JP6252032B2 - Benzodifuran derivatives and organic thin film transistors - Google Patents

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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
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Description

本発明は、有機半導体材料等の電子材料への展開が可能な新規なベンゾジフラン誘導体、これを用いた有機薄膜トランジスタに関するものであり、特に溶媒への溶解性に優れることから容易に製膜用の有機半導体溶液への展開が可能となる新規なベンゾジフラン誘導体及びこれを用いた有機薄膜トランジスタに関するものである。   The present invention relates to a novel benzodifuran derivative that can be developed into an electronic material such as an organic semiconductor material, and an organic thin film transistor using the same. Particularly, since it has excellent solubility in a solvent, it is easy to form an organic material for film formation. The present invention relates to a novel benzodifuran derivative that can be developed into a semiconductor solution and an organic thin film transistor using the same.

有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト及びフレキシブルといった無機半導体デバイスにはない特徴を有することから近年注目されている。この有機半導体デバイスは、有機半導体層、基板、絶縁層、電極等の数種類の材料から構成され、中でも電荷のキャリア移動を担う有機半導体層は該デバイスの中心的な役割を有している。そして、有機半導体デバイス性能は、この有機半導体層を構成する有機半導体材料のキャリア移動度により左右されることから、高キャリア移動度を与える有機半導体材料の出現が所望されている。   Organic semiconductor devices typified by organic thin film transistors have been attracting attention in recent years because they have features not found in inorganic semiconductor devices such as energy saving, low cost, and flexibility. This organic semiconductor device is composed of several kinds of materials such as an organic semiconductor layer, a substrate, an insulating layer, and an electrode. Among them, the organic semiconductor layer responsible for charge carrier movement has a central role of the device. And since organic-semiconductor device performance is influenced by the carrier mobility of the organic-semiconductor material which comprises this organic-semiconductor layer, the appearance of the organic-semiconductor material which gives a high carrier mobility is desired.

また、有機半導体層を作製する方法としては、高温真空下、有機材料を気化させて実施する真空蒸着法、有機材料を適当な溶媒に溶解させその溶液を塗布する塗布法、等の方法が一般的に知られている。そして、塗布法においては、塗布は高温高真空条件を用いることなく印刷技術を用いても実施することができる。そのため、塗布法は印刷によりデバイス作製の大幅な製造コストの削減を図ることができることから、経済的に好ましいプロセスである。そして、このような塗布法に使用される有機半導体材料は、低分子系、高分子系があるが、1.0cm/Vsを超えるキャリア移動度を得ることができる低分子系材料の方が好ましい。さらに室温で1.0重量%以上の溶解度を持ち、130℃以上の耐熱性も合わせ持つことがデバイス作製のプロセス上の観点から好ましい。しかし、高キャリア移動度、高溶解性、及び高耐熱性を兼ね合わせた低分子系の有機半導体材料は知られていないのが現状である。 In addition, as a method for producing the organic semiconductor layer, a method such as a vacuum deposition method in which an organic material is vaporized under a high temperature vacuum, a coating method in which an organic material is dissolved in an appropriate solvent, and a solution thereof is applied is generally used. Known. In the coating method, the coating can be performed using a printing technique without using a high temperature and high vacuum condition. Therefore, the coating method is an economically preferable process because it can greatly reduce the manufacturing cost of device fabrication by printing. Organic semiconductor materials used for such coating methods include low molecular weight and high molecular weight materials, but low molecular weight materials that can obtain carrier mobility exceeding 1.0 cm 2 / Vs are preferred. preferable. Furthermore, it is preferable from the viewpoint of device fabrication process that it has a solubility of 1.0% by weight or more at room temperature and also has a heat resistance of 130 ° C. or more. However, there is currently no known low molecular weight organic semiconductor material that combines high carrier mobility, high solubility, and high heat resistance.

そして、低分子系材料としては、例えば、ビス((トリイソプロピルシリル)エチニル)ペンタセン(例えば非特許文献1参照。)、ジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェン(例えば特許文献1参照。)、ジアルキルジチエノベンゾジチオフェン(例えば特許文献2参照。)、等が提案されている。   Examples of the low molecular weight material include bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) pentacene (see, for example, Non-Patent Document 1), dialkyl-substituted benzothienobenzothiophene (see, for example, Patent Document 1), and dialkyldithienobenzo. Dithiophene (see, for example, Patent Document 2) has been proposed.

再公表特許WO2008/047896号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Re-published patent WO2008 / 047896 (see, for example, the claims) 特表2011/526588号公報(例えば特許請求の範囲参照。)Japanese translations of PCT publication No. 2011/526588 (see, for example, claims)

ジャーナル オブ ポリマー サイエンス: パートB: ポリマー フィジックス、2006年、44巻、3631〜3641頁Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 2006, 44, 3631-3641

しかし、非特許文献1に記載されたビス{(トリイソプロピルシリル)エチニル}ペンタセンは、塗布膜の移動度が0.3から1cm/Vsであったものが、120℃の熱処理後、0.2cm/Vsへ低下することが報告されている。また、特許文献1に記載されたジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェンの場合も、130℃に熱処理するとトランジスタ動作が失われることが報告されている。特許文献2に提案のジヘキシルジチエノベンゾジチオフェンは、ドロップキャスト法により0.112cm/Vsの移動度を示すが、室温での溶媒に対する溶解度に課題を有する。 However, bis {(triisopropylsilyl) ethynyl} pentacene described in Non-Patent Document 1 has a coating film mobility of 0.3 to 1 cm 2 / Vs. It has been reported to drop to 2 cm 2 / Vs. Also, in the case of dialkyl-substituted benzothienobenzothiophene described in Patent Document 1, it has been reported that transistor operation is lost when heat-treated at 130 ° C. The dihexyl dithienobenzodithiophene proposed in Patent Document 2 shows a mobility of 0.112 cm 2 / Vs by a drop cast method, but has a problem in solubility in a solvent at room temperature.

そこで、高キャリア移動度で高耐熱性及び高溶解性を持つ塗布型の有機半導体材料が所望されており、本発明はこれまでの課題を解決する新規な有機半導体材料を提供することを目的とするものである。   Accordingly, a coating type organic semiconductor material having high carrier mobility, high heat resistance, and high solubility is desired, and the present invention aims to provide a novel organic semiconductor material that solves the conventional problems. To do.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、新規なベンゾジフラン誘導体を用いることにより、高キャリア移動度を与えると共に、高溶解性及び高耐熱性を持つ有機薄膜トランジスタが得られることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that an organic thin film transistor having high carrier mobility and high solubility and high heat resistance can be obtained by using a novel benzodifuran derivative. The present invention has been completed.

即ち、本発明は、下記一般式(1)で示されることを特徴とするベンゾジフラン誘導体及びそれを用いてなる有機薄膜トランジスタに関するものである。   That is, the present invention relates to a benzodifuran derivative represented by the following general formula (1) and an organic thin film transistor using the benzodifuran derivative.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基R及びRは同一又は異なって、水素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数4〜14のアリール基、炭素数2〜14のアルキニル基、炭素数2〜14のアルケニル基を示し、T及びTは同一又は異なって、硫黄、酸素を示す。)
以下に本発明を詳細に説明する。
(Wherein the substituents R 1 and R 2 are the same or different and are hydrogen, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 4 to 14 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, A C2-C14 alkenyl group, and T 1 and T 2 are the same or different and represent sulfur and oxygen.)
The present invention is described in detail below.

本発明のベンゾジフラン誘導体は上記一般式(1)で示される誘導体であり、置換基R及びRは同一又は異なって、水素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数4〜14のアリール基、炭素数2〜14のアルキニル基、炭素数2〜14のアルケニル基を示し、T及びTは同一又は異なって、硫黄、酸素を示す。 The benzodifuran derivative of the present invention is a derivative represented by the above general formula (1), and the substituents R 1 and R 2 are the same or different and are hydrogen, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and 4 carbon atoms. -14 aryl group, alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, and alkenyl group having 2 to 14 carbon atoms, and T 1 and T 2 are the same or different and represent sulfur and oxygen.

置換基R及びRにおける炭素数1〜12のアルキル基は、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等のアルキル基である。 Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in the substituents R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n- An alkyl group such as a heptyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, an n-dodecyl group, a 2-ethylhexyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.

置換基R及びRにおける炭素数4〜14のアリール基は、例えば2−フリル基、5−フルオロ−2−フリル基、5−メチル−2−フリル基、5−エチル−2−フリル基、5−(n−プロピル)−2−フリル基、5−(n−ブチル)−2−フリル基、5−(n−ペンチル)−2−フリル基、5−(n−ヘキシル)−2−フリル基、5−(n−オクチル)−2−フリル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−フリル基、2−チエニル基、5−フルオロ−2−チエニル基、5−メチル−2−チエニル基、5−エチル−2−チエニル基、5−(n−プロピル)−2−チエニル基、5−(n−ブチル)−2−チエニル基、5−(n−ペンチル)−2−チエニル基、5−(n−ヘキシル)−2−チエニル基、5−(n−オクチル)−2−チエニル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−チエニル基等のアルキル置換カルコゲノフェン基、フェニル基、p−トリル基、p−(n−ヘキシル)フェニル基、p−(n−オクチル)フェニル基、p−(2−エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基を挙げることができる。 Examples of the aryl group having 4 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 and R 2 include a 2-furyl group, a 5-fluoro-2-furyl group, a 5-methyl-2-furyl group, and a 5-ethyl-2-furyl group. , 5- (n-propyl) -2-furyl group, 5- (n-butyl) -2-furyl group, 5- (n-pentyl) -2-furyl group, 5- (n-hexyl) -2- Furyl group, 5- (n-octyl) -2-furyl group, 5- (2-ethylhexyl) -2-furyl group, 2-thienyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group Group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5- (n-propyl) -2-thienyl group, 5- (n-butyl) -2-thienyl group, 5- (n-pentyl) -2-thienyl group, 5- (n-hexyl) -2-thienyl group, 5- (n-octyl) -2-thienyl group Alkyl-substituted chalcogenophene groups such as 5- (2-ethylhexyl) -2-thienyl group, phenyl group, p-tolyl group, p- (n-hexyl) phenyl group, p- (n-octyl) phenyl group, p- ( And alkyl-substituted phenyl groups such as 2-ethylhexyl) phenyl group.

置換基R及びRにおける炭素数2〜14のアルキニル基は、例えばエチニル基、n−プロピニル基、n−ブチニル基、n−ペンチニル基、n−ヘキシニル基、n−ヘプチニル基、n−オクチニル基、n−ノニニル基、n−デシニル基、n−ドデシニル基、{5−(n−ブチル)−2−フリル}エチニル基、{5−(n−ペンチル)−2−フリル}エチニル基、{5−(n−ヘキシル)−2−フリル}エチニル基、{5−(n−ヘプチル)−2−フリル}エチニル基、{5−(n−ブチル)−2−チエニル}エチニル基、{5−(n−ペンチル)−2−チエニル}エチニル基、{5−(n−ヘキシル)−2−チエニル}エチニル基、{5−(n−ヘプチル)−2−チエニル}エチニル基、{4−(n−ヘキシル)フェニル}エチニル基等のアルキニル基である。 Examples of the alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 and R 2 include ethynyl group, n-propynyl group, n-butynyl group, n-pentynyl group, n-hexynyl group, n-heptynyl group, and n-octynyl group. Group, n-noninyl group, n-decynyl group, n-dodecynyl group, {5- (n-butyl) -2-furyl} ethynyl group, {5- (n-pentyl) -2-furyl} ethynyl group, { 5- (n-hexyl) -2-furyl} ethynyl group, {5- (n-heptyl) -2-furyl} ethynyl group, {5- (n-butyl) -2-thienyl} ethynyl group, {5- (N-pentyl) -2-thienyl} ethynyl group, {5- (n-hexyl) -2-thienyl} ethynyl group, {5- (n-heptyl) -2-thienyl} ethynyl group, {4- (n -Hexyl) phenyl} ethynyl group, etc. An alkynyl group.

置換基R及びRにおける炭素数2〜14のアルケニル基は、例えばエテニル基、n−プロペニル基、n−ブテニル基、n−ペンテニル基、n−ヘキセニル基、n−ヘプテニル基、n−オクテニル基、n−ノネル基、n−デセニル基、n−ドデセニル基、2−{5−(n−ブチル)−2−フリル}エテニル基、2−{5−(n−ペンチル)−2−フリル}エテニル基、2−{5−(n−ヘキシル)−2−フリル}エテニル基、2−{5−(n−ヘプチル)−2−フリル}エテニル基、2−{5−(n−ブチル)−2−チエニル}エテニル基、2−{5−(n−ペンチル)−2−チエニル}エテニル基、2−{5−(n−ヘキシル)−2−チエニル}エテニル基、2−{5−(n−ヘプチル)−2−チエニル}エテニル基、2−{4−(n−ヘキシル)フェニル}エテニル基等のアルケニル基である。 Examples of the alkenyl group having 2 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 and R 2 include an ethenyl group, an n-propenyl group, an n-butenyl group, an n-pentenyl group, an n-hexenyl group, an n-heptenyl group, and an n-octenyl group. Group, n-nonel group, n-decenyl group, n-dodecenyl group, 2- {5- (n-butyl) -2-furyl} ethenyl group, 2- {5- (n-pentyl) -2-furyl} Ethenyl group, 2- {5- (n-hexyl) -2-furyl} ethenyl group, 2- {5- (n-heptyl) -2-furyl} ethenyl group, 2- {5- (n-butyl)- 2-thienyl} ethenyl group, 2- {5- (n-pentyl) -2-thienyl} ethenyl group, 2- {5- (n-hexyl) -2-thienyl} ethenyl group, 2- {5- (n -Heptyl) -2-thienyl} ethenyl group, 2- {4- (n Hexyl) alkenyl group such as a phenyl} ethenyl group.

