、(XVu')、(XVu'')および(XVu''')の基から選択されている。
好ましい実施態様において、本発明のA1およびA2は、互いに独立して、式
Figure 0006207606
の基である。
好ましい実施態様において、本発明は、式A1−A3−Y−A4−A2−(IXa)の化合物に向けられており、上記式中、Yは、式
Figure 0006207606
の基である。前記実施態様において、A1−A3−およびA4−A2−は、式:
Figure 0006207606
の基であり(R3とR4は、異なっていてよいが、しかし、好ましくは、同一でありかつHまたはC1〜C25アルキルであり;R201は、C1〜C38アルキル基である);
Figure 0006207606
(R3とR4は、異なっていてよいが、しかし、好ましくは、同一でありかつHまたはC1〜C25アルキルであり;R201は、C1〜C38アルキル基である);
Figure 0006207606
(R3とR3'は、異なっていてよいが、しかし、好ましくは、同一でありかつHまたはC1〜C25アルキルであり、R4とR4'は、異なっていてよいが、しかし、好ましくは、同一でありかつHまたはC1〜C25アルキルである)。
式IXの特に好ましい化合物の例は、下記に示されている:
Figure 0006207606
Figure 0006207606
Figure 0006207606
上記式中、R3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり;かつR201は、C1〜C38アルキル基である。R3、R3'、R4およびR4'は、好ましくは水素である。
化合物A−1、A−2、A−5およびA−11は、最も好ましい。
1−A3−Y−A3−A1−(IXa)は、好ましくは、式A1−A3−X16の化合物を式X16'−Y−X16'の化合物と反応させることによって製造されてよい。X16'は、−B(OH)2、−B(OH)3−、−BF3、−B(OY12
Figure 0006207606
でありかつX16は、ハロゲン、例えばBrまたはIである。
前記鈴木反応は、典型的には、約0℃〜180℃で芳香族炭化水素溶剤、例えばトルエン、キシレン中で行なわれる。他の溶剤、例えばジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジメトキシエタンおよびテトラヒドロフランは、単独で使用されてもよいし、芳香族炭化水素との混合物で使用されてもよい。水性塩基、好ましくは炭酸ナトリウムまたは重炭酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸カリウムまたは重炭酸カリウムは、ホウ酸塩、ボロネートのための活性剤として、かつHBrスカベンジャーとして使用される。重合反応は、0.2〜100時間をとりうる。有機塩基、例えばテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、および相間移動触媒、例えばTBABは、ホウ素の活性を向上させうる(例えば、Leadbeater & Marco;Angew.Chem.Int.Ed.Eng.42(2003)1407およびその中で引用された参考文献参照)。反応条件の他の多様性は、T.I.Wallow and B.M.Novak in J.Org.Chem.59(1994)5034−5037;およびM.Remmers,M.Schulze, and G.Wegner in Macromol.Rapid Commun.17(1996)239−252によって規定されている。
上記鈴木カップリング反応において、ハロゲン化された反応相手のハロゲンX16は、X16'部分と置き換えることができ、かつ同時に他の反応相手のX16'部分は、X16によって置き換えられている。
相応するジケトピロロピロールの合成は、例えば、R.A.J.Janssen et al.,Macromol.Chem.Phys.2011,212,515−520、米国特許第2010/0326225号明細書および欧州特許第11179840.1号明細書中に記載されている。
したがって、本発明は、式VIIIまたはIXの化合物を含む、有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品、ならびに式VIIIまたはIXの化合物および/または有機半導体材料、有機半導体層もしくは有機半導体部品を有する半導体デバイスにも関する
半導体は、好ましくは有機光電(PV)素子(太陽電池)、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターーである。OFETデバイスの構造および構成要素は、上記により詳細に記載されている。
したがって、本発明は、式VIIIまたはIXの化合物を有する有機光電(PV)素子(太陽電池)を提供する。
有機光電素子(太陽電池)の構造は、例えば、C.Deibel et al.,Rep.Prog.Phys.73(2010)096401およびChristoph Brabec,Energy Environ.Sci 2.(2009)347−303中に記載されている。
前記PV素子は、次の順序で:
(a)カソード(電極)、
(b)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に、平滑層、
(e)アノード(電極)、
(f)基板
を有する。
前記光活性層は、式VIIIまたはIXの化合物を含む。好ましくは、前記光活性層は、電子供与体としての式VIIIまたはIXの化合物と電子受容体としての、受容体材料、例えばフラーレン、特に機能化されたフラーレンPCBMとから形成されている。上記したように、前記光活性層は、高分子量結合剤を含有していてもよい。前記高分子量結合剤に対する式VIIIまたはIXの小分子の割合は、5〜95%で変動しうる。好ましくは、前記高分子量結合剤は、半結晶性ポリマー、例えばポリスチレン(PS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)およびポリメチルメタクリレート(PMMA)である。
本発明において有用なフラーレンは、広い範囲の寸法(1分子当たりの炭素原子の数)を有していてよい。本明細書中で使用されるフラーレンの用語は、バックミンスターフラーレン(C60)および関連した”球状”フラーレンならびにカーボンナノチューブを含めて、純粋な炭素のさまざまなケージ様分子を含む。フラーレンは、例えばC20〜C1000の範囲にある公知技術水準から選択されてよい。好ましくは、フラーレンは、C60〜C96の範囲から選択されている。最も好ましくは、フラーレンは、C60またはC70、例えば[60]PCBMまたは[70]PCBMである。化学的に変性されたフラーレンを利用することも可能であり、但し、前記の変性されたフラーレンは、受容体タイプを保持しかつ電子移動度の特性を保持するものとする。前記受容体材料は、式VIIIまたはIXの他の化合物、または任意の半導電性ポリマー、例えば式Iのポリマー、但し、前記ポリマーは、受容体タイプを保持しかつ電子移動度の特性を保持するものとし、有機小分子、カーボンナノチューブ、無機粒子(量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、TiO2、ZnO等)から構成されている群から選択された材料であってもよい。
