JP7188865B2 - 光捕集アレイ - Google Patents

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Description

本出願は、オーストラリア仮特許出願第２０１３９０３２０５号、２０１３年８月２３日登録による優先権を主張し、その全体を参照として援用し、本出願に組み込む。
本発明は、光捕集アレイまたは染料、それらの製造方法、及び例えば、発色材料、導光器、光バイオリアクター、蓄光藻システム、光検出器、太陽光発電デバイス及び発光／蛍光太陽集光器などの、その光捕集アレイまたは染料を含むデバイス及び材料に関する。
光エネルギーは、バイオ燃料原料としてバイオマスを成長させ得る光バイオリアクター、及び発電のための太陽電池材料に取り付けられた発光／蛍光太陽集光器などにおける多様な用途に対応する、再生可能エネルギーの重要な供給源となっている。例えば、太陽放射は、紫外線、可視光及び赤外線領域にわたる、すなわち約１００ｎｍから約１ｍｍの光のスペクトルとして地球に到達する光の形態で発せられる。一般的には、利用可能な光のほんの一部が、集光され有効利用されているだけである。
多様なシステムが、光を捕集し及びより望ましいエネルギー形態に転換するために装置化されている。例えば、植物、植物プランクトン及び藻類などのクロロフィル含有生物における光合成は、太陽光エネルギーの生物学的に意味のあるエネルギーへの変換、例えば触媒作用によるアデノシン二リン酸（ＡＤＰ）のアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）への変換を行う。各クロロフィル含有生物においては、その光合成プロセスは、特定の光の波長に対してより効率的である（図１参照）。その結果、特定の用途においては、そのような生物を、光の最適波長に多量なレベルでさらすことが望ましい場合がある。
蛍光は、一般に一つの蛍光体、すなわち蛍光能力のある発色団により一波長で光を吸収し、及び一般により低いエネルギーの他の波長で発光を起こすので、光を捕集するには有用なプロセスである。このより低いエネルギーへのシフトは、ストークシフトと呼ばれ、及びそのストークシフトの度合いは、その発光体の特性に依存する。このプロセスは、基底状態から励起状態への電子の励起、及びその後の吸収された光子に対して相対的に低められたエネルギーの光子の放射による、励起された電子の内部緩和に関与していると理論的に説明されている。
多くの場合、ストークシフトにかかわらず、物質の吸収極大と蛍光発光極大とは重なり、このことは、その蛍光が媒体を通過して利用または計測され得る出口点まで移動する際のその再吸収損失のために、固相デバイスまたは溶液からの蛍光の捕集効率の減少を引き起こす。たとえ吸収帯と発光帯の重なりがわずかな場合でも、その蛍光が、出口点までの非常に長い経路を伝導すれば、非常に大きな再吸収損失に引き起こし得る。再吸収損失の低減は、一般的には、その系における蛍光濃度を下げることにより達成されるが、それはまた捕集する光量の比例的な減少にも繋がる。これを回避するために利用されてきた１つの物理的な現象は、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）である。この用語は、無放射（非光子及び非電子）エネルギー移動が可能なほど互いに接近した位置（通常は、１０－９メーター未満）に持ち込まれた、２つ以上の異なる蛍光染料分子間のプロセスを表す。この移動は、「供与体（ドナー）」と呼ばれる、より高いエネルギー吸収及び発光帯を持つ蛍光染料分子から、「受容体（アクセプター）」と呼ばれる、より低いエネルギー吸収帯を持つ発色団への流れであり、ここでそのアクセプターは、そのドナーの発光エネルギーレベルの領域内にある吸収帯を有する。そのアクセプターが蛍光染料分子であっても良く、その場合、そのアクセプター自身の吸収によりすでに発光している蛍光に加えて、ＦＲＥＴを介して、そのドナーから移動されたエネルギーが、そのアクセプターにより蛍光発光して現れる。ＦＲＥＴの寄与によるアクセプターの蛍光の波長は一般に、そのアクセプターにより通常発光する蛍光と同じである。このように、捕集された総光量及び達成された総蛍光量は、そのドナーからのＦＲＥＴを介したエネルギー移動により増加し、及びその再吸収損失は、その系における総アクセプター濃度は同じままなので、増加しないであろう。
エネルギー移動の他のプロセスは、アップコンバージョンとして知られる、三重項－三重項消滅であり、ここでは、エネルギーは、ドナーとアクセプターが近隣に位置する場合、低いエネルギーのドナーから高いエネルギーのアクセプターに移動する。そのようなプロセスにおいては、２つのドナー分子において、２つの光子がアクセプターに移動する２つの三重項状態を生み出し、そのアクセプターで、２つの光子が、１つの高エネルギーの一重項状態を形成するように組み合わされる（三重項状態の消滅）。高エネルギーの励起状態にあるそのアクセプターは、その光子が、本来そのドナーに吸収されるより高いエネルギーの光子を発光させて、基底状態に戻るように緩和を受ける。
エネルギー移動のさらに他のプロセスは、電荷移動により行われる。ドナーに吸収されたエネルギーは、「正孔」と呼ばれる正の電荷、負の電荷、または電子を、アクセプターに短い経路（通常＞１０ｎｍ）で移動させる。アクセプターはさらに、低い電子電位の他の電荷を移動させ、またはそのアクセプター分子の性質に応じた発光で、光子を放射する。そのような近接して配置された発色団間の電荷移動の１つの例は、デクスター電子移動である。このタイプの移動は、２つの発色団の波動関数が、電子が１つからその他へ移動できるほど十分に重なり合う場合、通常は、その発色団間の距離が、２ｎｍ未満である場合に、可能である。
本発明は、複数のスペクトル領域からの光エネルギーを吸収し及びその吸収した光エネルギーを、望ましい形態の発光、例えば、その吸収した光エネルギーに対して相対的に低いエネルギーの狭い波長域での蛍光発光に変換する光捕集アレイに関する。本発明はまた、当該光捕集アレイに対応したサブユニットとして及びそれら自身で光捕集アレイとして機能するオリゴマーユニットに関する。本発明はさらに、当該光捕集アレイ及びオリゴマーユニットの生産方法に関する。本発明はさらにまた、当該光捕集アレイを含む発色材料及びそのような光捕集材料を含むデバイスに関する。１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、既存の商業的に入手可能な単量体色素に対して、相対的に高い量子収率及び高い光安定性を示す。例えば、当該光捕集アレイは、９０％を超える量子収率を示すであろう。さらに、当該光捕集アレイは、５年の期間を超えて直接太陽光に暴露した後でも、その初期蛍光の少なくとも６０％を維持しているであろう。
第１の態様において、ドナーに連結されたアクセプターを含む光捕集アレイを提供し、ここでそのアクセプターまたはドナーの少なくとも１つが、リンカー基を介して任意置換の第２リレンに連結された（すなわち、化学的に結合された）、任意置換の第１リレンを含むオリゴマーユニットであり、その任意置換の第１リレンは、そのアクセプターまたはドナーに連結しており及びその任意置換の第２リレンは、その任意置換の第１リレン、アクセプターまたはドナーの少なくとも１つにエネルギーを移動することができる。
第２の態様において、式Ｘの化合物を提供し、
Figure 0007188865000001
 ここで、
Ｒｙ０は、任意置換のアクセプターリレンまたは任意置換のドナーレレンであり、
Ｒｙ１は、任意置換の第１リレンであり、
Ｒｙ２は、Ｒｙ０、Ｒｙ１またはその両方にエネルギーを移動できる任意置換の第２リレンであり、
Ｌ１は、不在であるかまたはリンカー基であり、
Ｌ２は、リンカー基であり、
ｑは、１から１０の整数であり、及び
ｐは、１から２０の整数である。
第３の態様において、１つ以上のドナーに連結された（すなわち、化学的に結合された）アクセプターを含む光捕集アレイを提供し、ここで、そのアクセプターは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺リレンに連結された、任意置換のリレンコアーを含むオリゴマーユニットである。好ましくは、１つ以上の任意置換の周辺リレンは、その任意置換のリレンコアーにエネルギーを移動できる。
第４の態様において、１つ以上のドナーに連結された（すなわち、化学的に結合された）アクセプターを含む光捕集アレイを提供し、ここで、少なくとも１つのドナーが、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結された、任意置換のドナーリレンコアーを含むオリゴマーユニットである。
第５の態様において、式Ｉの化合物を提供し、
Figure 0007188865000002
 ここで、
Ａは、アクセプターであり、
ｎは、１から１０の整数であり、
Ｄは、任意置換のドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットであり、及び
Ｌは、不在であるかまたはリンカー基である。
第６の態様において、リンカー基を介して、２つ以上の任意置換の周辺ドナーペリレンに連結された、任意置換のペリレンコアーを含むオリゴマーユニットを提供する。このオリゴマーユニットは、ドナー、アクセプターまたはその両方であって良い。
一実施形態において、当該オリゴマーユニットは、式ＩＩの化合物であって良く、
Figure 0007188865000003
 ここで、
Ｄ１Ａは、任意置換のペリレンコアーであり、
Ｄ２Ａは、任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌは、リンカー基であり、及び
ｐは、２から１０の整数である。
第７の態様において、１つのアクセプターと１つ以上のドナーとのカップリングを含む、光捕集アレイの調合法を提供する。
第８の態様において、任意置換のペリレンコアーと２つ以上の任意置換の周辺ドナーペリレンとのカップリングを含む、オリゴマーユニットの調合法を提供する。
第９の態様において、第１態様の光捕集アレイまたは第２から第５態様の化合物を含む発色材料を提供する。
第１０の態様において、上述の発色材料を含むデバイスを提供する。当該デバイスは、導光器、光バイオリアクター、蓄光藻システム、発光／蛍光太陽集光器、光検出器及び太陽光発電デバイスから成る群から選ばれて良い。
第１１の態様において、第１態様の当該光捕集アレイの使用または発光染料としての第２から第５態様の化合物の使用を提供する。
図面は、いくつかの実施例の様態、又はそれらの操作の原理を例示する。図面は例として挙られるものであり、以下に記載される実施例の趣旨を限定することを意図しない。
図１は、クロロフィルａ、クロロフィルｂ、及びカロテノイドの吸収スペクトル（上）と、関連する光合成作用のスペクトル（下）である。 図２は、ドナーの蛍光スペクトルとアクセプターの吸収の重複領域からのエネルギー移動効率を示すグラフである。 図３は、ジエステルペリレンモノイミド及びテトラフェノキシジイミドに対するドナーの蛍光とアクセプターの吸収の重複領域を示すスペクトルである。 図４は、多様なアレイに対して同じ方法で、各追加のオリゴマーユニットに伴って低下していくエネルギー移動効率のグラフである。 図５は、任意置換の２連結ペリレンの基本的レベルモデリング（ＵＦＦ）の描写である。 図６は、３量体１０及びその構成成分ドナー及びアクセプターの吸収形状を比較したＵＶ－ｖｉｓスペクトルである。 図７は、３量体１０及びその構成成分ドナー及びアクセプターの蛍光発光スペクトルである。 図８は、第１、第３または第４態様の光捕集アレイを含む発色材料または第２または第５態様の化合物を組み込んで良い、発光太陽集光器（ＬＳＣ）の概略図である。 図９は、化合物１－３に対して同じ軸上に示されるＵＶ－可視光吸収スペクトル及び蛍光発光スペクトルである。
１つの態様において、当該光捕集アレイは、ドナーに連結されたアクセプターを含む。 そのドナーまたはアクゼプターの少なくとも１つは、オリゴマーユニットである。そのオリゴマーユニットは、リンカー基を介して任意置換の第２リレンに連結された、任意置換の第１リレンを含む。そのオリゴマーユニットの任意置換の第１リレンは、随意でリンカー基を介して、アクセプターまたはドナーに連結される。その任意置換の第２リレンは、任意置換の第１リレン、アクセプターまたはドナーの少なくとも１つにエネルギーを移動できる。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、オリゴマーユニットである。好ましくは、当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺リレンに連結された、任意置換のリレンコアーを含む。
１つの実施形態において、１つ以上のドナーの少なくとも１つは、当該オリゴマーユニットである。好ましくは、当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結された、任意置換のドナーリレンコアーを含む。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、オリゴマーユニットであり及び当該ドナーは、さらにオリゴマーユニットである。すなわち、この実施形態において、当該アクセプター及びドナーは、互いにオリゴマーユニットである。
１つの態様において、当該光捕集アレイは、１つ以上のドナーに連結されたアクセプターを含む。当該アクセプターは、オリゴマーユニットである。当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺リレンに連結された、任意置換のリレンコアーを含む。
好ましくは、この態様において、当該１つ以上の任意置換の周辺リレンは、当該任意置換のリレンコアーにエネルギーを移動できる。好ましくは、当該ドナーは、本明細書に記述される任意のドナーである。１つの実施形態において、当該ドナーは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結された、任意置換のドナーリレンコアーを含むオリゴマーユニットである。
１つの態様において、当該光捕集アレイは、１つ以上のドナーに連結されたアクセプターを含む。これらドナーの少なくとも１つは、オリゴマーユニットである。当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結された、任意置換のドナーリレンコアーを含む。換言すれば、当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して任意置換の第２リレンに連結された、任意置換の第１リレンを含む。
１つの実施形態において、当該任意置換の第１リレンは、当該任意置換の第２リレンとは異なる分光学的特徴を有する。例えば、当該任意置換の第１リレンは、ＵＶ－可視光（ＵＶ－ｖｉｓ）スペクトルによる測定において第１吸収極大を与え、及び当該任意置換の第２リレンは、ＵＶ－可視光スペクトルによる測定において第２吸収極大を与えて良く、ここで、その第１及び第２吸収極大は、異なる波長において現れる。一般的に、第１及び第２任意置換リレンは、異なる構造を有する。
１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、１つ以上のドナーに連結されたアクセプターを含み、ここで当該ドナーの少なくとも１つは、リンカー基を介して任意置換の第２リレンに連結された、任意置換の第１リレンを含むオリゴマーユニットであり、ここで当該任意置換の第１リレンは、当該アクセプターに吸収エネルギーを与えることができ及び当該任意置換の第２リレンは、当該任意置換の第１リレン、当該アクセプターまたはその両方に吸収エネルギーを移動できる。
ペリレンなどのリレンは、その望ましい光物理的特徴のために、有利に採用される。例えば、ペリレンは、高い量子収率を有し、極めて光安定性が高く及び吸収と発光の広い領域を有する。さらに、置換されたリレンの光物理的特徴は、そのリレンに結合した置換基の性質、タイプ及び種類に影響される。例えば、任意置換のペリレンにおいて、「ベイ位（ｂａｙ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」として知られる、１、６、７及び／または１２位におけるパラ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ置換基の組み入れは、通常は、そのペリレンの吸収極大を、パラ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ置換基を持たない相応する等価のペリレンと比較して、より低いエネルギーへシフトする。一方で、任意置換ペリレンのベイ位におけるフェニル置換基の組み入れは、そのペリレンの吸収極大を、フェニル置換基を持たない相応する等価のペリレンと比較して、より高いエネルギーへシフトする。
１つの実施形態において、当該ドナーは、当該アクセプターに吸収エネルギーを移動でき及び当該アクセプターは、その移動されたエネルギーを光として発光することができる。他の実施形態において、任意置換の各周辺リレンは、当該アクセプター、当該任意置換のリレンコアーまたはその両方に、エネルギーを移動できる。
１つの実施形態において、当該ドナーは、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）を介して、当該アクセプターに吸収エネルギーを移動する。当該オリゴマーユニットは、任意置換のドナーリレンコアー及び高いエネルギーの吸収極大を有する、すなわち、当該アクセプターの吸収極大より短い波長の１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含んで良い。１つの実施形態において、当該ドナーの蛍光発光極大は、当該アクセプターの吸収極大と重なり合う。この実施形態において、周辺及びコアーのドナーリレンは、ＦＲＥＴを介して、当該アクセプターに吸収エネルギーを移動して良い。
ＦＲＥＴプロセスの効率は、ドナーとアクセプターのペアー（またはＦＲＥＴペアー）に対して数学的に近似されて良い。置換されたペリレンのＦＲＥＴペアーに対するこの近似は、ＦＲＥＴ効率が、ドナーとアクセプターペアー間の距離の６乗に反比例することを与える（図２）。図２に示すように、フェルスター半径の６０％により分割されたＦＲＥＴペアーは、９５％のエネルギー移動効率に対応する。その距離を７０％に増加しただけで、ＦＲＥＴ効率は８９％に減少する。しかしながら、この距離を超えれば、ＦＲＥＴ効率は急激に低下する。それゆえ、当該光捕集アレイ内での、当該ドナーとアクセプターの空間的な位置は、その全体の効率に影響する。
当該アクセプターのフェルスター半径内に配向されたドナーリレンの数を増やすために、当該ドナーの少なくとも１つは、オリゴマーユニット、例えば、リンカー基を介して１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結される、任意置換のドナーリレンコアーを含むオリゴマーユニットである。
本発明者らは、線形ペリレンアレイの基本レベルモデリング（ＵＦＦ）を実施した（実施例１）。このモデルは、アクセプターのフェルスター半径内に配置された蛍光染料分子の数を増やすことは、その線形アレイの予測効率を増加させることを明らかにした。このモデルはまた、そのＦＲＥＴ効率が、オリゴマーユニットの追加生成により低下することを明らかにした。このモデルは、オリゴマードナーを含む第１世代アレイと比較した、単量体リレンドナーを含む第１世代アレイの効率増加は、例えば、対応する単量体ドナーを含む第２及び第３世代アレイ間の効率増加より大きいことを示唆する（図４）。第３世代単量体アレイは、第１世代オリゴマーアレイと同じドナー数を含む。さらに、この効率低下は、当該アクセプターのフェルスター半径内のドナー（または蛍光染料分子）の局在化密度の増加が、さらなる効率の増加をもたらすであろうことを示唆する。
さらに、好ましくは、ＦＲＥＴドナーの蛍光発光極大の大部分が、ＦＲＥＴアクセプターの吸収極大の少なくとも１つと重複する、すなわち、重複するほど、ＦＲＥＴ効率が上がる。さらに、好ましくはＦＲＥＴの方が、励起状態にあるドナーが、例えば、一重項から三重項への緩和を受けて熱またはリン光を生み出す場合がある別のエネルギー緩和経路より、より早い時間スケールで起きることである。加えて、ＦＲＥＴペアー（ドナー及びアクセプター）により生み出される蛍光を最大化するためには、そのアクセプターが、光捕集アレイの一部として測定されまたは単量体（すなわち、１つ以上のドナーに連結されていない）として測定される吸収光子に比べ、相対的に高い蛍光光子の量子収率を有して良い。吸収極大と発光極大の不十分な重なりは、部分的なＦＲＥＴをもたらし、通常は、ドナーの蛍光として発光したドナーによるいくらかのエネルギー吸収をもたらし、及びそのような非力なＦＲＥＴアクセプター及びドナーのペアーを含む光捕集アレイは、大きな再吸収損失を被ることになるであろう。このプロセスは時々、「漏れ」ＦＲＥＴと呼ばれる。さらに、ＦＲＥＴ系にたいして光子が「漏れる」ように作用する非－ＦＲＥＴプロセスはまた、最小化されるのが好ましい。ドナー及びまたはアクセプターの吸収／発光の形状を「調整」する能力は、そのＦＲＥＴ効率を向上させることになるドナー発光極大とアクセプター吸収極大の重複を増加させるであろう。有利なことに、上述のように、任意置換リレンの吸収／発光形状は、ＦＲＥＴ効率を増加するようにＦＲＥＴペアーの吸収／発光形状を一致させるために、調整され得る。いくつかの実施形態において、当該エネルギー移動の効率は、少なくとも８０％である。１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンからのエネルギー移動の効率は、少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９８％、９９％、９９．５％、９９．８％、９９．９％または９９．９８％である。さらに、一任意置換のドナーリレンコアーからのエネルギー移動の効率は、少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９８％、９９％、９９．５％、９９．８％、９９．９％または９９．９８％である。好ましくは、当該オリゴマーユニットから当該アクセプターへの総エネルギー移動の効率は、少なくとも６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９８％、９９％、９９．５％、９９．８％、９９．９％または９９．９８％である。この効率は、当該アレイに吸収された光子の総数に対する当該アクセプターにより生み出された光子の総数を測定する「アクセプター量子効率」（ＡＱＥ）として説明されて良い。ＡＱＥは、「漏れている」ドナー発色団及びそのアクセプターにより直接生み出される蛍光の両方を、当該アレイにより吸収される光子数に対して相対的に数える、分子の総量子効率または「量子効率」（ＱＥ）とは区別される。これらはまた、光源（通常は太陽）から当該光捕集アレイの溶液または分散液に、溶液または固相媒体中に存在する光子の総数に対して相対的な総アクセプター蛍光の測定値である「外部量子効率」（ＥＱＥ）とは区別される。吸収極大／発光極大の不十分な重複がある「漏れ」アレイにおいては、たとえＱＥが高くとも、ＡＱＥは低いであろう。調整された系においては、アクセプターへのより完全な吸収エネルギーの移動があり、相対的により高いＡＱＥを導くであろう。多数のドナーのタイプを有し、光源の産出スペクトルに良好に重複している総吸収スペクトルを有する調整された系においては、そのＥＱＥは、高いであろう。
当該ＦＲＥＴアクセプターが蛍光染料分子の場合、ＦＲＥＴを介したその蛍光発光は通常、直接、光を吸収した後にそのアクセプターが普通に発光する波長と同じであり、及びそのＦＲＥＴドナーにおける吸収極大に比べて、一般により低いエネルギーである。その結果、その放射光は、そのドナーの吸収帯から効果的に「分離され」ている。光捕集アレイに対して、上述のように、ドナーにより吸収された光子とアクセプターにより発光された光子の波長の違いは、通常単量体タイプの系により達成できるものより大きい。有利なことに、吸収と蛍光の分離は、相対的に再吸収損失の減少及び光捕集効率の増加をもたらすであろう。
アクセプター
当該アクセプターは、１つ以上のドナーからエネルギーを受け入れることができる。このエネルギー移動は、例えば、ＦＲＥＴ、三重項－三重項消滅を介したアップコンバージョン、及びデクスター電荷移動などの電荷移動を含む、任意の適切なプロセスにより行われて良い。当該アクセプターはまた、発光、電荷移動またはそのエネルギーが利用される任意のその他のメカニズムによる緩和を介して基底状態に戻るであろう移動されたエネルギーを受け取る結果、励起状態を達成できねばならない。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、任意置換のリレン、任意置換のポルフィリン、任意置換のベンゾコロネン及び２つ以上の任意置換のリレンを含むオリゴマーユニットから成る群から選ばれる。
アクセプターのタイプは、当該光捕集アレイにより放射されるエネルギーの形態を決定づけることは理解されよう。例えば、当該アクセプターが、任意置換のポルフィリンの場合、当該光捕集アレイは、例えば、三ヨウ化物などの酸化還元メディエーターを使用した、ポルフィリン内で錯体化した金属の酸化還元サイクル、またはポルフィリン環それ自身の酸化還元サイクルによる電荷の形態で捕集した光エネルギーを放射するであろう。
当該アクセプターが、任意置換のリレンまたは２つ以上の任意置換のリレンを含むオリゴマーユニットである実施形態の場合、当該光捕集アレイは、光子を放射するであろう。これらの光子は、紫外線（ＵＶ）、可視光または近赤外（ＩＲ）領域の光スペクトル内の波長の光子であろう。
当該任意置換リレンは、任意置換のペリレン、任意置換のテリレン及び任意置換のクオーターリレンから成る群から選ばれて良い。当該リレンモイエティーの光物理学的特徴は、そのサイズ、すなわち構成成分ナフチリンユニットの数により変動する。例えば、相応して官能化されたテリレン及びペリレンに対しては、テリレンは一般的に、ペリレンの吸収極大より低いエネルギーの吸収極大（長い波長）を有する。ＦＲＥＴを促進するためには、選択されたアクセプターのリレンは、１つ以上のドナーの蛍光発光極大と少なくとも部分的に重複する吸収極大を有する必要があることは理解されよう。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、約５５０ｎｍから約８００ｎｍの、好ましくは約５５０ｎｍから約７００ｎｍの、約５７５ｎｍから約６７５ｎｍの、または約７００ｎｍから約８００ｎｍの波長の光子を放射する。
他の実施形態において、当該アクセプターは、ＵＶスペクトル領域の波長の光子を放射する。いくつかの実施形態において、当該アクセプターは、約４５０ｎｍ未満の波長の光子を放射する。このような実施形態は、当該放射光が、可視光領域内ではないため、好都合である。
他の実施形態において、当該アクセプターは、近赤外（ＮＩＲ）スペクトル領域の波長の光子を放射する。いくつかの実施形態において、当該アクセプターは、約７００ｎｍを超えて大きい、好ましくは約７００ｎｍから約１２００ｎｍの、さらに好ましくは約７５０ｎｍから約８５０ｎｍの、または約８５０ｎｍから約１２００ｎｍの波長の光子を放射する。このような実施形態は、当該放射光が、可視光領域内ではないため、好都合である。好ましくは、例えば、Ｓｉ、Ｇａ、ＩｎまたはＰなどの太陽電池に使用される材料のエネルギー帯のギャップに一致する波長の光子を放射する。
有利なことに、可視光領域外に光を放射する光捕集アレイの実施形態は、溶液中または材料、例えば、以下に記述する発色材料中に組み込まれると、透明であろう。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、２つ以上の任意置換リレンを含むオリゴマーユニットである。２つ以上の任意置換のリレンの１つだけが、アクセプターリレンであれば良く、その他の任意置換リレンは、そのアクセプターリレンに対するドナーであって良い。好ましくは、当該オリゴマーユニットは、任意置換のアクセプターリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺リレンを含む。各任意置換の周辺リレンは、任意置換のドナーペリレンであって良い。当該任意置換のアクセプターリレンコアーは、任意置換のアクセプターペリレンであって良い。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、任意置換のペリレンまたは２つ以上の任意置換のペリレンを含むオリゴマーユニットである。上述のように、ペリレンは光安定性があり、高量子収率を有し及び多様な吸収及び発光形状を可能にする。そのうえ、ペリレンは、その他のリレンと比較して大気安定及び熱安定に優れ、このことは、ペリレン含有材料及びデバイスの寿命及び堅牢性と共に、その調合しやすさ及び使いやすさに貢献している。例えば、ペリレンは、大気安定であり及び２００℃を超える温度で熱安定である。この任意置換のアクセプターペリレンは、その吸収極大をより低いエネルギーにシフトする１つ以上のベイ位置換基を含んで良い。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、任意置換のテリレンである。任意置換のテリレンは、置換基に応じて、約６５０ｎｍから約７５０ｎｍの波長の光を有利に放射する。そのうえ、ペリレンに対して相対的に大きな分子サイズのテリレンは、フェルスター半径内により多数のドナーを連結する高い潜在性を与え、したがって光捕集効率を増加させる。