その中でも特に高耐熱性及び高溶解性であることから、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数4〜12のアリール基が好ましく、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、5−エチル−2−フリル基、5−(n−プロピル)−2−フリル基、5−(n−ブチル)−2−フリル基、5−(n−ペンチル)−2−フリル基、5−(n−ヘキシル)−2−フリル基、5−(n−ヘプチル)−2−フリル基、5−(n−オクチル)−2−フリル基、5−(n−プロピル)−2−チエニル基、5−(n−ブチル)−2−チエニル基、5−(n−ペンチル)−2−チエニル基、5−(n−ヘキシル)−2−チエニル基、5−(n−ヘプチル)−2−チエニル基、5−(n−オクチル)−2−チエニル基が特に好ましい。   Among them, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an aryl group having 4 to 12 carbon atoms are preferable because of particularly high heat resistance and high solubility, and an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n- Pentyl group, n-hexyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5- (n-propyl) -2-furyl group, 5- (n-butyl) -2-furyl group, 5- (n-pentyl) 2-furyl group, 5- (n-hexyl) -2-furyl group, 5- (n-heptyl) -2-furyl group, 5- (n-octyl) -2-furyl group, 5- (n- Propyl) -2-thienyl group, 5- (n-butyl) -2-thienyl group, 5- (n-pentyl) -2-thienyl group, 5- (n-hexyl) -2-thienyl group, 5- ( n-heptyl) -2-thienyl group and 5- (n-octyl) -2-thienyl group are particularly preferable.

及びTは同一又は異なって、硫黄、酸素を示し、好ましくは硫黄である。 T 1 and T 2 are the same or different and represent sulfur and oxygen, preferably sulfur.

本発明のベンゾジフラン誘導体の具体的例示としては、以下のものを挙げることができる。   Specific examples of the benzodifuran derivative of the present invention include the following.

Figure 0006252032
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Figure 0006252032
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Figure 0006252032
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そして、より好ましいものとしては、ジエチルジチエノベンゾジフラン、ジn−プロピルジチエノベンゾジフラン、ジn−ペンチルジチエノベンゾジフラン、ジn−ヘキシルジチエノベンゾジフラン、ジn−ヘプチルジチエノベンゾジフラン、ジn−オクチルジチエノベンゾジフラン、ビス(5−エチル−2−フリル)ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−プロピル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ブチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ヘキシル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ヘプチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−オクチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン、ビス(5−エチル−2−チエニル)ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−プロピル)−2−チエニル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ブチル)−2−チエニル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ペンチル)−2−チエニル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−ヘキシル)−2−チエニル}ジチエノベンゾジフラン、ビス{5−(n−オクチル)−2−チエニル}ジチエノベンゾジフラン等を挙げることができる。   More preferred are diethyl dithienobenzodifuran, di-n-propyldithienobenzodifuran, di-n-pentyldithienobenzodifuran, di-n-hexyldithienobenzodifuran, di-n-heptyldifuran. Thienobenzodifuran, di-n-octyldithienobenzodifuran, bis (5-ethyl-2-furyl) dithienobenzodifuran, bis {5- (n-propyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran Bis {5- (n-butyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-pentyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-hexyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-heptyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-octyl) -2-furyl Dithienobenzodifuran, bis (5-ethyl-2-thienyl) dithienobenzodifuran, bis {5- (n-propyl) -2-thienyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-butyl) ) -2-thienyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-pentyl) -2-thienyl} dithienobenzodifuran, bis {5- (n-hexyl) -2-thienyl} dithienobenzodi And furan, bis {5- (n-octyl) -2-thienyl} dithienobenzodifuran, and the like.

本発明のベンゾジフラン誘導体の内、T及びTが硫黄である化合物、即ちジチエノベンゾジフランの製造方法としては、該ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することが可能であれば如何なる製造方法を用いることも可能である。置換基R及びRが炭素数1〜12のアルキル基であるジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、下記(A1)〜(E1)の工程を経る製造方法により、ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することが好ましい。 Among the benzodifuran derivatives of the present invention, a compound in which T 1 and T 2 are sulfur, that is, a dithienobenzodifuran derivative can be produced by any production method as long as the dithienobenzodifuran derivative can be produced. It is also possible to use. In the case of producing a dithienobenzodifuran derivative in which the substituents R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, dithienobenzodifuran is produced by a production method through the following steps (A1) to (E1). It is preferred to produce derivatives.

(A1)工程;パラジウム触媒の存在下、2,3−ジブロモフランから調製した3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジハロベンゼンのパラジウム触媒クロスカップリングにより1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンを製造する工程。   (A1) step; 1,4 by palladium-catalyzed cross-coupling of 3-bromofuran-2-zinc derivative prepared from 2,3-dibromofuran and 1,4-dibromo-2,5-dihalobenzene in the presence of a palladium catalyst. A step of producing di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene.

(B1)工程;(A1)工程により得られた1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンと硫化ナトリウムを用いたモノ分子内環化反応によりブロモハロモノ環化物を合成する工程。   (B1) step; a step of synthesizing a bromohalomonocyclized product by a monomolecular cyclization reaction using 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene obtained in step (A1) and sodium sulfide.

(C1)工程;触媒として塩化アルミニウムの存在下、(B1)工程により得られたブロモハロモノ環化物と塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ブロモハロモノ環化物のジアシル体を製造する工程。   Step (C1): A step of producing a diacyl derivative of a bromohalomonocyclized product by Friedel-Crafts acylation reaction of the bromohalomonocyclized product obtained in Step (B1) and an acyl chloride compound in the presence of aluminum chloride as a catalyst.

(D1)工程;(C1)工程により得られたブロモモノ環化物のジアシル体を還元反応に供し、ブロモハロモノ環化物のジアルキル体を製造する工程。   (D1) Step; (C1) A step of subjecting the diacyl of the bromomonocyclized product obtained in Step (C1) to a reduction reaction to produce a dialkyl of bromohalomonocyclized product.

(E1)工程;(D1)工程により得られたブロモハロモノ環化物のジアルキル体をn−ブチルリチウムによるジリチオ化/ビス(フェニルスルホニル)スルフィドによる二つ目の環を形成させる方法に供し、ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する工程。   (E1) Step; (D1) A dialkyl form of the bromohalomonocyclized product obtained in Step (D1) is subjected to a method of dilithiation with n-butyllithium / a second ring with bis (phenylsulfonyl) sulfide, and dithienobenzo A step of producing a gifuran derivative.

そして、好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム1に示す。   A preferred more specific production method is shown in the following reaction scheme 1.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基Xはフッ素、ヨウ素を示し、置換基Xはフッ素、臭素を示し、置換基Rは水素、炭素数1〜11のアルキル基を示す。)
ここで、(A1)工程は、パラジウム触媒の存在下、3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジハロベンゼンのクロスカップリングにより1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンを製造する工程である。
(Here, the substituent X 1 represents fluorine and iodine, the substituent X 2 represents fluorine and bromine, and the substituent R 3 represents hydrogen and an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms.)
Here, the step (A1) is carried out by cross-coupling of a 3-bromofuran-2-zinc derivative and 1,4-dibromo-2,5-dihalobenzene in the presence of a palladium catalyst to produce 1,4-di (3-bromofuryl). This is a process for producing -2,5-dihalobenzene.

3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体は、例えばイソプロピルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムクロライド等の有機金属試薬を用い、2,3−ジブロモフランの2位の臭素をマグネシウムハライドに交換後、塩化亜鉛と金属交換することで調製することができる。また、該有機金属試薬の代わりにマグネシウム金属を用い、2,3−ジブロモフランのグリニャール試薬を調製することも可能である。2,3−ジブロモフランのグリニャール試薬を調製する条件としては、例えばテトラヒドロフラン(以後、THFと記す。)、ジエチルエーテル、又はN,N−ジメチルホルムアミド(以後、DMFと記す。)等の溶媒中、−50〜100℃の温度範囲内で実施することができる。該グリニャール試薬の溶液に塩化亜鉛を反応させることで3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体を調製することができる。塩化亜鉛はそのままの状態でもよいし、THFあるいはジエチルエーテル溶液であってもかまわない。温度としては、−70℃〜30℃の範囲内で実施できる。   The 3-bromofuran-2-zinc derivative is prepared by using, for example, an organometallic reagent such as isopropyl magnesium bromide, ethyl magnesium chloride, phenyl magnesium chloride, etc., replacing bromine at the 2-position of 2,3-dibromofuran with magnesium halide, and then zinc chloride. And can be prepared by exchanging metals. It is also possible to prepare a Grignard reagent of 2,3-dibromofuran using magnesium metal instead of the organometallic reagent. The conditions for preparing the 2,3-dibromofuran Grignard reagent are, for example, in a solvent such as tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), diethyl ether, or N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF). It can implement within the temperature range of -50-100 degreeC. A 3-bromofuran-2-zinc derivative can be prepared by reacting the Grignard reagent solution with zinc chloride. Zinc chloride may be used as it is, or it may be THF or diethyl ether solution. As temperature, it can implement within the range of -70 degreeC-30 degreeC.

パラジウム触媒の存在下、3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジハロベンゼンをクロスカップリングすることにより1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンを合成することができる。その際のパラジウム触媒としては、例えばテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができ、該触媒の使用量は1,4−ジブロモ−2,5−ジハロベンゼン1モルに対して0.1〜10モル%が好ましく、反応温度は20℃から80℃が好ましい。   1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene is obtained by cross-coupling 3-bromofuran-2-zinc derivative and 1,4-dibromo-2,5-dihalobenzene in the presence of a palladium catalyst. Can be synthesized. Examples of the palladium catalyst at that time include tetrakis (triphenylphosphine) palladium, bis (triphenylphosphine) dichloropalladium and the like. The amount of the catalyst used is 1,4-dibromo-2,5-dihalobenzene 1 0.1-10 mol% is preferable with respect to mol, and 20-80 degreeC of reaction temperature is preferable.

(B1)工程の1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンの硫化ナトリウムによるモノ分子内環化反応は、N−メチルピロリドン(以後、NMPと記す)、DMF等の溶媒中、80〜200℃の温度範囲で実施される。なお、硫化ナトリウムは水和物であっても良い。硫化ナトリウムの使用量は、1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼン1当量に対し0.9から1.5当量が好ましい。   In the step (B1), 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene is subjected to a monomolecular cyclization reaction with sodium sulfide in a solvent such as N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) or DMF. In a temperature range of 80 to 200 ° C. Sodium sulfide may be a hydrate. The amount of sodium sulfide used is preferably 0.9 to 1.5 equivalents per equivalent of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene.

(C1)工程は、触媒として塩化アルミニウムの存在下、ブロモハロモノ環化物と塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ブロモハロモノ環化物のジアシル体を製造する工程である。   Step (C1) is a step of producing a diacyl derivative of bromohalomonocyclized product by Friedel-Crafts acylation reaction of bromohalomonocyclized product and acyl chloride compound in the presence of aluminum chloride as a catalyst.

該塩化アシル化合物としては、例えば塩化ブタノイル、塩化ペンタノイル、塩化ヘキサノイル、塩化ヘプタノイル、塩化オクタノイル等を挙げることができる。該フリーデルクラフツアシル化反応は、例えばジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン等の溶媒中、−80〜40℃の温度範囲で行うことができる。塩化アルミニウムの使用量は、ブロモハロモノ環化物1当量に対し1.8から3.5当量が好ましく、塩化アシル化合物の使用量は、ブロモハロモノ環化物1当量に対し1.8から3.0当量が好ましい。   Examples of the acyl chloride compound include butanoyl chloride, pentanoyl chloride, hexanoyl chloride, heptanoyl chloride, octanoyl chloride and the like. The Friedel-Crafts acylation reaction can be performed in a solvent such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, toluene and the like at a temperature range of −80 to 40 ° C. The amount of aluminum chloride used is preferably 1.8 to 3.5 equivalents per equivalent of bromohalomonocyclized compound, and the amount of acyl chloride compound used is preferably 1.8 to 3.0 equivalents per equivalent of bromohalomonocyclized product. .

(D1)工程は、ブロモハロモノ環化物のジアシル体を還元反応に供し、ブロモモノ環化物のジアルキル体を製造する工程である。   Step (D1) is a step of producing a dialkyl body of a bromomonocyclized product by subjecting the diacyl body of the bromohalomonocyclic product to a reduction reaction.