前記光活性層は、電子供与体としての式VIIIまたはIXの化合物と電子受容体としてのフラーレン、特に機能化されたフラーレンPCBMとから形成されている。これら2つの成分は、溶剤と混合されかつ溶液として平滑層上に、例えば回転塗布法、滴下注型法、ラングミュア−ブロジェット(”LB”)法、インクジェット印刷法および滴下法によって施与される。スキージ法または印刷法が使用されてより大きな面に当該光活性層が塗布されてもよい。典型的であるトルエンではなく、分散剤、例えばクロロベンゼンが有利に溶剤として使用される。前記方法の中で、真空蒸着法、回転塗布法、インクジェット印刷法および注型法は、操作の容易さおよび費用の点で特に好ましい。
回転塗布法、注型法およびインクジェット印刷法を用いて前記層を形成させる場合には、塗布は、組成物を0.01〜90質量%の濃度で適当な有機溶剤中、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、アニソール、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼンおよびこれらの混合物中に溶解するかまたは分散させることによって製造された、溶液および/または分散液を用いて実施されうる。
光起電力(PV)素子は、よりいっそう太陽スペクトルを吸収するために、互いに上端で処理される多重接合型太陽電池から構成されていてもよい。当該構造は、例えば、App.Phys.Let.90,143512(2007),Adv.Funct.Mater.16,1897−1903(2006)およびWO2004/112161中に記載されている。
いわゆる”タンデム型太陽電池”は、次の順序で
(a)カソード(電極)、
(b)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(c)光活性層、
(d)任意に、平滑層、
(e)中間電極(例えば、Au、Al、ZnO、TiO2等)、
(f)任意に、エネルギーレベルに整合させるための臨時の電極、
(g)任意に、遷移層、例えばアルカリ金属ハロゲン化物、殊にフッ化リチウム、
(h)光活性層、
(i)任意に、平滑層、
(j)アノード(電極)、
(k)基板
を含む。
前記PV素子は、例えば米国特許第20070079867号明細書および米国特許第20060013549号明細書中の記載と同様に、繊維上で処理されてもよい。
式VIIIまたはIXの化合物を含む材料またはフィルムは、これらの優れた自己組織化特性のために、例えば米国特許第2003/0021913号明細書中の記載と同様に、LCDまたはOLEDデバイスにおけるアライメント層中に、または該アライメント層として、単独で使用されてもよいし、他の材料と一緒に使用されてもよい。
本発明によるOFETデバイスは、好ましくは:
− ソース電極、
− ドレイン電極、
− ゲート電極、
− 半導電層、
− 1つ以上のゲート絶縁層、および
− 任意に基板を含み、その際に、前記半導電層は、式VIIIまたはIXの化合物を含む。
前記OFETデバイスにおける、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極ならびに絶縁層および半導電層は、任意の順序で配置されてよく、但し、ソース電極およびドレイン電極は、絶縁層によってゲート電極から隔てられており、ゲート電極と半導体層とは、双方とも、絶縁層と接触し、かつソース電極とドレイン電極とは、双方とも、半導体層と接触している。
好ましくは、前記OFETは、第1の側面および第2の側面をもつ絶縁体、前記絶縁体の第1の側面上に位置したゲート電極、前記絶縁体の第2の側面上に位置した式VIIIまたはIXの化合物を含む層、およびポリマー層上に位置したドレイン電極およびソース電極を有する。
次の例は、説明の目的のためだけに含まれておりかつ特許請求の範囲を制限するものではない。別記しない限り、全ての部および百分率は、質量に対するものである。質量平均分子量(Mw)および多分散指数(Mw/Mn=PD)は、高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)によって測定される[装置:屈折率(RI)からの応答を生じるAgilent Technologies社(Santa Clara,CA,USA)製のGPC PL 220、クロマトグラフィー条件:カラム:Agilent Technologies社(Santa Clara,CA,USA)製の3”PLgel Mixed B”カラム;10□μm(寸法300×7.5mm 内径)の平均粒径で、移動相:ブチルヒドロキシトルエン(BHT、1g/l)で安定化された1,2,4−トリクロロベンゼン(GPC用、AppliChem、Darmstadt、ドイツ国)、クロマトグラフィー温度:150℃;移動相の流れ:1ml/分;溶質の濃度:約1mg/ml;注入容量:200μl;検出:RI、分子量の校正手段:相対的校正は、6035000 Da〜162 Da、すなわちPS 6035000、PS 3053000、PS 915000、PS 483000、PS 184900、PS 60450、PS 19720、PS 8450、PS 3370、PS 1260、PS 580、PS 162 Daの分子量範囲にまたがる12個の狭いポリスチレンキャリブレーションスタンダードを含む、Agilent Technologies社(Santa Clara,CA,USA)製のEasiVial calibration kitを用いて行なわれる。多項式による校正は、分子量の計算に使用される。
下記の例中に規定された、全てのポリマー構造は、記載された重合法により得られたポリマー製品の理想的な代表例である。2つを上回る成分を互いに共重合させた場合には、ポリマーにおける順序は、重合条件に依存して、交互であるかランダムであるかのどちらか一方であることができる。

例1:ポリマー P−1の合成
Figure 0006207606
a)化合物100の合成は、例えば、WO2009115413中に記載されている。水10ml中の水酸化リチウム一水和物862mg(20.55mmol)を、化合物100 2.5g(6.85mmol)およびジクロロメタン40ml中のベンジル(トリフェニル)ホスホニウムクロリド5.46g(14.04mmol)に添加した。反応混合物を25℃で4時間攪拌する。有機相を分離し、水相をジクロロメタンで抽出する。合わせた有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、かつろ過する。溶剤をろ別し、次に生成物101を2個の連続したカラムでのクロマトグラフィー(溶離剤:トルエン/シクロヘキサン1:10および次にトルエン/シクロヘキサン1:1)によって精製する。