ドナー
当該光捕集アレイは、１つ以上のドナーに連結されたアクセプターを含む。当該ドナーは、光エネルギーを吸収でき及び少なくとも当該アクセプターにそのエネルギーの一部を与える任意のモイエティーまたは分子である。適切なドナーは、任意置換リレン（任意置換ペリレンなど）、任意置換ナフチリン（任意置換ナフチリンイミドなど）、任意置換テトラピロール（任意置換ポルフィリン、任意置換ポルフィラジン及び任意置換フタリシアニンなど）、任意置換ベンゾピロン（任意置換クマリンなど）、任意置換キサンテン誘導体（任意置換フルオレセン及び任意置換ローダミンなど）、任意置換シアニン誘導体（任意置換シアニン、任意置換インドカルボシアニンなど）、任意置換オキサジアゾール誘導体（任意置換ピリジルオキサジアゾール、任意置換ニトロベンゾオキサジアゾール及び任意置換ベンゾオキサジアゾールなど）、任意置換ピレン及びそれらの誘導体、任意置換オキサジン誘導体（ナイルレッド、ナイルブルー及びクレシルバイオレットなど）、任意置換アクリジン誘導体（任意置換プロフラビン、任意置換アクリジンオレンジ及び任意置換アクリジンイエローなど）、任意置換芳香族炭化水素（任意置換テルフェニル及び任意置換クオーターフェニルなど）、任意置換チオフェン及び任意置換ポリチオフェン（任意置換ベンゾチオフェン及び任意置換ジベンゾチオフェンなど）、またはそれらの組み合わせを含む。好ましくは、当該ドナーは、ＦＲＥＴを介して、当該アクセプターに吸収した光エネルギーを移動する。このＦＲＥＴ移動は、直接的に行われるか、または最初に中間アクセプターとして作用し得る（今度は、上述のアクセプターにドナーとして作用する）より低いエネルギー吸収帯を有する他のドナーとの第１のＦＲＥＴが行われるかのどちらかで良い。そのような中間アクセプターは次いで、その最終アクセプターに対してＦＲＥＴドナーとして作用する。任意のドナーは、そのフェルスター半径内の別のドナーより低いエネルギーの吸収帯を保有する限り、中間アクセプターとして作用する。
当該光捕集アレイのドナーの少なくとも１つは、オリゴマーユニットである。例えば、任意置換のリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。換言すれば、任意置換の中間アクセプターリレン及び少なくとも１つの任意置換ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。好ましくは、当該任意置換ドナーリレンは、当該任意置換の中間アクセプターリレン、当該アクセプター、またはその両方に、吸収エネルギーを移動できる。上述のように、当該オリゴマーユニットは、当該アクセプターのフェルスター半径内のドナーリレンの密度を増加させ、そのＦＲＥＴ効率を増加させる。当該アクセプターのフェルスター半径内の、当該アレイにおける任意置換の中間アクセプターリレンを含むことにより、１つ以上の任意置換のドナーリレンンにより吸収されるエネルギーは、より大きなＦＲＥＴ効率を伴って当該アクセプターに移動されるであろう。そのうえ、当該任意置換のコアー及び周辺のドナーリレンは、異なる吸収形状を有するので、より広い幅の光のスペクトル帯が集積され及びそのためより大きなエネルギー量が捕集され及び当該アクセプターへ移動されることが可能になる。
上述のように、リレンの光物理的特徴は、ドナーとしてのそれらの利用を可能にする。異なるドナーリレンの選択、すなわち、異なるサイズ及び／または任意置換のリレンからの選択は、多様な吸収形状を有するドナー及び／またはアクセプターの光捕集アレイへの取り込みのための手がかりを提供するであろう。多様な吸収形状のリレンを選択できることは、当該アレイの「調整」を可能にする。例えば、任意置換のドナーリレンコアーは、蛍光発光極大がそのアクセプターの吸収極大と重複するように選択されるであろうし、及び周辺ドナーリレンは、蛍光発光極大がそのコアードナーペリレンの吸収極大と重複するように選択されるであろう。この例において、当該周辺ドナーリレンの吸収極大は、当該コアードナーリレンの吸収極大に比べてより高いエネルギーであろうし、同様に当該アクセプターの吸収極大に比べてより高いエネルギーである。この方法においては、その周辺ドナーリレン、コアードナーリレン及びアクセプターの各々により、光が異なるスペクトル領域に吸収されるので、当該オリゴマーユニットにより捕集されたスペクトル帯の幅は増加するであろう。そのうえ、吸収からの蛍光発光の波長の分離は、再吸収損失を減らすであろう。
当該リレンコアー周囲の置換は、そのリレンの吸収及び発光形状に影響する。置換基は、立体的または電子的効果を通してその吸収及び発光形状に影響を与えるであろう。例えば、理論により限定されることを望まないが、リレンコアーのベイ位での立体的にかさ高い置換基による置換は、そのリレンコアーにねじれを生じさせ、その軌道のエネルギーレベルに変化をもたらし及びそれゆえに光子の吸収及び発光にとって可能な遷移に変化をもたらす。さらに、及びまた理論により限定されることを望まないが、リレンコアーの末端位の置換、例えばイミド末端基は、任意置換のリレンに対応する吸収及び発光形状に影響を与えるであろう。例えば、ペリレンジイミド（すなわち、４つのリレンの全ての末端位が環式イミド基で置換されたペリレン）に対応する吸収及び発光形状は、ペリレンテトラエチルエステル（すなわち、各々のリレン末端位がエチルエステル基で置換されたペリレン）に対応する吸収及び発光形状と異なる。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、そのベイ位を４つの置換基で任意置換されたアクセプターリレンを含み、その任意置換のドナーリレンコアーは、そのベイ位に２つの置換基を含み、及び各任意置換の周辺ドナーリレンは、ベイ位における置換基を含まない。好ましくは、その任意置換のアクセプターリレン、任意置換のドナーリレンコアー及び任意置換の周辺ドナーリレンは、任意置換のペリレンである。好ましくは、当該ベイ位置換基は、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換アリールチオ、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換アリール、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換Ｃ２－６アルケニロキシ、任意置換Ｃ２－６アルキニロキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキロキシ、任意置換Ｃ１－６アルキルアミノ、任意置換Ｃ２－６アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－６アルキニルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ１－６アルキルチオール、任意置換Ｃ２－６アルケニルチオール、任意置換Ｃ２－６アルキニルチオール、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオール、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから成る群から選ばれる。１つの実施形態において、当該ベイ位置換基は、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換Ｃ２－６アルケニロキシ、任意置換Ｃ２－６アルキニロキシ及び任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシから成る群から選ばれる。他の実施形態において、当該ベイ位置換基は、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換アリール、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロアリールオキシ、任意置換アミノヘテロアリールオキシ、任意置換カルボキシルヘテロアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロアリールオキシ及び任意置換アミドヘテロアリールオキシから成る群基から選ばれる。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、４つ全ての末端位での（好ましくは近隣のリレンの末端位、例えばペリレンコアーの第３及び４位にまたがる２つの任意置換環式イミドでの）イミド置換を有する任意置換アクセプターリレンを含み、及び当該オリゴマーユニットは、４つ全ての末端位での（好ましくは近隣のリレンの末端位にまたがる１つの任意置換環式イミドでの）イミド置換をまた含む任意置換ドナーリレンコアー、及び１セットの末端位のイミド置換（好ましくは任意置換環式イミド）及びその他の２つの末端位でのジエステル置換を含む各任意置換周辺ドナーリレンを含む。他の実施形態において、当該アクセプターは、４つ全ての末端位での（好ましくは隣接する末端位にまたがる任意置換環式イミドでの）イミド置換を有する任意置換アクセプターリレンを含み、及び当該オリゴマーユニットは、１対の末端位のイミド置換（好ましくは任意置換環式イミド）及びその他の２つの末端位でのジエステル置換を含む任意置換周辺ドナーリレンコアー、及び１セットの末端位のイミド置換（好ましくは任意置換環式イミド）及びその他の２つの末端位でのジエステル置換を含む各任意置換周辺ドナーリレンを含む。好ましくは、当該任意置換アクセプターリレン、任意置換ドナーリレンコアー及び任意置換周辺ドナーリレンは、任意置換ペリレンである。好ましくは、当該末端位の置換基は、任意置換エステル、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換イミド、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換ケトン、ハロ、オキソ、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、及び任意置換スルホンアミドから成る群から選ばれ、または２つの近隣リレンの末端基（例えば、ペリレンコアーの第３及び４位）は、任意置換環式イミド、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルまたは環式無水物を共に形成して良い。
１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、２つ以上のドナーを含み、ここでそのドナーの少なくとも２つは、オリゴマーユニットである。他の実施形態において、少なくとも３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれ以上のドナーは、各々、例えば任意置換リレンコアー及び少なくとも１つの任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
他の実施形態において、各オリゴマーユニットは、リンカー基を介して２つ以上の任意置換周辺ドナーリレンに連結された、任意置換ドナーリレンコアーを含む。周辺リレンの数が多いほど、そのアクセプター周囲の周辺リレンの密度は高まる。そのため、当該オリゴマーユニット内に、３、４、５、６及びそれ以上の周辺ドナーリレンを与えることは有利である。リレンの相対的に高い光退色の閾値のため、多数の任意置換周辺ドナーリレンは、単一ＦＲＥＴパートナー、例えば、任意置換リレンコアーまたは任意置換リレンアクセプターに、重大な光退色なしに、エネルギーを移動できる。そのため、いくつかの実施形態において、各オリゴマーユニットに含まれる周辺ドナーリレンの最大数は、立体的な制約のみによって制限される。
少なくとも１つのオリゴマーユニットの当該光捕集アレイへの含有は、単量体ドナーのみを含む相応するアレイと比較して、当該アクセプター周辺のドナーの局在密度を増加させる。アクセプター及び任意置換ドナーリレンコアー及び任意置換周辺ドナーリレンを含む１つのオリゴマーユニットを含む光捕集アレイの場合、そのアクセプターに対する任意置換ドナーリレンの比率が２対１である、ことは理解されよう。その他の実施形態において、当該アクセプターに対する任意置換ドナーリレンの比率は、３対１、４対１、５対１、６対１、７対１、８対１、９対１、１０対１、１１対１、１２対１、１３対１、１４対１、１５対１、１６対１、１７対１、１８対１、１９対１、２０対１、２１対１、２２対１、２３対１、２４対１、２５対１、２６対１、２７対１、２８対１、２９対１、３０対１、またはより高い比率であって良い。
本明細書で使用する用語「コアー」及び「周辺」は、当該オリゴマーユニットに対して及び互いに相対的な関係である。すなわち、当該任意置換ドナーリレンコアー及び当該任意置換周辺ドナーリレンは、当該オリゴマーユニット内に含まれており、当該コアーのドナーリレンは、空間的に当該オリゴマーユニットの中央になくても良い。例えば、１つの任意置換ドナーリレンコアー及び１つの任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットの場合、その任意置換ドナーリレンコアーは、そのオリゴマーユニットの中央に位置しないであろう。しかしながら、１つを超えた任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットの場合、それらの全てが、当該任意置換ドナーリレンコアーに連結されている。当該任意置換ドナーリレンコアー及び各任意置換周辺ドナーリレンの吸収及び発光形状は、同一ではないことを理解されよう。したがって、当該オリゴマーユニットは通常、そのオリゴマーユニットから分離され、紫外可視分光法で測定された場合、異なる吸収及び発光形状を持つ２つ以上の任意置換リレンを含む。好ましくは、２つ以上のリレンの少なくとも１つリレンの発光帯は、２つ以上のリレン別のリレンの吸収帯と重複する。いくつかの実施形態において、各オリゴマーユニットには、１つを超えたタイプの任意置換周辺ドナーリレンがあるであろう。その他のドナーペリレンを含む、その他のドナーも、任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンに加えて、一オリゴマーユニットに組み込まれて良いことは理解されよう。
当該任意置換ドナーリレンコアーまたは当該任意置換周辺ドナーリレンのどちらかは、当該アクセプターに連結されて良い。その結果、１つの実施形態において、当該任意置換リレンコアーは、当該アクセプターに連結される。他の実施形態において、任意置換周辺ドナーリレンは、当該アクセプターに連結される。当該アレイが、２つ以上のオリゴマーユニットを含む実施形態において、当該任意置換周辺ドナーリレンコアーは、当該オリゴマーユニットの１つに対応したアクセプターに連結されて良く、ここで別のオリゴマーユニットの任意置換周辺ドナーリレンは、そのアクセプターに連結されて良い。
１つの実施形態において、当該任意置換リレンドナーコアーの全ての双極子は、ＦＲＥＴが可能になる当該アクセプターへの角度で、空間的に配向される。好ましくは、当該任意置換周辺ドナーリレンの全ての双極子は、より低いエネルギー吸収のその他のドナーの少なくとも１つに、またはＦＲＥＴが可能になるアクセプターに、配向される。他の実施形態において、直交する任意置換ドナーリレンコアーは、双極子の同一平面配置を必要としないアクセプターに、通常は非常に短い発色距離、例えば２ｎｍ未満の距離で、ＦＲＥＴが起きるのを可能にする、四重極カップリングなどのカップリングを示す。
当該任意置換ドナーリレンは、任意置換のペリレンであって良い。上述のように、ペリレンは、高い量子収率を有し、光安定性に優れ及び吸収と発光の広い領域を有する。１つの実施形態において、当該任意置換ドナーリレンコアーは、任意置換のドナーペリレンコアーである。他の実施形態において、各任意置換周辺ドナーリレンは、任意置換の周辺ドナーペリレンである。
リンカー
リンカー基は、連結された化学種、例えば、当該オリゴマーユニットのアクセプター及びドナーまたは周辺ペリレンドナー及びペリレンコアーの間を拡張する連結モエイエティーである。化学種間の連結は、例えば、共有結合、静電気結合、水素結合、金属－金属、金属－配位子などの任意のタイプの化学結合であって良い。好ましくは、当該化学種は、共有結合により連結される。
例えば、式ＩＢからＩＨ、Ｘ、Ｘ′、ＸＩ及びＸＩＩの化合物及び式ＩＩＡからＴのオリゴマーユニットにおいて、そのリンカー基は、発色団と他の化学種、例えば、水素原子（Ｈ）を連結するであろう。
当該任意置換のドナーリレンコアーは、リンカー基を介して、１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結される。当該リレンコアーは、当該リレンの発色部分、または「発色団」として作用する共役系、光の吸収、発光、ＦＲＥＴまたは当該リレンの物理特性に影響し得るが、実際の光の吸収には関与しない、例えば、エステルアルキル鎖、イミドアルキル鎖及びフェノキシ基などの置換基から識別されるその他のエネルギー移動を受ける共役系を含む。このリンカー基は、２つの発色団を共に連結し、及び、双極子の配向が、ＦＲＥＴ効率の重要要因である場合、好ましくはエネルギー移動が可能になるように発色団を配向する。このリンカー基は、当該任意置換ドナーリレンコアーの発色団のπ電子共役系及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンの発色団のπ電子共役系の間に伸張している。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、リンカー基を介して、各ドナーに連結され、そのリンカー基は、当該任意置換のドナーリレンコアーと１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを連結するリンカー基と同じでも異なっていても良い。他の実施形態において、当該オリゴマーユニットは、当該任意置換のドナーリレンコアーを任意置換の周辺ドナーリレンに連結するリンカー基を介して、当該アクセプターに連結される。
当該リンカー基は、任意の位置で任意置換リレンに結合されて良い。好ましくは、当該リンカーは、ベイ位、イミド位または第３または第４位または当該任意置換リレンと同じ位置（例えば、ペリレンの第９及び第１０位またはテリレンの第１１及び第１２位）から伸張する。
当該リンカー基は、その結合されたサブユニットが、近接近で、例えば、それぞれのフェルスター半径内に、保持され配向されることを確実にする。言い換えれば、当該アクセプターを少なくとも１つのドナーに連結している当該リンカー基は、そのアクセプター及びその少なくとも１つのドナーを、そのＦＲＥＴペアーのフェルスター半径内に配向させる。同様に、当該任意置換ドナーリレンコアー及び当該少なくとも１つの任意置換周辺ドナーリレンの間のリンカー基は、そのドナーリレンを、そのＦＲＥＴペアーのフェルスター半径内に配置向させる。そのため、当該リンカー基の長さは、共に結合されているＦＲＥＴペアーのフェルスター半径に一致するように選定されねばならない。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、約０．５ナノメートルから約１０ナノメートル、好ましくは、約２ナノメートルから約５ナノメートル、最も好ましくは約０．５ナノメートルから約２ナノメートルの距離で、当該ＦＲＥＴペアーを隔てる。
本明細書で使用される場合、当該ＦＲＥＴペアーを隔てる距離は、当該ＦＲＥＴペアー間の正味の空間距離である。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、１から２０原子の、好ましくは、３から１５原子の、最も好ましくは５から１２原子の鎖長を有する。他の実施形態において、当該リンカー基は、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２または１原子までの鎖長を有する。
本明細書で使用する用語「鎖長」は、当該ＦＲＥＴペアーが、そのＦＲＥＴペアー間の最小経路に従って結合された原子間の（及びその原子を含む）配列における原子数である。例えば、ペリレンモイエティーのベイ位から４パラエチルフェノキシモイエティーを介して、ペリレンジイミドモイエティーのイミド位に連結されたペリレンモイエティーは、７原子の鎖長、すなわち、オキシ基のＯに対応した１原子、フェニル環に対応した４原子、及びパラエチルモイエティーに対応した２原子の鎖長を有するであろう。当該ペリレンジイミドのイミドモイエティーのＮ及びカルボニル炭素に対応した２原子は、そのペリレンジイミドモイエティーの発色団に含まれ及びそのためそのリンカー基の一部ではない。他の例において、３メタエチルフェノキシモイエティーを介して連結された同じ２つのペリレンモイエティーは、６原子の鎖長を有するであろう。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、任意置換のＣ１－２０アルキル基であり、オキシ、エステル、アミド、スルホンアミド、チオ、スルホキシ、スルホニル、スルフィニル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル（例えば、任意置換トリアゾリル）、Ｃ２アルケニル、Ｃ２アルキニル及びＣ３－８シクロアルキルから選ばれる１つ以上の基により割り込まれて良い。１つの実施形態において、当該任意置換のＣ１－２０アルキル基は、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０のそれらの基により、好ましくは０から３の基により割り込まれて良い。
そのうえ、上述のように、任意置換リレンの置換は、当該リレンモイエティーの物理的特徴に影響する。その結果、当該リンカー基は２官能性であって良く、つまり、それはＦＲＥＴペアーを共にそれらのフェルスター半径内に連結して良く及び効率的なＦＲＥＴを促進するために、そのＦＲＥＴペアーのどちらかまたは両方の物理的特徴を中庸化する。いくつかの実施形態において、当該リンカー基は、結合された任意置換リレンの吸収形状を調整する。当該リンカー基は、当該連結された任意置換リレンのベイ位に共有結合されて良い。好ましくは、当該リンカー基は、オキシモイエティーの酸素原子を介して、当該連結された任意置換リレンのベイ位に連結されたアリールオキシまたはヘテロアリールオキシモイエティーを含む。例えば、当該リンカーは、パラＣ１－６アルキルアリールオキシモイエティーを含んで良く、そのモイエティーは、例えば、「オキシ」末端でコアードナーリレンのベイ位に共有結合されていて良く、及び「アルキル」末端で、任意置換周辺ドナーリレンのイミド位に共有結合されている。当該ベイ位置換されたコアードナーリレンは一般に、赤にシフトした吸収形状を示し、その吸収極大が、相応するベイ位置換なしの等価のリレンに対して、相対的により低いエネルギーにシフトされたことを示す。有利なことに、このベイ位置換された任意置換ドナーリレンコアーの吸収極大の赤シフトは、その周辺リレンの蛍光発光極大との重複をもたらす。いくつかの実施形態において、当該連結された任意置換のリレンは、任意置換のペリレンである。
当該リンカー基は、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換エステル、任意置換Ｃ１－２０アルキルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルエステル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルエステル、任意置換アリールエステル、任意置換ヘテロシクリルエステル、任意置換アミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミド、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミド、任意置換アリールアミド、任意置換ヘテロシクリルアミド、任意置換ケトン、任意置換Ｃ１－２０アルキルケトン、任意置換Ｃ２－２０アルケニルケトン、任意置換Ｃ２－２０アルキニルケトン、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルケトン、任意置換アリールケトン、任意置換ヘテロシクリルケトン、任意置換チオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換アリールチオ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルスルフィニル、任意置換Ｃ２－２０アルケニスルフィニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニスルフィニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルスルフィニル、任意置換アリールスルフィニル、任意置換ヘテロシクリルスルフィニル、任意置換Ｃ１－２０アルキルスルホニル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルスルホニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルスルホニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルスルホニル、任意置換アリールスルホニル、任意置換ヘテロシクリルスルホニル、任意置換Ｃ１－２０アルキルスルホン酸塩、任意置換Ｃ２－２０アルケニルスルホン酸塩、任意置換Ｃ２－２０アルキニルスルホン酸塩、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルスルホン酸塩、任意置換アリールスルホン酸塩、任意置換ヘテロシクリルスルホン酸塩、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから成る群から選ばれて良い。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、任意置換リレンのベイ位に結合されて良い。このリンカー基は、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから成る群から選ばれて良い。
他の実施形態において、当該リンカー基は、任意置換リレンのイミド位に結合されて良い。このリンカー基は、任意置換エステル、任意置換Ｃ１－２０アルキルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルエステル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルエステル、任意置換アリールエステル、任意置換ヘテロシクリルエステル、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミド、任意置換アリールアミド、任意置換ヘテロシクリルアミド、任意置換アミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換ヘテロシクリル、任意置換Ｃ１－２０アルキルヘテロシクリル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルヘテロシクリル及び任意置換Ｃ２－２０アルキニルヘテロシクリルから成る群から選ばれて良い。
当該リンカー基が、任意置換モイエティーの場合、例えば任意置換ヘテロシクリルの場合、当該リンカー基は、そのモイエティー、例えばヘテロシクリルに直接、または、任意置換基が存在する場合には１つ以上の任意置換基を介して、結合されて良い。さらに、当該リンカー基が、ベイ位とイミド位の間に２つ以上の任意置換リレンを連結する場合、当該リンカー基は、上述で定められた１つ以上の好ましいリンカー基を含んで良い。