ブロモハロモノ環化物のジアシル体の還元反応は、例えば還元剤としてヒドラジンを用い、ジエチレングリコール、エチレングリコール又はトリエチレングリコール中、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム存在下、80〜250℃の温度範囲で行うことができる。また、例えば還元剤として水素化ホウ素ナトリウム/塩化アルミニウムを用い、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル又はTHFの溶媒中、−10〜80℃の温度範囲で行うこともできる。水素化ホウ素ナトリウムの使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアシル体1当量に対し1.8から8.0当量が好ましく、塩化アルミニウムの使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアシル体1当量に対し2.0から6.0当量が好ましい。さらに、例えば還元剤としてトリフルオロ酢酸/トリエチルシランを用い、−10〜40℃の温度範囲で行うこともできる。トリフルオロ酢酸の使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアシル体1当量に対し10から50当量が好ましく、トリエチルシランの使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアシル体1当量に対し1.8から6.0当量が好ましい。   The reduction reaction of the diacyl derivative of bromohalomonocyclized product can be performed, for example, using hydrazine as a reducing agent in diethylene glycol, ethylene glycol or triethylene glycol in the presence of potassium hydroxide or sodium hydroxide at a temperature range of 80 to 250 ° C. it can. Further, for example, sodium borohydride / aluminum chloride can be used as a reducing agent, and the reaction can be performed in a solvent of diethyl ether, diisopropyl ether, methyl tertiary butyl ether or THF at a temperature range of −10 to 80 ° C. The amount of sodium borohydride used is preferably 1.8 to 8.0 equivalents per equivalent of diacyl bromohalomonocyclide, and the amount of aluminum chloride used is 2.0 per equivalent of diacyl bromohalomonocyclide. To 6.0 equivalents are preferred. Further, for example, trifluoroacetic acid / triethylsilane can be used as a reducing agent, and the reaction can be performed in a temperature range of −10 to 40 ° C. The amount of trifluoroacetic acid used is preferably 10 to 50 equivalents relative to 1 equivalent of diacyl bromohalomonocyclide, and the amount of triethylsilane used is 1.8 to 6.0 equivalents relative to 1 equivalent of diacyl bromohalomonocyclized. Is preferred.

(E1)工程は、ブロモハロモノ環化物のジアルキル体をn−ブチルリチウムによるジリチオ化/ビス(フェニルスルホニル)スルフィドによる環化反応に供し、ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する工程である。   Step (E1) is a step of producing a dithienobenzodifuran derivative by subjecting a dialkyl form of a bromohalomonocyclized product to dilithiation with n-butyllithium / cyclization reaction with bis (phenylsulfonyl) sulfide.

該環化反応は、THF、ジエチルエーテル等の溶媒中、−80〜30℃の温度範囲で行うことができる。n−ブチルリチウムの使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアルキル体1当量に対し1.8から2.8当量が好ましく、ビス(フェニルスルホニル)スルフィドの使用量は、ブロモハロモノ環化物のジアルキル体1当量に対し0.9から1.5当量が好ましい。   The cyclization reaction can be performed in a temperature range of −80 to 30 ° C. in a solvent such as THF and diethyl ether. The amount of n-butyllithium used is preferably 1.8 to 2.8 equivalents relative to 1 equivalent of dialkyl bromohalomonocyclide, and the amount of bis (phenylsulfonyl) sulfide used is 1 equivalent of bromohalomonocyclized dialkyl. 0.9 to 1.5 equivalents are preferred.

また、置換基R及びRが炭素数1〜12のアルキル基であるジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、下記(A2)〜(E2)の工程を経る製造方法により、ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することもできる。 Further, if the substituents R 1 and R 2 to produce a di-thieno benzodioxanyl furan derivative is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, by a production method through the steps below (A2) ~ (E2), Jichienobenzo Difuran derivatives can also be produced.

(A2)工程;パラジウム触媒の存在下、3−ブロモフラン−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジハロベンゼンのパラジウム触媒クロスカップリングにより1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンを製造する工程。   Step (A2): 1,4-di (3-bromofuryl) -2 by palladium-catalyzed cross-coupling of a 3-bromofuran-2-zinc derivative and 1,4-dibromo-2,5-dihalobenzene in the presence of a palladium catalyst. , 5-Dihalobenzene production step.

(B2)工程;(A2)工程により得られた1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼンと硫化ナトリウムを用いたモノ分子内環化反応によりブロモハロモノ環化物を製造する工程。   (B2) Step; A step of producing a bromohalomonocyclized product by a monomolecular cyclization reaction using 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene obtained by the step (A2) and sodium sulfide.

(C2)工程;(B2)工程により得られたブロモハロモノ環化物をn−ブチルリチウムによるジリチオ化/ビス(フェニルスルホニル)スルフィドによる二つ目の環を形成させる方法で一般式(1)で置換基R及びRが水素である化合物(無置換ジチエノベンゾジフラン)を製造する工程。 (C2) Step; Substituent represented by the general formula (1) by a method in which the bromohalomonocyclized product obtained in Step (B2) is dilithiated with n-butyllithium / a second ring is formed with bis (phenylsulfonyl) sulfide. A step of producing a compound (unsubstituted dithienobenzodifuran) in which R 1 and R 2 are hydrogen.

(D2)工程;触媒として塩化アルミニウムの存在下、(C2)工程により得られた無置換ジチエノベンゾジフランと炭素数1〜12の塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジチエノベンゾジフランのジアシル体を製造する工程。   Step (D2): In the presence of aluminum chloride as a catalyst, Dithieno is obtained by a Friedel-Crafts acylation reaction between the unsubstituted dithienobenzodifuran obtained in Step (C2) and an acyl chloride compound having 1 to 12 carbon atoms. The process of manufacturing the diacyl body of benzodifuran.

(E2)工程;(D2)工程により得られたジチエノベンゾジフランのジアシル体を還元反応に供し、ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する工程。   (E2) Step; (D2) A step of producing a dithienobenzodifuran derivative by subjecting the diacyl derivative of dithienobenzodifuran obtained in the step to a reduction reaction.

そして、好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム2に示す。   A preferred more specific production method is shown in the following reaction scheme 2.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基Xはフッ素、ヨウ素を示し、置換基Xはフッ素、臭素を示し、置換基Rは水素、炭素数1〜11のアルキル基を示す。)
該製造方法の(A2)工程から(E2)工程の製造条件は、前記製造方法の(A1)工程から(E1)工程の製造条件を適用することができる。
(Here, the substituent X 1 represents fluorine and iodine, the substituent X 2 represents fluorine and bromine, and the substituent R 3 represents hydrogen and an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms.)
The manufacturing conditions from the (A1) process to the (E1) process of the said manufacturing method can be applied to the manufacturing conditions from the (A2) process to the (E2) process of this manufacturing method.

なお、(B2)工程で硫化ナトリウムの使用量を1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジハロベンゼン1当量に対し1.8から3.5当量とし、NMP、DMF等の溶媒中、120〜200℃の温度範囲で実施する方法で無置換ジチエノベンゾジフランを合成することもできる。   In step (B2), the amount of sodium sulfide used is 1.8 to 3.5 equivalents per 1 equivalent of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihalobenzene, and is used in a solvent such as NMP or DMF. The unsubstituted dithienobenzodifuran can also be synthesized by a method carried out in the temperature range of 120 to 200 ° C.

置換基R及びRが炭素数4〜14のアリール基であるジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、置換基R及びRが水素原子である化合物(無置換ジチエノベンゾジフラン)を原料に用い、下記(A3)及び(B3)の工程を経る製造方法により該ジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することが好ましい。 When producing a dithienobenzodifuran derivative in which the substituents R 1 and R 2 are an aryl group having 4 to 14 carbon atoms, a compound in which the substituents R 1 and R 2 are hydrogen atoms (unsubstituted dithienobenzodifuran) ) Is used as a raw material, and the dithienobenzodifuran derivative is preferably produced by a production method through the following steps (A3) and (B3).

(A3)工程;無置換ジチエノベンゾジフランのN−ブロモスクシンイミド(以下、NBSと記す。)、臭素による臭素化でジブロモジチエノベンゾジフランを製造する工程。   Step (A3): A step of producing dibromodithienobenzodifuran by bromination of unsubstituted dithienobenzodifuran with N-bromosuccinimide (hereinafter referred to as NBS) and bromine.

(B3)工程;パラジウム触媒の存在下、(A3)工程により得られたジブロモジチエノベンゾジフランと炭素数4〜14のアリール亜鉛誘導体のパラジウム触媒クロスカップリングによりジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する工程。   Step (B3): In the presence of a palladium catalyst, a dithienobenzodifuran derivative is produced by palladium-catalyzed cross coupling of dibromodithienobenzodifuran obtained in step (A3) and an aryl zinc derivative having 4 to 14 carbon atoms. Process.

そして、好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム3に示す。   A preferred more specific production method is shown in Reaction Scheme 3 below.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基Arは炭素数4〜14のアリール基を示す。)
(A3)工程は、無置換ジチエノベンゾジフランの臭素化であり、臭素化剤として、NBSが好ましく、THF、DMF、クロロホルム、酢酸等の溶媒中、−30〜50℃の温度範囲で実施する。該臭素化反応は遮光下で行うことが好ましい。NBSの使用量は無置換ジチエノベンゾジフラン1当量に対し1.8から3.2当量が好ましい。
(Here, the substituent Ar represents an aryl group having 4 to 14 carbon atoms.)
Step (A3) is bromination of unsubstituted dithienobenzodifuran, and NBS is preferred as a brominating agent, and is carried out in a temperature range of −30 to 50 ° C. in a solvent such as THF, DMF, chloroform, and acetic acid. To do. The bromination reaction is preferably performed under light shielding. The amount of NBS used is preferably 1.8 to 3.2 equivalents per equivalent of unsubstituted dithienobenzodifuran.

(B3)工程のパラジウム触媒クロスカップリングでは、例えばTHF、ジエチルエーテル、又はトルエン等の溶媒中、20〜100℃の温度範囲内で実施することができる。パラジウム触媒としては、例えばテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができ、該触媒の使用量はジブロモジチエノベンゾジフラン1モルに対して0.1〜10モル%が好ましい。炭素数4〜14のアリール亜鉛誘導体の使用量は、ジブロモジチエノベンゾジフラン1当量に対し1.8から3.0当量が好ましい。   The palladium-catalyzed cross coupling in step (B3) can be carried out in a temperature range of 20 to 100 ° C. in a solvent such as THF, diethyl ether, or toluene. Examples of the palladium catalyst include tetrakis (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium. The amount of the catalyst used is 0.1 to 1 mol of dibromodithienobenzodifuran. 10 mol% is preferable. The amount of the arylzinc derivative having 4 to 14 carbon atoms is preferably 1.8 to 3.0 equivalents per 1 equivalent of dibromodithienobenzodifuran.

置換基R及びRが炭素数2〜14のアルキニル基であるジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、前述の(A3)工程で得られたジブロモジチエノベンゾジフランと炭素数2〜14のアルキン誘導体のパラジウム/ヨウ化銅触媒クロスカップリング(薗頭カップリング)によりジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することができる。好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム4に示す。 In the case of producing a dithienobenzodifuran derivative in which the substituents R 1 and R 2 are alkynyl groups having 2 to 14 carbon atoms, dibromodithienobenzodifuran obtained in the step (A3) and 2 to 2 carbon atoms are produced. Dithienobenzodifuran derivatives can be prepared by palladium / copper iodide catalyzed cross coupling of 14 alkyne derivatives (Soto coupling). A preferred more specific production method is shown in Reaction Scheme 4 below.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基Rは水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアリール基を示す。)
該パラジウム/ヨウ化銅触媒クロスカップリングでは、例えばTHF、トルエン、DMF等の溶媒及びトリエチルアミン、ピリジン等のアミン中、0〜80℃の温度範囲内で実施することができる。パラジウム触媒としては、例えばテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができ、該触媒の使用量はジブロモジチエノベンゾジフラン1モルに対して0.1〜10モル%が好ましい。炭素数2〜14のアルキン誘導体の使用量は、ジブロモジチエノベンゾジフラン1当量に対し1.8から3.0当量が好ましい。
(Here, the substituent R 4 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 12 carbon atoms.)
The palladium / copper iodide-catalyzed cross coupling can be carried out in a temperature range of 0 to 80 ° C. in a solvent such as THF, toluene and DMF and an amine such as triethylamine and pyridine. Examples of the palladium catalyst include tetrakis (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium. The amount of the catalyst used is 0.1 to 1 mol of dibromodithienobenzodifuran. 10 mol% is preferable. The amount of the alkyne derivative having 2 to 14 carbon atoms is preferably 1.8 to 3.0 equivalents per 1 equivalent of dibromodithienobenzodifuran.

置換基R及びRが炭素数2〜14のアルケニル基であるジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、前述の(A3)工程で得られたジブロモジチエノベンゾジフランと炭素数2〜14のアルケン誘導体のパラジウム触媒クロスカップリング(ヘック反応)によりジチエノベンゾジフラン誘導体を製造することができる。好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム5に示す。 In the case of producing a dithienobenzodifuran derivative in which the substituents R 1 and R 2 are alkenyl groups having 2 to 14 carbon atoms, dibromodithienobenzodifuran obtained in the above-described step (A3) and 2 to 2 carbon atoms. Dithienobenzodifuran derivatives can be produced by palladium-catalyzed cross coupling (Heck reaction) of 14 alkene derivatives. A preferred more specific production method is shown in the following reaction scheme 5.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

(ここで、置換基Rは水素、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアリール基を示す。)
該パラジウム触媒クロスカップリングでは、例えばTHF、トルエン、DMF等の溶媒及びトリエチルアミン、トリプロピルアミン、ピリジン等のアミン中、20〜140℃の温度範囲内で実施することができる。パラジウム触媒としては、例えばテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができ、該触媒はジブロモジチエノベンゾジフラン1モルに対して0.1〜10モル%の範囲内で使用される。炭素数2〜14のアルケン誘導体の使用量は、ジブロモジチエノベンゾジフラン1当量に対し1.8から3.0当量が好ましい。
(Here, the substituent R 5 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 12 carbon atoms.)
The palladium-catalyzed cross coupling can be carried out in a temperature range of 20 to 140 ° C. in a solvent such as THF, toluene, and DMF and an amine such as triethylamine, tripropylamine, and pyridine. Examples of the palladium catalyst include tetrakis (triphenylphosphine) palladium, bis (triphenylphosphine) dichloropalladium and the like. The catalyst is 0.1 to 10 mol% with respect to 1 mol of dibromodithienobenzodifuran. Used within the range of The amount of the alkene derivative having 2 to 14 carbon atoms is preferably 1.8 to 3.0 equivalents per 1 equivalent of dibromodithienobenzodifuran.