収率:52%(1.89g、白色粉末)。
Figure 0006207606
Figure 0006207606
b)予め窒素でフラッシュしかつ凝縮器および窒素バブラーを装備した、100mlのフラスコ中に、化合物101(1.3g、2.46mmol)およびテトラヒドロフラン(THF、30ml)を導入する。次に、テトラヒドロフラン(10ml)中のテトラブチルアンモニウムフルオリド三水和物(1.71g、5.41mmol)の溶液を添加し、この混合物を室温で2時間攪拌する。その後に、水(100ml)を添加し、生成物をジクロロメタンで抽出する。次に、合わせた有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、かつろ過する。溶剤をろ別し、次に生成物をカラムクロマトグラフィー(溶離剤:シクロヘキサン/トルエン4:1)によって精製する。収率:96%(910mg、白色粉末)。
Figure 0006207606
Figure 0006207606
c)2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン(DDQ)0.52g(2.29mmol)をクロロベンゼン20ml中の化合物102 0.8g(2.08mmol)に添加する。反応混合物を窒素の下で2時間還流し、次に、室温へ冷却する。ジクロロメタンを添加し、この反応混合物を炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄する。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、かつろ過する。溶剤をロータリーエバポレーター上で蒸発させる。次に、粗製生成物をカラムクロマトグラフィー(シクロヘキサン/トルエン4:1)によって精製し、生成物103を白色粉末として取得する。収率:88%(702mg、白色粉末)。
Figure 0006207606
Figure 0006207606
d)凝縮器および窒素バブラーを装備した、三頸フラスコ中に、化合物103(1.02g、2.67mmol)を導入する。このフラスコを窒素でフラッシュし、かつテトラヒドロフラン(THF)を添加する(80ml)。次に、この溶液を−78℃へ冷却し、かつn−ブチルリチウム溶液(2.67ml、6.67mmol、2.5Mの溶液)を滴加する。生じる混合物を−78℃で1時間攪拌する。その後に、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(1.49g、8.00mmol)を−78℃で添加する。−78℃で20分後、混合物を室温へ昇温させ、かつ室温で2時間攪拌する。次に、水を0℃で添加し、生成物をt−ブチル−メチル−エーテル(100ml)およびジクロロメタン(2回100ml)で抽出する。合わせた有機画分を無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ろ過し、かつロータリーエバポレーター上で濃縮させる。粗製固体を熱いアセトニトリル中で磨砕し、かつ放置して0℃へ冷却する。白色固体(生成物104)をろ過し、かつ真空中で乾燥する。収率:72%(1.21g、白色粉末)。
Figure 0006207606
Figure 0006207606
e)3,6−ビス(5−ブロモチオフェン−2−イル)−2,5−ビス(2−ヘキシルデシル)ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4(2H,5H)−ジオン 107の合成は、例えば、WO2008/000664およびY.Geerts;Tetrahedron 66(2010)1837−1845中に記載されている。凝縮器、機械的攪拌機、窒素バブラーおよび温度計を装備したフラスコ中に、工程d)からのビスホウ酸エステル 104(400mg、0.63mmol)および3,6−ビス(5−ブロモチオフェン−2−イル)−2,5−ビス(2−ヘキシルデシル)ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4(2H,5H)−ジオン 107(545mg、0.60mmol)を導入する。前記フラスコを窒素でフラッシュし、かつ無水THF(30ml)をシリンジで添加する。生じる赤色溶液を60℃へ加熱し、酢酸パラジウム(II)(4.0mg、0.018mmol)およびTHF10ml中の2−(ジ−t−ブチルホスフィノ)−1−フェニルピロール(20.7mg、0.072mmol)の溶液を添加する。生じる混合物を還流温度で5分間、攪拌する。その後に、微粉砕した水酸化リチウム一水和物(159mg、3.78mmol)を一回分で60℃で添加し、かつ還流温度で4時間、攪拌する。反応混合物をエタノール(300ml)中に注入し、かつ沈殿物をブフナー漏斗上でろ過する。次に、固体をエタノール200mlおよび脱イオン水200mlで洗浄する。次に、ろ過した固体を、クロロホルム150mlおよび3%シアン化ナトリウム水溶液150mlを含むフラスコ中に入れ、かつ60℃で強力に攪拌しながら一晩中加熱する。有機相を水100mlで洗浄し、かつさらにクロロホルムの三分の二を蒸発させる。エタノールを添加して生成物を沈殿させ、この沈殿物をブフナー漏斗上でろ過し、エタノール300mlで洗浄し、かつ炉内で乾燥させる。さらに、シアン化ナトリウムでの処理を2回繰り返す。次に、乾燥した固体を、最初にテトラヒドロフラン(200ml、6時間)でソックスレー抽出によって精製する。テトラヒドロフラン中で可溶性の画分を廃棄し、次に、残留する固体をクロロホルム(200ml、7時間)でのソックスレー抽出に供する。緑色溶液を濃縮し、生成物をエタノール中で沈殿させ、ろ過し、かつ減圧下で乾燥させてポリマー P−1(598mg、収率88%)を得る。高温GPC:Mw=97700、Mn=46200、PD=2.11。
例2:ポリマー P−2の合成
Figure 0006207606
a)凝縮器を装備したフラスコ中に、化合物105(7.00g、8.05mmol)、ヨウ化ナトリウム(4.83g、32.2mmol)およびヨウ化銅(153mg、0.81mmol)を導入する。前記フラスコを窒素(3×真空/窒素)でフラッシュし、1,4−ジオキサン(175ml)を添加し、続いてトランス−N,N−ジメチルシクロヘキサン−1,2−ジアミン(229mg、1.61mmol)を添加する。次に、混合物を還流下に一晩中攪拌する。その後に、前記混合物を水350ml中に注入する。1M NaOH水溶液350mlを添加し、かつ生成物をジクロロメタンで抽出する。合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、かつろ過する。溶剤をロータリーエバポレーター上で除去する。分析は、生成物と出発生成物との分離不可能な混合物を示す。次に、粗製生成物を、変換率が97%を上回るまで数回、同様の反応条件に供する。次に、粗製生成物をカラムクロマトグラフィーおよびイソプロパノール中での再結晶化により精製して化合物106を赤色固体として得る。