１つ以上のドナーにアクセプターを連結する当該リンカー基は、上述のリンカー基のいずれかであって良い。１つの実施形態において、１つ以上のドナーにアクセプターを連結する当該リンカー基は、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ、任意置換アミドヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換エステル、任意置換Ｃ１－２０アルキルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルエステル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルエステル、任意置換アリールエステル、任意置換ヘテロシクリルエステル、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルケニルミド、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミド、任意置換アリールアミド、任意置換ヘテロシクリルアミド、任意置換アミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルヘテロシクリル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルヘテロシクリル及び任意置換Ｃ２－２０アルキニルヘテロシクリルから成る群から選ばれて良い。
当該任意置換ドナーリレンコアー及び当該任意置換周辺ドナーリレンを連結する当該リンカー基は、上述のリンカー基のいずれかであって良い。１つの実施形態において、当該任意置換ドナーリレンコアー及び当該任意置換周辺ドナーリレンを連結する当該リンカー基は、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ、任意置換アミドヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換エステル、任意置換Ｃ１－２０アルキルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルエステル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルエステル、任意置換アリールエステル、任意置換ヘテロシクリルエステル、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミド、任意置換アリールアミド、任意置換ヘテロシクリルアミド、任意置換アミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルヘテロシクリル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルヘテロシクリル及び任意置換Ｃ２－２０アルキニルヘテロシクリルから成る群から選ばれて良い。好ましくは、これらリンカー基のオキシ、チオまたはアミノモイエティーが、当該任意置換ドナーリレンコアーのベイ位に結合される。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、任意置換のチラミンリンカー基である。当該任意置換のチラミンリンカー基は、以下の構造を有し、
Figure 0007188865000004
 ここで、
Ｒ１及びＲ２は、任意置換ドナーリレンコアー、任意置換周辺ドナーリレンまたはＲ４から成る群から独立して選ばれ、または
Ｒ１及びＲ２は、それらが結合している窒素原子と共に、当該任意置換ドナーリレンコアーまたは当該任意置換周辺ドナーリレンを形成し、
Ｒ３は、任意置換ドナーリレンコアーまたは任意置換周辺ドナーリレンから選ばれ、
Ｒ４は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル及び任意置換ヘテロシクリルから成る群から選ばれ、
ここで、Ｒ１及びＲ２の少なくとも１つは、任意置換のドナーリレンコアーまたは任意置換の周辺ドナーリレンであり、またはＲ１及びＲ２は、それらが結合している窒素原子と共に、当該任意置換周辺ドナーリレンを形成し、及び
Ｒ３が当該任意置換のドナーリレンコアーである場合、Ｒ１及びＲ２の少なくとも１つは、当該任意置換周辺ドナーリレンであり、及び
Ｒ３が当該任意置換の周辺ドナーリレンである場合、Ｒ１及びＲ２の少なくとも１つは、当該任意置換のドナーリレンコアーであり、またはＲ１及びＲ２は、それらが結合している窒素原子と共に、当該任意置換ドナーリレンコアーを形成する。好ましくは、Ｒ３は、当該任意置換のドナーリレンコアーである。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、任意置換アリールを含む。好ましくは、当該任意置換アリールは、任意置換の６から１０員環の炭素環芳香族の単環式または双環式環系である。より好ましくは、当該任意置換アリールは、任意置換の６または１０員環の、フェニルまたはナフチルなどの、炭素環式芳香族環系であり、最も好ましくは、当該任意置換アリールは、任意置換の６員環の、フェニルなどの、炭素環式芳香族環系である。
１つの実施形態において、当該リンカー基は、任意置換のヘテロシクリルを含む。通常は、当該任意置換のヘテロシクリルは、芳香族または非芳香族の、３から１０員環の、１，２，３または４原子が、環ヘテロ原子であり、各環ヘテロ原子が、独立してＯ、Ｓ及びＮから選ばれる単環式または双環式環系である。１つの実施形態において、当該任意置換のヘテロシクリルは、芳香族または非芳香族の、５または６員環の、１，２，３原子が、環ヘテロ原子であり、各環ヘテロ原子が、独立してＯ、Ｓ及びＮ、好ましくはＮから選ばれる単環式環系である。他の実施形態において、当該任意置換のヘテロシクリルは、芳香族の、５または６員環の、１，２，３原子が、環ヘテロ原子であり、各環ヘテロ原子が、独立してＯ、Ｓ及びＮ、好ましくはＮから選ばれる単環式環系である。さらに他の実施形態において、当該任意置換のヘテロシクリルは、芳香族の、５または６員環の、１，２，３原子が、環ヘテロ原子であり、各環ヘテロ原子が、Ｎである、例えば任意置換のトリアゾールである単環式環系である。
アレイの実施形態
１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、上述の式Ｉの化合物である。
Ａは、上述のアクセプターから選ばれて良い。
いくつかの実施形態において、ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０から成る群から選ばれる整数である。好ましくは、ｎは、２、４、６、及び８から成る群から選ばれ、最も好ましくは４または８から選ばれる。
Ｄは、上述のオリゴマーユニットから選ばれて良い。
Ｌは、上述のリンカー基から選ばれて良い。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＡの化合物であり、
Figure 0007188865000005
 ここで、
Ａは、アクセプターであり、
ｎは、１から１０の整数であり、
Ｌ１は、不在またはリンカー基であり、
Ｌ２は、不在またはリンカー基であり、
Ｄ１は、任意置換のドナーリレンコアーであり、
Ｄ２は、任意置換の周辺ドナーリレンであり、及び
ｍは、１から１０の整数である。
Ａは、上述のアクセプターから選ばれて良い。
いくつかの実施形態において、ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０から成る群から選ばれる整数である。好ましくは、ｎは、２、４、６、及び８から成る群から選ばれ、最も好ましくは４または８から選ばれる。
Ｄ１及びＤ２は、上述の任意置換のドナーリレンから独立して選ばれて良い。
１つの実施形態において、Ｄ１及びＤ２は、独立して任意置換のドナーペリレンである。他の実施形態において、Ｄ１及びＤ２は、両方とも任意置換のドナーペリレンである。
１つの実施形態において、Ｄ１は、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールチオール、任意置換ヘテロアリールチオール、任意置換アリールアミノ及び任意置換ヘテロアリールアミノから選ばれる、１つ以上のベイ位置換基を含む任意置換のドナーペリレンである。他の実施形態において、Ｄ１は、任意置換のドナーペリレンジイミド、すなわち、ペリレンの第３、４位及び第９、１０位における２つのイミド基を含む任意置換のドナーペリレンである。
１つの実施形態において、Ｄ２は、任意置換アリール、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ１－６アルケニル及び任意置換Ｃ２－６アルキニルから選ばれる、１つ以上のベイ位置換基を含む任意置換のドナーペリレンである。他の実施形態において、Ｄ２は、任意置換Ｃ１－６アルキルエステル、任意置換Ｃ２－６アルケニルエステル、任意置換Ｃ１－６アルキニルエステル、任意置換Ｃ１－６アルキルアミド、任意置換Ｃ２－６アルケニルアキド、任意置換Ｃ２－６アルキニルアミド及び任意置換ヘテロシクリルから選ばれる、第３、４、９、及び１０位の１つ以上における１つ以上の置換基を含む任意置換のドナーペリレンである。他の実施形態において、Ｄ２は、任意置換のドナーペリレンモノイミド、すなわち、ペリレンの第３、４位または第９、１０位における単一イミド基を含む任意置換のドナーペリレンである。
Ｌ１及びＬ２は、上述のリンカー基から独立して選ばれて良い。
１つの実施形態において、Ｌ１及びＬ２は、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ、任意置換アミドヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換エステル、任意置換Ｃ１－２０アルキルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルエステル、任意置換Ｃ２－２０アルキニルエステル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルエステル、任意置換アリールエステル、任意置換ヘテロシクリルエステル、任意置換アミド、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミド、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミド、任意置換アリールアミド、任意置換ヘテロシクリルアミド、任意置換アミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルヘテロシクリル、任意置換Ｃ２－２０アルケニルヘテロシクリル及び任意置換Ｃ２－２０アルキニルヘテロシクリルから成る群から独立して選ばれる。
いくつかの実施形態において、ｍは、１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０から成る群から選ばれる整数である。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＢの化合物であり、
Figure 0007188865000006
 ここで、
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７及びＬ８は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、または
Ｌ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、及び
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８は、独立して水素またはドナーであり、
ここで、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８の少なくとも１つは、任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７及びＬ８は、上述のリンカー基から独立して選ばれて良い。Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８の任意の１つが水素である場合、相応するＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７及びＬ８は、この水素原子をそのペリレン骨格に連結するリンカー基であって良い。
Ｌ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６及びＤ８の各々は、独立して水素であって良い。
１つの実施形態において、Ｌ１及びＬ２は、それらが結合しているそのペリレン骨格と共に、任意置換のナフチレンモイエティーを形成し、そのため式ＩＢの化合物のペリレン骨格は、テリレン骨格に拡張される。
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８は、上述のオリゴマーユニットから独立して選ばれて良い。
１つの実施形態において、当該任意置換のドナーリレンコアーは、任意置換のドナーペリレンである。この任意置換ドナーペリレンコアーは、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから成る群から選ばれる、１つ以上のベイ位置換基を含んで良い。好ましくは、当該任意置換のドナーペリレンコアーは、任意置換アリールオキシ及び任意置換ヘテロアリールオキシから成る群から選ばれる、１つ以上のベイ位置換基を含んで良い。
当該１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンは、任意置換のドナーペリレンであって良い。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＣの化合物であり、
Figure 0007188865000007
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから各々独立して選ばれ、
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から選ばれ、または
Ｌ３とＬ４及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成して良く、及び
Ｌ９とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成して良く、及び
Ｌ１０とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成して良く、及び
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９及びＤ１０は、各々独立して水素またはドナーであり、
ここで、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９及びＤ１０の少なくとも１つは、任意置換のドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
当該オリゴマーユニットは、上述のようであって良い。
１つの実施形態において、Ｌ３とＬ４、及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共にアリール環を形成し、そのためそのペリレン骨格は、ベンゾコロネン骨格を形成するように拡張された環になる。
他の実施形態において、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７及びＬ８は、任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから独立して選ばれる。
１つの実施形態において、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７及びＤ８は水素であり、及びＬ３、Ｌ４、Ｌ７及びＬ８は不在であるかまたは任意置換Ｃ１－２０アルコキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ２－２０アルケニル、任意置換Ｃ２－２０アルキニル、任意置換ヘテロシクリル、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換アリール、任意置換アリールオキシ、任意置換アリールチオ、任意置換アリールアミノ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換ヘテロシクリルチオ、任意置換ヘテロシクリルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルオキシ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルアミノ、任意置換Ｃ２－２０アルケニルチオ、任意置換Ｃ２－２０アルキニルチオ、任意置換Ｃ１－２０アルキルアミノ、任意置換Ｃ１－２０アルキルチオ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルアミノ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルチオ、任意置換ニトロアリールオキシ、任意置換アミノアリールオキシ、任意置換カルボキシルアリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリールオキシ、任意置換アミドアリールオキシ、任意置換ニトロヘテロシクリルオキシ、任意置換アミノヘテロシクリルオキシ、任意置換カルボキシルヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシヘテロシクリルオキシ及び任意置換アミドヘテロシクリルオキシから独立して選ばれる。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＤの化合物であり、
Figure 0007188865000008
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から選ばれ、または
Ｌ３とＬ４及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、及び
Ｌ９とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１０とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９及びＤ１０は、独立して水素またはドナーであり、
ここで、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９及びＤ１０の少なくとも１つは、任意置換のドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
当該オリゴマーユニットは、上述のようであって良い。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＥの化合物であり、
Figure 0007188865000009
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから各々独立して選ばれ、
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から選ばれ、または
Ｌ３とＬ４及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成しても良く、及び
Ｌ９とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成しても良く、及び
Ｌ１０とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成しても良く、及び
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２は、各々独立して水素またはドナーであり、
ここで、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２の少なくとも１つは、任意置換のドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＦの化合物であり、
Figure 0007188865000010
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９及びＬ１０は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から選ばれ、または
Ｌ３とＬ４及びＬ７とＬ８は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、及び
Ｌ９とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１０とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２は、独立して水素またはドナーであり、
ここで、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２の少なくとも１つは、任意置換のドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＧの化合物であり、
Figure 0007188865000011
 ここで、
Ａはアクセプターであり、
ｎは、１から１０の、好ましくは１から６の、より好ましくは１または２の整数であり
Ｘ１及びＸ２は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ４０、Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４及びＤ４５は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ３９は、上述のリンカー基であり、
Ｌ４０、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ４４及びＬ４５は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ４０とＬ４１、Ｌ４２とＬ４３及びＬ４４とＬ４５は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、好ましくはＬ４４とＬ４５は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換ヘテロシクリルを形成し、
ここで、Ｄ４０、Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４及びＤ４５の少なくとも１つは、任意置換の周辺ドナーペリレンであり、好ましくはＤ４０、Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４及びＤ４５の少なくとも２つは、任意置換の周辺ドナーペリレンである。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、式ＩＨの化合物であり、
Figure 0007188865000012
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５及びＸ６は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、好ましくはＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５及びＸ６は、Ｏであり、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ４７、Ｄ４８、Ｄ４９、Ｄ５０、Ｄ５１及びＤ５２は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４及びｄ５は、独立して水素またはドナーであり、好ましくは水素またはオリゴマーユニットであり、
Ｌ４６は、上述のリンカー基であり、
Ｌ４７、Ｌ４８、Ｌ４９、Ｌ５０、Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３、Ｌ５４、Ｌ５５、Ｌ５６及びＬ５７は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ４７とＬ４８、Ｌ４９とＬ５０、Ｌ５１とＬ５２、Ｌ５７とＬ５３、Ｌ５５とＬ５６は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換Ｃ５－８シクロアルキル、任意置換ヘテロシクリルまたは任意置換アリール基を形成し、好ましくはＬ４９とＬ５０は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換ヘテロシクリルを形成し、
ここで、Ｄ４７、Ｄ４８、Ｄ４９、Ｄ５０、Ｄ５１及びＤ５２の少なくとも１つは、任意置換の周辺ドナーペリレンであり、好ましくはＤ４０、Ｄ４１、Ｄ４２、Ｄ４３、Ｄ４４及びＤ４５の少なくとも２つは、任意置換の周辺ドナーペリレンである。
１つの実施形態において、Ｄ４９及びＤ５０は水素である。この実施形態において、Ｌ４９及びＬ５０は、上述のリンカーであって良く、好ましくは、オキシ、エステル、アミド、スルホンアミド、チオ、スルホキシ、スルホニル、スルフィニル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル（例えば、任意置換トリアゾール）、Ｃ２アルケニル、Ｃ２アルキニル及びＣ３－８シクロアルキルから選ばれる１つ以上の基により任意で割り込まれて良い任意置換のＣ１－２０アルキル基である。
１つの実施形態において、ｄ１、ｄ２、ｄ４及びｄ５は、水素である。この実施形態において、Ｌ５７、Ｌ５３、Ｌ５５及びＬ５６は、上述のリンカーであって良く、好ましくは、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルキルオキシまたは任意置換Ｃ１－６アルコキシである。
１つの実施形態において、ｄ３は、本明細書に記述されるオリゴマーユニットである。
したがって、１つの態様において、上述の式（Ｉ）の化合物が与えられる。式（Ｉ）の化合物は、上述の式ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ、ＩＥ、ＩＦ、ＩＧ及びＩＨの任意の１つの化合物であって良い。
１つの実施形態において、式Ｉの化合物は、表１に示される化合物番号Ｉ－１、Ｉ－２及びＩ－３の任意の１つから選ばれる。
Figure 0007188865000013
Figure 0007188865000014
 注記：＊化合物Ｉ－１、Ｉ－２及びＩ－３は、位置異性体混合物として単離された－主要な位置異性体を描写する。
１つの態様において、上述の式Ｘの化合物を与える。
１つの実施形態において、Ｒｙ０は、任意置換アクセプターペリレンまたは任意置換ドナーペリレンである。上述のように、リレンの置換基は、そのスペクトル特性を含むリレンの特徴に影響する。したがって、適切な置換基によって、望ましいスペクトル特性を有するリレンが選ばれて良い。
１つの実施形態において、Ｒｙ１は、任意置換のペリレンである。
１つの実施形態において、Ｒｙ１は、任意置換のアクセプターリレンであり、好ましくは任意置換のアクセプターペリレンである。当該任意置換アクセプターリレンは、アクセプターであり、またはＲｙ１が、任意置換アクセプターリレンである場合、Ｒｙ１は、Ｌ２及びＲｙ２と共にオリゴマーユニットであるアクセプターである。
１つの実施形態において、Ｒｙ１は、任意置換ドナーリレンであり、好ましくは任意置換ドナーペリレンである。
通常は、Ｒｙ１は、エネルギーをＲｙ０、Ｒｙ２またはその両方に移動できる任意置換リレンである。Ｒｙ１が、エネルギーをＲｙ０に移動できる任意置換リレンである場合、好ましくはそれがまた、Ｒｙ２からエネルギーを、例えばＦＲＥＴを介して、受け取ることができる。Ｒｙ１が、エネルギーをＲｙ２に移動できる任意置換リレンである場合、好ましくはそれがまた、Ｒｙ０からエネルギーを、例えばＦＲＥＴを介して、受け取ることができる。好ましくは、Ｒｙ１は、Ｒｙ０へエネルギーを移動でき及びＲｙ２からエネルギーを受け取ることができる任意置換ペリレンである。この置換ペリレンは、１つ以上のベイ位（好ましくは、１、２、３または４ベイ位）にまたは１つ以上の末端位（好ましくは、４つ全ての末端位）において置換基を含む。当該ベイ位置換基は、上述の任意のベイ位置換基であって良い。１つの実施形態において、当該１つ以上のベイ位置換基は、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルコキシ、任意置換Ｃ１－６アルケニルオキシ及び任意置換Ｃ１－６アルキニルオキシ、好ましくは任意置換アリールオキシから独立して選ばれる。当該末端位の置換基は、上述の任意の末端位置換基であって良い。１つの実施形態において、当該１つ以上の末端位置換基は、任意置換エステル、任意置換イミド、任意置換アルキルエステルから独立して選ばれ、または２つの近隣の末端位、すなわち、ペリレン骨格の第３位と４位及び／または第９位と１０位が、任意置換環式イミドを形成する。