また、本発明のジチエノベンゾジフランの製造方法としては、メチルスルフィニル基の分子内環化を利用した下記(A6)〜(C6)の工程を経る製造方法により実施することもできる。   Moreover, as a manufacturing method of the dithienobenzodifuran of this invention, it can also implement by the manufacturing method which passes through the process of the following (A6)-(C6) using the intramolecular cyclization of a methylsulfinyl group.

(A6)工程;2位にR置換基を持つフランをn−ブチルリチウムによるリチオ化し、塩化亜鉛、トリメトキシボラン等と反応させることにより5位にメタルを導入した化合物を合成する工程。 (A6) Step: A step of synthesizing a compound in which a metal is introduced into the 5-position by lithiation of furan having an R 1 substituent at the 2-position with n-butyllithium and reaction with zinc chloride, trimethoxyborane or the like.

(B6)工程;パラジウム触媒の存在下、(A6)工程により得られたフラン化合物と1,4−ジブロモ−2,5−ビス(メチルスルフィニル)ベンゼンのパラジウム触媒クロスカップリングによりビス(メチルスルフィニル)誘導体を製造する工程。   (B6) step; bis (methylsulfinyl) by palladium-catalyzed cross-coupling of the furan compound obtained in step (A6) and 1,4-dibromo-2,5-bis (methylsulfinyl) benzene in the presence of a palladium catalyst Producing a derivative;

(C6)工程;(B6)工程により得られたビス(メチルスルフィニル)誘導体とトリフルオロメタンスルホン酸及び五酸化二リンと反応させた後、ピリジンで処理する分子内環化反応により一般式(1)のジチエノベンゾジフラン誘導体を製造する工程。   Step (C6): After reacting the bis (methylsulfinyl) derivative obtained in Step (B6) with trifluoromethanesulfonic acid and diphosphorus pentoxide, the compound represented by the general formula (1) Of producing a dithienobenzodifuran derivative of

好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム6に示す。   A preferred more specific production method is shown in Reaction Scheme 6 below.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

本発明のベンゾジフラン誘導体の内、T及びTが酸素である化合物、即ちジフラノベンゾジフランの製造方法としては、該ジフラノベンゾジフラン誘導体を製造することが可能であれば如何なる製造方法を用いることも可能である。例えば、ジフラノベンゾジフラン誘導体を製造する場合、下記(A7)〜(C7)の工程を経る製造方法により、置換基R及びRが水素であるジフラノベンゾジフラン誘導体を製造することができる。 Among the benzodifuran derivatives of the present invention, a compound in which T 1 and T 2 are oxygen, that is, a difuranobenzodifuran derivative can be produced by any production method as long as the difuranobenzodifuran derivative can be produced. It is also possible to use. For example, when a difuranobenzodifuran derivative is produced, a difuranobenzodifuran derivative in which the substituents R 1 and R 2 are hydrogen is produced by a production method through the following steps (A7) to (C7). Can do.

(A7)工程;パラジウム触媒の存在下、3−ブロモフラン−2−ボロン酸誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジメトキシベンゼンにより1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジメトキシベンゼンを製造する工程。   (A7) Step: 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dimethoxy with 3-bromofuran-2-boronic acid derivative and 1,4-dibromo-2,5-dimethoxybenzene in the presence of a palladium catalyst A process for producing benzene.

(B7)工程;3臭化ホウ素の存在下、(A7)工程により得られた1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジメトキシベンゼンの脱メチル化により1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジヒドロキシベンゼンを製造する工程。   Step (B7); 1,4-di (3) by demethylation of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dimethoxybenzene obtained in Step (A7) in the presence of boron tribromide. -Bromofuryl) -2,5-dihydroxybenzene production step.

(C7)工程;パラジウム触媒の存在下、(B7)工程により得られた1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジヒドロキシベンゼンの分子内環化により置換基R及びRが水素であるジフラノベンゾジフランを製造する工程。 Step (C7): In the presence of a palladium catalyst, the substituents R 1 and R 2 are converted by intramolecular cyclization of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihydroxybenzene obtained in Step (B7). A process for producing difuranobenzodifuran, which is hydrogen.

好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキーム7に示す。   A more preferred production method is shown in the following reaction scheme 7.

Figure 0006252032
Figure 0006252032

ここで、(A7)工程は、前述の反応スキーム1の(A1)工程と同様の反応条件で実施することができる。   Here, the step (A7) can be carried out under the same reaction conditions as in the step (A1) of the aforementioned reaction scheme 1.

(B7)工程は、3臭化ホウ素の存在下、1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジメトキシベンゼンの脱メチル化により1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジヒドロキシベンゼンを製造する工程である。   Step (B7) is carried out by demethylation of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dimethoxybenzene in the presence of boron tribromide, and 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5. -A process for producing dihydroxybenzene.

該脱メチル化反応は、例えばジクロロメタン,クロロホルム等の溶媒中、0〜30℃の温度範囲で行うことができる。   The demethylation reaction can be performed in a temperature range of 0 to 30 ° C. in a solvent such as dichloromethane and chloroform.

(C7)工程は、パラジウム触媒の存在下、1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジヒドロキシベンゼンの分子内環化により置換基R及びRが水素であるジフラノベンゾジフランを製造する工程である。 Step (C7) is a difuranobenzodi wherein the substituents R 1 and R 2 are hydrogen by intramolecular cyclization of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dihydroxybenzene in the presence of a palladium catalyst. This is a process for producing furan.

該分子内環化反応は、例えば酢酸パラジウムを触媒とし、2−ジターシャリーブチルホスフィノビフェニル、2−ジターシャリーブチルホスフィノ−2’−メチルビフェニルを配位子とし、2,6−ジターシャリーブチル−4−メチルフェノールを安定剤として使用し、酢酸カリウムの塩基の存在下、トルエン及びジメトキシエタン等の溶媒中、80〜120℃の温度範囲内で実施することができる。   The intramolecular cyclization reaction is performed using, for example, palladium acetate as a catalyst, 2-ditertiarybutylphosphinobiphenyl, 2-ditertiarybutylphosphino-2′-methylbiphenyl as a ligand, and 2,6-ditertiarybutyl. It can be carried out in a temperature range of 80 to 120 ° C. in a solvent such as toluene and dimethoxyethane in the presence of potassium acetate base using -4-methylphenol as a stabilizer.

パラジウム触媒の他の例としてはテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができる。   Other examples of the palladium catalyst include tetrakis (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium.

なお、該環化反応は、例えば、ジャーナル オブ オルガニック ケミストリィー(米国)、2007年、72巻、5119−5128頁に記載してある方法を用いて実施することもできる。   In addition, this cyclization reaction can also be implemented, for example using the method described in Journal of Organic Chemistry (USA), 2007, 72, 5119-5128.

さらに置換基R及びRが水素以外のジフラノベンゾジフランの製造方法に関しては前述の反応スキーム2から5に記載の方法で導入することが可能である。 Furthermore, regarding the method for producing difuranobenzodifurans in which the substituents R 1 and R 2 are other than hydrogen, they can be introduced by the methods described in Reaction Schemes 2 to 5 above.

さらに、製造したベンゾジフラン誘導体は、カラムクロマトグラフィー等に供することにより精製することができ、その際の分離剤としては、例えばシリカゲル、アルミナ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、クロロホルム等を挙げることができる。   Furthermore, the produced benzodifuran derivative can be purified by subjecting it to column chromatography and the like, and examples of the separating agent include silica gel and alumina, and examples of the solvent include hexane, heptane, toluene and chloroform. Can do.

また、製造したベンゾジフラン誘導体は、さらに再結晶により精製してもよく、再結晶の回数としては好ましくは2〜5回である。再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶に用いる溶媒としては、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、これらの任意の割合の混合物であってもよい。再結晶法としては、加熱によりベンゾジフラン誘導体の溶液を調製し(その際の溶液の濃度は0.01〜10.0重量%の範囲が好ましく、0.05〜5.0重量%の範囲がより好ましい。)、該溶液を冷却することでベンゾジフラン誘導体の結晶を析出させ単離し、単離する際の最終的な冷却温度は−20〜40℃が好ましい。なお、純度を測定する際には液体クロマトグラフィーにより分析することにより測定することが可能である。   The produced benzodifuran derivative may be further purified by recrystallization, and the number of recrystallizations is preferably 2 to 5 times. Purity can be improved by increasing the number of recrystallizations. Examples of the solvent used for recrystallization include hexane, heptane, octane, toluene, xylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like, and a mixture of any ratio thereof may be used. As the recrystallization method, a solution of a benzodifuran derivative is prepared by heating (the concentration of the solution is preferably in the range of 0.01 to 10.0% by weight, more preferably in the range of 0.05 to 5.0% by weight). Preferably, the solution is cooled to precipitate and isolate crystals of the benzodifuran derivative, and the final cooling temperature in the isolation is preferably -20 to 40 ° C. In addition, when measuring purity, it can measure by analyzing by liquid chromatography.

本発明の有機半導体層形成用溶液は、前記ベンソフラン誘導体及び溶媒を含むものであり、該溶液中におけるベンゾフラン誘導体の濃度は、ドロップキャスト法、特にインクジェット法又はスリットコート法による製膜に適したものとなることから、室温で溶媒に対し1.0重量%以上の溶解度を示すものであることが好ましい。   The organic semiconductor layer forming solution of the present invention contains the benzofuran derivative and a solvent, and the concentration of the benzofuran derivative in the solution is suitable for film formation by a drop casting method, particularly an ink jet method or a slit coating method. Therefore, it is preferable that the solubility is 1.0% by weight or more with respect to the solvent at room temperature.

用いる溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、オクチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、インダン、テトラリン、アニソール、1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、1,2−ジメチルアニソール、2,3−ジメチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール等の炭素数7〜14の芳香族炭化水素溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6〜14の脂肪族炭化水素溶媒;o−ジクロロベンゼン、クロロベンゼン、トリクロロベンゼン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、クロロホルム、ジクロロメタン等の炭素数1〜7のハロゲン系溶媒;THF、1,2−ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル系溶媒;DMF、NMP等のアミド系溶媒;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4−ブタンジオールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒、等が挙げられ、中でも高沸点の溶液を得ることが可能となることから、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、3,4−ジメチルアニソール等の炭素数7〜14の芳香族炭化水素溶媒であることが好ましく、特にメシチレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、3,4−ジメチルアニソールであることが好ましい。ここで、室温とは、一般的に常温とも称されるものであり、例えば20〜26℃の温度を挙げることができる。   Examples of the solvent used include toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, pentylbenzene, hexylbenzene, octylbenzene, cyclohexylbenzene, indane, tetralin, anisole, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, 1,2- C7-14 aromatic hydrocarbon solvents such as dimethylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole; fats having 6-14 carbon atoms such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and tetradecane Group hydrocarbon solvents; halogen solvents having 1 to 7 carbon atoms such as o-dichlorobenzene, chlorobenzene, trichlorobenzene, 1,2-dichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, chloroform, dichloromethane; THF, , 2-Dimet Ether solvents such as sietan and dioxane; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone and acetophenone; ester solvents such as ethyl acetate, γ-butyrolactone, cyclohexanol acetate and 3-methoxybutyl acetate; DMF, Amide solvents such as NMP; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol Diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene Examples include glycol solvents such as lenglycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and diethylene glycol monobutyl ether acetate. Among them, it is possible to obtain a high boiling point solution, toluene, It is preferably an aromatic hydrocarbon solvent having 7 to 14 carbon atoms such as xylene, mesitylene, ethylbenzene, pentylbenzene, cyclohexylbenzene, tetralin, 3,4-dimethylanisole, particularly mesitylene, cyclohexylbenzene, tetralin, 3, 4 -Dimethylanisole is preferred. Here, room temperature is generally referred to as room temperature, and examples thereof include a temperature of 20 to 26 ° C.

上記に挙げた溶媒と一般式(1)で示されるベンゾジフラン誘導体を混合し、加熱・攪拌することにより、一般式(1)で示されるベンゾジフラン誘導体を含有する有機半導体層形成用溶液を調製することができる。加熱・攪拌する際の温度は15〜70℃が好ましく、特に好ましくは20〜60℃である。加熱・攪拌する際の一般式(1)で示されるベンゾジフラン誘導体の濃度は、0.1〜10.0重量%であることが好ましい。   A solution for forming an organic semiconductor layer containing the benzodifuran derivative represented by the general formula (1) is prepared by mixing the solvent listed above and the benzodifuran derivative represented by the general formula (1), and heating and stirring. Can do. The temperature during heating and stirring is preferably 15 to 70 ° C, particularly preferably 20 to 60 ° C. The concentration of the benzodifuran derivative represented by the general formula (1) at the time of heating and stirring is preferably 0.1 to 10.0% by weight.