Figure 0006207606
Figure 0006207606
b)凝縮器、機械的攪拌機、窒素バブラーおよび温度計を装備したフラスコ中に、ビスホウ酸エステル 104(466mg、0.73mmol)および(3E)−1−(2−ヘキシルデシル)−3−[1−(2−ヘキシルデシル)−6−ヨード−2−オキソ−インドリン−3−イリデン]−6−ヨード−インドリン−2−オン 106(674mg、0.70mmol)を導入する。フラスコを窒素でフラッシュし、かつ無水THF(40ml)をシリンジで添加する。生じる赤色溶液を60℃へ加熱し、かつ酢酸パラジウム(II)(4.7mg、0.021mmol)およびTHF10ml中の2−(ジ−t−ブチルホスフィノ)−1−フェニルピロール(24.1mg、0.084mmol)の溶液を添加する。生じる混合物を還流温度で5分間、攪拌する。その後に、微粉砕した水酸化リチウム一水和物(185mg、4.41mmol)を一回分で60℃で添加し、かつ還流温度で5時間、攪拌する。反応混合物をエタノール(400ml)中に注入し、かつ沈殿物をブフナー漏斗上でろ過する。次に、固体をエタノール200mlおよび脱イオン水200mlで洗浄する。次に、ろ過した固体を、クロロホルム150mlおよび3%シアン化ナトリウム水溶液150mlを含むフラスコ中に入れ、かつ55℃で強力に攪拌しながら一晩中加熱する。有機相を3回水100mlで洗浄し、かつさらにクロロホルムを蒸発させる。エタノールを添加して生成物を沈殿させ、この沈殿物をブフナー漏斗上でろ過し、水200mlおよびエタノール50mlで洗浄し、かつ炉内で乾燥させる。さらに、シアン化ナトリウムでの処理を2回繰り返す。さらに、乾燥した固体を、最初にアセトン(200ml、2時間)でソックスレー抽出によって精製し、次にt−ブチル−メチル−エーテル(200ml、5時間)でソックスレー抽出によって精製する。アセトンおよびt−ブチル−メチル−エーテル中で可溶性の画分を廃棄し、次に、残留する固体をTHF(200ml、5時間)でのソックスレー抽出に供する。溶液を濃縮し、生成物をエタノール中で沈殿させ、ろ過し、かつ減圧下で乾燥させてポリマー P−2(659mg、収率86%)を得る。高温GPC:Mw=24600、Mn=15500、PD=1.58。
例3:ポリマー P−3の合成
Figure 0006207606
3,6−ビス(5−ブロモチオフェン−2−イル)−2,5−ビス(2−ブチルオクチル)ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4(2H,5H)−ジオン 108の合成は、例えば、WO2011/144566中に記載されている。凝縮器、機械的攪拌機、窒素バブラーおよび温度計を装備したフラスコ中に、化合物 104(400mg、0.63mmol)および3,6−ビス(5−ブロモチオフェン−2−イル)−2,5−ビス(2−ブチルオクチル)ピロロ[3,4−c]ピロール−1,4(2H,5H)−ジオン 108(458mg、0.60mmol)を導入する。前記フラスコを窒素でフラッシュし、かつ無水THF(30ml)をシリンジで添加する。生じる赤色溶液を60℃へ加熱し、酢酸パラジウム(II)(4.0mg、0.018mmol)およびTHF10ml中の2−(ジ−t−ブチルホスフィノ)−1−フェニルピロール(20.7mg、0.072mmol)の溶液を添加する。生じる混合物を還流温度で5分間、攪拌する。その後に、微粉砕した水酸化リチウム一水和物(159mg、3.78mmol)を一回分で60℃で添加し、かつこの混合物を還流温度で4時間、攪拌する。反応混合物をエタノール(300ml)中に注入し、かつ沈殿物をブフナー漏斗上でろ過する。次に、固体をエタノール200mlおよび脱イオン水200mlで洗浄する。次に、ろ過した固体を、クロロホルム150mlおよび3%シアン化ナトリウム水溶液150mlを含むフラスコ中に入れ、かつ60℃で強力に攪拌しながら一晩中加熱する。有機相を水で洗浄し、かつさらにクロロホルムの三分の二を蒸発させる。エタノールを添加して生成物を沈殿させ、この沈殿物をブフナー漏斗上でろ過し、エタノール300mlで洗浄し、かつ炉内で乾燥させる。さらに、シアン化ナトリウムでの処理を2回繰り返す。次に、乾燥した固体をソックスレー抽出によって精製する。アセトン、t−ブチル−メチル−エーテルおよびシクロヘキサン中で可溶性の画分を廃棄する。次に、テトラヒドロフランでソックスレー抽出を実施し、かつ緑色溶液を濃縮し、生成物をエタノール中で沈殿させ、ろ過し、かつ減圧下で乾燥させてポリマー P−3(510mg、収率86%)を得る。高温GPC:Mw=91400、Mn=33100、PD=2.76。
使用例1、2および3
光電素子への半導電性ポリマーの使用:
太陽電池は、次の構造を有する:Al電極/LiF層/本発明の化合物/[ポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)(PEDOT)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PSS)]を含む有機層/ITO電極/ガラス基板。前記太陽電池を、ガラス基板上の予めパターン化されたITO上にPEDOT−PSS層を回転塗布することによって製造する。さらに、半導電性ポリマー(1質量%):[70]PCBM(置換されたC70フラーレン)の1:2混合物を回転塗布する(有機層)。LiFおよびAlを高真空下でシャドウマスクを通して昇華させる。
太陽電池の性能
太陽電池を、Osram Xenon Short Arc XBO 450Wランプを備えた自社製太陽光シミュレーター中で測定する。次に、外部量子効率(EQE)グラフを用いて、AM1.5の条件下で電流を評価する。
Figure 0006207606
使用例4、5および6
OFETへの半導電性ポリマーの使用:
半導体膜の付着:
230nmの厚さのSiO2誘電体およびパタン化された酸化インジウム錫(15nm)/金(30nm)コンタクトを備えたシリコンウェーハ(Si n- -(425±40μm))(L=20、10、5、2.5μm、W=0.01m;Fraunhofer IPMS(Dresden))を、アセトンおよびイソプロパノールでの洗浄、続いて30分間の酸素プラズマ処理による標準クリーニング法によって準備する。基板をグローブボックス中に移す。基板をトリクロロエチレン中のオクチルトリクロロシラン(OTS)の50mM 溶液中に1時間置くことによって、オクチルトリクロロシラン(OTS)単層を誘電体表面上で成長させる。単層が成長した後、基板をトルエンで洗浄して物理吸着シランを除去する。半導体材料を80℃で0.75質量%の濃度で適当な溶剤中に溶解し、かつ1500rpmで60秒間基板上に回転塗布する。