１つの実施形態において、Ｒｙ２は、任意置換のペリレンである。
１つの実施形態において、Ｒｙ２は、任意置換のアクセプターリレン、好ましくは任意置換のアクセプターペリレンである。他の実施形態において、Ｒｙ２は、任意置換のドナーリレン、好ましくは任意置換のドナーペリレンである。
１つの実施形態において、Ｌ１及びＬ２は、上述のリンカー基から選ばれる。
１つの実施形態において、ｑは、１から６の、好ましくは１または２の整数である。
１つの実施形態において、ｐは、１から１０の、好ましくは１から５の、より好ましくは２、３または４の整数である。
１つの実施形態において、式Ｘの化合物は、式Ｘ′の化合物であり、
Figure 0007188865000015
 ここで、
Ｒｙ０、Ｒｙ１、Ｒｙ２、Ｌ１、Ｌ２、ｑ及びｐは、上述のように定められる。
１つの実施形態において、式Ｘの化合物は、式ＸＩの化合物であり、
Figure 0007188865000016
 ここで、
各Ｒは、任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換Ｃ３－８シクロアルコキシ、任意置換Ｃ１－６アルケニルオキシ及び任意置換Ｃ１－６アルキニルオキシ、好ましくは任意置換アリールオキシから独立して選ばれ、及び
各Ｇは、任意置換Ｃ１－２０アルキル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル及び式ＸＩ′のモイエティーから独立して選ばれ、
Figure 0007188865000017
 ここで、
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５及びＥ６は、水素、任意置換エステル、任意置換イミド及び任意置換Ｃ１－２０アルキルエステルから独立して選ばれ、または
Ｅ１とＥ２、Ｅ３とＥ４、またはＥ５とＥ６は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル、好ましくは任意置換の６員環の環式イミドを形成しても良く、及び
各Ｌは、独立して本明細書に記述のリンカー基から選ばれ、好ましくは、オキシ、エステル、アミド、スルホンアミド、チオ、スルホキシ、スルホニル、スルフィニル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル（例えば、任意置換トリアゾール）、Ｃ２アルケニル、Ｃ２アルキニル及びＣ３－８シクロアルキル及びＯ連結の任意置換アリールオキシのリンカー基から選ばれる、１つ以上の基により任意で割り込まれて良い任意置換Ｃ１－２０アルキル基から独立して選ばれ、
ここで、少なくとも１つのＧは、式ＸＩ′のモイエティーである。
１つの実施形態において、式Ｘの化合物は、式ＸＩＩの化合物であり、
Figure 0007188865000018
 ここで、
各Ｌは、独立して不在であるかまたは本明細書に記述のリンカー基であり、好ましくは本明細書に記述のリンカー基であり、より好ましくは、オキシ、エステル、アミド、スルホンアミド、チオ、スルホキシ、スルホニル、スルフィニル、任意置換アリール、任意置換ヘテロシクリル（例えば、任意置換トリアゾール）、Ｃ２アルケニル、Ｃ２アルキニル及びＣ３－８シクロアルキル及びＯ連結の任意置換アリールオキシのリンカー基から選ばれる、１つ以上の基により任意で割り込まれて良い任意置換Ｃ１－２０アルキル基から独立して選ばれるリンカー基であり、
Ｒｙ４、Ｒｙ５及びＲｙ６は、水素または任意置換リレンから独立して選ばれ、
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４は、水素、任意置換エステル、任意置換イミド及び任意置換Ｃ１－２０アルキルエステルから独立して選ばれ、または
Ｅ１とＥ２及びＥ３とＥ４は、それらが結合しているペリレン骨格と共に、任意置換ヘテロシクリルを形成しても良く、
ここで、Ｒｙ４、Ｒｙ５及びＲｙ６の少なくとも１つは、任意置換リレンである。
１つの実施形態において、Ｒｙ５及びＲｙ６は、互いに任意置換リレンであり、好ましくは同一の任意置換リレンである。１つの実施形態において、Ｒｙ５は、水素である。
１つの実施形態において、式Ｘの化合物は、上述の表１に示される化合物番号Ｉ－１、Ｉ－２及びＩ－３の任意の１つ、または以下の表Ｘに示される化合物Ｘ－１からＸ－４の任意の１つから選ばれる。
Figure 0007188865000019
Figure 0007188865000020
Figure 0007188865000021
Figure 0007188865000022
 注記：＊これらの構造は、位置異性体混合物の好ましい位置異性体を示す。
式Ｘ－１からＸ－４の化合物を含む、式Ｘの化合物は、式Ｉの化合物と類似の方法により及び類似の開始物質から作られて良い。
オリゴマーユニット
１つの態様において、当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して２つ以上の任意置換周辺ドナーペリレンに結合された任意置換ペリレンコアーを含む。言い換えると、当該オリゴマーユニットは、リンカー基を介して２つ以上の第２任意置換ドナーペリレンに連結された第１任意置換ペリレンを含む。
このオリゴマーユニットは、当該アクセプター、ドナー、またはその両方として上述の当該光捕集アレイに組み込まれて良い。１つの実施形態において、当該アクセプター及び上述の当該光捕集アレイの１つ以上のドナーは、オリゴマーユニットである。
当該オリゴマーユニットは、すなわち当該任意置換ペリレンコアーまたは当該任意置換の周辺ドナーペリレンの少なくとも１つは、上述の当該アクセプターとまたは他のオリゴマーユニットとカップリングするために官能化されて良い。
１つの実施形態において、当該オリゴマーユニットが、そのアクセプターとして当該光捕集アレイに組み込まれている場合は、当該任意置換ペリレンコアーは、１つ以上のドナーからエネルギーを受け取り及びその受け取ったエネルギーを発光できねばならない。したがって、当該オリゴマーユニットは、ドナー、アクセプターまたはその両方であって良い。
他の実施形態において、当該オリゴマーユニットが、ドナーとして当該光捕集アレイに組み込まれている場合は、当該オリゴマーユニットは、エネルギーを吸収し及び吸収したエネルギーをそのアクセプターに移動できねばならない。この実施形態において、当該任意置換ペリレンコアーまたは１つ以上の当該任意置換周辺ドナーペリレンのいずれかは、例えばＦＲＥＴを介して、そのアクセプターへエネルギーを直接移動できて良い。１つの実施形態において、当該任意置換ペリレンコアー及び当該任意置換周辺ドナーペリレンの両方は、そのアクセプターへエネルギーを直接移動できる。他の実施形態において、当該任意置換周辺ドナーペリレンは、当該任意置換ペリレンコアーを中継して、そのアクセプターにエネルギーを移動でき、すなわち、当該任意置換周辺ドナーペリレンの蛍光発光極大が、当該任意置換ペリレンコアーの吸収極大と重複し、及びそのアクセプターの吸収極大とは重複しない。
各オリゴマーユニットは、当該光捕集アレイの「構成要素」として使用されることに加えて、光捕集アレイとしても振る舞う。
１つの実施形態において、当該オリゴマーユニットは、ペリレンの３量体または３連構造を形成する２つの任意置換周辺ドナーペリレンに連結された任意置換ペリレンコアーを含む。他の実施形態において、当該オリゴマーユニットは、４量体または４連結構造、５量体または５連結構造、６量体または６連結構造の各々を形成する、３、４または５の周辺ペリレンを含んで良い。さらなる実施形態において、当該オリゴマーユニットは、６、７、８、９、１０またはそれ以上の任意置換周辺ペリレンを含んで良い。各任意置換周辺ペリレンは、同じかまたは異なっていて良く、及び好ましくは、そのオリゴマーユニットにおいて、他の任意置換ペリレンへのエネルギー移動を可能にする異なる励起状態エネルギーレベルを持つ任意置換ペリレンを含む。上述のように、２つ以上の当該任意置換周辺ドナーペリレンは、吸収エネルギーを、当該任意置換ペリレンコアーに与えることができて良い。当該任意置換周辺ペリレンは、当該任意置換ペリレンコアーに比べて、より高いかまたは低いエネルギーで、吸収極大を表して良い。１つの実施形態において、当該任意置換周辺ドナーペリレンは、ＦＲＥＴを介して、吸収エネルギーを当該任意置換ペリレンコアーに与える。他の実施形態において、１つ以上の当該周辺ドナーリレンは、ＦＲＥＴを介して、当該任意置換ペリレンコアーからエネルギーを受け取る。
上述の任意のリンカー基は、当該オリゴマーユニットに組み入れるのに適切であろうことは、理解されよう。
一実施形態において、当該オリゴマーユニットは、式ＩＩの化合物であり、
Figure 0007188865000023
 ここで、
Ｄ１Ａは、任意置換ペリレンコアーであり、
Ｄ２Ａは、任意置換周辺ドナーペリレンであり、
Ｌは、リンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から選択され、及び
ｐは、２から１０の整数である。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＡの化合物であり、
Figure 0007188865000024
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ１１、Ｄ１２及びＤ１３は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ１１、Ｌ１２及びＬ１３は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ１２とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１４は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＡの化合物を連結することができる基であり、または
Ｌ１４とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成する。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＢの化合物であり、
Figure 0007188865000025
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ１５、Ｄ１６及びＤ１７は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ１５、Ｌ１８及びＬ１７は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ１７とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１６とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１８は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＢの化合物を連結することができる基である。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＣの化合物であり、
Figure 0007188865000026
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ１９、Ｄ２０及びＤ２２は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ１９、Ｌ２０及びＬ２２は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ２０とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ１４は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＣの化合物を連結することができる基であり、及び
Ｌ２３とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成する。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＤの化合物であり、
Figure 0007188865000027
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｄ２４、Ｄ２５及びＤ２６は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ２４、Ｌ２５及びＬ２６は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、好ましくは上述のリンカー基から独立して選ばれ、または
Ｌ２５とＸ３またはＸ４は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成し、及び
Ｌ２７は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＡの化合物を連結することができる基であり、及び
Ｌ２７とＸ１またはＸ２は、それらが結合しているヘテロ環骨格と共に、任意置換ヘテロシクリル基を形成する。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＥ、ＩＩＦ、ＩＩＧ、ＩＩＨ、ＩＩＪ、ＩＩＫ、ＩＩＬ、ＩＩＭ、ＩＩＮ及びＩＩＯの任意の１つの化合物であり、
Figure 0007188865000028
Figure 0007188865000029
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から、好ましくはＯから独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｇ１及びＧ２は、Ｏ、Ｓ、スルフィニル、スルホニル、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から、好ましくはＯから独立して選ばれ、
Ｄ２８、Ｄ２９、Ｄ３０及びＤ３１は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ２８、Ｌ２９、Ｌ３０及びＬ３１は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、及び
Ｌ３２は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＥ、ＩＩＦ、ＩＩＧ、ＩＩＨ、ＩＩＪ、ＩＩＫ、ＩＩＬ、ＩＩＭ、ＩＩＮ及びＩＩＯの任意の１つの化合物を連結することができる基である。
１つの実施形態において、式ＩＩの化合物は、式ＩＩＰ、ＩＩＱ、ＩＩＲ、ＩＩＳ及びＩＩＴの任意の１つの化合物であり、
Figure 0007188865000030
 ここで、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から、好ましくはＯから独立して選ばれ、
Ｒ１及びＲ２は、水素、任意置換Ｃ１－６アルキル、任意置換Ｃ２－６アルケニル、任意置換Ｃ２－６アルキニル、任意置換Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、任意置換Ｃ１－６アルコキシ、任意置換アリールオキシ、任意置換Ｃ１－６アルコキシアリール、任意置換Ｃ１－６アルキルハロ、任意置換Ｃ１－６アルコキシハロ、カルボキシル、任意置換エステル、任意置換ケトン、任意置換アミド、任意置換アミノケトン、チオール、任意置換アルキルチオ、任意置換硫酸塩、任意置換スルホン酸塩、任意置換スルフィニル、任意置換スルホニル、置換スルホニル、任意置換アリール、任意置換アリールＣ１－６アルキル、及び任意置換ヘテロシクリルから独立して選ばれ、
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４は、Ｏ、Ｓ、スルフィニル、スルホニル、ＮＲ１及びＣＲ１Ｒ２から、好ましくはＯから独立して選ばれ、
Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ３５、Ｄ３６及びＤ３７は、独立して水素または任意置換の周辺ドナーペリレンであり、
Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６及びＬ３７は、独立して不在であるかまたはリンカー基であり、
Ｌ３８は、水素であるか、またはアクセプターまたはドナーに式ＩＩＰ、ＩＩＱ、ＩＩＲ、ＩＩＳ及びＩＩＴの任意の１つの化合物を連結することができる基である。
上述の式ＩＩＡからＩＩＴの任意の１つの化合物において、Ｌ１４、Ｌ１８、Ｌ２３、Ｌ２７、Ｌ３２及びＬ３８は、アクセプターまたはドナーに化合物を連結することができる基であり、少なくともその基の一部分は、上述のリンカー基の部分を形成して良い。１つの実施形態において、Ｌ１４、Ｌ１８、Ｌ２３、Ｌ２７、Ｌ３２及びＬ３８は、アクセプターまたはドナーとのカップリング時にリンカー基の部分を形成しない、ハロ、無水物、アルキルスルホニルまたはアリールスルホニルなどの脱離基を含み、この実施形態において、Ｌ１４、Ｌ１８、Ｌ２３、Ｌ２７、Ｌ３２及びＬ３８以外のものが、当該リンカー基の部分、例えば上述のリンカー基を形成する。他の実施形態において、Ｌ１４、Ｌ１８、Ｌ２３、Ｌ２７、Ｌ３２またはＬ３８は、ヒドロキシルまたはチオなどの求核基を含み、上述のリンカー基部分を形成して良い。
他の態様において、上述の２つ以上のオリゴマーユニットを含む光捕集アレイを提供する。
表２に示される以下のＩＩ－１からＩＩ－２０までの化合物は、オリゴマーユニットを代表する例である。
Figure 0007188865000031
Figure 0007188865000032
Figure 0007188865000033
Figure 0007188865000034
Figure 0007188865000035
 注記：＊位置異性体の混合物として単離された化合物－主要な位置異性体を示す。
定義
本明細書において定義されない限り、以下の用語は、一般的な意味を有すると理解されよう。
用語「リレン」は、それらの「ペリ」位に共に連結された２つ以上のナフチレンから成る、多環芳香族炭化水素分子を指す。本明細書で使用する場合、用語「リレン」は、ペリレン（２ナフチレンユニット）、テリレン（３ナフチレンユニット）、クウォーターリレン（４ナフチレンユニット）、クウィンターリレン（５ナフチレンユニット）などを含む。そのうえ、ペリレンは、リレンモイエティーの最小の例示であり、ナフチレン及び官能化ナフチレンは、本明細書で使用する用語「リレン」の意味の範囲内にはない、ということは理解されよう。
用語「置換リレン」は、１つ以上の水素原子が置換基、例えばＣ１－６アルキル（例えば、Ｃ１－６アルキルペリレン）、アリールオキシ（例えば、アリールペリレン）などで置き換えられた上述のリレンを指す。
リレン置換基の文脈における用語「ベイ位」は、ナフチレンサブユニット間の「ペリ」位連結に対応するオルト位炭素原子を指す。例えば、ペリレンの当該ベイ位は、以下のペリレン構造における１、６、７及び１２位で数えられる炭素原子であり、及びテリレンの当該ベイ位は、以下のテリレン構造における１、６、７、８、９、１４、１５、及び１６位で数えられる炭素原子である。リレン置換基の文脈における用語「末端位」は、ナフチレンサブユニット間の「ペリ」位連結に対応するパラ位炭素原子を指す。例えば、ペリレンの末端基は、以下のペリレン構造における３、４、９及び１０位で数えられる炭素原子であり、及びテリレンの末端基は、以下のテリレン構造における３、４、１１及び１２位で数えられる炭素原子である。
Figure 0007188865000036
置換リレンの文脈における用語「イミド位」は、そのリレンの、例えばペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸ジイミド（ペリレンジミドとも呼ばれる）のイミド位が、互いにイミド窒素原子である、イミド置換基の窒素原子を指す。
Figure 0007188865000037
用語「ドナーリレン」は、エネルギーを吸収でき及びその吸収したエネルギーをアクセプターに移動できる、上述に定義されるリレンを指す。
用語「アクセプターリレン」は、ドナー、例えばドナーリレンからエネルギーを受け取ることができる、上述に定義されるリレンを指す。
用語「Ｃ１－２０アルキル」は、１から２０の炭素原子を有する任意置換の直鎖状または分岐状炭化水素基を指す。例示には、メチル（Ｍｅ）、エチエル（Ｅｔ）、プロピル（Ｐｒ）、イソプロピル（ｉ－Ｐｒ）、ブチル（Ｂｕ）、イソブチル（ｉ－Ｂｕ）、ｓｅｃ－ブチル（ｓ－Ｂｕ）、ｔｅｒｔ－ブチル（ｔ－Ｂｕ）、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル及びそれらに類するものを含む。文脈が他を必要としない限り、用語「Ｃ１－２０アルキル」はまた、水素原子が１個少ないアルキル基で、そのためその基は２つの位置に結合される、すなわち２価のアルキル基を含む。メチル、エチエル、プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ｎ－ヘキシル及びオクチルを含む「Ｃ１－８アルキル」及び「Ｃ１－４アルキル」が好ましく、メチル基を伴うものが特に好ましい。
用語「Ｃ２－２０アルケニル」は、適用可能な場合はＥまたはＺのいずれかの化学的立体の少なくとも１つの２重結合及び２から２０の炭素原子を有する、任意置換の直鎖状または分岐状炭化水素基を指す。例示には、ビニル、１－プロペニル、１－及び２－ブテニル及び２－メチル－２－プロペニルを含む。文脈が他を必要としない限り、用語「Ｃ２－２０アルケニル」はまた、水素原子が１個少ないアルケニル基で、そのためその基は２つの位置に結合される、すなわち２価であるアルケニル基を含む。エテニル、プロペニル及びブテニルを含む「Ｃ２－６アルケニル」、「Ｃ２－４アルケニル」及び「Ｃ２－３アルケニル」が好ましく、エテニルを伴うものが特に好ましい。
用語「Ｃ２－２０アルキニル」は、少なくとも１つの３重結合及び２から６の炭素原子を有する、任意置換の直鎖状または分岐状炭化水素基を指す。例示には、エチニル、１－プロピニル、１－及び２－ブチニル、２－メチル－２－プロピニル、２－ペンチニル、３－ペンチニル、４－ペンチニル、２－ヘキシニル、３－ヘキシニル、４－ヘキシニル及び５－ヘキシニル及びそれらに類するものを含む。文脈が他を明示しない限り、用語「Ｃ２－２０アルキニル」はまた、水素原子が１個少ないアルキニル基で、そのためその基は２つの位置に結合される、すなわち２価であるアルキニル基を含む。Ｃ２－６アルキニルが好ましい。
用語「Ｃ３－８シクロアルキル」は、３から８の炭素原子を有する非芳香族環式基を指し、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチルを含む。シクロアルキル基は、シクロヘキシルのように飽和であってもまたはシクロヘキセニルのように非飽和であって良い。Ｃ３－６シクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシルが好ましい。
用語「ヒドロキシ」及び「ヒドロキシル」は、－ＯＨ基を指す。
用語「オキサ」は、＝Ｏ基を指す。
用語「オキシ」は、－Ｏ－基を指す。
用語「置換オキシ」は、オキシ基を指し、本明細書に記述の任意の置換基、例えば「Ｃ１－６アルコキシ」及び「アリールオキシ」から選ばれた１つ以上の置換基で置換される。用語「Ｃ１－６アルコキシ」は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｔｅｒｔ－ブトキシ及びペントキシなどの、１から６の炭素原子を含む上述に定義されるオキシ基を介して共有結合している上述に定義のアルキル基を指す。メトキシ、エトキシ、プロポキシ及びブトキシを含む「Ｃ１－４アルコキシ」及び「Ｃ１－３アルコキシ」が好ましく、メトキシを伴うものが特に好ましい。用語「アリールオキシ」は、１－フェノキシ、４－エチルアミノ－１－フェノキシなどの、本明細書で定義されるオキシ基を介して、共有結合している本明細書に定義のアリール基を指す。
用語「カルボン酸塩」または「カルボキシル」は、－ＣＯＯ－または－ＣＯＯＨ基を指す。
用語「エステル」は、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「カルボキシＣ１－６アルキル」または「アルキルエステル」）、アリールまたはアラルキル基（「アリールエステル」または「アラルキルエステル」）などで置換されたカルボキシル基を指す。ＣＯ２Ｃ１－６アルキル基は、好ましくは、例えばメチルエステル（ＣＯ２Ｍｅ）、エチルエステル（ＣＯ２Ｅｔ）、プロピルエステル（ＣＯ２Ｐｒ）及びブチルエステル（ＣＯ２Ｂｕ）（例えば、ｎ－ブチルエステル、ｉ－ブチルエステル及びｔ－ブチルエステル）などであり、及びそれらのリバースエステル（例えば、－ＯＣＯＭｅ、－ＯＣＯＥｔ、ＯＣＯＰｒ、ＯＣＯＢｕ）を含む。「任意置換アリールエステル」などの基は、モノ及びジエステル置換基を含み、アリールモイエティーまたはエステルモイエティー上のどちらかで任意に置換されて良い。ジエステルの例示として、－Ｏ２ＣＰｈＣＯ２－、－ＣＯ２ＰｈＯ２Ｃ－、－Ｏ２ＣＣＨ２ＣＯ２－などを含む。１つの実施形態において、用語「エステル」は、任意置換のＣ１－６アルキルエステル及び任意置換のアリールエステルから選ばれる基を含む。
用語「シアノ」は、－ＣＮ基を指す。
用語「ニトロ」は、－ＮＯ２基を指す。
用語「アミノ」は、－ＮＨ２基を指す。
用語「置換アミノ」または「第２級アミノ」は、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「Ｃ１－６アルキルアミノ」）、アリールまたはアラルキル基（「アリールアミノ」、「アラルキルアミノ」）などで置き換えられたアミノを指す。Ｃ１－３アルキルアミン基は、好ましくは、例えば、メチルアミノ（ＮＨＭｅ）、エチルアミノ（ＮＨＥｔ）及びプロピリアミノ（ＮＨＰｒ）などである。
用語「２置換アミノ」または「第３級アミノ」は、例えば、２つの水素が、同じでも異なっていても良い（「ジアルキルアミノ」）Ｃ１－６アルキル基、アリール及びアルキル基（「アリール（アルキル）アミノ」）などで置き換えられたアミノを指す。ジ（Ｃ１－３アルキル）アミノ基は、好ましくは、例えば、ジメチルアミノ（ＮＭｅ２）、ジエチルアミノ（ＮＥｔ２）、ジプロピリアミノ（ＮＰｒ２）及びそれらの変種（例えば、Ｎ（Ｍｅ）（Ｅｔ）など）などである。
用語「アルデヒド」は、－Ｃ（＝Ｏ）Ｈ基を指す。
用語「ケトン」または「カルボニル」は、＞Ｃ＝Ｏを指す。
用語「置換ケトン」は、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「アルキルケトン」または「ケトアルキル」）、アリール基（「アリールケトン」）、アラルキル基（「アラルキルケトン」）などで置換された本明細書に定義されるケトン基を指す。
用語「アミド（ａｍｉｄｏ）」または「アミド（ａｍｉｄｅ）」は、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ２基を指す。
用語「イミド」は、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ（Ｏ）－基を指す。
用語「置換イミド」は、水素が、例えば、―Ｃ（Ｏ）ＮＣ１－６アルキルＣ（Ｏ）－基を指す、Ｃ１－６アルキルイミドの置換基で置き換えられた本明細書に定義されるイミド基である。
用語「ホルムアミド」または「アミノアルデヒド」は、－ＮＨＣ（Ｏ）Ｈ基を指す。
用語「置換アミド（ａｍｉｄｏ）」または「置換アミド（ａｍｉｄｅ）」は、少なくとも１つの水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「Ｃ１－６アルキルアミド（ａｍｉｄｏ）」または「Ｃ１－６アルキルアミド（ａｍｉｄｅ）」、アリール（「アリールアミド」）、アラルキル基（「アラルキルアミド」）などで置き換えられたアミド基を指す。Ｃ１－３アルキルアミド基は好ましくは、例えば、メチルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＨＭｅ）、エチルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＨＥｔ）及びプロピルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＨＰｒ）などであり、及びそれらのリバースアミド（例えば、－ＮＨＭｅＣ（Ｏ）－、ＮＨＥｔＣ（Ｏ）－及び－ＮＨＰｒＣ（Ｏ）－）を含む。それはまた、２つの水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「ジ（Ｃ１－６アルキル）アミド（ａｍｉｄｏ）」または「ジ（Ｃ１－６アルキル）アミド（ａｍｉｄｅ）」、アラルキル及びアルキル基（「アルキル（アラルキル）アミド」）などで置き換えられたアミド基を指す。ジ（Ｃ１－３アルキル）アミド基は好ましくは、例えば、ジメチルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＭｅ２）、ジエチルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＥｔ２）及びジプロピルアミド（－Ｃ（Ｏ）ＮＰｒ２）及びそれらの変種（例えば、－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＭＥ）Ｅｔなど）などであり、及びそれらのリバースアミドを含む。