なお該溶液は、該ベンゾジフラン誘導体自体が適度の凝集性を有することから比較的に低温で調製することが可能、且つ耐酸化性があることから、塗布法による有機薄膜の製造に好適に適用できる。即ち、雰囲気から空気を除く必要がないことから塗布工程を簡略化することができる。さらに該溶液は、例えばポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリビニルナフタレン、エチレン−ノルボルネンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリトリアリールアミン、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−コ−ジメチルトリアリールアミン)等のポリマーをバインダーとして存在させることもできる。これらのポリマーバインダーの濃度は、0.1〜10.0重量%であることが好ましく、該溶液は、優れた塗布性を有することから、0.5〜50mPa・sの範囲の粘度にあることが好ましい。   In addition, since the benzodifuran derivative itself has appropriate cohesiveness, the solution can be prepared at a relatively low temperature and has oxidation resistance, so that the solution can be suitably applied to the production of an organic thin film by a coating method. . That is, since it is not necessary to remove air from the atmosphere, the coating process can be simplified. Further, the solution may be, for example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, polyvinyl naphthalene, ethylene-norbornene copolymer, polymethyl methacrylate, polytriarylamine, poly (9,9-dioctylfluorene-co-dimethyltriarylamine), etc. A polymer can also be present as a binder. The concentration of these polymer binders is preferably 0.1 to 10.0% by weight, and since the solution has excellent coating properties, it has a viscosity in the range of 0.5 to 50 mPa · s. Is preferred.

本発明の有機半導体層形成用溶液に含まれるベンゾジフラン誘導体は、高いキャリア移動度を与えることから有機半導体材料としての優れた特徴を有すると共に、溶媒への高い溶解性を有することから、ベンゾジフラン誘導体を含有する有機半導体層形成用溶液をドロップキャスト法、特にインクジェット法、等の方法により容易に効率よく、有機半導体層を形成することが可能となる。   The benzodifuran derivative contained in the organic semiconductor layer forming solution of the present invention has excellent characteristics as an organic semiconductor material because it imparts high carrier mobility, and has high solubility in a solvent. The organic semiconductor layer can be easily and efficiently formed from the contained organic semiconductor layer forming solution by a method such as a drop casting method, particularly an ink jet method.

そして、有機薄膜トランジスタは、基板上に、ソース電極及びドレイン電極を付設した有機半導体層とゲート電極とを絶縁層を介し積層することにより得られており、該有機半導体層に本発明のベンゾジフラン誘導体よりなる有機半導体層を用いることにより、有機薄膜トランジスタとすることが可能である。   The organic thin film transistor is obtained by laminating an organic semiconductor layer provided with a source electrode and a drain electrode on a substrate and a gate electrode through an insulating layer, and the organic semiconductor layer is formed from the benzodifuran derivative of the present invention. By using such an organic semiconductor layer, an organic thin film transistor can be obtained.

図1に一般的な有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す。ここで、(A)は、ボトムゲート−トップコンタクト型、(B)は、ボトムゲート−ボトムコンタクト型、(C)は、トップゲート−トップコンタクト型、(D)は、トップゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタであり、1は有機半導体層、2は基板、3はゲート電極、4はゲート絶縁層、5はソース電極、6はドレイン電極を示し、本発明のベンゾジフラン誘導体よりなる有機半導体層は、いずれの有機薄膜トランジスタにも適用することが可能である。   FIG. 1 shows a structure of a general organic thin film transistor by a sectional shape. Here, (A) is a bottom gate-top contact type, (B) is a bottom gate-bottom contact type, (C) is a top gate-top contact type, and (D) is a top gate-bottom contact type. 1 is an organic semiconductor layer, 2 is a substrate, 3 is a gate electrode, 4 is a gate insulating layer, 5 is a source electrode, 6 is a drain electrode, and the organic semiconductor layer made of the benzodifuran derivative of the present invention is It can be applied to any organic thin film transistor.

そして、基板としては、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、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリ(ジイソプロピルマレエート)、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、セルローストリアセテート等のプラスチック基板;ガラス、石英、酸化アルミニウム、シリコン、ハイドープシリコン、酸化シリコン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物等の無機材料基板;金、銅、クロム、チタン、アルミニウム等の金属基板、等を挙げることができる。なお、ハイドープシリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることができる。   Examples of the substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, cyclic polyolefin, polyimide, polycarbonate, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, poly (diisopropyl fumarate), poly ( (Diethyl fumarate), poly (diisopropyl maleate), polyethersulfone, polyphenylene sulfide, cellulose triacetate and other plastic substrates; glass, quartz, aluminum oxide, silicon, highly doped silicon, silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium Inorganic material substrates such as tin oxide; Metal substrates such as gold, copper, chromium, titanium, aluminum, etc. Can. When highly doped silicon is used for the substrate, the substrate can also serve as the gate electrode.

ゲート電極としては、例えばアルミニウム、金、銀、銅、ハイドープシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、クロム、チタン、タンタル、クロム、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機材料;ドープされた導電性高分子(例えばPEDOT−PSS)等の有機材料を挙げることができる。   As the gate electrode, for example, aluminum, gold, silver, copper, highly doped silicon, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, chromium, titanium, tantalum, chromium, graphene, carbon nanotube and other inorganic materials; doped An organic material such as a conductive polymer (for example, PEDOT-PSS) can be given.

ゲート絶縁層としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス等の無機材料基板;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、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、ポリシクロペンタン、ポリシクロヘキサン、ポリシクロヘキサン−エチレン共重合体、ポリフッ素化シクロペンタン、ポリフッ素化シクロヘキサン、ポリフッ素化シクロヘキサン−エチレン共重合体等のプラスチック材料を挙げることができる。また、これらのゲート絶縁層の表面は、例えばオクタデシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、β−フェネチルトリクロロシラン、β−フェネチルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン等のシラン類;オクタデシルホスホン酸、デシルホスホン酸、オクチルホスホン酸等のホスホン酸類、ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン類で修飾処理したものであっても使用することができる。一般的にゲート絶縁層の表面処理を行うことにより、有機半導体材料の結晶粒径の増大及び分子配向の向上のため、キャリア移動度及び電流オン・オフ比の向上、並びに閾値電圧の低下という好ましい結果が得られる。   Examples of the gate insulating layer include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium titanate, and bismuth titanate. Material substrate: polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyimide, polycarbonate, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, poly (diisopropyl fumarate), poly (diethyl fumarate), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, polycyclopentane, Polycyclohexane, polycyclohexane-ethylene copolymer, polyfluorinated cyclopentane, polyfluorinated cyclohexane, polyfluorinated cyclohexane-ethylene The plastic material of the polymer, and the like can be given. The surfaces of these gate insulating layers are, for example, octadecyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane. Silanes such as phenyltrimethoxysilane; phosphonic acids such as octadecylphosphonic acid, decylphosphonic acid and octylphosphonic acid, and those modified with silylamines such as hexamethyldisilazane can also be used. In general, the surface treatment of the gate insulating layer is preferable in order to increase the crystal grain size and molecular orientation of the organic semiconductor material, and to improve the carrier mobility and current on / off ratio, and to lower the threshold voltage. Results are obtained.

ソース電極及びドレイン電極の材料としては、ゲート電極と同様の材料を用いることができ、ゲート電極の材料と同じであっても異なっていてもよく、異種材料を積層してもよい。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極材料に表面処理を実施することもできる。例えば、ベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオールを挙げることができる。   As a material of the source electrode and the drain electrode, the same material as that of the gate electrode can be used, and the material may be the same as or different from the material of the gate electrode, or different materials may be stacked. In order to increase the carrier injection efficiency, surface treatment can be performed on these electrode materials. Examples thereof include benzene thiol and pentafluorobenzene thiol.

そして、有機半導体層として、本発明のベンゾジフラン誘導体よりなる有機半導体層とする際には、例えばスピンコート、キャストコート、インクジェット、スリットコート等のドロップキャスト法;ブレードコート;ディップコート、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、等の方法を用いることが可能であり、中でも容易に効率よく有機半導体層とすることが可能となることから、スピンコート、キャストコート、インクジェット等のドロップキャスト法であることが好ましく、特にインクジェットであることが好ましい。また、その際の有機半導体層の膜厚に制限はなく、好ましくは1nm〜1μm、特に好ましくは10〜300nmである。   When the organic semiconductor layer made of the benzodifuran derivative of the present invention is used as the organic semiconductor layer, for example, a drop casting method such as spin coating, cast coating, ink jet, slit coating, etc .; blade coating; dip coating, screen printing, gravure It is possible to use a method such as printing, flexographic printing, etc. Among them, it is possible to easily and efficiently form an organic semiconductor layer, so that it is a drop cast method such as spin coating, cast coating, ink jet, etc. Particularly preferred is an ink jet. Moreover, there is no restriction | limiting in the film thickness of the organic-semiconductor layer in that case, Preferably it is 1 nm-1 micrometer, Most preferably, it is 10-300 nm.

また、本発明のベンゾジフラン誘導体を含む有機半導体層は塗布乾燥後、40〜200℃にアニール処理することも可能である。   The organic semiconductor layer containing the benzodifuran derivative of the present invention can be annealed at 40 to 200 ° C. after coating and drying.

本発明のベンゾジフラン誘導体は、電子ペーパー、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、ICタグ(RFIDタグ)用、圧力センサー等のトランジスタの有機半導体層用途;有機ELディスプレイ材料;有機半導体レーザー材料;有機薄膜太陽電池材料;フォトニック結晶材料等の電子材料に利用することができる。   The benzodifuran derivative of the present invention is used for an organic semiconductor layer of an electronic paper, an organic EL display, a liquid crystal display, an IC tag (RFID tag), a transistor such as a pressure sensor; an organic EL display material; an organic semiconductor laser material; Materials: Can be used for electronic materials such as photonic crystal materials.

本発明の新規なベンゾジフラン誘導体は、高いキャリア移動度を与えると共に、高耐熱性及び高溶解性を持つ塗布型の有機半導体材料であり、本発明はこれまでの課題を解決する新規な有機半導体材料を提供することが可能となり、有機薄膜トランジスタに代表される半導体デバイス材料としてその効果は極めて高いものである。   The novel benzodifuran derivative of the present invention is a coating-type organic semiconductor material that gives high carrier mobility and has high heat resistance and high solubility, and the present invention is a novel organic semiconductor material that solves the conventional problems As a semiconductor device material typified by an organic thin film transistor, the effect is extremely high.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

生成物の同定にはH−NMRスペクトル及びマススペクトルを用いた。なお、H NMRスペクトルは日本電子製JEOL GSX−400(400MHz)を用い、マススペクトル(MS)は日本電子製の(商品名)JEOL JMS−700を用いて、試料を直接導入し、電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)で測定した。 For the identification of the product, 1 H-NMR spectrum and mass spectrum were used. The 1 H NMR spectrum uses JEOL GSX-400 (400 MHz) manufactured by JEOL, and the mass spectrum (MS) uses JEOL JMS-700 (trade name) manufactured by JEOL. It was measured by the (EI) method (70 electron volts).

反応の進行の確認等は薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー(GC)及びガスクロマトグラフィー−マススペクトル(GCMS)分析を用いた。   Confirmation of the progress of the reaction was performed by thin layer chromatography, gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrum (GCMS) analysis.

ガスクロマトグラフィー分析
装置;島津製作所製、(商品名)GC14B
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB−1,30m
ガスクロマトグラフィー−マススペクトル分析
装置;パーキンエルマー製、(商品名)オートシステムXL(MS部;ターボマスゴールド)
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB−1,30m。
Gas chromatography analyzer; manufactured by Shimadzu Corporation (trade name) GC14B
Column; made by J & W Scientific, (trade name) DB-1, 30 m
Gas chromatography-mass spectrum analyzer; manufactured by PerkinElmer, (trade name) Auto System XL (MS unit: Turbomass Gold)
Column; J & W Scientific (trade name) DB-1, 30 m.

ベンゾジフラン誘導体の純度測定は液体クロマトグラフィー分析を用いた。
装置;東ソー製(コントローラー;PX−8020、ポンプ;CCPM−II、デガッサー;SD−8022)
カラム;東ソー製、(商品名)ODS−100V、5μm、4.6mm×250mm
カラム温度;23℃
溶離液;ジクロロメタン:アセトニトリル=3:7(容積比)
流速;1.0ml/分
検出器;UV(東ソー製、(商品名)UV−8020、波長;254nm)。
Liquid chromatographic analysis was used to measure the purity of the benzodifuran derivative.
Device: manufactured by Tosoh (controller; PX-8020, pump; CCPM-II, degasser; SD-8022)
Column: manufactured by Tosoh (trade name) ODS-100V, 5 μm, 4.6 mm × 250 mm
Column temperature: 23 ° C
Eluent; dichloromethane: acetonitrile = 3: 7 (volume ratio)
Flow rate: 1.0 ml / min detector; UV (manufactured by Tosoh, (trade name) UV-8020, wavelength: 254 nm).

合成例1 1,4−ジブロモ−2,5−ジヨードベンゼンの合成
1,4−ジブロモ−2,5−ジヨードベンゼンはジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサイエティー、1997年、119巻、4578−4593頁に記載されている方法を参考に、以下の様に合成を行った。
Synthesis Example 1 Synthesis of 1,4-dibromo-2,5-diiodobenzene 1,4-dibromo-2,5-diiodobenzene is described in Journal of American Chemical Society, 1997, 119, 4578-4593. The synthesis was carried out as follows with reference to the method.