OFETの測定:OFETの移動特性および出力特性を、Agilent 4155C半導体パラメータアナライザーで測定する。デバイスをグローブボックス中で150℃で15分間アニーリングし、その後にグローブボックス中で窒素雰囲気下に室温で測定を行なう。p型トランジスターについては、ゲート電圧(Vg)は、10〜−30Vで変動し、かつドレイン電圧(Vd)では、移動特性決定について、−3Vおよび−30Vに等しい。出力特性決定については、Vdは、Vg=0、−10、−20、−30Vで0〜−30Vで変動する。
Figure 0006207606

Claims (15)


  1. Figure 0006207606
    〔式中、
    1およびR2は、互いに独立して、H、F、C1〜C18アルキル、E'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G'によって置換されているC2〜C20ヘテロアリールであるか、または
    1およびR2は、一緒になって、
    Figure 0006207606
    (ここで、R205、R206、R206'、R207、R208、R208'、R209およびR210は、互いに独立して、H、C1〜C18アルキル、E'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、またはE'によって置換されており、および/またはD'によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C1〜C18フルオロアルキル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G'によって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C7〜C25アラルキル、G'によって置換されているC7〜C25アラルキル、CN、または−CO−R28である)の基を形成し、
    601およびR602は、互いに独立して、H、ハロゲン、C1〜C25アルキル、C3〜C12シクロアルキル、C2〜C25アルケニル、C2〜C25アルキニル、C6〜C24アリール、G'によって置換されているC6〜C24アリール、C7〜C25アラルキル、またはG'によって置換されているC7〜C25アラルキルであり;
    D'は、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−NR65−、−SiR7071−、−POR72−、−CR63=CR64−、または−C≡C−であり、および
    E'は、−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、CF3、またはハロゲンであり、
    G'は、E'、C1〜C18アルキル、または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    28は、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    63およびR64は、互いに独立して、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    65およびR66は、互いに独立して、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであるか;または
    65とR66は、一緒になって、5員環または6員環を形成し、
    67は、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    68は、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    69は、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    70およびR71は、互いに独立して、C1〜C18アルキル、C6〜C18アリール、またはC1〜C18アルキルによって置換されているC6〜C18アリールであり、および
    72は、C1〜C18アルキル、C6〜C18アリール、またはC1〜C18アルキルによって置換されているC6〜C18アリールである〕の繰返し単位を有するポリマー。

  2. Figure 0006207606
    〔式中、R1およびR2は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    (式中、R400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである)の基であるか、またはR1とR2は、一緒になって、基
    Figure 0006207606
    を形成し;かつ
    601およびR602は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルである〕の繰返し単位を有するポリマーである、請求項1記載のポリマー。
  3. 前記ポリマーは、式
    Figure 0006207606
    のポリマーであるか、または式
    Figure 0006207606
    の繰返し単位を有するポリマーであり、
    上記式中、
    nは、4〜1000の範囲内にあり、
    Aは、式(I)の繰返し単位であり、および
    −COM1−は、繰返し単位
    Figure 0006207606
    であり、ここで、
    kは、0、1、2または3であり、lは、1、2または3であり、rは、0、1、2または3であり、zは、0、1、2または3であり、
    Ar4、Ar5、Ar6およびAr7は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    の基であり、
    ここで、X1は、
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    、ここで、
    1'は、
    Figure 0006207606
    であり、
    3およびR3'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、シアノ、任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキルまたはC1〜C25アルコキシであり、
    104およびR104'は、互いに独立して、水素、シアノ、COOR103、C1〜C25アルキル基、またはC6〜C24アリールまたはC2〜C20ヘテロアリールであり、
    4、R4'、R5、R5'、R6およびR6'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化C1〜C25アルキル、シアノ、任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C25アルコキシであり、
    7、R7'、R9およびR9'は、互いに独立して、水素、任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