用語「チオール」は、－ＳＨ基を指す。
用語「Ｃ１－２０アルキルチオ」は、水素が、Ｃ１－６アルキル基で置き換えられたチオ基を指す。Ｃ１－３アルキルチオ基は好ましくは、例えば、チオールメチル、チオールエチル及びチオールプロピルでなどある。
用語「チオ」は、－Ｓ－基を指す。
用語「チオキソ」は、＝Ｓ基を指す。
用語「チオカルボニル」が、＞Ｃ＝Ｓ基を指す。
用語「スルフィニル」は、－Ｓ（＝Ｏ）Ｈ基を指す。
用語「置換スルフィニル」または「スルホキシド」は、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「Ｃ１－６アルキルスルフィニル」または「Ｃ１－６アルキルスルホキシド」）、アリール（「アリールスルフィニル」）、アラルキル（「アラルキルスルフィニル」）などで置き換えられたスルフィニル基を指す。Ｃ１－３アルキルスルフィニル基は好ましくは、例えば、－ＳＯメチル、－ＳＯエチル、－ＳＯプロピルなどである。
用語「スルホニル」は、－ＳＯ２Ｈ基を指す。
用語「置換スルホニル」は、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「スルホニルＣ１－６アルキル」）、アリール（「アリールスルホニル」）、アラルキル（「アラルキルスルホニル」）などで置き換えられたスルホニル基を指す。スルホニルＣ１－３アルキル基は好ましくは、例えば、－ＳＯ２Ｍｅ、－ＳＯ２Ｅｔ、－ＳＯ２Ｐｒなどである。
用語「スルホニルアミド（ｓｕｌｆｏｎｙｌａｍｉｄｏ）」または「スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ）」は、－ＳＯ２ＮＨ２基を指す。
用語「置換スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｏ）」または「置換スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ）」は、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「スルホニルアミドＣ１－６アルキル」）、アリール（「アリールスルホンアミド」）、アラルキル（「アラルキルスルホンアミド」）などで置き換えられたスルホニルアミド基を指す。スルホニルアミドＣ１－３アルキル基は好ましくは、例えば、－ＳＯ２ＮＨＭｅ、－ＳＯ２ＮＨＥｔ及び－ＳＯ２ＮＨＰｒなどであり、及びそれらのリバーススルホンアミド（例えば、－ＮＨＳＯ２Ｍｅ、－ＮＨＳＯ２Ｅｔ及び－ＮＨＳＯ２Ｐｒ）を含む。
用語「２置換スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｏ）」または「２置換スルホンアミド（ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ）」は、２つの水素が、例えば、同じでも異なっていても良い（「スルホニルアミドジ（Ｃ１－６アルキル）」）、アラルキル及びアルキル基（「スルホンアミド（アラルキル）アルキル」）などで置き換えられたスルホニルアミド基を指す。スルホニルアミドジ（Ｃ１－３アルキル）基、例えば、－ＳＯ２ＮＭｅ２、－ＳＯ２ＮＥｔ２及び－ＳＯ２ＮＰｒ２など、ならびにそれらの異種（例えば、－ＳＯ２Ｎ（Ｍｅ）Ｅｔなど）が好ましく、それらのリバーススルホンアミドも含まれる。
用語「硫酸塩」は、ＯＳ（Ｏ）２ＯＨ基を指し、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「アルキル硫酸塩」）、アリール（「アリール硫酸塩」）、アラルキル（「アラルキル硫酸塩」）などで置き換えられた基を含む。Ｃ１－３硫酸塩、例えば、ＯＳ（Ｏ）２ＯＭｅ、ＯＳ（Ｏ）２ＯＥｔ及びＯＳ（Ｏ）２ＯＰｒなどが好ましい。
用語「スルホン酸塩」は、ＳＯ３Ｈ基を指し、水素が、例えば、Ｃ１－６アルキル基（「アルキルスルホン酸塩」）、アリール（「アリールスルホン酸塩」）、アラルキル（「アラルキルスルホン酸塩」）などで置き換えられた基を含む。Ｃ１－３スルホン酸塩、例えば、ＳＯ３Ｍｅ、ＳＯ３Ｅｔ及びＳＯ３Ｐｒなどが好ましい。
用語「アリール」は、炭素環式（非ヘテロ環式）芳香族環または単環式、双環式または三環式環系を指す。当該芳香族環または環系は一般的に、６から２０または６から１４の炭素原子で構成される。アリール基の例示には非限定的に、フェニル、ビフェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、フェナントレニル及びアントラセニルを含む。１つの実施形態において、「アリール」は、フェニルなどの６員環アリール、ナフチルなどの１０員環アリール、及びフェナントレニル及びアントラセニルなどの１４員環アリールを含む。当該アリール基は、０から６つの任意置換基、好ましくは０から３つの任意置換基で置換されて良い。用語「アルキルアリール」は、ベンジルなどのＣ１－６アルキルアリールを指す。
用語「アルコキシアリール」は、ベンジルオキシなどのＣ１－６アルキルオキシアリールを指す。
用語「ヘテロシクリル」は、モイエティーが、３から１０の環原子（特に特定されない限り）を有し、１、２、３または４の各ヘテロ原子が、Ｏ、Ｓ及びＮから独立して選ばれる環ヘテロ原子である、ヘテロ環化合物の一環原子から一水素原子を取り除いて得られるモイエティーを指す。
この文脈において、接頭語の３－、４－、５－、６－、７－、８－、９－及び１０－員は、炭素原子またはヘテロ原子のどちらにせよ、還原子数、または還原子の範囲を与える。例えば、本明細書で使用される用語「３－１０員環ヘテロシクリル」は、３、４、５、６、７、８、９または１０環原子を有するヘテロシクリル基に関連する。ヘテロシクリル基の例示には、５－６員環の単環式ヘテロシクリル及び９－１０員環の縮合双環式ヘテロシクリルを含む。
単環式ヘテロシクリル基の例示には非限定的に、アジリジン（３員環）、アゼチジン（４員環）、ピロリジン（テトラヒドロピロール）、ピロリン（例えば、３－ピロリン、２，５－ジヒドロピロール）、２Ｈ－ピロールまたは３Ｈ－ピロール（イソピロール、イソアゾ－ル）またはピロリジノン（５員環）、ピペリジン、ジヒドロピリジン、テトラヒドロピリジン（６員環）、及びアゼピン（７員環）などの１つの窒素原子を含むもの、イミダゾリン、ピラゾリジン（ジアゾリジン）、イミダゾリン、ピラゾリン（ジヒドロピラゾール）（５員環）、ピペラジン（６員環）などの２つの窒素原子を含むもの、オキシラン（３員環）、オキセタン（４員環）、オキソラン（テトラヒドロフラン）、オキソル（ジヒドロフラン）（５員環）、オキサン（テトラヒドロピラン）、ジヒドロピラン、ピラン（６員環）、オキセピン（７員環）などの１つの酸素原子を含むもの、ジオキソラン（５員環）、ジオキサン（６員環）、及びジオキセパン（７員環）などの２つの酸素原子を含むもの、トリオキサン（６員環）などの３つの酸素原子を含むもの、チイラン（３員環）、チエタン（４員環）、チオラン（テトラヒドロチオフェン）（５員環）、チアン（テトラヒドロチオピラン）（６員環）、チエパン（７員環）などの１つの硫黄原子を含むもの、テトラヒドロオキサゾール、ジヒドロオキサゾール、テトラヒドロイソオキサゾール、ジヒドロイソオキサゾール（５員環）、モルホリン、テトラヒドロオキサジン、ジヒドロオキサジン、オキサジン（６員環）などの１つの窒素原子と１つの酸素原子を含むもの、チアゾリン、チアゾリジン（５員環）、チオモルホリン（６員環）などの１つの窒素原子と１つの硫黄原子を含むもの、オキサジアジン（６員環）などの２つの窒素原子と１つの酸素原子を含むもの、オキサチオール（５員環）及びオキサチアン（チオキサン）（６員環）などの１つの酸素原子と１つの硫黄原子を含むもの、及びオキサチアジン（６員環）などの１つの窒素原子、１つの酸素原子及び１つの硫黄原子を含むもの、を含む。
ヘテロシクリルはまた、芳香族ヘテロシクリル及び非芳香族ヘテロシクリルをも含む。そのような基は、置換されていても、置換されていなくても良い。
用語「芳香族ヘテロシクリル」は、用語「ヘテロ芳香族」または用語「ヘテロアリール」または「ヘタリール」と互換可能で使用されて良い。当該芳香族ヘテロシクリル基のヘテロ原子は、Ｎ、Ｓ及びＯから互換可能で選ばれて良い。
「ヘテロアリール」は、芳香族の性質を有するヘテロシクリル基を与えるとして、本明細書で使用され、及び芳香族単環式環系と１つ以上の芳香族環を含む多環式系（例えば、双環式）を含む。用語の芳香族ヘテロシクリルはまた、疑似芳香族ヘテロシクリルを含む。用語「疑似芳香族」は、厳密には芳香族ではなく、しかし電子の非局在化により安定化され及び芳香族環と同様に振る舞う環式系を指す。用語の芳香族ヘテロシクリルはそれゆえに、１つ以上の環が非芳香族である環式系であると同様に全ての縮合環が芳香族であり、ただし、少なくとも１つの環が芳香族である多環式環系を含む。芳香族及び非芳香族環の両方による縮合環を含む多環式系において、その基は、芳香族環によってまたは非芳香族環によって別のモイエティーに結合されて良い。
ヘテロアリール基の例は、５から１０の環員を含む単環式及び双環式の基である。当該ヘテロアリール基は、例えば、５員環または６員環の単環式環または縮合した５及び６員環から形成される双環式構造または２つの縮合した６員環式または２つの縮合した５員環式環であり得る。各環は、通常は窒素、硫黄及び酸素から選ばれる約４つまでのヘテロ原子を含んで良い。当該ヘテロアリール環は、４ヘテロ原子まで、より典型的には３ヘテロ原子まで、より一般的には、２つまで、例えば単一ヘテロ原子を含む。１つの実施形態において、当該ヘテロアリール環は、少なくとも１つの環窒素原子を含む。そのヘテロアリール環の窒素原子は、イミダゾールまたはピリジンの場合には、塩基であり得て、またインドールまたはピロールの窒素原子の場合は、本質的に非塩基である。当該ヘテロアリール基に存在する塩基性窒素原子の数は一般に、その環の任意のアミノ置換基を含んで、５つ未満である。
芳香族ヘテロシクリル基は、５員環または６員環の単環式の芳香族環系であって良い。
５員環の単環式ヘテロシクリル基の例示には非限定的に、フラニル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル（１，２，３及び１，２，４オキサジアゾリル及びフラザニル、すなわち１，２，５－オキサジアゾリルを含む）、チアゾリル、イソオキサゾリル、イソチアゾリル、ピラゾリル、イミダゾリル、トリアゾリル（１，２，３、１，２，４及び１，３，４トリアゾリルを含む）、オキサトリアゾリル、テトラゾリル、チアジアゾリル（１，２，３及び１，３，４チアジアゾリルを含む）及びそれらに類するものを含む。
６員環の単環式ヘテロシクリル基の例示には非限定的に、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ピラニル、オキサジニル、ジオキシニル、チアジニル、チアジアジニル及びそれらに類するものを含む。窒素を含む６員環の芳香族ヘテロシクリルの例示には、ピリジル（１窒素原子）、ピラジニル、ピリミジニル及びピリダジニル（２窒素原子）を含む。
芳香族ヘテロシクリル基はまた、縮合環系（プリン、プテリジニル、ナフチリジニル、１Ｈチエノ［２，３－ｃ］ピラゾリル、チエノ［２，３－ｂ］フリル及びそれらに類するものを含む）または連結環系（オリゴチオフェン、ポリピロール及びそれらに類するものなど）などの、双環式または多環式ヘテロ芳香族環系であって良い。縮合環系はまた、フェニル、ナフチル、インデニル、アズレニル、フルオレニル、アンセラセニル及びそれらに類するものなどの炭素環式芳香族環に縮合した芳香族の５員環または６員環のヘテロシクリル、例えばフェニル環に縮合した窒素を含む５員環の芳香族ヘテロシクリル、フェニル環に縮合した１つまたは２つの窒素を含む５員環の芳香族ヘテロシクリルなどを含む。
双環式のヘテロアリール基は、例えば、ａ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するベンゼン環、ｂ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するピリジン環、ｃ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するピリミジン環、ｄ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するピロール環、ｅ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するピラゾール環、ｆ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するイミダゾール環、ｇ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するオキサゾール環、ｈ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するイソオキサゾール環、ｉ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するチアゾール環、ｊ）１または２つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するイソチアゾール環、ｋ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するチオフェン環、ｌ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するフラン環、ｍ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するシクロヘキシル環、及びｎ）１、２または３つのヘテロ環原子を含む５または６員環に縮合するシクロペンチル環から選ばれる基であって良い。
他の５員環に縮合する５員環を含む双環式ヘテロアリール基の特定例には非限定的に、イミダゾチアゾール（例えば、イミダゾ［２，１－ｂ］チアゾール）及びイミダゾイミダゾール（例えば、イミダゾ［１，２－ａ］イミダゾール）を含む。
５員環に縮合する６員環を含む双環式ヘテロアリール基の特定例には非限定的に、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンズイミダゾール、ベンゾオキサゾール、イソベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイソチアゾール、イソベンゾフラン、インドール、イソインドール、インドリジン、インドリン、イソインドリン、プリン（例えば、アデニン、グアニン）、インダゾール、ピラゾロピリミジン（例えば、ピラゾロ［１，５－ａ］ピリミジン）、ベンゾジオキソール及びピラゾロピリジン（例えば、ピラゾロ［１，５－ａ］ピリジン）基を含む。５員環に縮合する６員環のさらなる例示は、ピロロ［２，３－ｂ］ピリジン基などのピロロピリジン基である。
２つの縮合６員環を含む双環式ヘテロアリール基の特定例は非限定的に、キノリン、イソキノリン、クロマン、チオクロマン、クロメン、イソクロメン、イソクロマン、ベンゾジオキサン、キノリジン、ベンゾオキサジン、ベンゾジアジン、ピリドピリジン、キノオキサリン、キナゾリン、シンノリン、フタラジン、ナフチリジン及びプテリジン基を含む。
一芳香族環及び一非芳香族環を含むヘテロアリール基の例示には、テトラヒドロナフタレン、テトラヒドロイソキノリン、テトラヒドロキノリン、ジヒドロベンゾチオフェン、ジヒドロベンゾフラン、２，３－ジヒドロ－ベンゾ［１，４］ジオキシン、ベンゾ［１，３］ジオキソール、４，５，６，７－テトラヒドロベンゾフラン、インドリン、イソインドリン及びインダン基を含む。
したがって、炭素環式芳香族環に縮合する芳香族ヘテロシクリルの例示には非限定的に、ベンゾチオフェニル、インドリル、イソインドリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンズイミダゾリル、インダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンズイソオキサゾリル、イソベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンズイソチアゾリル、キノリニル、イソキノリニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シノリニル、ベンゾトリアジニル、フタラジニル、カルボリニル、ナフタイミダゾリル、アントラセンイミダゾリル、フェナントレンイミダゾリル、及びそれらに類するものを包含して良い。
用語「非芳香族ヘテロシクリル」は、Ｎ、Ｓ、及びＯから成る群から選択された少なくとも１つのヘテロ原子を含む、任意置換の飽和及び非飽和環を含む。
非芳香族ヘテロシクリルは、３－７員環の単環式環状物であって良い。
５員環の非芳香族ヘテロシクリル環の例示には、２Ｈ－ピロリル、１－ピロリニル、２－ピロリニル、３－ピロリニル、ピロリジニル、１－ピロリジニル、２－ピロリジニル、３－ピロリジニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、ピラゾリニル、２－ピラゾリニル、３－ピラゾリニル、ピラゾリジニル、２－ピラゾリジニル、３－ピラゾリジニル、イミダゾジニル、３－ジオキサラニル、チアゾリジニル、イソオキサゾリジニル、２－イミダゾリニル及びそれらに類するものを含む。
６員環の非芳香族ヘテロシクリルの例示には、ピペリジニル、ピペリジノニル、ピラニル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロピラニル、２Ｈピラニル、４Ｈピラニル、チアニル、チアニルオキサイド、チアニルジオキサイド、ピペラジニル、ジオザニル、１，４－ジオキシニル、１，４－ジチアニル、１，３，５－トリオザラニル、１，３，５－トリチアニル、１，４－モルホリニル、チアモルホリニル、１，４－オキサチアニル、トリアジニル、１，４－チアザジニル及びそれらに類するものを含む。
７員環の非芳香族ヘテロシクリルの例示には、アゼパニル、オキセパニル、チエパニル及びそれらに類するものを含む。
非芳香族ヘテロシクリル環はまた、連結環系（例えばウリジニル及びそれらに類するもの）または縮合環系などの双環式ヘテロシクリル環であって良い。縮合環系には、フェニル、ナフチル、インデニル、アズレニル、フルオレニル、アントラセニル及びそれらに類するものなどの炭素環式芳香族環に縮合した、非芳香族の５員環、６員環または７員環ヘテロシクリルを含む。炭素環式芳香族環に縮合した非芳香族の５員環、６員環または７員環ヘテロシクリルの例示には、イドリニル、ベンゾジアゼピニル、ベンザゼピニル、ジヒドロベンゾフラニル及びそれらに類するものを含む。
１つの実施形態において、用語「ヘテロシクリル」は、１、２、３または４の環原子が独立してＯ、Ｓ及びＮから選ばれる、任意置換の芳香族または非芳香族の３から１０員環の単環式、双環式または三環式環系を含む。１つの実施形態において、用語「ヘテロシクリル」は、１、２、３または４の環原子が独立してＯ、Ｓ及びＮから選ばれる、任意置換の芳香族または非芳香族の５または６員環の単環式、または９または１０員環の双環式環系を含み、例えば、任意置換トリアゾリル、任意置換モルホリニル、任意置換ピロリジニル、任意置換イミダゾリル、任意置換インドリル、任意置換ベンズイミダゾリル、任意置換ナフタイミダゾリル、任意置換アントラセンイミダゾリル、任意置換フェナントレンイミダゾリル、任意置換ピリジル、任意置換ピリミジル、任意置換フラニル、任意置換ピペリジニル、任意置換ピラジニル及び任意置換オキサゾリルである。１つの実施形態において、用語「ヘテロシクリル」は、Ｏ、Ｓ及びＮから、好ましくＯ及びＮから、最も好ましくはＮから独立して選ばれる１、２または３の環ヘテロ原子を含む、任意置換の芳香族の５または６員環の単環式環を含み、例えば、任意置換トリアゾリル、任意置換ピロリジニル、任意置換イミダゾリル、任意置換ピリジル、任意置換フラニル、任意置換ピラジニル及び任意置換オキサゾリルである。他の実施形態において、用語「ヘテロシクリル」は、Ｏ、Ｓ及びＮから、好ましくＯ及びＮから、最も好ましくはＮから独立して選ばれる１、２または３の環ヘテロ原子を含む、任意置換の非芳香族の５または６員環の単環式環を含み、例えば、任意置換モルホリニル及び任意置換ピペリジニルである。
用語「ハロ」は、フルオロ、クロロ、ブロモまたはイオドを指す。
特に定めない限り、本明細書で使用する用語「任意置換の」または「任意置換基」は、Ｃ１－６アルキル、Ｃ２－６アルケニル、Ｃ２－６アルキニル、Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、オキソ、Ｃ１－６アルコキシ、アリールオキシ、Ｃ１－６アルコキシアリール、ハロ、Ｃ１－６アルキルハロ（ＣＦ３及びＣＨＦ２など）、Ｃ１－６アルコキシハロ（ＯＣＦ３及びＯＣＨＦ２など）、カルボキシル、エステル、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、２置換アミノ、アシル、ケトン、アミド、アミノアシル、置換アミド、２置換アミド、チオール、アルキルチオ、チオキソ、硫酸塩、スルホン酸塩、スルフィニル、置換スルフィニル、スルホニル、置換スルホニル、スルホニルアミド、置換スルホンアミド、２置換スルホンアミド、アリール、アリールＣ１－６アルキル、ヘテロシクリル及びヘテロアリールであって、ここで各アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール及びヘテロシクリルとそれらを含む基が、さらに任意で置換されていて良い前記基から成る群から選ばれる、１，２，３、４またはそれ以上の基で、好ましくは１，２または３の基で、より好ましくは１または２の基でさらに置換されていても、置換されていなくても良い基を指す。Ｎを含むヘテロシクリルの場合における任意置換基はまた非限定的に、Ｃ１－６アルキル、例えばＮ－Ｃ１－６アルキル、より好ましくはメチル、特にはＮ－メチルを包含して良い。アリールの場合における任意置換基は好ましくは、非限定的に、ハロ、Ｃ１－６アルキル、Ｃ２－６アルケニル、Ｃ２－６アルキニル、Ｃ３－８シクロアルキル、Ｃ１－６アルコキシ、６員環アリールオキシ、Ｃ１－６アルキルハロ、カルボキシル、Ｃ１－６アルキルエステル、６員環アリールエステル、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、２置換アミノ、アシル、置換ケトン、アミド、アミノアシル、置換アミド、２置換アミド、チオール、Ｃ１－６アルキルチオ、６員環アリールＣ１－６アルキル及び３－１０員環ヘテロシクリルであって、ここで各アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール及びヘテロシクリルとそれらを含む基が、さらに任意で置換されていて良い前記基を含む。
１つの実施形態において、本明細書で使用する用語「任意置換の」または「任意置換基」は、Ｃ１－２０アルキル（好ましくはＣ１－６アルキル、最も好ましくはＣ１－４アルキル）、Ｃ２－６アルケニル（好ましくはＣ２－４アルケニル）、Ｃ２－６アルキニル（好ましくはＣ１－４アルキニル）、Ｃ１－６アルコキシ（好ましくはＣ１－４アルコキシ）、ハロ、Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、カルボキシ、Ｃ１－６アルキルエステル、６員環アリーリエステル、６員環アリール－Ｃ１－６アルキル、チオール、オキソ、チオキソ、スルホニル、スルフィニル、スルホンアミド、Ｃ１－６アルキルスルホンアミド、６員環アリールスルホンアミド、６員環アリールスルホニル、６員環アリールスルフィニル、アミノ、アミド、置換アミノ、２置換アミノ及び置換アミドの基であって、ここで各アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール及びヘテロシクリルとそれらを含む基が、Ｃ１－２０アルキル（好ましくはＣ１－６アルキル、最も好ましくはＣ１－４アルキル）、Ｃ２－６アルケニル（好ましくはＣ２－４アルケニル）、Ｃ２－６アルキニル（好ましくはＣ１－４アルキニル）、Ｃ１－６アルコキシ（好ましくはＣ１－４アルコキシ）、ハロ、Ｃ３－８シクロアルキル、ヒドロキシル、カルボキシ、Ｃ１－６アルキルエステル、６員環アリーリエステル、６員環アリール－Ｃ１－６アルキル、チオール、オキソ、チオキソ、スルホニル、スルフィニル、スルホンアミド、Ｃ１－６アルキルスルホンアミド、６員環アリールスルホンアミド、６員環アリールスルホニル、６員環アリールスルフィニル、アミノ、アミド、置換アミノ、２置換アミノ及び置換アミドから選ばれる、０、１、２または３、好ましくは１または２の基で任意にさらに置換されて良い前記基から選ばれる、０、１、２または３の基（好ましくは０、１または２の基）で置換されて良い基を指す。
窒素を含む芳香族ヘテロシクリルの適切な誘導体は、それらのＮ酸化物を含むことは、理解されよう。
本発明の化合物はまた、塩として調合されても良く、本発明の化合物の生成に対応した中間体として有用であるか、または当該化合物の非塩形態として、類似の吸収／発光形状を表すであろう。塩の例示には、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム及びアルキルアンモニウムなどの陽イオンの塩、塩酸、オルトリン酸、硫酸、リン酸、硝酸、炭酸、ホウ酸、スルファミン酸及び臭化水素酸などの無機酸の酸添加塩、または、酢酸、プロピオン酸、酪酸、酒石酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、フマル酸、クエン酸、乳酸、粘液酸、グルコン酸、安息香酸、コハク酸、シュウ酸、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、トリハロメタンメタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、イセチオン酸、サリチル酸、スルファニル酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、エデト酸、ステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パントテン酸、タンニン酸、アスコルビン酸、吉草酸及びオロチン酸などの有機酸の塩などを含む。アミン基の塩はまた、そのアミノ窒素原子が、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアラルキルモイエティーなどの適切な有機基を持ち込む場合には、第４級アンモニウム塩を含む。
当該塩は、フリー塩基形態のその化合物と１つ以上の等価の適切な酸との反応により、またはフリー酸、または無水物形態のその化合物と１つ以上の等価の適切な塩基との反応によるなどの従来の手段で形成されて良い。
塩の関連物には、それらの溶媒付加体または結晶体、特に溶媒和物または多形体を含むことは理解されるべきである。溶媒和物は、化学量論的な、または非化学量論的な量の溶媒を含み、及び水、メタノール、エタノールまたはイソプロピルアルコールなどのアルコール、非共有結合または、その結晶格子の空孔を占めることにより結晶格子部分を形成する溶媒和物を有するジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びそれらに類するものなどの溶媒を伴う結晶化のプロセス中に形成されて良い。水和物は、その溶媒が水の場合に形成され、アルコラートは、その溶媒が、アルコールである。本発明の化合物の溶媒和物は、従来の方法で調合でき、または本明細書に記述のプロセス中に形成できる。一般的に、当該溶媒和物形態は、当該化合物の目的及び本明細書で与えられる方法に対応した非溶媒和物形態と等価であるとみなされる。
さらに、本発明の化合物は、水、エタノール、及びそれらに類するものなどの溶媒を伴う溶媒和物形態と同様に非溶媒和物形態としても存在できる。本発明の化合物の溶媒和物形態もまた、包含されるとみなされる。