メカニカルスターラー付き1lの三口フラスコに過ヨウ素酸16.7g(73.0mmol)及び硫酸525mlを加えた。過ヨウ素酸が溶解した後、ヨウ化カリウム36.4g(219mmol)を少しずつ添加した。その内容物の温度を−30℃に冷却し、1,4−ジブロモベンゼン34.5g(146mmol)を5分間かけて添加した。得られた混合物を−25℃で36時間撹拌した。反応混合物を氷(2Kg)中へ注いだ後、濾過し固体を取り出した。その固体をクロロホルムに溶解させ、5%苛性ソーダ水溶液及び水で洗浄し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧濃縮後、残渣をクロロホルムから再結晶化し、白色結晶36.0gを得た(収率50%)。
H NMR(CDCl,21℃):δ=8.02(s,2H)。
H NMRスペクトルが文献値と一致したことより、1,4−ジブロモ−2,5−ジヨードベンゼンが得られたことを確認した。
Periodic acid 16.7 g (73.0 mmol) and sulfuric acid 525 ml were added to a 1 l three-necked flask equipped with a mechanical stirrer. After the periodic acid was dissolved, 36.4 g (219 mmol) of potassium iodide was added little by little. The temperature of the contents was cooled to −30 ° C., and 34.5 g (146 mmol) of 1,4-dibromobenzene was added over 5 minutes. The resulting mixture was stirred at −25 ° C. for 36 hours. The reaction mixture was poured into ice (2 Kg) and filtered to remove the solid. The solid was dissolved in chloroform, washed with 5% aqueous sodium hydroxide solution and water, and the organic phase was dried over anhydrous magnesium sulfate. After concentration under reduced pressure, the residue was recrystallized from chloroform to obtain 36.0 g of white crystals (yield 50%).
1 H NMR (CDCl 3 , 21 ° C.): δ = 8.02 (s, 2H).
It was confirmed that 1,4-dibromo-2,5-diiodobenzene was obtained because the 1 H NMR spectrum was consistent with the literature value.

合成例2 (1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジブロモベンゼンの合成(反応スキーム1、(A1)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に2,3−ジブロモフラン(シグマ−アルドリッチ製)2.950g(13.06mmol)及びTHF(脱水グレード)19mlを添加した。この混合物を−20℃とし、エチルマグネシウムクロライド(シグマ−アルドリッチ製、2.0M)のTHF溶液6.6ml(13.2mmol)を滴下した。−20℃で30分間熟成することで3−ブロモ−2−フリルマグネシウムクロライドを調製した。一方、別の100mlシュレンク反応容器に塩化亜鉛(和光純薬工業製)1.83g(13.4mmol)とTHF(脱水グレード)20mlを添加し、−20℃に冷却した。ここへ、先に調製した3−ブロモ−2−フリルマグネシウムクロライドのTHF溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて投入した。−20℃で、30分間反応後、室温で30分間熟成し、3−ブロモ−2−フリルジンククロライドのTHF溶液を調製した。ここに、合成例1で合成した1,4−ジブロモ−2,5−ジヨードベンゼン2.66g(5.45mmol)、触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業製)32.1mg(0.0278mmol、1,4−ジブロモ−2,5−ジヨードベンゼンに対し0.51モル%)を添加した。60℃で8時間反応を実施した後、容器を水冷し3N塩酸3mlを添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルショートカラムクロマトグラフィーで精製し(トルエン)、得られた濃縮物をヘキサン洗浄し、さらにヘプタン/トルエン(=2/1vol%)から再結晶精製し、1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジブロモベンゼンの薄黄色固体1.13gを得た(収率39%)。
H−NMR(CDCl,24℃):δ=7.81(s,2H),7.52(d,J=1.9Hz,2H),6.59(d,J=1.9Hz,2H)。
MS m/z: 527(M+2,67%),525(M,100%),523(M−2,69%),446(M−Br+1,5)。
Synthesis Example 2 (Synthesis of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dibromobenzene (reaction scheme 1, step (A1)))
Under a nitrogen atmosphere, 2.950 g (13.06 mmol) of 2,3-dibromofuran (manufactured by Sigma-Aldrich) and 19 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The mixture was brought to −20 ° C., and 6.6 ml (13.2 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (manufactured by Sigma-Aldrich, 2.0M) was added dropwise. By aging at −20 ° C. for 30 minutes, 3-bromo-2-furylmagnesium chloride was prepared. On the other hand, 1.83 g (13.4 mmol) of zinc chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 20 ml of THF (dehydrated grade) were added to another 100 ml Schlenk reaction vessel and cooled to -20 ° C. Here, the previously prepared THF solution of 3-bromo-2-furylmagnesium chloride was charged using a Teflon (registered trademark) cannula. After reacting at −20 ° C. for 30 minutes and aging at room temperature for 30 minutes, a THF solution of 3-bromo-2-furyl zinc chloride was prepared. Here, 2.66 g (5.45 mmol) of 1,4-dibromo-2,5-diiodobenzene synthesized in Synthesis Example 1 and 32.1 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (manufactured by Tokyo Chemical Industry) as a catalyst ( 0.0278 mmol, 0.51 mol% with respect to 1,4-dibromo-2,5-diiodobenzene) was added. After carrying out the reaction at 60 ° C. for 8 hours, the vessel was cooled with water and the reaction was stopped by adding 3 ml of 3N hydrochloric acid. Extraction was performed with toluene, and the organic phase was washed with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel short column chromatography (toluene), and the resulting concentrate was washed with hexane and further recrystallized and purified from heptane / toluene (= 2/1 vol%). A pale yellow solid of 1.13 g of 4-di (3-bromofuryl) -2,5-dibromobenzene was obtained (39% yield).
1 H-NMR (CDCl 3 , 24 ° C.): δ = 7.81 (s, 2H), 7.52 (d, J = 1.9 Hz, 2H), 6.59 (d, J = 1.9 Hz, 2H).
MS m / z: 527 (M ++ 2, 67%), 525 (M + , 100%), 523 (M + -2, 69%), 446 (M + -Br + 1, 5).

合成例3 (ジブロモモノ環化物の合成(反応スキーム1、(B1)工程))
窒素雰囲気下、200mlシュレンク反応容器に合成例2で合成した1,4−ジ(3−ブロモフリル)−2,5−ジブロモベンゼン1.02g(1.95mmol)及びNMP(脱水グレード)40mlを添加した。この混合物にすり潰した硫化ナトリウム(無水グレード、和光純薬工業製)189mg(2.42mmol)を添加した。得られた混合物を140℃で5時間加熱した。得られた反応液を氷冷し、1N塩酸5mlを添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を水で2回洗浄し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘプタン/トルエン(=2/1vol%))、ジブロモモノ環化物の固体596mgを得た(収率77%)。
H−NMR(CDCl,24℃):δ=8.18(s,1H),7.89(s,1H),7.71(d,J=1.9Hz,1H),7.51(d,J=1.9Hz,1H),6.86(d,J=1.9Hz,1H),6.59(d,J=1.9Hz,1H)。
MS m/z: 400(M+2,51%),398(M,100%),396(M−2,49),319(M−Br+1,18)。
Synthesis Example 3 (Synthesis of dibromomonocyclized product (reaction scheme 1, step (B1)))
Under a nitrogen atmosphere, 1.02 g (1.95 mmol) of 1,4-di (3-bromofuryl) -2,5-dibromobenzene synthesized in Synthesis Example 2 and 40 ml of NMP (dehydrated grade) were added to a 200 ml Schlenk reaction vessel. . To this mixture, 189 mg (2.42 mmol) of ground sodium sulfide (anhydrous grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. The resulting mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours. The obtained reaction solution was ice-cooled, and the reaction was stopped by adding 5 ml of 1N hydrochloric acid. Extraction was performed with toluene, the organic phase was washed twice with water, and the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate. The residue was purified by silica gel column chromatography (heptane / toluene (= 2/1 vol%)) to obtain 596 mg of a dibromomonocyclized solid (yield 77%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 24 ° C.): δ = 8.18 (s, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.71 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 7.51 (D, J = 1.9 Hz, 1H), 6.86 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 6.59 (d, J = 1.9 Hz, 1H).
MS m / z: 400 (M ++ 2, 51%), 398 (M + , 100%), 396 (M + -2, 49), 319 (M + -Br + 1, 18).

合成例4 (ジブロモモノ環化物のジヘキサノイル体の合成(反応スキーム1、(C1)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に塩化ヘキサノイル(シグマ−アルドリッチ製)158mg(1.17mmol)及びジクロロメタン(脱水グレード)10mlを添加した。この混合物を−25℃に冷却し塩化アルミニウム(和光純薬工業製)165mg(1.23mmol)を添加し、5分間攪拌した。得られた混合物を−70℃に冷却し、合成例3で合成したジブロモモノ環化物191mg(0.479mmol)及びジクロロメタン(脱水グレード)4mlからなる溶液を添加した。2時間かけて−20℃まで昇温させた後、水を添加することで反応を停止させた。ジクロロメタンで抽出し、有機相を水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン/ジクロロメタン(=5/1vol%から1/2vol%))、ジブロモモノ環化物のジヘキサノイル体199mgを得た(収率70%)。
H−NMR(CDCl,24℃):δ=8.36(s,1H),7.99(s,1H),7.58(s,1H),7.31(s,1H),2.96(t,J=7.1Hz,2H),2.86(d,J=7.1Hz,2H),1.84−1.68(m,4H),1.44−1.25(m,8H),0.98−0.87(m,6H)。
MS m/z: 596(M+2,56%),594(M,100%),592(M−2,51%)。
Synthesis Example 4 (Synthesis of dihexanoyl dibromomonocyclized product (reaction scheme 1, step (C1)))
Under a nitrogen atmosphere, 158 mg (1.17 mmol) of hexanoyl chloride (manufactured by Sigma-Aldrich) and 10 ml of dichloromethane (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The mixture was cooled to −25 ° C., 165 mg (1.23 mmol) of aluminum chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was stirred for 5 minutes. The obtained mixture was cooled to −70 ° C., and a solution consisting of 191 mg (0.479 mmol) of the dibromomonocyclized product synthesized in Synthesis Example 3 and 4 ml of dichloromethane (dehydrated grade) was added. After heating up to -20 degreeC over 2 hours, the reaction was stopped by adding water. Extracted with dichloromethane and the organic phase was washed twice with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane / dichloromethane (= 5/1 vol% to 1/2 vol%)) to obtain 199 mg of a dibromomonocyclized dihexanoyl compound (yield 70%). ).
1 H-NMR (CDCl 3 , 24 ° C.): δ = 8.36 (s, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.58 (s, 1H), 7.31 (s, 1H), 2.96 (t, J = 7.1 Hz, 2H), 2.86 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 1.84 to 1.68 (m, 4H), 1.44 to 1.25 (M, 8H), 0.98-0.87 (m, 6H).
MS m / z: 596 (M ++ 2, 56%), 594 (M + , 100%), 592 (M + -2, 51%).

合成例5 (ジブロモモノ環化物のジヘキシル体の合成(反応スキーム1、(D1)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例4で合成したジブロモモノ環化物のジヘキサノイル体184mg(0.309mmol)及びトリフルオロ酢酸(和光純薬工業製)0.7mlを添加した。この混合物を氷冷し、トリエチルシラン(東京化成工業製)244mg(2.10mmol)を添加した。室温で18時間反応後、氷冷し、炭酸水素ナトリウム水溶液を添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン/トルエン(=15/1vol%)、ジブロモモノ環化物のジヘキシル体119mgを得た(収率68%)。
MS m/z: 568(M+2,50%),566(M,100%),564(M−2,53%)。
Synthesis Example 5 (Synthesis of dihexyl form of dibromomonocyclized product (reaction scheme 1, step (D1)))
Under a nitrogen atmosphere, 184 mg (0.309 mmol) of the dibromomonocyclized dihexanoyl compound synthesized in Synthesis Example 4 and 0.7 ml of trifluoroacetic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This mixture was ice-cooled, and 244 mg (2.10 mmol) of triethylsilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. After reaction at room temperature for 18 hours, the reaction was stopped by cooling with ice and adding an aqueous sodium hydrogen carbonate solution. Extracted with toluene, the organic phase was washed twice with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (hexane / toluene (= 15/1 vol%)) to obtain 119 mg of dihexyl dicyclohexyl monocycle (yield 68%).
MS m / z: 568 (M ++ 2, 50%), 566 (M + , 100%), 564 (M + -2, 53%).