    8またはR8'は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
    11およびR11'は、互いに独立して、C1〜C25アルキル基、C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C8アルキルおよび/またはC1〜C8アルコキシで1〜3回置換されていてよいフェニル基であり、
    12およびR12'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に、1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル、または
    Figure 0006207606
    であり、ここで、R13は、C1〜C10アルキル基、またはトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であるか;または
    104およびR104'は、互いに独立して、水素、C1〜C18アルキル、任意にGによって置換されていてよいC6〜C10アリール、または任意にGによって置換されていてよいC2〜C8ヘテロアリールであり、
    105、R105'、R106およびR106'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキルまたはC1〜C18アルコキシであり、
    107は、水素、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18ペルフルオロアルキル;−O−もしくは−S−によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;または−COOR103であり、
    108およびR109は、互いに独立して、H、C1〜C25アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C25アルキル、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、Gによって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルコキシ、またはC7〜C25アラルキルであるか、または
    108およびR109は、一緒になって、式=CR110111の基を形成し、ここで、
    110およびR111は、互いに独立して、H、C1〜C18アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、またはC2〜C20ヘテロアリール、またはGによって置換されているC2〜C20ヘテロアリールであるか、または
    108とR109は、一緒になって、5員環または6員環を形成し、これらは、任意に、C1〜C18アルキル、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、Gによって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、Gによって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、Eによって置換されており、および/またはDによって中断されているC1〜C18アルコキシ、またはC7〜C25アラルキルによって置換されていてよく、
    Dは、−CO−、−COO−、−S−、−O−、または−NR112'−であり、
    Eは、C1〜C8チオアルコキシ、C1〜C8アルコキシ、CN、−NR112'113'、−CONR112'113'、またはハロゲンであり、
    Gは、E、またはC1〜C18アルキルであり、および
    112'およびR113'は、互いに独立して、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    115およびR115'は、互いに独立して、水素、ハロゲン、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル、C1〜C25アルコキシ、C7〜C25アリールアルキル、または
    Figure 0006207606
    であり、ここで、R116は、C1〜C10アルキル基、またはトリ(C1〜C8アルキル)シリル基であり;
    117およびR117'は、互いに独立して、C1〜C25アルキル基、C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C8アルキルおよび/またはC1〜C8アルコキシで1〜3回置換されていてよいフェニル基であり、
    118、R119、R120およびR121は、互いに独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化されたC1〜C25アルキル、シアノ、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;C7〜C25アリールアルキル、またはC1〜C25アルコキシであり、
    122およびR122'は、互いに独立して、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
    201は、水素、C1〜C100アルキル基、−COOR103;1個以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、またはC6〜C18アリール基によって置換された、および/または−O−、−COO−、−OCO−もしくは−S−によって中断された、C1〜C100アルキル基;C7〜C25アリールアルキル基、カルバモイル基、C1〜C100アルキルおよび/またはC1〜C100アルコキシで1〜3回置換されていてよいC5〜C12シクロアルキル基、C1〜C100アルキル、C1〜C100チオアルコキシおよび/またはC1〜C100アルコキシで1〜3回置換されていてよいC6〜C24アリール基;およびペンタフルオロフェニルから選択され、
    103およびR114は、互いに独立して、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキルであり、
    202およびR203は、同一であっても異なっていてもよく、かつH、F、−CN、任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C100アルキル;およびC1〜C100アルコキシから選択されている、請求項1または2記載のポリマー。

  4. Figure 0006207606
    〔式中、
    Aは、式(I)の繰返し単位であり、かつ
    COM1−は、繰返し単位
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    であり、ここで、