本明細書に記述の化合物は、キラル中心を保有して良く、及びそのためにラセミ体またはＲ－またはＳ－光学異性体などの異性体として存在して良い。当該化合物はそのため、精製された光学異性体またはジアステレオマーとして、またはそれらの任意の比率の混合物として使用されて良い。当該異性体は、クロマトグラフィーによる方法や、分割剤の使用により、従来の方法で分離されて良い。あるいは、個別の異性体は、キラル中間体を使用した不斉合成により調合されて良い。当該化合物が、炭素―炭素の２重結合を有する場合、異性体は、Ｚ－またはＥ－形成体及び本発明に含まれる化合物の全ての異性体に現れて良い。
本明細書に記述の化合物は、位置異性体の混合物として存在して良いことは理解されよう。通常は、当該位置異性体は、同じ反応条件下で形成され及び実質的に類似した分光特性を保有する。例えば、反応において、当該化合物がそのため、精製された位置異性体としてまたは複数の位置異性体の任意の比率の混合物として使用されて良い。当該異性体は、例えば、クロマトグラフィーによる方法または選択的結晶化によるなどの、従来の方法で調合されて良い。例えば、２つのベイ位置換基を含む置換ペリレンの位置異性体混合物は通常は、１，６（シス）、１２，７（シス）及び１，７（トランス）位置異性体置換パターンの混合物を含み、一般的にこれらの位置異性体の中で顕著な物の１つは、１，７（トタンス）位置異性体である。位置異性体混合物が示唆される場合の構造においては、主要な位置異性体が描写される。
本発明の化合物は、回転異性体の形態で存在して良く、ここで、例えば、他の場合には回転可能な結合の周りの回転は制約されることは理解されよう。全てのそのような回転異性体は、本は発明の範囲内に含まれることを意図している。
本明細書に記述の化合物は、互変異性化を受けて良いこともまた、理解されよう。通常、特定の条件下、例えば溶液中では、２つの互変異生体の間に平衡状態が確立される。
１つの実施形態において、本明細書に記述の当該光捕集アレイ、式Ｉの化合物（例えば、式ＩＡ－ＩＦの化合物）またはオリゴマーユニット（式ＩＩの化合物、例えば、式ＩＩＡ－ＩＩＴの化合物）は、塩、立体異性体、回転異性体、互変異性的平衡、位置異性体またはそれらの溶媒和物を含む。
オリゴマーユニット及び光捕集アレイの調合法
１つの態様において、１つのアクセプターと１つ以上のドナーの組み合わせを含む、光捕集アレイの調合法を提供する。１つの実施形態において、少なくとも１つのドナーは、リンカー基を介して、１つ以上の任意置換の周辺ドナーリレンに連結された任意置換のドナーリレンを含むオリゴマーユニットである。１つの実施形態において、少なくとも１つのアクセプターまたは１つ以上のドナーは、リンカー基を介して第２任意置換リレンに連結された、第１任意置換リレンを含むオリゴマーユニットであり、第１任意置換リレンは、アクセプターまたはドナーに連結されており及び第２任意置換リレンは、少なくとも１つの第１任意置換リレン、アクセプターまたはドナーにエネルギーを移動できる。１つの実施形態において、当該アクセプターは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換周辺リレンに連結された、任意置換リレンコアーを含むオリゴマーユニットである。
任意の当業者に公知の適切なカップリング反応が、使用されて良い。当該ドナー及びアクセプターは置換されて、そのため選択したカップリング反応が起きることは理解されよう。
１つの実施形態において、当該ドナーは、求核芳香族置換基を介して、当該アクセプターにカップリングされる。この実施形態において、当該ドナーまたはアクセプターのどちらかが、ハロまたは任意置換アルキルスルホニロキシ、好ましくはクロロ、ブロモまたはトリフラートなどの脱離基で置換される。当該カップリングパートナー、すなわち当該ドナーまたはアクセプターは、その脱離基の移動に対して適切な求核基で置換される。適切な求核基には、例えば、任意置換フェノール、任意置換ピリジロキシなどの任意置換アリールオキシ、任意置換ヘテロシクリルオキシを含む。
上述のように、１つの実施形態において、２つ以上のリレンは、任意置換トリアミン基を介して連結される。１つの実施形態において、任意置換ペリレンは、トリアミンと３，４－無水和物置換のペリレンとを反応させ、そのイミド位で４－フェニルエタノールにより置換された、任意置換のモノイミドペリレンを形成することにより調合される。次いで、２つの等価の４－フェニルエタノール置換のペリレンモノイミドと、そのベイ位でハロゲン化された任意置換ペリレンとを反応させて、オリゴマーユニットを形成し、ここで当該ハロゲンは、当該任意置換ペリレンの相応するベイ位位置でフェノキシリンカー基を形成するために、当該モノイミドペリレンのイミド位に置換される。
１つの実施形態において、当該アクセプター及びドナーは、エステルまたはアミドの形成によりカップリングされる。そのエステルまたはアミドカップリングは、当業者に公知のカップリング試薬で、触媒作用を受けても良い。そのカップリング反応の進行を助けるために、反応中間体が形成されても良く、例えば、当該ドナーまたはアクセプターが、カルボン酸モイエティーで置換されている場合は、活性カルボキシル基が中間体として形成されても良く、例えば、酸塩化物、活性Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）エステル、無水物の混合物またはその他の適切な活性カルボキシルが、当業者には公知である。当該活性カルボキシル中間体は、公知の方法を使用して調合されて良い。
１つの実施形態において、当該アクセプターは、同時に２つ以上のドナーにカップリングされる。他の実施形態において、各ドナーは、順番にカップリングされる。非対称光捕集アレイは、ドナーの逐次添加により調合されることは理解されよう。
１つの実施形態において、当該アクセプター及びドナーは、「クリックケミストリー」（ヒュスゲン環化付加とも呼ばれる）により、すなわち、アジド（すなわち－Ｎ３）を伴う銅触媒［３＋２］作用によるアルキンの環化付加により、カップリングされる。
他の実施形態において、当該アクセプター及びドナーは、当分野で公知の金属媒介のクロスカップリング、例えば、パラジウム触媒によるクロスカップリングにより、カップリングされる。例えば、ドナーとアクセプターは、鈴木カップリングまたはバックワルドカップリング反応により連結される。この実施形態において、その反応の進行を可能にするために、当該カップリングパートナーは、適切な置換基で置換され、例えば、鈴木クロスカップリングの場合は、一方のカップリングパートナーは、ボロン酸またはエステル（または等価物）で置換され及びもう一方のカップリングパートナーは、ハロ置換基で置換されることが理解されよう。
当該アクセプターが、リンカー基を介して、１つ以上の当該ドナーに連結される実施形態の場合、そのリンカー基は、そのアクセプターの１つ以上のドナーへのカップリングに付随して形成されて良いことは理解されよう。そのため、そのリンカー基の部分は、そのアクセプター及びドナーの置換基であって良い。
他の実施形態において、当該方法は、原位置でそのオリゴマーユニットを形成することを含む。例えば、任意置換ドナーリレンコアーは、アクセプターにカップリングされる。次いで、１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンは、その任意置換ドナーリレンコアーでカップリングされる。この実施形態において、当該リンカー基は、当該任意置換リレンコアー（好ましくは、任意置換ペリレンコアー）と１つ以上の任意置換周辺ドナーリレン（好ましくは、任意置換周辺ドナーペリレン）のカップリングに付随して形成されて良い。
他の実施形態において、当該方法は、原位置でそのオリゴマーユニットを形成することを含む。例えば、任意置換ドナー周辺リレンは、アクセプターとカップリングされる。次いで、任意置換ドナーリレンコアー（１つ以上のさらなる任意置換周辺ドナーリレンに任意で連結される）は、その任意置換周辺ドナーリレンとカップリングされる。さらに任意置換周辺ドナーリレンは、その任意置換ドナーリレンコアーと、次いでカップリングされても良い。この実施形態において、当該リンカー基は、その任意置換周辺ドナーリレン（好ましくは、任意置換周辺ドナーペリレン）とその任意置換リレンコアー（好ましくは、任意置換ペリレンコアー）のカップリングに付随して形成されて良い。
一任意置換ペリレンコアーと２つ以上の任意置換ドナーペリレンのカップリングを含む、オリゴマーユニットの調合法も提供される。このカップリングは、上述の任意の反応を、反応ステップとして含んで良い。
当該任意置換ペリレンと２つ以上の任意置換ドナーペリレンの適切なカップリング反応のタイプは、当該光捕集アレイのドナー及びアクセプターのカップリングに関して上述した通りである。好ましくは、当該カップリングは、求核芳香族置換、エステル形成、アミド形成、ヒュスゲン環化付加またはそれらの組み合わせから成る群から選ばれる反応である。
１つの実施形態において、１つ以上の任意置換周辺ペリレンは、その任意置換ペレリンコアーに同時にカップリングされる。他の実施形態において、当該任意置換ペリレンコアーは、各任意置換周辺ドナーペリレンに同時にカップリングされる。さらなる実施形態において、２つ以上の任意置換周辺ペリレンの各々は、別々の反応でカップリングされる。そのうえさらなる実施形態において、当該任意置換ペリレンコアーは、各任意置換周辺ドナーペリレンに、順番にカップリングされる。
当該リンカー基は、当該任意置換ペリレンコアーと２つ以上の任意置換周辺ドナーペリレンとのカップリングに付随して形成されて良い。例えば、一方のカップリングパートナーが、カルボキシル基を含み及びもう一方のカップリングパートナーが、アミノ基を含む場合、それら２つは、アミド含有リンカー基を形成するようにカップリングする。このリンカー基は、そのカップリングパートナーのカップリング中にのみ形成されることは理解されよう。
１つの実施形態において、光捕集アレイまたは上述の式Ｉの化合物の調合法であって、式Ａの化合物：
Ｘ′－Ａ
式Ａ
（ここで、Ａはアクセプターであり、及びＸ′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
を式Ｂの化合物：
Ｘ′′－Ｌ′′－Ｄ
式Ｂ
（ここで、Ｄは、任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットであり、
Ｌ′′は、プリリンカー基であり、及び
Ｘ′′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
と反応させることを含み、
ここで、Ｘ′が、求電子試薬の場合、Ｘ′′は、求核試薬であり、及びＸ′が、求核試薬の場合、Ｘ′′は、求電子試薬であり、及び
ここで、Ｘ′とＸ′′の反応後にＡとＤを連結するリンカー基が形成される、
調合法が提供される。
１つの実施形態において、その反応の後、－Ｌ′′－Ｘ′－基または－Ｌ′′－Ｘ′′－基は、上述のリンカー基である。
１つの実施形態において、光捕集アレイまたは上述の式Ｉの化合物の調合法であって、式Ｃの化合物：
Ｘ′－Ｌ′－Ａ
式Ｃ
（ここで、Ａはアクセプターであり、及びＸ′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
を式Ｄの化合物：
Ｘ′′－Ｄ
式Ｄ
（ここで、Ｄは、任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットであり、及び
Ｌ′′は、プリリンカー基であり、及び
Ｘ′′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
と反応させることを含み、
ここで、Ｘ′が、求電子試薬の場合、Ｘ′′は、求核試薬であり、及びＸ′が、求核試薬の場合、Ｘ′′は、求電子試薬であり、及び
ここで、Ｘ′とＸ′′の反応後にＡとＤを連結するリンカー基が形成される、
調合法が提供される。
１つの実施形態において、光捕集アレイまたは上述の式Ｉの化合物の調合法であって、式Ｅの化合物：
Ｘ′－Ｌ′－Ａ
式Ｅ
（ここで、Ａはアクセプターであり、及びＬ′は、第１プリリンカー基であり及びＸ′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
を式Ｆの化合物：
Ｘ′′－Ｌ′′－Ｄ
式Ｆ
（ここで、Ｄは、一任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットであり、及び
Ｌ′′は、第２プリリンカー基であり、及び
Ｘ′′は、求核試薬または求電子試薬（例えば、脱離基）である）
と反応させることを含み、
ここで、Ｘ′が、求電子試薬の場合、Ｘ′′は、求核試薬であり、及びＸ′が、求核試薬の場合、Ｘ′′は、求電子試薬であり、及び
ここで、Ｘ′とＸ′′の反応後にＡとＤを連結するリンカー基が形成される、
調合法が提供される。
１つの実施形態において、少なくとも１つのＸ′及びＸ′′は、脱離基である。当該脱離基がリンカー基の部分を形成しないことは理解されるであろう。当該リンカー基は、上述の任意のリンカー基であって良い。したがって、１つの実施形態において、反応後、－Ｌ′－Ｘ′－Ｌ′′－基は、上述のリンカー基である。他の実施形態において、反応後、－Ｌ′－Ｘ′′－Ｌ′′－基は、上述のリンカー基である。
１つの実施形態において、光捕集アレイまたは上述の式Ｉの化合物の調合法であって、式Ｇの化合物：

Ｙ′－Ｌ′－Ａ
式Ｇ
（ここで、Ａは，アクセプターであり、Ｌ′は、第１プリリンカー基であり及びＹ′は、環化付加反応に参加できる不飽和モイエティーであり、好ましくはＹ′は、任意置換Ｃ２アルキニル及びアジドから選ばれる）
を式Ｈの化合物：
Ｙ′′－Ｌ′′－Ｄ
式Ｈ
（ここで、Ｄは、任意置換ドナーリレンコアー及び１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンを含むオリゴマーユニットであり、及び
Ｌ′′は、第２プリリンカー基であり、及び
Ｙ′′は、前記第１不飽和モイエティーとの環化付加反応に参加できる第２不飽和モイエティーであり、好ましくはＹ′′は、Ｃ２アルキニル及びアジドから選ばれる）
と反応させることを含み、
ここで、Ｙ′とＹ′′の反応後にＡとＤを連結するリンカー基が形成される、
調合法が提供される。
１つの実施形態において、Ｙ′は、アジドであり及びＹ′′は、任意置換Ｃ２アルキニルである。他の実施形態において、Ｙ′′は、アジドであり及びＹ′は、任意置換Ｃ２アルキニルである。
式ＡからＨの化合物において、そのアクセプターは、上述の任意のアクセプターであって良い。
式ＡからＨの化合物において、そのオリゴマーユニットは、上述の任意のオリゴマーユニットであって良い。
式ＡからＨの化合物において、そのリンカー基は、上述の任意のリンカー基であって良い。
式Ｉの化合物は、任意の上述の式Ｉの化合物、例えば、式ＩＡからＩＦ、Ｉ－１、Ｉ－２及びＩ－３のいずれか１つの化合物であって良い。
１つの実施形態において、以下のスキームに従う式ＩＩＩａの化合物と式ＩＩＩｂの化合物との反応による式ＩＩＩの化合物の調合法が提供され、
Figure 0007188865000038
 ここで、
Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８は、ＯまたはＳから成る群から選ばれ、
Ａｒは、任意置換アリールであり、
Ｚは、求核試薬であり、好ましくは、Ｚはアミノであり、
ＬＺは、不在であるかまたは上述のリンカー基から選ばれるリンカー基であり、及び
ＤＺは、任意置換のドナーペリレンである。
例えば、式ＩＩＩａのペリレン及び式ＩＩＩｂの周辺ペリレンの０．１Ｍ溶液が、溶媒に、一般的にはジメチルホルムアミドに溶かされ、及び約９５℃で少なくとも８時間、通常は一晩過熱される。この反応は、酸で抑えられ及びその生成物は、遠心分離機またはろ過により単離され、その後、例えば、クロマトグラフィー（シリカ、アルミナまたはサイズ排除式）により、またはクロマトグラフィーと適切な溶媒または結晶化剤を伴うソクスレー抽出の組み合わせにより精製される。
他の実施形態において、以下のスキームに従う式ＩＶａの化合物と式ＩＶｂの化合物との反応による式ＩＶの化合物の調合法を提供し、
Figure 0007188865000039
 ここで、
Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８は、ＯまたはＳから成る群から選ばれ、
Ｙａ及びＹｂは、ハロ、任意置換アルキルスルホニルから成る群から独立して選ばれ、好ましくは、Ｂｒ、Ｃｌ及びＯＴｆから成る群から独立して選ばれ、ここでＴｆは、トリフラート（すなわち、トリフルオルメタンスルホン酸）であり、
Ｘ９及びＸ１０は、Ｎ、Ｓ、Ｏ、ＣＲ３から成る群から選ばれ、
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、独立して上述の任意置換基であり、
Ｚは、求核試薬であり、好ましくは、Ｚはヒドロキシルであり、
Ｌｙは、不在であるはまたはアリール、ヘテロシクリルまたはシクロアルキルから選ばれる基から選ばれ、好ましくは、Ｌｙはアリールまたはヘテロアリールであり、
ＬＺは、不在であるかまたは上述のリンカー基から選ばれるリンカー基であり、及び
ＤＺは、任意置換のドナーペリレンである。
例えば、式ＩＶａのペリレン及び式ＩＶｂの周辺ペリレンの０．１Ｍ溶液が、溶媒に、一般的にはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶かされ、及び炭酸塩（例えば、Ｋ２ＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｓＣＯ３、ＮａＨＣＯ３など）または第３級アミン（例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンなど）などの塩基の存在下において、約９５℃で少なくとも８時間、通常は一晩過熱さる。この反応は、酸で抑えられ及びその生成物は、再結晶法、液－液抽出などの、当業者には公知の技術により単離される。
１つの実施形態において、式ＩＶｂの化合物は、式ＩＶｂ′の化合物であり、
Figure 0007188865000040
 ここで、ＤＺは、上述のように定義される。
材料またはデバイス
本発明は、少なくとも１つのドナーはオリゴマーユニットである、１つ以上のドナーに連結されたアクセプターを含む光捕集アレイを含む発色材料を提供する。１つの実施形態において、少なくとも１つのドナーは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンに連結された、任意置換ドナーリレンコアーである。１つの実施形態において、少なくとも１つのアクセプターまたは１つ以上のそのドナーは、リンカー基を介して、第２任意置換リレンに連結された第１任意置換リレンを含むオリゴマーユニットであり、その第１任意置換リレンは、そのアクセプターまたはドナーに連結されており、及びその第２任意置換リレンは、第１任意置換リレン、そのアクセプターまたはドナーの少なくとも１つにエネルギーを移動できる。１つの実施形態において、当該アクセプターは、リンカー基を介して１つ以上の任意置換周辺リレンに連結された、任意置換リレンコアーを含むオリゴマーユニットである。１つの実施形態において、当該発色材料は、発光材料であり、好ましくは蛍光材料または蓄光材料である。
当該発光材料は、さらに基質を含んで良い。当該基質は、誘電材料を含んで良い。当該誘電材料は、ポリマー、ガラスまたはクオーツを含んで良い。１つの実施形態において、当該ポリマーは、アクリレートまたはポリカーボネートを含む。１つの実施形態において、当該ポリマーは、ポリメチルメタクリレートまたはポリカーボネートである。１つの実施形態において、当該ポリマーは、ポリメチルメタクリレートである。
１つの実施形態において、当該発色材料は、上述の光捕集アレイ及びポリマーを含み、好ましくは、当該光捕集アレイは、そのポリマー母材に分散される。１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、そのポリマーに均一に分散される。他の実施形態において、当該光捕集アレイは、そのポリマーに均一に分散されず、例えば、当該光捕集アレイの濃度は、そのポリマーを通して漸減して良く、または相対的により低い光捕集アレイ濃度または検出不可能な光捕集アレイ量である、その他のポリマー領域に対して相対的により高い濃度の局在領域を形成して良い。他の実施形態において、当該発光材料は、ポリマー基質上への光捕集アレイのコーティングを含む。
当該発光材料において、当該ポリマーは、アクリル、ウレタン、エステル、メタクリレート、チオフェン、任意の共役結合ポリマーのコポリマー、光透過性ポリマー、低ＵＶ吸収ポリマー、熱伝導性ポリマー、または導電性ポリマーを含んで良い。他の実施形態において、当該ポリマーは、アニリンに基づく、ピロールに基づく、アセチレンに基づくまたはフランに基づくポリマーであって良い。
他の実施形態において、当該ポリマーは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリレートを含んで良い。本発明で開示する当該ポリマーの構成単量体は、メタクリレートに基づく、カーボネートに基づく、アクリルアミドに基づく、メタクリルアミドに基づく、またはスチレンに基づく単量体であって良い。
使用して良いビニルポリマーの構成単量体には、アクリル酸エステル、特に例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ－プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ－ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－オクチル、アクリル酸２－クロロエチル、アクリル酸２－ブロモエチル、アクリル酸４－クロロブチル、アクリル酸シアノエチル、アクリル酸２－アセトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸メトキシベンジル、アクリル酸２－クロロシクロヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸フェニル、アクリル酸５－ヒドロキシペンチル、アクリル酸２－メトキシエチル、アクリル酸３－メトキシブチル、アクリル酸２－エトキシブチル、アクリル酸２－エトキシエチル、アクリル酸２－イソプロピル、アクリル酸２－ブトキシエチル、２－（２－メトキシエトキシ）エチルアクリレート、２－（２－エトキシエトキシ）エチルアクリレート、２－（２－ブトキシエトキシ）エチルアクリレート、ω－メトキシポリエチレングリコールアクリレート（付加モル数：９）、１－ブロモ－２－メトキシエチルアクリレート、及び１，１－ジクロロ－２－エトキシエチルアクリレートを含む。
さらに、以下の単量体を使用できる。メタクリル酸エステル、特に例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｓｅｃ－ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸クロロベンジル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸スルホプロピル、Ｎ－エチル－Ｎ－フェニルアミノエチルメタクリレート、２－（３－フェニルプロピルオキシ）エチルメタクリレート、ジメチルアミノフェノキシエチルメタクリルレート、メタクリル酸フルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸クレシル、メタクリル酸ナフチル、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、４－ヒドロキシブチルメタクリレート、トリエチレングリコールモノメタクリレート、ジプロピレングリコールモノメタクリレート、２－メトキシエチルメタクリレート、３－メトキシブチルメタクリレート、２－アセトキシエチルメタクリレート、２－アセトアセトキシエチルメタクリレート、２－エトキシエチルメタクリレート、２－イソプロピルエチルメタクリレート、２－ブトキシエチルメタクリレート、２－（２－メトキシエトキシ）エチルメタクリレート、２－（２－エトキシエトキシ）エチルメタクリレート、２－（２－ブトキシエトキシ）エチルメタクリレート、ωメトキシポリエチレングリコールメタクリレート（付加モル数：６）、メタクリル酸アクリル、及びメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチル塩化物塩を例示できる。
ビニルエステル、特に例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、酢酸ビニルメトキシ、酢酸ビニルフェニル、安息香酸ビニル及びサリチル酸ビニルを例示できる。
アクリルアミド、例えば、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、エチルアクリルアミド、プロピルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ｎ－ブチルアクリルアミド、ｓｅｃ－ブチルアクリルアミド、ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、シクロヘキシルアクリルアミド、ベンジルアクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリルアミド、メトキシエチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、フェニルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、β－シアノエチルアクリルアミド、Ｎ－（２－アセトアセトキシエチル）アクリルアミド、及びジアセトンアクリルアミドを例示できる。
メタクリルアミド、例えば、メタクリルアミド、メチルメタクリルアミド、エチルメタクリルアミド、プロピルメタクリルアミド、イソプロピルメタクリルアミド、ｎ－ブチルメタクリルアミド、ｓｅｃ－ブチルメタクリルアミド、ｔｅｒｔ－ブチルメタクリルアミド、シクロヘキシルメタクリルアミド、ベンジルメタクリルアミド、ヒドロキシメタクリルアミド、クロロベンジルメタクリルアミド、オクチルメタクリルアミド、ステアリルメタクリルアミド、スルホプロピルメタクリルアミド、Ｎ－エチル－Ｎ－フェニルアミノエチルメタクリルアミド、２－（３－フェニルプロピルオキシ）エチルメタクリルアミド、ジメチルアミノフェノキシエチルメタクリルアミド、フルフリルメタクリルアミド、テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、フェニルメタクリルアミド、クレシルメタクリルアミド、ナフチルメタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、４－ヒドロキシブチルメタクリルアミド、トリエチレングリコールモノメタクリルアミド、ジプロピレングリコールモノメタクリルアミド、２－メトキシエチルメタクリルアミド、３－メトキシブチルメタクリルアミド、２－アセトキシエチルメタクリルアミド、２－アセトアセトキシエチルメタクリルアミド、２－エトキシエチルメタクリルアミド、２－イソプロポキシエチルメタクリルアミド、２－ブトキシエチルメタクリルアミド、２－（２－メトキシエトキシ）エチルメタクリルアミド、２－（２－エトキシエトキシ）エチルメタクリルアミド、２－（２－ブトキシエトキシ）エチルメタクリルアミド、ω－メトキシポリエチレングリコールメタクリルアミド（付加モル数：６）、アクリルメタクリルアミド、ジメチルアミノメタクリルアミド、ジエチルアミノメタクリルアミド、Ｂ－シアノエチルメタクリルアミド、及びＮ－（２－アセトアセトキシエチル）メタクリルアミドを例示できる。
オレフィン、例えば、ジシクロペンタジエン、エチレン、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン、及び２，３－ジメチルブタジエンを例示できる。
スチレン、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、及びビニル安息香酸メチルエステルを例示できる。
ビニルエーテル、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル及びジメチルアミノエチルビニルエーテルを例示できる。
その他の例として、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、イタコン酸ジブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジブチル、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、Ｎ－ビニルオキサゾリドン、Ｎ－ビニルピロリドン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチレンモロンニトリル、及びビニリデンを例示できる。