実施例1 (ジn−ヘキシルジチエノベンゾジフランの合成(反応スキーム1、(E1)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例5で合成したジブロモモノ環化物のジヘキシル体119mg(0.210mmol)及びTHF(脱水グレード)5mlを添加した。得られた混合物を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.66M)のヘキサン溶液0.28ml(0.46mmol)を滴下した。−78℃で10分間反応後、ビス(フェニルスルホニル)スルフィド(アクロス製)72.3mg(0.230mmol)を添加し、徐々に昇温させた。18時間後、5℃まで上昇したところで、水を添加した。トルエン抽出し、有機相を1回水洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン/トルエン(=20/1vol%)、さらにヘキサンから2回再結晶精製を行い、ジn−ヘキシルジチエノベンゾジフランの白色結晶53.4mgを得た(収率58%)。
融点:141℃
H−NMR(C,24℃):δ=8.01(s,2H),6.05(s,2H),2.54(t,J=7.2Hz,4H),1.58(m,4H),1.24(m,12H),0.88(t,J=7.2Hz,6H)。
MS m/z: 438(M,100%),367(M−C11,49),296(M−2C11,22)。
Example 1 (Synthesis of di-n-hexyldithienobenzodifuran (Reaction Scheme 1, Step (E1)))
In a 100 ml Schlenk reaction vessel, 119 mg (0.210 mmol) of the dibromomonocyclized dihexyl compound synthesized in Synthesis Example 5 and 5 ml of THF (dehydrated grade) were added under a nitrogen atmosphere. The obtained mixture was cooled to −78 ° C., and 0.28 ml (0.46 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., 1.66 M) was added dropwise. After reacting at −78 ° C. for 10 minutes, 72.3 mg (0.230 mmol) of bis (phenylsulfonyl) sulfide (manufactured by Acros) was added, and the temperature was gradually raised. After 18 hours, when the temperature rose to 5 ° C., water was added. Extraction with toluene was performed, and the organic phase was washed once with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane / toluene (= 20/1 vol%) and recrystallized twice from hexane to obtain di-n-hexyldithienobenzodifuran white. 53.4 mg of crystals were obtained (58% yield).
Melting point: 141 ° C
1 H-NMR (C 6 D 6 , 24 ° C.): δ = 8.01 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 2.54 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 1 .58 (m, 4H), 1.24 (m, 12H), 0.88 (t, J = 7.2 Hz, 6H).
MS m / z: 438 (M +, 100%), 367 (M + -C 5 H 11, 49), 296 (M + -2C 5 H 11, 22).

合成例6 (ジブロモモノ環化物のジブチル体の合成(反応スキーム1、(C1)及び(D1)工程))
合成例4で塩化ヘキサノイルの代わりに塩化ブタノイルを使用した以外は、合成例4と同様の操作を繰り返してジブロモモノ環化物のジブタノイル体を合成した(収率73%)。
Synthesis Example 6 (Synthesis of dibutyl monobromo product (reaction scheme 1, steps (C1) and (D1)))
The same procedure as in Synthesis Example 4 was repeated except that butanoyl chloride was used instead of hexanoyl chloride in Synthesis Example 4 to synthesize a dibutanoyl form of dibromomonocyclized product (yield 73%).

さらに、合成例5でジブロモモノ環化物のジヘキサノイル体の代わりにジブロモモノ環化物のジブタノイル体を用いた以外は合成例5と同様の操作を繰り返してジブロモモノ環化物のジブチル体を合成した(収率60%)。
MS m/z: 512(M+2,55%),510(M,100%),508(M−2,52%)。
Further, the same procedure as in Synthesis Example 5 was repeated except that the dibutanoyl dibromomonocyclide was used instead of the dihexanoyl dibromomonocyclide in Synthesis Example 5 to synthesize a dibutyl monobromomonocyclide (recovery). Rate 60%).
MS m / z: 512 (M ++ 2, 55%), 510 (M + , 100%), 508 (M + -2, 52%).

実施例2 (ジn−ブチルジチエノベンゾジフランの合成(反応スキーム1、(E1)工程))
実施例1でジブロモモノ環化物のジヘキシル体の代わりに合成例6で得られたジブロモモノ環化物のジブチル体を使用した以外は、実施例1と同様の操作を繰り返してジn−ブチルジチエノベンゾジフランを合成した(収率54%)。
融点:152℃
H−NMR(C,24℃):δ=8.02(s,2H),6.06(s,2H),2.54(t,J=7.2Hz,4H),1.58(m,4H),1.35(m,4H),0.96(t,J=7.2Hz,6H)。
MS m/z: 382(M,100%),339(M−C,45),296(M−2C,20)。
Example 2 (Synthesis of di-n-butyldithienobenzodifuran (reaction scheme 1, step (E1)))
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the dibutyl monobromo product obtained in Synthesis Example 6 was used in place of the dihexyl dibromo monocyclide in Example 1, and di n-butyl dithieno was used. Benzodifuran was synthesized (54% yield).
Melting point: 152 ° C
1 H-NMR (C 6 D 6 , 24 ° C.): δ = 8.02 (s, 2H), 6.06 (s, 2H), 2.54 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 1 .58 (m, 4H), 1.35 (m, 4H), 0.96 (t, J = 7.2 Hz, 6H).
MS m / z: 382 (M +, 100%), 339 (M + -C 3 H 7, 45), 296 (M + -2C 3 H 7, 20).

実施例3 (ジチエノベンゾジフランの合成(反応スキーム2、(C2)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例3で合成したジブロモモノ環化物80.0mg(0.200mmol)及びTHF(脱水グレード)5mlを添加した。得られた混合物を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.66M)のヘキサン溶液0.27ml(0.45mmol)を滴下した。−78℃で2分間反応後、ビス(フェニルスルホニル)スルフィド(アクロス製)69.7mg(0.221mmol)とTHF(脱水グレード)3mlからなる溶液を添加し、徐々に昇温させた。18時間後、5℃まで上昇したところで、水を添加した。トルエン抽出し、有機相を1回水洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン/トルエン(=3/1vol%)、さらにヘキサンから1回再結晶精製を行い、ジチエノベンゾジフランの白色固体27.7mgを得た(収率51%)。
H−NMR(C,24℃):δ=7.91(s,2H),7.09(d,J=1.6Hz,2H),6.20(d,J=1.6Hz,2H)。
MS m/z: 270(M,100%)。
Example 3 (Synthesis of dithienobenzodifuran (reaction scheme 2, step (C2)))
Under a nitrogen atmosphere, 80.0 mg (0.200 mmol) of the dibromomonocyclized product synthesized in Synthesis Example 3 and 5 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The obtained mixture was cooled to −78 ° C., and 0.27 ml (0.45 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., 1.66 M) was added dropwise. After reacting at −78 ° C. for 2 minutes, a solution consisting of 69.7 mg (0.221 mmol) of bis (phenylsulfonyl) sulfide (manufactured by Acros) and 3 ml of THF (dehydrated grade) was added, and the temperature was gradually raised. After 18 hours, when the temperature rose to 5 ° C., water was added. Extraction with toluene was performed, and the organic phase was washed once with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane / toluene (= 3/1 vol%), and recrystallized once from hexane to obtain 27.7 mg of dithienobenzodifuran white solid. (51% yield) was obtained.
1 H-NMR (C 6 D 6 , 24 ° C.): δ = 7.91 (s, 2H), 7.09 (d, J = 1.6 Hz, 2H), 6.20 (d, J = 1. 6Hz, 2H).
MS m / z: 270 (M <+> , 100%).

実施例4 (ジブロモジチエノベンゾジフランの合成(反応スキーム3、(A3)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例3で合成したジチエノベンゾジフラン50.0mg(0.184mmol)及びTHF(脱水グレード)10mlを添加した。得られた混合物を遮光し、NBS(和光純薬工業製)98.2mg(0.552mmol)を添加した。DMF2mlを添加し、室温で18時間攪拌した。水を添加し、トルエン抽出し、有機相を1回水洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮後、得られた残渣をヘキサンで洗浄し、残渣を真空乾燥し、ジブロモジチエノベンゾジフラン61.4mgを得た(収率78%)。
MS m/z: 430(M+2,56%),428(M,100%),426(M−2,51%)。
Example 4 (Synthesis of dibromodithienobenzodifuran (reaction scheme 3, step (A3)))
Under a nitrogen atmosphere, 50.0 mg (0.184 mmol) of dithienobenzodifuran synthesized in Example 3 and 10 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The obtained mixture was shielded from light and 98.2 mg (0.552 mmol) of NBS (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added. 2 ml of DMF was added and stirred at room temperature for 18 hours. Water was added, extracted with toluene, and the organic phase was washed once with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was washed with hexane, and the residue was vacuum-dried to obtain 61.4 mg of dibromodithienobenzodifuran (yield 78%).
MS m / z: 430 (M + +2, 56%), 428 (M + , 100%), 426 (M + −2, 51%).

実施例5 (ビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフランの合成(反応スキーム3、(B3)工程))
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に2−ペンチルフラン(和光純薬工業製)59.2mg(0.429mmol)及びTHF(脱水グレード)4mlを添加した。この混合物を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.66M)のヘキサン溶液0.39ml(0.64mmol)を滴下した。この混合物を0℃まで昇温させた後、再度−78℃に冷却した。一方、別の100mlシュレンク反応容器に塩化亜鉛(和光純薬工業製)72.2mg(0.529mmol)とTHF(脱水グレード)4mlを添加し、−78℃に冷却した。ここへ、先に調製した2−ペンチル−5−フリルリチウムのTHF溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて投入した。室温まで徐々に昇温し、熟成することで2−ペンチル−5−フリルジンククロライドのTHF溶液を調製した。ここに、実施例4で合成したジブロモジチエノベンゾジフラン61.4mg(0.143mmol)、触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業製)4.6mg(0.00398mmol、ジブロモジチエノベンゾジフラン1モルに対し2.8モル%)を添加した。60℃で5時間反応を実施した後、容器を水冷し1N塩酸3mlを添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルショートカラムクロマトグラフィーで精製し(トルエン)、得られた濃縮物をヘキサン洗浄し、さらにトルエンから再結晶精製し、ビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフランの薄黄色結晶32.5gを得た(収率42%)。
融点;216℃
MS m/z: 542(M,100%),485(M−57,32%)。
Example 5 (Synthesis of bis {5- (n-pentyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran (Reaction Scheme 3, Step (B3)))
Under a nitrogen atmosphere, 59.2 mg (0.429 mmol) of 2-pentylfuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 4 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The mixture was cooled to −78 ° C., and 0.39 ml (0.64 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., 1.66 M) was added dropwise. The mixture was heated to 0 ° C. and then cooled again to −78 ° C. On the other hand, 72.2 mg (0.529 mmol) of zinc chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 4 ml of THF (dehydrated grade) were added to another 100 ml Schlenk reaction vessel and cooled to -78 ° C. Here, the THF solution of 2-pentyl-5-furyllithium prepared previously was charged using a Teflon (registered trademark) cannula. The solution was gradually warmed to room temperature and aged to prepare a THF solution of 2-pentyl-5-furylzinc chloride. Here, 61.4 mg (0.143 mmol) of dibromodithienobenzodifuran synthesized in Example 4, and 4.6 mg (0.00398 mmol, dibromodithieno) tetrakis (triphenylphosphine) palladium (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a catalyst. 2.8 mol% relative to 1 mol of benzodifuran). After carrying out the reaction at 60 ° C. for 5 hours, the reaction was stopped by cooling the vessel with water and adding 3 ml of 1N hydrochloric acid. Extraction was performed with toluene, and the organic phase was washed with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel short column chromatography (toluene), and the resulting concentrate was washed with hexane and further recrystallized from toluene to give bis {5- (n-pentyl) -2. 32.5 g of pale yellow crystals of -furyl} dithienobenzodifuran were obtained (42% yield).
Melting point: 216 ° C
MS m / z: 542 (M + , 100%), 485 (M + -57, 32%).

実施例6
実施例1で合成したジn−ヘキシルジチエノベンゾジフラン12.6mg及びトルエン(和光純薬工業製ピュアーグレード)617mgを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、ドロップキャスト有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(ジn−ヘキシルジチエノベンゾジフランの濃度は2.0重量%)、ドロップキャスト、インクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 6
12.6 mg of di-n-hexyldithienobenzodifuran synthesized in Example 1 and 617 mg of toluene (Pure Grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, dissolved by heating at 50 ° C., and then allowed to cool at room temperature (25 ° C.). Then, a solution for forming a drop cast organic semiconductor layer was prepared. The solution state is maintained even after 10 hours at 25 ° C. (di-n-hexyldithienobenzodifuran concentration is 2.0% by weight), and it is confirmed that the compound is suitable for film formation by drop casting and ink jet. did.

そして、空気下、直径2インチのヒ素でn型にハイドープしたシリコン基板(セミテック製、抵抗値;0.001〜0.004Ω、表面に200nmのシリコン酸化膜付き)上に、得られたドロップキャスト有機半導体層形成用溶液0.2mlをマイクロシリンジに充填しドロップキャストした。室温下(25℃)で自然乾燥し、膜厚58nmのジn−ヘキシルジチエノベンゾジフランの有機半導体層を作製した。   And the drop cast obtained on a silicon substrate (semi-tech, resistance value: 0.001 to 0.004Ω, with a silicon oxide film of 200 nm on the surface) that is n-type highly doped with arsenic having a diameter of 2 inches under air A microsyringe was filled with 0.2 ml of the organic semiconductor layer forming solution and drop-cast. The organic semiconductor layer of di n-hexyl dithienobenzodifuran having a film thickness of 58 nm was produced by natural drying at room temperature (25 ° C.).

該有機半導体層にチャネル長30μm、チャネル幅250μmのシャドウマスクを置き、金を真空蒸着することでソース/ドレイン電極対を形成し、ボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。   A shadow mask having a channel length of 30 μm and a channel width of 250 μm was placed on the organic semiconductor layer, and gold was vacuum-deposited to form a source / drain electrode pair, thereby producing a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor.