    3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
    8およびR8'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
    114は、C1〜C38アルキル基であり、
    201は、C1〜C38アルキル基であり、かつ
    202およびR203'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルである〕の単数または複数の(繰返し)単位を有する、請求項1から3までのいずれか1項に記載のポリマー。
  5. Aが式
    Figure 0006207606
    〔式中、
    1およびR2は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    の基であり、ここで、
    400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであるか、または
    またはR1とR2は、一緒になって、基
    Figure 0006207606
    を形成し、
    601およびR602は、同一でも異なっていてもよく、かつC1〜C25アルキルまたは水素から選択されており;および
    Figure 0006207606
    は、式
    Figure 0006207606
    の基であり、ここで、R3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25であり;および
    201は、C1〜C38アルキル基である〕の繰返し単位である、請求項3記載のポリマー。

  6. Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    Figure 0006207606
    〔式中、
    nは、4〜1000、殊に4〜200、とりわけ5〜150であり、
    3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25であり;
    201は、C1〜C38アルキル基であり、かつ
    601およびR602は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキル、殊に水素である〕の基である、請求項4または5記載のポリマー。

  7. Figure 0006207606
    〔式中、Y、Y15、Y16およびY17は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    (式中、R1、R2、R601およびR602は、請求項1の規定と同様である)の基であり、
    pは、0または1であり、qは、0または1であり、
    1およびA2は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    (式中、aは、0、1、2または3であり、bは、0、1、2または3であり、cは、0、1、2または3である)の基であり、
    3、A4、A5およびA5'は、互いに独立して、
    −[Ar4k'−[Ar5l−[Ar6r−[Ar7z
    の基であり、
    k'は、0、1、2または3であり;lは、0、1、2または3であり;rは、0、1、2または3であり;zは、0、1、2または3であり;
    10は、水素、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、E''によって1回以上置換されており、および/またはD''によって1回以上中断されているC1〜C25アルキル、
    Figure 0006207606
    、COO−C1〜C18アルキル、C4〜C18シクロアルキル基、G''によって置換されているC4〜C18シクロアルキル基、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18チオアルコキシ、C1〜C18アルコキシ、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C7〜C25アラルキル、G''によって置換されているC7〜C25アラルキル、または式IVa〜IVm
    Figure 0006207606
    の基であり、
    ここで、R22〜R26およびR29〜R58は、互いに独立して、H、ハロゲン、シアノ、C1〜C25アルキル、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C25アルキル、C6〜C24アリール、G''によって置換されているC6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、G''によって置換されているC2〜C20ヘテロアリール、C4〜C18シクロアルキル基、G''によって置換されているC4〜C18シクロアルキル基、C2〜C18アルケニル、C2〜C18アルキニル、C1〜C18アルコキシ、E''によって置換されており、および/またはD''によって中断されているC1〜C18アルコキシ、C7〜C25アラルキル、またはG''によって置換されているC7〜C25アラルキルを表わし、
    27およびR28は、互いに独立して、水素、C1〜C25アルキル、ハロゲン、シアノまたはC7〜C25アラルキルであるか、またはR27とR28は、一緒になって、これらの双方が酸素および/または硫黄を介してチエニル残基に結合していてよくかつこれらの双方が25個までの炭素原子を有していてよい、アルキレンまたはアルケニレンを表わし、
    59は、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
    D''は、−CO−、−COO−、−S−、−O−または−NR112''であり、
    E''は、C1〜C8チオアルコキシ、C1〜C8アルコキシ、CN、−NR112''113''、−CONR112''113''またはハロゲンであり、
    G''は、E''またはC1〜C18アルキルであり、かつ
    112''およびR113''は、互いに独立して、H;C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルであり、
    214およびR215は、互いに独立して、水素、C1〜C18アルキル、C6〜C24アリール、C2〜C20ヘテロアリール、−CNまたはCOOR216であり、
    216は、C1〜C25アルキル、C1〜C25ハロゲン化アルキル、C7〜C25アリールアルキル、C6〜C24アリールまたはC2〜C20ヘテロアリールであり、
    218は、水素、C6〜C18アリール;C1〜C18アルキルもしくはC1〜C18アルコキシによって置換されているC6〜C18アリール;または任意に1個以上の酸素原子もしくは硫黄原子によって中断されていてよいC1〜C25アルキル;またはC7〜C25アリールアルキルであり、
    Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6およびAr7は、互いに独立して、請求項3の規定と同様の、式(XIa)、(XIb)、(XIc)、(XId)、(XIe)、(XIf)、(XIg)、(XIh)、(XIi)、(XIj)、(XIk)、(XIl)、(XIm)、(XIn)、(XIo)、(XIpa)、(XIpb)、(XIq)、(XIr)、(XIs)、(XIt)、(XIu)、(XIv)、(XIw)、(XIx)、(XIy)、(XIz)、(XIIa)、(XIIb)、(XIIc)、(XIId)、(XIIe)、(XIIf)、(XIIg)、(XIIh)、(XIIi)、(XIIj)、(XIIk)、(XIIl)、例えば、(XIIIa)、(XIIIb)、(XIIIc)、(XIIId)、(XIIIe)、(XIIIf)、(XIIIg)、(XIIIh)、(XIIIi)、(XIIIj)、(XIIIk)、および(XIIIl);または(XIV)、例えば(XIVa);(XVa)、(XVb)、(XVc)、(XVd)、(XVe)、(XVf)、(XVg)、(XVh)、(XVi)、(XVj)、(XVk)、(XVl)、(XVm)、(XVn)、(XVo)、(XVp)、(XVq)、(XVr)、(XVs)、例えば、(XVsa)、(XVsb)、および(XVsc);(XVt)、例えば、(XVta)、(XVtb)、および(XVuc)、および(XVu)である〕の化合物。

  8. 1−Y−A3−Y15−A2(VIIIa)、A1−Y−A3−Y15−A4−Y16−A2(VIIIb)、またはA1−Y−A3−Y15−A4−Y16−A5−Y17−A2(VIIIc)、A1−A3−Y−A4−A2(IXa)、A1−A3−Y−A4−Y15−A5−A2(IXb)、またはA1−A3−Y−A4−Y15−A5−Y17−A5'−A2(IXc)の化合物であり、ここでY、Y15、Y16およびY17は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    の基であり、上記式中、R1およびR2は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    〔式中、R400、R401、R402、R403、R404およびR405は、互いに独立して、H、CN、F、CF3、C1〜C18アルコキシ;C1〜C18アルキル;または−O−によって中断されているC1〜C18アルキルである〕の基であるか、またはR1とR2は、一緒になって、基
    Figure 0006207606
    を形成し、かつR601およびR602は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり、
    1およびA2は、請求項7の規定と同様であり、
    3、A4、A5およびA5'は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    〔式中、
    3、R3'、R4およびR4'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり;
    8およびR8'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルであり;
    114は、C1〜C38アルキル基であり;
    201は、C1〜C38アルキル基であり;かつ
    202およびR203'は、互いに独立して、水素またはC1〜C25アルキルである〕の基である、請求項7記載の化合物。
  9. 請求項1から6までのいずれか1項に記載のポリマーおよび/または請求項7または8記載の化合物を含む、有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品。
  10. 請求項1から6までのいずれか1項に記載のポリマー、請求項7または8記載の化合物、および/または請求項9記載の有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品を有する電子デバイス。
  11. 有機発光ダイオード、有機光電素子、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターーである、請求項10記載の電子デバイス。
  12. 電子デバイスを製造する方法であって、該方法が有機溶剤中の、請求項1から6までのいずれか1項に記載のポリマーの溶液および/または分散液および/または請求項7または8記載の化合物を適当な基板に塗布すること、および溶剤を除去することを含むか、または該方法が請求項7または8記載の化合物を蒸発させることを含む、前記方法。
  13. 請求項1から6までのいずれか1項に記載のポリマー、請求項7または8記載の化合物、および/または有機発光ダイオード、光電素子、光ダイオードまたは有機電界効果トランジスターーにおける、請求項9記載の有機半導体材料、有機半導体層または有機半導体部品の使用。

  14. Figure 0006207606
    〔式中、
    1'およびA2'は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    の基であり、
    2およびX2'は、互いに独立して、ハロゲン、ZnX12、−SnR207208209であり、ここで、R207とR208とR209は、同一かまたは異なり、かつHまたはC1〜C6アルキルであり、その際に2個の基は、任意に、1個の共通の環を形成しかつこれらの基は、任意に分枝鎖状または非分枝鎖状であり、かつX12は、ハロゲン原子であるか、または
    Figure 0006207606
    であり、ここで、Y1は、そのつど独立して、C1〜C10アルキル基であり、かつY2は、そのつど独立して、C2〜C10アルキレン基、例えば−CY34−CY56−またはCY78−CY910−CY1112−であり、その際にY3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11およびY12は、互いに独立して、水素またはC1〜C10アルキル基であり、かつY13およびY14は、互いに独立して、水素またはC1〜C10アルキル基であり、a、b、c、p、q、Ar1、Ar2、Ar3、Y、Y15、Y16、Y17、A3、A4、A5およびA5'は、請求項7の規定と同様である〕の化合物。

  15. Figure 0006207606
    〔式中、
    1'およびA2'は、互いに独立して、式
    Figure 0006207606
    の基であり、ここで、a、b、c、p、q、Ar1、Ar2、Ar3、Y、Y15、Y16、Y17、A3、A4、A5およびA5'は、請求項7の規定と同様である〕の単数または複数の繰返し単位を有するポリマー。
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