２つ以上単量体を、互いに目的（例えば、硬さ、柔軟性、引張強度及び耐光性の改善）に従い、そのためコポリマーを生み出すコモノマーとして使用して良い。
他の実施形態において、当該発色材料は、上述の光捕集アレイ及び１つ以上の追加の染料を含んで良い。１つ以上の追加染料は、発色染料であって良い。当該染料は、上述の任意のタイプまたは、業界で現在使用されている任意のタイプの染料で良く、蛍光であってもなくて良く、及び当該アレイの光捕集及び発光への妨害を避けるために、最終的なアクセプターの蛍光の範囲でいかなる吸収能力をも持たずに、その染料混合物全体の透過スペクトルを望ましい知覚色にシフトするよう作用して良い。例えば、当該１つ以上の追加染料は、任意置換リレン（例えば、任意置換ペリレンまたは任意置換テリレン）、任意置換ポルフィリンまたは任意置換ベンゾコロネンから選ばれて良い。１つの実施形態において、当該１つ以上の追加染料は、遷移金属（例えばルテニウム）錯体または、シアニン、オキサジン、チアジン、アクリジン、ナフタレンジイミド、及びそれらに類するものなどの金属を含まない有機染料などの、太陽電池の増感剤として使用される任意の染料で良い。
光子を可視範囲外に放射するアクセプターを含む上述の当該光捕集アレイの実施形態は、ヒトの目には透明であり、有利であろう。したがって、１つの実施形態において、当該発光材料は、光を可視範囲外に放射するアクセプターを含む光捕集アレイを含む。この発光材料はさらに、一基質を含んで良い。当該基質は、上述の任意の基質で良い。好ましくは、この発色材料は、透明または半透明で、より好ましくは透明である。
当該光捕集アレイは、光を捕集し及び発光するのに適した濃度でその発色材料中に存在して良いことは、理解されるであろう。１つの実施形態において、当該発色材料は、その材料の総重量の約１ｗｔ％未満の量で当該光捕集アレイを含み、好ましくは、当該光捕集アレイは、その材料の約０．００１ｗｔ％から約０．２ｗｔ％の量で、好ましくは約０．０１ｗｔ％から約０．１ｗｔ％の量で存在する。
当該光捕集アレイは、本明細書に記述の当該光捕集アレイまたは式（Ｉ）の化合物により、例えば、当該光捕集アレイまたは式（Ｉ）の化合物の２つ以上分子の集合体の形成により、エネルギー収集（例えば、吸収）、移動または発光を中断させまたは阻むのには不十分な濃度で、当該発色材料中に存在して良いことは、理解されよう。１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、発色材料中に分散された場合には、集合体を形成しない。他の実施形態において、当該光捕集アレイは、当該光捕集アレイの分子量の２倍未満の、好ましくは当該光捕集アレイの分子量の約１１０％未満の、より好ましくは当該光捕集アレイの分子質量を超えない量の集合体を形成する。平均粒子質量は、当業者には公知の技術により決定されて良い。
１つの実施形態において、当該光捕集アレイは、その発色材料中において当該光捕集アレイにより、光を捕集し及び発光するのに十分な濃度で及びエネルギー収集、移動または発光を中断させまたは阻むのには不十分な濃度で、当該発色材料中に存在する。
当該成分をポリマーに加え及び混合する方法は、制約されない。例えば、半透明ポリマーの粉体、フレークまたはペレットと上記成分との徹底的な混合及び押し出し機による溶融混合の方法が使用されて良い。半透明な熱可塑ポリマーにおいて、上記成分を硬化されていない液状の開始材料に添加し及び徹底的に混合しそして分散する方法が使用されて良い。今回、一般的に使用される添加剤、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、金型離型剤、帯電防止剤、及び難燃剤が使用されて良い。成形は、通常の方法で行われて良い。つまり、熱可塑ポリマーの場合、被覆パイプは、溶融押出法により生産でき、収縮チューブは、溶融押出しにより得られたパイプの延伸と急冷により生産でき、及び被覆は、インジェクション成形、押出成形及び、必要であれば、真空成型により生産できる。熱硬化ポリマーの場合、型成形が有利である。
本発明はまた、上述の当該発色材料を含むデバイスを提供する。１つの実施形態において、当該発色材料は、発光材料であり、好ましくは蛍光材料または蓄光材料である。
１つの実施形態において、当該デバイスは、導光器、光バイオリアクター、蓄光藻システム、発光／蛍光太陽集光器、光検出器及び太陽光発電デバイスから選ばれる。
上述の発光材料を組み込むことができる導光器の例示は、オーストラリア特許出願第２０１１２１８６３３号及び２０１１２１１３９０号に記述されており、参照によりその全体を本明細書に組み入れる。これら出願はまた、蓄光藻システムにおける導光器の使用を記述する。この導光器はまた、臨床診断、ハイスループット・スクリーニング、及びその他の生物医学用途、例えば、内視鏡の光源などに対応するツールとして有用な蛍光プローブ及びラベルとして利用されて良い。
当該光捕集アレイは、太陽放射の利用可能なスペクトルの一領域に光を捕集し及びその吸収したエネルギーを光合成に最適な波長に変えることができる。そのような光捕集アレイをデバイスに組み入れることによって、蓄光藻システムのように、例えば、有機物の成長速度を増加させることにより、光合成システムの効率を改善するであろう。
発光太陽集光器（「ＬＳＣ」）（発光太陽集光器、または蛍光太陽集光器として知られる）は、以下の方法で機能する。高屈折率の透明材料（特定の波長に対して）上への入射太陽光は、内部反射によりその材料の平面上に保持される。これとの連動で、当該ＬＳＣ材料内にまたは薄膜コーティングとしてしばしば含浸された染料は、その光の部分を吸収し、及びより長い波長の、より低いエネルギーで発光する。この放射光は、そのＬＳＣ材料の平面内にまた閉じ込められる。最終的に、その内部反射光は、そのＬＳＣ材料の端から外部に向けられる。通常は、ＬＳＣは、その内部反射光を、図８に描写されるように、１つ以上の太陽電池に向ける。
既存の太陽光発電技術を改善するために利用される１つの方法は、発光太陽集光器の使用によるものである。これらは第１に、集光面積と使用する太陽光発電材料間の比率を改善することを目的とする。第２には、それらはまた、高いエネルギー波長の吸収に次いで、より低いエネルギー波長で発光するように特定の波長に調整できることである。それらの蛍光波長は、その太陽光発電材料により良好に吸収され、及びそのため光子当たりの効率が改善する。発光太陽集光器はしかしながら、依然として、現在の太陽電池技術に効率的に貢献できる以前に、克服しなければならない多数の障害を持つ。それらの障害には、低い染料量子収率、再吸収損失及び低い染料光安定性を含む。
１つの実施形態において、当該デバイスは、ＬＳＣである。有利なことに、上述の光捕集アレイのＬＳＣへの組み込みは、ＬＳＣの使用に関連した障害を克服するであろう。当該光捕集アレイの少なくとも好ましい実施形態は、高い量子収率を有し、非常に光安定性が良く、及びそれらの要求される最終用途に応じた吸収及び発光形状の微調整に高度に柔軟に対応できる吸収及び発光の広い範囲を有する。また、上述の３量体及び５量体などのオリゴマーユニットの使用を通して、ドナーリレンのアクセプターに対する比率は、そのアクセプターとドナーモイエティー間の短い距離を維持しながら、大幅に向上する。その結果、少なくともそれらの好ましい実施形態において、このアプローチは、最終アクセプターの量を強力に減らすことにより再吸収損失を大幅に減らし及びドナーとアクセプター間の距離を縮めることによりＦＲＥＴ効率を最大化する。
１つの実施形態において、当該デバイスは、光検出器である。有利なことに、上述の光捕集アレイの光検出器への組み込みは、従来の染料と比較して、そのスペクトル全域からのより多い光量が、当該光捕集アレイにより捕集されるので、その光検出器の感度を高めるであろう。
したがって、１つの態様において上述の光捕集アレイまたは光捕集染料としての上述の化合物の使用が提供される。１つの実施形態において、当該光捕集アレイまたは化合物は、太陽電池における光増感剤として使用される。他の実施形態において、当該光捕集アレイまたは化合物は、導光器、光バイオリアクター、蓄光藻システム、発光／蛍光太陽集光器、光検出器及び太陽光発電デバイスから選ばれるデバイスに使用される。
１つの態様において、上述の光捕集アレイまたは上述の化合物に組み込むための任意置換リレンの選択法を提供する。当該任意置換リレンに対応するＵＶ－ｖｉｓスペクトルと２つ以上の任意置換リレンに対応するＵＶ－ｖｉｓスペクトルの比較及び任意置換リレンの選択方法であって、そのためそのＵＶ－ｖｉｓスペクトルが以下の少なくとも１つを含むような方法である。
・波長の蛍光発光極大が、２つ以上のさらなる任意置換リレンの少なくも１つの吸収極大と、少なくとも部分的に重なっており、及び
・波長の吸収極大が、２つ以上のさらなる任意置換リレンの少なくとも１つの蛍光発光極大と、少なくとも部分的に重なっている。
上述のように、効率的なＦＲＥＴを達成するために、そのＦＲＥＴドナーの蛍光発光極大は、そのＦＲＥＴアクセプターの吸収極大と重複しなければならず、より良い重複は、より効率的なＦＲＥＴとなる。吸収極大と発光極大の不十分な重複は、例えば、その後に大きな再吸収損失となるであろうドナー蛍光として部分的に発光しているドナーにより吸収されたいくらかのエネルギーのために、「漏れ」ＦＲＥＴ及び効率の損失をもたらす。そのため、当該ドナー及び／または当該アクセプターの吸収／発光形状の「調整」能力は、そのＦＲＥＴ効率を向上させる、当該ドナーの発光極大と当該アクセプターの吸収極大の重複を増加させるであろう。
有利なことに、上述のように、任意置換リレンの吸収／発光形状は、ＦＲＥＴ効率を向上させるために、ＦＲＥＴペアーの吸収／発光形状と一致させるために「調整」されて良い。
１つの実施形態において、当該方法はさらに、選択された任意置換リレンの、上述の光捕集アレイまたは式Ｉの化合物（例えば、式ＩＡからＩＦの任意の１つの化合物）への組み込みを含む。
発本明を、以下の実施例において、例示としてのみ、さらに記述する。当業者には公知であるように、例示される実施形態のいずれに対しても、変更がなされて良いことは理解されよう。
実施例１－光捕集アレイのコンピューターモデリング
基本的なペリレンに基づくドナー及びアクセプターの系の２つの構成成分は、エネルギードナーとしてのジエステルペリレンモノイミド、及びエネルギーアクセプターとしてのテトラフェノキシジイミドである。ジエステルペリレンモノイミドのドナーは、５０６ｎｍ（ｌｏｇ（ε）＝４．６）での吸収極大及び５２６ｎｍでの発光極大を有する。テトラフェノキシペリレンジイミドのアクセプターは、５７８ｎｍ（Ｌｏｇ（ε）＝４．７）での吸収極大及び６０７ｎｍでの発光極大を有する。
Figure 0007188865000041
これら２つの置換ペリレンは、重複する蛍光及び吸収形状を有し、潜在的に大変良いＦＲＥＴペアーであることを示す広い重複領域をもたらす。テトラフェノキシジイミドの吸収とジエステルペリレンモノイミドの発光及びそれらの重複領域を、図３に解説する。
ＦＲＥＴは、量子電磁力学を通して理解されるが、しかし単純な近似は、式１で記述される。
Figure 0007188865000042
 ここで、
・Ｒ０は、フェルスター半径（ＦＲＥＴプロセスによる減衰率が、他の放射及び非放射手段を通したエネルギー損失率に等しいポイント）である。
・ｋ２は、相互作用しているドナー及びアクセプターの双極子モーメントの平均配向因子である。ランダム分子運動（一般的にこのケースに仮定される）に対しては、２／３に等しい。しかしながら、ドナー及びアクセプターの双極子モーメントが、直交する場合、エネルギー移動を除外し、そのドナー及びアクセプター系の四重極子モーメント間の、その他の通常マイナーな相互作用がエネルギー移動の支配的なモードになり得て、時として非常に高い効率になる。
・Ｑ０は、アクセプター不在のドナーの量子効率である。
・ｎは、その媒体の屈折率で、４乗に対応する。
・Ｊ（λ）は、重複部の積分であり及びそのドナーの蛍光が、そのアクセプターの吸収に重なる度合いの尺度である。
方程式１は、当該アクセプターの消散係数及び当該ドナーの正規化蛍光の両方及び方程式２で記述される光子波長の関数である。
Figure 0007188865000043
 ・εａ（λ）は、λにおけるアクセプターの消散係数である。
・Ｆｄ（λ）は、１のエリアに正規化されたλにおけるドナーの蛍光である。
・λは、単位ｎｍでの波長である。
・波長（ｎｍ）が４乗まで上昇すると、その重複積分値は、一般におよそ１０１２から１０１７と、極めて大きくなり得る。
距離に関連するＦＲＥＴ効率は、方程式３で記述される。
Figure 0007188865000044
 ・ここで、Ｅは、ＦＲＥＴ効率である。
・Ｒ０は、フェルスター半径であり、及び
・Ｒは、空間を介した実際のドナーアクセプター距離である。
方程式１、２及び３で記述される関係は、Ｒ０に関するアクセプターとドナー間の距離の関数としてのＦＲＥＴ効率の応答を表す。ＦＲＥＴペアーモデルに対するこの関係を、図２に図示する。
図２は、当該ドナーの蛍光スペクトルと当該アクセプターの吸収の重複領域からのエネルギー移動効率を示す。この効率は、ドナーとアクセプター間距離の６乗に反比例する。このように、フェルスター半径０．８を超えたＦＲＥＴ効率には、急速な減衰がある。
これらの計算から判るように、フェルスター半径の６０％まで離されたドナーとアクセプターは、９５％のエネルギー移動効率に相当する。距離を７０％まで伸ばしたても、そのＦＲＥＴ効率は８９％低下するのみである。しかしながら、これを超えた場合は、ＦＲＥＴ効率は急激に減衰する。エネルギー移動とドナー及びアクセプター間の物理的距離の間の関係性を使用して、ドナーからアクセプターへのエネルギー移動が非効率になる前に、いくつのオリゴマーユニットを含めることができるかを特定できる。
ＦＲＥＴペアーに対応したフェルスター距離を近似する方程式１、２及び３は、５６．３Åのフェルスター半径を近似値とする。この理論的フェルスター距離をＵＦＦにより最適化された単純モデルと比較して、最終的なオリゴマー染料に対応する、合理的なドナー－アクセプター距離が示唆され得る。
単純かつ合理的な連結系を伴う線形アレイを与える基本レベルモデリング（ＵＦＦ）は、各オリゴマーユニット間で約２２．６Åを示唆する。この値は、約０．４２の理論的Ｒ０値であり、９９．６％のＦＲＥＴ効率に相当する。仮に、各独立した３量体及び５量体ユニットの範囲内で、ドナーからアクセプターへの距離に著しい違いが無いと仮定すると、その３量体及び５量体オリゴマー間のＦＲＥＴ及びそのアクセプターを、単量体アレイと同じ方法で扱うことができる。この情報に伴って、ＦＲＥＴを第１世代から第４世代のオリゴマーに対応して進める場合にどのくらい効率的であるかを見るために、ジエステルモノイミドのドナー（単量体の、３量体の及び５量体の）を、規定の間隔で配置できる。ドナー間に２２．６Åの空間を与えた場合、図４に解説するように、直鎖状のＡ－Ｄ－Ｄ－Ｄ形態は、効率が低下するであろう。
図４に示すグラフから、各ペリレンの効率を描写する。各系は、それらドナーがそのアクセプターコアーからさらに離されると、ペリレンの効率に著しい低下を示す。最も著しい低下は、第２世代から第３世代のオリゴマー間に現れる。
これは、２対１の直鎖状単量体（第２世代、ＤＤ－Ａ）以降、直鎖状単量体系の拡張を介して得られる著しい改善は、現れないことを解説しているが、しかし仮に、当該追加ドナーをその連結方式に直交して組み込む方法で、３量体または５量体ユニットの当該オリゴマーアレイを作るならば、解決できることをも解説している。
さらに、ドナーのアクセプターへの距離を改善するために、そのオリゴマーアレイ内での３量体または５量体ユニットの使用は、オリゴマー染料の吸収及び蛍光の重複領域の減少による再吸収のための損失を改善する。これの最良の例示は、個別の発色団の直鎖的な添加を介した場合である。このケースの場合、Ｄ－Ａ－Ｄアレイのケースが、それが提示される最終的な系を最も効率的に説明し、及び必要な距離（フェルスター半径が５３Å未満）が与えられると、１００％というＦＲＥＴの最良仮定が作られるため、使用されるであろう。
Figure 0007188865000045
表３で判るように、単量体、３量体または５量体ユニットのいずれの使用も、発色団の局在密度を上げ、ＦＲＥＴプロセスの最大化及び再吸収の最小化の両方に作用する。この実施例に対して選ばれたドナーは、エネルギーがそのアクセプターに近く及びそのため、そのアクセプターの蛍光とわずかに重複する尾状の吸収帯を有する。より高いエネルギーのドナーは、重複をより大きく減らすであろうと期待される。次の項では、３量体及び５量体のオリゴマーアレイを活用した、目標の系のより緻密な記述をする。
実施例２－合成
単量体の調合
二無水物ペリレンからのテトラエステルペリレンの調合
二無水物ペリレン（２５ｍモル）を、ブタノール（４４ｍＬ、４８０ｍモル）及びテトラブチル水酸化アンモニウム（５０－６０％、３１ｍＬ、６５ｍモル）に懸濁し及び溶解するまで攪拌した。次いで、これにブロモブタン（４０ｍＬ、３７０ｍモル）及びＫ２ＣＯ３（１０ｇ、７０ｍモル）を添加し、及びその反応物を、１２０℃の油浴中に置いた。３時間後、その反応物をクロロホルム（２００ｍＬ）に注ぎ、水（３×１００ｍＬ）、飽和ＮａＨＣＯ３（２×１００ｍＬ）、及び再び水（１００ｍＬ）で洗浄した。その溶媒を取り除き、少量のエチル酢酸の存在下で滴定により誘導された沈殿により、ヘキサン中オイル状残渣を取り込んだ。次いで、その沈殿物を、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製した。
表４の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000046
酸触媒によるエステル開裂を介したノモ無水物ペリレンの調合
テトラエステルペリレン（１．５ｍモル）をｐ－トルエンスルホン酸水和物（２９０ｍｇ、１．５ｍモル）と共に、密閉フラスコ中で良く攪拌しているトルエン（５ｍＬ）に加えた。次いで、これを、その沈殿物が完全に形成され及びその反応溶液がほとんど無色になるまで、窒素雰囲気下で１２０℃に加熱した。次いで、その反応物をトルエンに注ぎ、その沈殿物を取り除くためにろ過し、及びメタノールと水酸化カリウムの２％（容積）水溶液（２Ｍ）で抽出した。次いで、そのメタノール含有抽出物を、塩酸水溶液で酸性化し及びその溶液が透明になるまで加熱した。次いで、その沈殿物を、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化によりろ過精製し、ジブロモモノ無水物ペリレンを得た。
表５の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000047
Figure 0007188865000048
第１級アミン及び無水物ペリレンからのジブロモ－モノイミドペリレンの調合
ジブロモ－モノ無水物ペリレン（１５０μモル）を、１％酢酸のエタノール（Ｅ９５、１５ｍＬ）溶液中で第１級アミン（３９０μモル）と合わせ及び薄膜クロマトグラフィー（ＴＬＣ）が反応完結を示すまで、還流した。次いで、この反応物を、塩酸溶液（２Ｍ）の添加で沈殿させ、及びその沈殿物をろ過し、水及びメタノールで洗浄し、次いで、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化を介した精製を供し、当該イミド付加体を得た。
表６の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000049
Figure 0007188865000050
Figure 0007188865000051
ジブロモ－モノイミドペリレンからのビスフェノキシベイ位置換ペリレンの調合
ジメチルホルムアミド（０．５ｍＬ）に、ジブロモモノイミドペリレン（２５μモル）、ｐ－ｔＢｕ－フェノール（１６ｍｇ、１００μモル）及び炭酸カリウム（１５ｍｇ、１１０μモル）を合わせた。その反応を窒素雰囲気下に置き及びＴＬＣによる反応完結まで９５℃で加熱した。それに続くカラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化による精製で、ビスフェノキシ付加体を得た。
表７の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000052
Figure 0007188865000053
Figure 0007188865000054
無水物ペリレンからのイミド形成
無水物ペリレン（０．１５ｍモル）を、ジメチルホルムアミド（１５ｍＬ）中で第１級アミン（０．４０ｍモル）と合わせ及び、窒素雰囲気下で１１０℃に加熱した。一旦ＴＬＣが、反応完結を示したら、次いでその生成物を、酸メタノール（１０ｍｌメタノール中に２Ｍの塩酸液を１０滴）溶液で沈殿させ、次いで、その沈殿物をろ過で単離し及びクロロホルム中のメタノール勾配によるカラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化に供し、当該イミドペリレンを得た。
表８の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000055
Figure 0007188865000056
Figure 0007188865000057
Figure 0007188865000058
２量体の調合
ジブロモペリレンからのペリレン２量体の調合
モノチリミドペリレン（１５５μモル）を、炭酸カリウム（２５ｍｇ、１８０μモル）と共にＤＭＦ（１ｍＬ）中に溶解し、これに、ＤＭＦ（１．５ｍＬ）中のジブロモペリレン（７０μモル）の溶液を添加した。その反応物を、７０℃の油浴中に置いた。４時間後、この反応物を水の添加により徐々に沈殿させ、その沈殿物を単離し及びエタノール（Ｅ９５）で洗浄した。次いで、この粗物質を、クロマトグラフィー分離及び／または再結晶化により精製した。
表９の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000059
Figure 0007188865000060
Figure 0007188865000061
３量体の調合
ジブロモ置換ペリレンからの３量体の調合
ジブロモ置換ペリレン（１２０μモル）を、ＤＭＦ（４ｍＬ）中で「チリミド」ペリレン（４００μモル）及び炭酸カリウム（７００ｍｇ、５．１ｍモル）と合わせた。次いで、これを攪拌し及び９０℃で６時間加熱した。次いで、その反応を、その沈殿物が完全に形成されるまで塩酸（２Ｍ）の添加で酸性化した。次いで、その沈殿物を単離し及び遠心分離機（１×Ｈ２Ｏ、２×ＭｅＯＨ）を介して洗浄しそして次いで、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製し、当該３量体の化学種を得た。
表１０の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000062
Figure 0007188865000063
Figure 0007188865000064
Figure 0007188865000065
Figure 0007188865000066
Figure 0007188865000067
Figure 0007188865000068
カルボキシ置換ペリレンからの３量体の調合
ジイミド酪酸ペリレン（５０μモル）を、ジクロロメタン（３ｍＬ）中で塩化チオニル（２ｍＬ）と反応させ及びＴＬＣによる反応完結まで還流した。その溶媒及び塩化チオニル残渣を、真空中で取り除いた。次いで、その残渣をジクロロメタン（１ｍｌ）に取り込み及びアルキルアルコール－イミドペリレンの攪拌溶液（２１０μモル）に、ジクロロメタン（４ｍｌ）中のトリエチルアミン（２１０μモル）と共に滴下で添加し、及びＴＬＣが反応完結を示すまで、室温の窒素雰囲気下で攪拌した。次いで、その反応混合物を、塩酸水溶液（０．５Ｍ、５０ｍＬ）に注ぎ及びクロロホルム（２×１００ｍＬ）、次いで飽和の重炭酸ナトリウム水溶液（５０ｍＬ）、水（５０ｍＬ）、乾燥した硫酸ナトリウムで抽出し、ろ過し及び溶剤を除去した。次いで、その残渣を、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製した。
表１１の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000069
ＮＨアルキル化を介した３量体の調合
攪拌したジメチルホルムアミド（２ｍＬ）に、モノイミドペリレン（７０μモル）、炭酸セシウム（５０ｍｇ、１５０μモル）及びジ（ブロモアルキルイミド）ペリレン（３３μモル）を添加した。これを窒素雰囲気下に置き及び８０℃で９０分間加熱した。次いで、その反応物をメタノールで沈殿させ、繰り返し洗浄し及び次いで、カラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製した。
表１２の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000070
Figure 0007188865000071
エーテル形成を介した３量体の調合
ジ（ブロモアルキルイミド）ペリレン（１０μモル）を、窒素雰囲気下のジメチルホルムアミド（５ｍＬ）中で、モノチリミドペリレン（６０μモル）及び炭酸カリウム（５０ｍｇ、３６０μモル）と合わせ、及び１３０℃で４時間加熱した。次いで、この生成物を、塩酸水溶液（２Ｍ、２０ｍＬ）の添加で沈殿させ、ろ過し、次いでカラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製した。
表１３の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000072
Ｎ－アルキル３量体の調合
３量体モノイミド（１５μモル）を、水素化ナトリウム（６０ｗｔ％ミネラルオイル、２００μモル）と合わせ及びテトラヒドロフラン（２ｍＬ）中で、７０℃で攪拌した。これに、ヨウ化カリウム（５ｍｇ、３０μモル）及び１，３－ジブロモプロパン（２０μＬ、２００μモル）を添加した。次いでこれを、ＴＬＣが反応完結を示すまで、窒素雰囲気下で攪拌した。次いで、この反応を止め、溶媒を真空中で取り除き及び残渣をカラムクロマトグラフィー及び／または再結晶化に供し、当該アルキル化３量体を得た。
表１４の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000073
酸触媒化加水分解を介した二無水物ペリレン３量体の調合
トルエン（５ｍＬ）に、当該テトラエステルコアー３量体（８８μモル）及びｐ－トルエンスルホン酸水和物（３２０ｍｇ、１．９ｍモル）を添加した。これを、トルエンが透明になり及びそれ以上沈殿物が形成されなくなるまで還流した。次いで、これを遠心分離機で単離し及び遠心分離機（２×１０ｍｌアセトン、２×１０ｍｌジクロロメタン）で洗浄し、不溶解性の紫色固体として当該二無水物を得た。
表１５の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000074
酢酸アンモニウム縮合を介した３量体ジイミドの調合
３量体二無水物（２１μモル）を、密閉瓶中のジメチルホルムアミド（３ｍＬ）中で、酢酸アンモニウム（３２０ｍｇ、２．１ｍモル）と合わせ、次いで、１５０℃の油浴中に２時間置いた。次いで、この反応混合物を、メタノール（１０ｍＬ）に添加し及び遠心分離機で単離した。次いで、この固体を、遠心分離洗浄し（２×１０ｍｌ メタノール、２×１０ｍＬ ジクロロメタン）、通常は不溶解性の紫色固体である当該ジイミドペリレン３量体を得た。
表１６のこの化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000075
キノリン縮合を介した３量体ジイミドの調合
二無水物３量体（３μモル）を、キノリン（０．５ｍｌ）及びアミン（０．６ｍモル）に添加し、その反応を密閉し及び１３０℃の油浴中に２．５時間置いた。次いで、その反応物を酸性化メタノールで沈殿させ、及び沈殿物を遠心分離機で単離した。次いで、その沈殿物を遠心分離機（２×１０ｍｌ 酸性化メタノール、２×１０ｍｌ メタノール）で洗浄し、溶解性が限られる紫色固体を得た。
表１７の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000076
５量体の調合
塩酸形成を介した５量体の調合
ジ（３，４－ジカルボン酸ベンズイミド）ペリレン（９０μモル）を、ジクロロメタン（２０ｍＬ）中で、塩化チオニル（４ｍＬ）と共に還流した。ＴＬＣによる反応完結の後、その溶媒及び塩化チオニル残渣を蒸留により取り除いた。次いで、その塩酸をジクロロメタン（１０ｍｌ）に取り込み及び、ジクロロメタン（１００ｍｌ）中で、トリエチルアミン（１２０μＬ、８６０μモル）と共にモノアルキルアルコールイミドペリレン（８５０μモル）の攪拌溶液に滴下で添加した。室温の窒素雰囲気下で攪拌し、その反応をＴＬＣが反応完結を示すまで徐々に行った。次いで、その溶媒を取り除き及び次いで、その残渣をジクロロメタン（１００ｍＬ）中で固体の超音波処理により精製し、次いでメタノール（２０ｍＬ）を添加し及び得られた固体物質を単離して、暗色の結晶性固体としての当該５量体を得た。