作製した有機薄膜トランジスタの電気物性を半導体パラメーターアナライザー(ケースレー4200SCS)を用いて、ドレイン電圧(Vd=−50V)で、ゲート電圧(Vg)を+5〜−60Vまで1V刻みで走査し、伝達特性の評価を行った。正孔のキャリア移動度は0.76cm/V・s、電流オン・オフ比は2.1×10であった。 Using the semiconductor parameter analyzer (Keutley 4200SCS), the electrical properties of the fabricated organic thin film transistor were scanned with a drain voltage (Vd = -50V) and a gate voltage (Vg) from +5 to -60V in 1V increments, and the transfer characteristics were evaluated. Went. The hole carrier mobility was 0.76 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 2.1 × 10 7 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.69cm/V・s、電流オン・オフ比は1.2×10であり、熱処理による性能の低下はほぼ見られなかった。 Furthermore, the electrical properties of the organic thin film transistor after annealing at 130 ° C. for 15 minutes were measured. The carrier mobility of holes was 0.69 cm 2 / V · s, the current on / off ratio was 1.2 × 10 7 , and almost no deterioration in performance due to heat treatment was observed.

実施例7
実施例2で合成したジn−ブチルジチエノベンゾジフラン11.5mg及びトルエン(和光純薬工業製ピュアーグレード)563mgを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、ドロップキャスト有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(ジn−ブチルジチエノベンゾジフランの濃度は2.0重量%)、ドロップキャスト、インクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 7
11.5 mg of di-n-butyldithienobenzodifuran synthesized in Example 2 and 563 mg of toluene (Pure Grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, dissolved by heating at 50 ° C., and then allowed to cool to room temperature (25 ° C.). Then, a solution for forming a drop cast organic semiconductor layer was prepared. The solution state is maintained even after 10 hours at 25 ° C. (the concentration of di-n-butyldithienobenzodifuran is 2.0% by weight), and it is confirmed that the compound is suitable for film formation by drop casting and ink jet. did.

そして、実施例6と同様の方法で、膜厚63nmのジn−ブチルジチエノベンゾジフランの有機半導体層を作製し、さらにボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。正孔のキャリア移動度は0.53cm/V・s、電流オン・オフ比は1.1×10であった。 Then, a 63 nm-thick organic semiconductor layer of di-n-butyldithienobenzodifuran was produced by the same method as in Example 6, and a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor was further produced. The hole carrier mobility was 0.53 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 1.1 × 10 8 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.50cm/V・s、電流オン・オフ比は7.8×10であり、熱処理による性能の低下はほぼ見られなかった。 Furthermore, the electrical properties of the organic thin film transistor after annealing at 130 ° C. for 15 minutes were measured. The hole carrier mobility was 0.50 cm 2 / V · s, the current on / off ratio was 7.8 × 10 7 , and almost no deterioration in performance due to heat treatment was observed.

実施例8
実施例5で合成したビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフラン10.3mg及びトルエン(和光純薬工業製ピュアーグレード)1.02gを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、ドロップキャスト有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(ビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフランの濃度は1.0重量%)、ドロップキャスト、インクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 8
Add 10.3 mg of bis {5- (n-pentyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran synthesized in Example 5 and 1.02 g of toluene (pure grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and heat to 50 ° C. After dissolution, the solution was allowed to cool to room temperature (25 ° C.) to prepare a solution for forming a drop cast organic semiconductor layer. The solution state is maintained after 10 hours at 25 ° C. (the concentration of bis {5- (n-pentyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran is 1.0% by weight). It was confirmed that the compound was suitable for the membrane.

そして、実施例6と同様の方法で、膜厚42nmのビス{5−(n−ペンチル)−2−フリル}ジチエノベンゾジフランの有機半導体層を作製し、さらにボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。正孔のキャリア移動度は0.95cm/V・s、電流オン・オフ比は7.9×10であった。 Then, an organic semiconductor layer of bis {5- (n-pentyl) -2-furyl} dithienobenzodifuran having a film thickness of 42 nm is prepared in the same manner as in Example 6, and further a bottom gate-top contact type. A p-type organic thin film transistor was produced. The hole carrier mobility was 0.95 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 7.9 × 10 7 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.88cm/V・s、電流オン・オフ比は5.8×10であり、熱処理による性能の低下はほぼ見られなかった。 Furthermore, the electrical properties of the organic thin film transistor after annealing at 130 ° C. for 15 minutes were measured. The hole carrier mobility was 0.88 cm 2 / V · s, the current on / off ratio was 5.8 × 10 7 , and almost no deterioration in performance due to heat treatment was observed.

比較例1 (ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェン)
再公表特許WO2008/047896号公報に記載の方法に従い、ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェンを以下の様に合成した。
Comparative Example 1 (Di-n-octylbenzothienobenzothiophene)
Di n-octylbenzothienobenzothiophene was synthesized as follows according to the method described in the republished patent WO2008 / 047896.

100mlシュレンク反応容器に2,7−ジ(1−オクチニル)[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン286mg(0.626mmol)、10%Pd/C(和光純薬工業製)62mg、及びトルエン(和光純薬工業製脱水グレード)10mlを添加した。水素バルーンを取り付け、アスピレーターによる減圧−水素置換を3回繰り返した後、10時間室温で攪拌した。溶媒を減圧で留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン)、ヘキサン(和光純薬工業製ピュアーグレード)から2回再結晶精製し、ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェンの白色固体227mgを得た(収率78%)。
MS m/z: 464(M,100%)。
In a 100 ml Schlenk reaction vessel, 2,7-di (1-octynyl) [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene 286 mg (0.626 mmol), 10% Pd / C (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 62 mg and 10 ml of toluene (dehydration grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were added. A hydrogen balloon was attached, and pressure reduction-hydrogen replacement with an aspirator was repeated three times, followed by stirring at room temperature for 10 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) and recrystallized and purified twice from hexane (pure grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). White solid of di-n-octylbenzothienobenzothiophene 227 mg was obtained (yield 78%).
MS m / z: 464 (M <+> , 100%).

得られたジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェン12.2mg及びトルエン(和光純薬工業製ピュアーグレード)0.801gを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、ドロップキャスト有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェンの濃度は1.5重量%)、ドロップキャスト、インクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。   12.1 mg of the obtained di-n-octylbenzothienobenzothiophene and 0.801 g of toluene (pure grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, dissolved by heating at 50 ° C., and then allowed to cool to room temperature (25 ° C.). A solution for forming a drop cast organic semiconductor layer was prepared. The solution state was maintained even after 10 hours at 25 ° C. (di-n-octylbenzothienobenzothiophene concentration was 1.5% by weight), and it was confirmed that the compound was suitable for film formation by drop casting and ink jet. .

そして、実施例1と同様の方法で、膜厚51nmのジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェンの有機半導体層を作製し、さらにボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。正孔のキャリア移動度は0.167cm/V・s、電流オン・オフ比は1.3×10であった。 Then, an organic semiconductor layer of di-n-octylbenzothienobenzothiophene having a film thickness of 51 nm was produced by the same method as in Example 1, and a bottom gate-top contact p-type organic thin film transistor was further produced. The hole carrier mobility was 0.167 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 1.3 × 10 6 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。しかしトランジスタ動作を得ることはできず、耐熱性に劣る材料であった。   Furthermore, the electrical properties of the organic thin film transistor after annealing at 130 ° C. for 15 minutes were measured. However, the transistor operation cannot be obtained, and the material is inferior in heat resistance.

比較例2 (6,13−ビス((トリイソプロピルシリル)エチニル)ペンタセン)
6,13−ビス((トリイソプロピルシリル)エチニル)ペンタセン(シグマ−アルドリッチ製)11.8mg及びトルエン(和光純薬工業製ピュアーグレード)0.775gを添加し、50℃で加熱溶解後室温下(25℃)に放冷し、ドロップキャスト有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(6,13−ビス((トリイソプロピルシリル)エチニル)ペンタセンの濃度は1.5重量%)、ドロップキャスト、インクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Comparative Example 2 (6,13-bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) pentacene)
11.8 mg of 6,13-bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) pentacene (manufactured by Sigma-Aldrich) and 0.775 g of toluene (pure grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, and the mixture was heated and dissolved at 50 ° C. at room temperature ( 25 ° C.) to prepare a drop cast organic semiconductor layer forming solution. A compound that is maintained in solution even after 10 hours at 25 ° C. (the concentration of 6,13-bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) pentacene is 1.5% by weight), and is suitable for film formation by drop casting or ink jet. It was confirmed that.

そして、実施例1と同様の方法で、膜厚60nmの6,13−ビス((トリイソプロピルシリル)エチニル)ペンタセンの有機半導体層を作製し、さらにボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。正孔のキャリア移動度は0.0524cm/V・s、電流オン・オフ比は1.2×10であった。 Then, an organic semiconductor layer of 6,13-bis ((triisopropylsilyl) ethynyl) pentacene having a film thickness of 60 nm is manufactured in the same manner as in Example 1, and a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor is formed. Produced. The hole carrier mobility was 0.0524 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 1.2 × 10 5 .

本発明の新規なベンゾジフラン誘導体は、高いキャリア移動度を与えると共に、溶媒への溶解性及びトランジスタ素子の耐熱性に優れることから有機薄膜トランジスタに代表される半導体デバイス材料としての適用が期待できる。   The novel benzodifuran derivative of the present invention can be expected to be applied as a semiconductor device material typified by an organic thin film transistor because it provides high carrier mobility and is excellent in solubility in a solvent and heat resistance of a transistor element.

;有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す図である。; It is a figure which shows the structure by the cross-sectional shape of an organic thin-film transistor.

(A):ボトムゲート−トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(B):ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(C):トップゲート−トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(D):トップゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
1:有機半導体層
2:基板
3:ゲート電極
4:ゲート絶縁層
5:ソース電極
6:ドレイン電極
(A): Bottom gate-top contact organic thin film transistor (B): Bottom gate-bottom contact organic thin film transistor (C): Top gate-top contact organic thin film transistor (D): Top gate-bottom contact organic thin film transistor 1: Organic semiconductor layer 2: Substrate 3: Gate electrode 4: Gate insulating layer 5: Source electrode 6: Drain electrode

Claims (5)

下記一般式(1)で示されることを特徴とするベンゾジフラン誘導体。
Figure 0006252032
(ここで、置換基R及びRは同一又は異なって、水素、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、若しくはシクロオクチル基である炭素数1〜12のアルキル基、2−フリル基、5−フルオロ−2−フリル基、5−メチル−2−フリル基、5−エチル−2−フリル基、5−(n−プロピル)−2−フリル基、5−(n−ブチル)−2−フリル基、5−(n−ペンチル)−2−フリル基、5−(n−ヘキシル)−2−フリル基、5−(n−オクチル)−2−フリル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−フリル基、2−チエニル基、5−フルオロ−2−チエニル基、5−メチル−2−チエニル基、5−エチル−2−チエニル基、5−(n−プロピル)−2−チエニル基、5−(n−ブチル)−2−チエニル基、5−(n−ペンチル)−2−チエニル基、5−(n−ヘキシル)−2−チエニル基、5−(n−オクチル)−2−チエニル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−チエニル基、フェニル基、p−トリル基、p−(n−ヘキシル)フェニル基、p−(n−オクチル)フェニル基、若しくはp−(2−エチルヘキシル)フェニル基である炭素数4〜14のアリール基、炭素数2〜14のアルキニル基、又は炭素数2〜14のアルケニル基を示し、T及びT 硫黄示す。)
A benzodifuran derivative represented by the following general formula (1):
Figure 0006252032
(Wherein the substituents R 1 and R 2 are the same or different and are hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl, n-pentyl, n-hexyl, n- A heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, or cyclooctyl group having 1 to 12 carbon atoms, 2-furyl group 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5- (n-propyl) -2-furyl group, 5- (n-butyl) -2 -Furyl group, 5- (n-pentyl) -2-furyl group, 5- (n-hexyl) -2-furyl group, 5- (n-octyl) -2-furyl group, 5- (2-ethylhexyl) 2-furyl group, 2-thienyl group, 5-fluoro 2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5- (n-propyl) -2-thienyl group, 5- (n-butyl) -2-thienyl group, 5- (n-pentyl) -2-thienyl group, 5- (n-hexyl) -2-thienyl group, 5- (n-octyl) -2-thienyl group, 5- (2-ethylhexyl) -2-thienyl group Aryl group having 4 to 14 carbon atoms, which is a group, phenyl group, p-tolyl group, p- (n-hexyl) phenyl group, p- (n-octyl) phenyl group, or p- (2-ethylhexyl) phenyl group , an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, or indicates an alkenyl group having a carbon number of 2 to 14, T 1 and T 2 represents a sulfur.)
置換基R及びRは同一又は異なって、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数4〜14のアリール基であることを特徴とする請求項1に記載のベンゾジフラン誘導体。 The benzodifuran derivative according to claim 1, wherein the substituents R 1 and R 2 are the same or different and are an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 4 to 14 carbon atoms. 請求項1又は請求項2に記載のベンゾジフラン誘導体及び溶媒を含むことを特徴とする有機半導体層形成用溶液。 A solution for forming an organic semiconductor layer comprising the benzodifuran derivative according to claim 1 or 2 and a solvent. 請求項に記載の有機半導体層形成用溶液により形成されることを特徴とする有機半導体層の製造方法。 It forms with the solution for organic-semiconductor-layer formation of Claim 3 , The manufacturing method of the organic-semiconductor layer characterized by the above-mentioned. 基板上に、ソース電極及びドレイン電極を付設した請求項に記載の有機半導体層とゲート電極とを絶縁層を介して積層したものであることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。 A method for producing an organic thin film transistor, comprising: an organic semiconductor layer according to claim 4 , wherein a source electrode and a drain electrode are provided on a substrate; and the gate electrode is laminated via an insulating layer.
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