表１８の化合物は、この方法に従い調合され得る。この表に示される収率は、その化合物が、この方法により生産される場合に得られる収率を表している。
Figure 0007188865000077
光学特性
化合物ＩＩ－１からＩＩ－２０までの光学特性は、以下の一般的な技術により評価されて良い。
ＵＶ－Ｖｉｓ分光法。ＵＶ－Ｖｉｓ分光法は、１ｍｇの染料を使用し、１０ｍＬの溶媒、一般的にはクロロホルムにそれを溶解し、次いでその溶液の１ｍＬを１０ｍＬまで希釈し、約０．０１ｍｇｍＬ－１の最終溶液を作ることにより実施される。石英発光キュベット（１ｃｍパス長）にてそのブランク溶媒のバックグランドスキャンをとった後、そのブランク溶媒を、当該サンプルを含む約３ｍＬの溶液と置き換えると、２５０から９００ｎｍまでの間の吸収が測定された。
蛍光分光法。蛍光分光法は、ＵＶ－Ｖｉｓ測定で使用したものと同じ溶液を使って実施される。一般に、エミッタと検出器スリットの幅は、２．５ｎｍで保たれるが、しかしながら、輝度の高いサンプルに対するいくつかのケースにおいては、補正のためにこの幅を狭めた。
超高速過渡回折格子発光分光法。ＦＲＥＴの寿命測定は、特注の超高速過渡回折格子発光分光法で実施した。１ｍｍのパス長に対して約０．１の吸収度を伴う溶液を作り、次いで、レーザー、光カーゲート及び検出器の校正及び調整の後、単量体染料、アレイ染料及び個別の成分の蛍光寿命の変化は、当該ＦＲＥＴ効率に直接的に対応している。
表１９は、本明細書に記述の化合物に対する、吸収極大（Ａｂｓ Ｍａｘ）及び蛍光極大（Ｅｍ Ｍａｘ）を提示している。
Figure 0007188865000078
実施例３－光捕集アレイの合成
Ｉ－１、Ｉ－２及びＩ－３の化合物は、以下の一般的な手順により調合される。
イミドＮ－アルキル化を介したアレイの調合
ＤＭＦ（５ｍＬ）を入れたフラスコに、ハロアルキルイミド テトラ（ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ）ペリレン（１６μモル）及び炭酸セシウム（３０ｍｇ、９２μモル）と共に、ＮＨイミド３量体（３３μモル）を入れ合わせた。次いで、これを室温で２日間、次いで７０℃で１時間攪拌した。次いで、この反応をメタノールで沈殿させ、メタノール（２×）及び水（１×）そして再びメタノール（１×）で遠心分離洗浄した。その結果得られた物質を、クロマトグラフィー及び／または再結晶化により精製し、当該七量体付加体を得た。
例えば、化合物Ｉ－３は、この方法に従って６％収率で生成され得る。
化合物Ｉ－３の特徴データ
Figure 0007188865000079
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（積分、分裂、Ｊ（Ｈｚ）、割り当て））：９．２７（２Ｈ、ｄ、８．６Ｈｚ、ＴＣ Ｈａｒ）、９．１６（２Ｈ、ｄ、８．４Ｈｚ、ＴＣ Ｈａｒ）、８．４５（４Ｈ、ｄ、８．１Ｈｚ、Ａｐｐ Ｈａｒ）、８．３９（４Ｈ、ｄ、８．１Ｈｚ、Ａｐｐ Ｈａｒ）、８．３５－８．１４（６Ｈ、ｍ、Ｈａｒ）、８．１２（４Ｈ、ｓ、コアー Ｈａｒ）、８．０７－７．９３（８Ｈ、ｍ、Ｈａｒ）、７．７２（２Ｈ、ｓ、ＴＣ Ｈａｒ）、７．４３（４Ｈ、ｄ、８．５Ｈｚ、チリミド－Ｈａｒ）、７．４０（４Ｈ、ｄ、８．３Ｈｚ、チリミド－Ｈａｒ）、６．７３（８Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、コアー フェノキシ）、４．５６－４．０２（４０Ｈ、ｍ、全Ｎ－［ＣＨ２］－及びＯ－［ＣＨ２］－）、３．０６（８Ｈ、ｍ、ＮＣＨ２－［ＣＨ２］－Ｃａｒ）、２．１９（４Ｈ、ｍ、ＮＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２Ｎ）、１．９１－１．６６（２４Ｈ、β－ＣＨ２ ブチル鎖）、１．５４－１．４３（２４Ｈ、γ－ＣＨ２ ブチル鎖）、１．０２（１２Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、Ａｐｐ ＣＨ２－［ＣＨ３］）、１．０１（１２Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、Ａｐｐ ＣＨ２－［ＣＨ３］）、１．００（６Ｈ、ｔ、７．１Ｈｚ、ＴＣ ＣＨ２－［ＣＨ３］）、０．９１（６Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、ＴＣ ＣＨ２－［ＣＨ３］）。
吸収極大：５０７ｎｍ。発光極大：６１４ｎｍ。
化合物Ｉ－３のＵＶ－Ｖｉｓの吸収及び蛍光発光スペクトルを、図９に示す。図９に示される化合物Ｉ－３の吸収極大は、５０７ｎｍに位置する。化合物Ｉ－３のオリゴマーユニットは、この吸収帯に寄与する。５８１ｎｍにおける小さな吸収は、化合物Ｉ－３のテトラフェノキシ置換ペリレンモイエティー（アクセプター）に対する吸収極大である。５８１ｎｍにおける吸収帯は、２つのオリゴマーユニットが寄与して組み合わされた大きなドナー吸収のために、見かけが小さくなっている。図９の蛍光発光極大は、６１４ｎｍに位置し、当該化合物Ｉ－３のアクセプター部分に寄与された蛍光発光を表している。図９は、その吸収の大部分は、６１４ｎｍにおける蛍光発光のピークから大きく離れていることを示す。
エステル形成を介した光捕集アレイの調合
塩化チオニル（５ｍＬ）に、カルボン酸置換ペリレン（６μモル）を添加し及び全て溶解しそしてメタノール添加による反応停止で示され、ＴＬＣによる塩酸形成の完結まで、還流した。次いで、塩化チオニルを、真空中で除去し及びその結果得られた物質を、高真空下に置いた。次いで、その酸塩化物付加体を、乾燥したジクロロメタンに溶解し及びアルキルアルコール３量体（２１μモル）の攪拌溶液に滴下で添加した。これを、ＴＬＣが反応完結を示すまで、攪拌した。クロマトグラフィー分離及び／または再結晶化で、当該光捕集アレイ（４量体）を得た。
例えば、化合物Ｉ－１は、この方法に従って５５％収率で生産され得、及び化合物Ｉ－２は、この方法に従って６０％収率で生産され得る。
化合物Ｉ－１の特徴データ
Figure 0007188865000080
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（積分、分裂、Ｊ（Ｈｚ）、割り当て））：９．３２（１Ｈ、ｄ、８．４Ｈｚ、ＴＣ－Ｈａｒ）、９．２９（１Ｈ、ｄ、８．３Ｈｚ、ＴＣ－Ｈａｒ）、８．７３－８．４７（１７Ｈ、ｍ、ＴＣ－Ｈａｒ及びＡｐｐ－Ｈａｒ）、８．２７（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、８．２２（２Ｈ、ｓ、コアー－Ｈａｒ）、８．０５（１Ｈ、ｄ、８．３Ｈｚ、ＴＣ－Ｈａｒ）、８．００（２Ｈ、ｓ、コアー－Ｈａｒ）、７．７４（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、７．４０（２Ｈ、ｄ、８．５Ｈｚ、チル－Ｈａｒ）、７．３２（２Ｈ、ｄ、８．４Ｈｚ、チル－Ｈａｒ）、７．２３（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、７．２０（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、６．８５（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、６．７８（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、５．１８（２Ｈ、ｍ、Ｎ－［ＣＨ］－）、４．４８－３．９３（１４Ｈ）、４．００（２Ｈ、ｍ、Ｎ－［ＣＨ］２－）、３．６１（２Ｈ、ｍ）、３．０３（２Ｈ、ｍ）、２．８６（２Ｈ、ｍ）、２．３８－２．１６（６Ｈ、ｍ）、１．９１（４Ｈ、ｍ）、１．７８－１．３９（６０Ｈ）、１．２９（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］－フェノキシ）、１．２６（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］′－フェノキシ）、０．９７（３Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］）、０．９０（３Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］′）、０．８３（３Ｈ、ｔ、７．２Ｈｚ、ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］）、０．８２（１２Ｈ、ｔ、６．８Ｈｚ、Ｓｗ－［ＣＨ３］）。
吸収極大：５２８ｎｍ。発光極大：６１６ｎｍ。
化合物Ｉ－２の特徴データ
Figure 0007188865000081
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（積分、分裂、Ｊ（Ｈｚ）、割り当て））：９．５７（１Ｈ、ｄ、８．４Ｈｚ、ＴＣ－Ｈａｒ）、９．５６（１Ｈ、ｄ、８．４Ｈｚ、ＴＣ－Ｈａｒ）、９．４１（１Ｈ、ｄ、７．６Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、９．３９（１Ｈ、ｄ、８．２Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、９．３９（１Ｈ、ｄ、８．２Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）９．３８（１Ｈ、ｄ、６．９Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、８．６６－８．５０（４Ｈ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、８．３８（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、８．３６（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、８．３０（２Ｈ、ｓ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、８．１３（２Ｈ、ｓ、コアー－Ｈａｒ）、８．１２（２Ｈ、ｓ、コアー－Ｈａｒ）、８．０４（１Ｈ、ｄ、８．２Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、８．０３（２Ｈ、ｓ、８．３Ｈｚ、Ａｐｐ－Ｈａｒ）、７．７６（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、７．７６（１Ｈ、ｓ、ＴＣ－Ｈａｒ）、７．５０－７．３６（１２Ｈ、ｍ、Ａｐｐ－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ及びチル－Ｈａｒ）、７．２１（４Ｈ、ｄ、８．８Ｈｚ、コアー－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、７．１９（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、コアー－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、７．１６－７．０２（１２Ｈ、ｍ、Ａｐｐ－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ及びチル－Ｈａｒ）、６．８２（４Ｈ、ｄ、８．８Ｈｚ、コアー－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、６．７８（４Ｈ、ｄ、８．７Ｈｚ、コアー－ｐ－ｔＢｕ－フェノキシ－Ｈａｒ）、４．４９－４．１９（２２Ｈ）、４．１３（２Ｈ）、３．９７（２Ｈ）、３．８８（２Ｈ）、３．５４（２Ｈ）、３．０２（２Ｈ）、２．９４（２Ｈ）、２．２８（２Ｈ）、２．０３（２Ｈ）、１．９１（４Ｈ）、１．８０－１．３１（１４Ｈ）、１．３６（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］－フェノキシ）、１．３５（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］－フェノキシ）、１．２８（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］－フェノキシ）、１．２６（１８Ｈ、ｓ、［ｐ－ｔＢｕ］－フェノキシ）、０．９８（６Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］）、０．９０（６Ｈ、ｔ、７．４Ｈｚ、ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］′）、０．８９（３Ｈ、ｔ、７．２Ｈｚ、ＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ３］）。
吸収極大：５１８ｎｍ。発光極大：６０６ｎｍ。
実施例４－２量体７の合成
２量体７は、オリゴマーユニットの一例であり、リンカー基を介して、１つ以上の任意置換周辺ドナーリレンに連結する任意置換ドナーリレンを含む。
テトラブチルペリレン－３，４－９，１０－テトラカルボン酸（２）
Figure 0007188865000082
ブタン－１－オール（４０ｍｌ、０．４４モル）及びテトラブチル水酸化アンモニウム（３０ｍＬ、５０－６０ｗ／ｖ％、５６ｍモル）水溶液の攪拌混合物に、ペリレン－３，４－９，１０－テトラカルボン酸二無水物（１０．０ｇ、２５．５ｍモル）を添加した。次いで、これを完全に溶解するまで窒素雰囲気下で攪拌した。この後、１－ブロモブタン（４０ｍＬ、０．３７モル）及び炭酸カリウム（１０．０ｇ、７２ｍモル）を攪拌しながら添加し及びその反応を、窒素雰囲気下の１２０℃の油浴中に２時間置いた。その反応混合物を、ジクロロメタン（５００ｍｌ）に取り込み及び水（３×１００ｍＬ）で洗浄した。次いで、その有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、シリカプラグに供し及び乾燥のため気化させ、微粉末の黄色結晶性物質（１６．１６ｇ、２４．８ｍモル、９７％）である当該テトラエステルを得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．２６（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．２Ｈｚ）、８．０２（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．２Ｈｚ）、４．３３（８Ｈ、ｔ、Ｏ－［ＣＨ２］－ＣＨ２－、６．８Ｈｚ）、１．７６（８Ｈ、ｍ、ＯＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．４８（８Ｈ、ｍ、ＣＨ２ＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ３）、０．９８（１２Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．３Ｈｚ）。
９，１０－（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸無水物（３）
Figure 0007188865000083
テトラブチル－３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸（２．０ｇ、３．１ｍモル）及びｐ－トルエンスルホン酸（５８０ｍｇ、３．０ｍモル）を、シクロヘキサン（２ｍＬ）及びドデカン（１０ｍＬ）中で合わせた。次いで、この混合物を、窒素雰囲気下で１２０℃の油浴中に１００分間置いた。次いで、その結果得られた物質を加温ろ過し、加温シクロヘキサン、次いでアセトニトリルで洗浄し、赤色固体（１．４６ｇ、２．８ｍモル、９１％収率）である当該９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸無水物を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．６７（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．１Ｈｚ）、８．５４（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、７．３Ｈｚ）、８．５２（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、７．３Ｈｚ）、８．１５（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．１Ｈｚ）、４．３６（４Ｈ、ｔ、ＣＯＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、６．８Ｈｚ）、１．８０（４Ｈ、ｍ、ＯＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．５１（４Ｈ、ｍ、ＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ３）、１．００（６Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４Ｈｚ）。
９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸（６－アミノヘキシル）イミド（４）
Figure 0007188865000084
ヘキサメシレンジアミン（６００ｍｇ、５．２ｍモル）を、１２０℃のジメチルホルムアミド（５ｍＬ）中で攪拌し、それを、９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸（１５０ｍｇ、０．３ｍモル）に添加した。次いで、これを窒素雰囲気下２時間攪拌した。次いで、その反応混合物を、水（４０ｍＬ）の添加で沈殿させ及び遠心分離サイクル（２４０ｍＬ）を繰り返して洗浄した。上澄み水を移した後で得られた固体を、ジクロロメタン及び無水エタノールに移し及び溶剤を除去して、赤色固体（１７３ｍｇ、０．３ｍモル、９６％）の当該９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸無水物（６－アミノヘキシル）イミドを得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、Ｄ６－ＤＭＳＯ、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．６１（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、未分解）、８．５９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、未分解）、８．３７（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、８．１Ｈｚ）、８．０２（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、８．０Ｈｚ）、４．２７（４Ｈ、ｔ、ＣＯＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、６．７Ｈｚ）、４．０１（２Ｈ、ｔ、イミドＮ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、７．３Ｈｚ）、１．８０－１．３０（１８Ｈ、ｍ、アルキル）、０．９６（６Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４ＨＺ）。
１，７－ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸二無水物（位置異性体６の混合物として）
Figure 0007188865000085
２量体（７）
イソプロパノール（３０ｍＬ）中の水酸化カリウム（１．３ｇ、２３．３ｍモル）の攪拌混合物に、１，７及び１，６－ビス（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸ジ（シクロヘキシルイミド）（２．０ｇ、２．３ｍモル）を添加し、窒素雰囲気下で還流した。次いで、その反応混合物を、５Ｍの塩酸（１５０ｍＬ）に注ぎ及び１時間攪拌した。次いで、その沈殿物を単離し、及びディーン－スターク装置でのトルエンによる還流に供した。次いで、その沈殿物をろ過し、微粉末の紫色固体（１．５ｇ）としての、１．７及び１，６位置異性体のビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸二無水物を含む部分開裂物質、モノ無水物モノシクロヘキシルイミド及び未反応のジシクロヘキシルイミドの混合物を得た。
Figure 0007188865000086
瓶に、当該９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸（６－アミノヘキシル）イミド（５０ｍｇ、０．０８ｍモル）を、１，６及び１，７－ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸モノ無水物モノシクロヘキシルイミド（２２ｍｇ）及びＮ－メチルピロリドン（０．７５ｍＬ）と一緒に添加した。この瓶を窒素で満たし及び密閉し、次いで９５℃の油浴中に置き及び磁気攪拌機で一晩攪拌した。次いで、その反応物質を、２．５Ｍの塩酸（５ｍＬ）に添加し及びその沈殿物を、２．５Ｍ塩酸（２５ｍＬ）と水（２５ｍＬ）で繰り返し遠心分離して洗浄した。次いで、その固体物質を、ジクロロメタン及び無水エタノール内に移し、溶媒を取り除き及びカラムクロマトグラフィーを介した精製に供した。ジクロロメタンに２．５％のメタノールで溶出された微量不純物は、当該２量体７を含んでいた。次いで、この微量溶出分を、最初の溶出分としての直鎖状２量体７と共に、バイオビーズＳ－Ｘ１で、トルエン中に精製した。気化により、暗赤色固体の当該直鎖状２量体７（２．７ｍｇ、０．００１ｍモル、６％）を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：９．５６（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ－ペリレン、８．９Ｈｚ）、８．５８－８．５１（４Ｈ、Ｈａｒ－ペリレン）、８．４５－８．３６（４Ｈ、Ｈａｒ－ペリレン）、８．３１（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ－ペリレン、５．６Ｈｚ）、８．０８（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ－ペリレン、８．１Ｈｚ）、７．４８－７．４３（４Ｈ、Ｈａｒ－フェノキシ）、７．１１－７．０５（４Ｈ、Ｈａｒ－フェノキシ）、４．９８（１Ｈ、Ｎ－シクロヘキシル［ＣＨ］）、４．３５（４Ｈ、ｔ、ＣＯＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、７．０Ｈｚ）、４．１７（４Ｈ、ｍ、［ＣＨ２］－シクロヘキシル）、２．５１（２Ｈ、ｍ、シクロヘキシル－［ＣＨ２］）、１．８２－１．７５（１６Ｈ、アルキル＋シクロヘキシル）、１．５５－１．４４（１６Ｈ、アルキル＋シクロヘキシル）、１．３７（９Ｈ、ｓ、ｔＢｕ）１．３５（９Ｈ、ｓ、ｔＢｕ）、１．００（６Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４ＨＺ）。
実施例５－３量体（１０）の合成及び光学特性
３量体の合成（１０）
９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸（２－［４－ヒドロキシフェネチル］イミド（８）
Figure 0007188865000087
チラミン（２００ｍｇ、１．４６ｍモル）及び９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸無水物（２００ｍｇ、０．３８ｍモル）を、Ｎ－メチルピロリドン（２．５ｍＬ）中で合わせ、次いで、窒素雰囲気下の１４０℃の油浴中に置き、３０分間攪拌した。次いで、その反応混合物を、２．５Ｍ塩酸溶液（５０ｍＬ）に添加し、単離したその沈殿物を、２．５Ｍ塩酸（５０ｍＬ）と水（５０ｍＬ）で洗浄し、次いで、ジクロロメタン及び無水エタノールに溶解し、次いで、気化させ乾燥して、赤色粉体状固体の９，１０－ビス（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－（２－［４－ヒドロキシフェネチル］）イミド（２２５ｍｇ、０．３５ｍモル、９２％）を得た。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．５９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．１Ｈｚ）、８．４３（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、６．５Ｈｚ）、８．４０（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、６．５Ｈｚ）、８．０９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ、８．１Ｈｚ）、７．２４（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（チル）、８．８Ｈｚ）、６．７９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（チル）、８．８Ｈｚ）、４．３８（２Ｈ、ｔ、Ｎ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、５．３Ｈｚ）ＭＳ－ＭＡＬＤＩ［Ｃ４０Ｈ３５ＮＯ７ ＋ Ｈ＋］計算値 ６４２．２５、測定値 ６４２．２２。
ジブチル２－（４－（（１２－（４－（２－（８，９－ビス（ブトキシカルボニル）－１，３－ジオキソ－１Ｈ－ベンゾ［５，１０］アントラ［２，１，９－ｄｅｆ］イソキノリン－２（３Ｈ，５ｂＨ，９Ｈ）－イル）エチル）フェノキシ）－２，９－ジシクロヘキシル－１，３，８，１０－テトラオキソ－１，２，３，５ａ，８，９，１０，１４ａ－オクタヒドロアントラ［２，１，９－ｄｅｆ：６，５，１０－ｄ′ｅ′ｆ′］ジイソキノリン－５－イル）オキシ）フェネチル）－１，３－ジオキソ－２，３，３ａ，１１ｂ－テトラヒドロ－１Ｈ－ベンゾ［５，１０］アントラ［２，１，９－ｄｅｆ］イソキノリン－８，９－ジカルボン酸（位置異性体１０の混合物として）
Figure 0007188865000088
Ｎ－メチルピロリドン（１ｍＬ）に、９，１０－ジ（ブトキシカルボニル）ペリレン－３，４－ジカルボン酸（２－［４－ヒドロキシフェネチル］イミド（７５ｍｇ、０．１２ｍモル）及び１，７－ビスブロモペリレン－３，４，９，１０－カルボン酸ジ（シクロヘキシルイミド）（２２ｍｇ、０．０３ｍモル）を、炭酸カリウム（１７ｍｇ、０．１２ｍモル）と共に添加した。次いで、その混合物に対して、そのＮ－メチルピロリドンが泡になって消滅するまで、窒素／真空サイクルを介して酸素を遮断した。窒素の最終導入後、その反応を１２０℃の油浴中に置き及び磁気攪拌機で３時間攪拌した。その粗物質を、１Ｍの塩酸（１０ｍＬ）の添加で沈殿させ及び次いで、その沈殿物を１Ｍ塩酸（１０ｍＬ）、水（２０ｍＬ）、メタノール（２５ｍＬ）及びメタノール／ジクロロメタン混合溶媒（７対３、２００ｍＬ）で、その溶出部が透明になるまで洗浄した。次いで、その残った固体をクロロホルムを通して洗浄し、暗赤色固体（４３ｍｇ、０．０２ｍモル、７５％）のベイ位３量体を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：９．５４（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（コアーペリレン）、８．７Ｈｚ）、８．６５（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（周辺ペリレン）、８．０Ｈｚ）、８．５５（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（コアーペリレン）、８．７Ｈｚ）、８．４９（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（周辺ペリレン）、８．０Ｈｚ）、８．４６（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（周辺ペリレン）、７．８Ｈｚ）、８．２７（２Ｈ、ｓ、Ｈａｒ（コアーペリレン））、８．１１（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（周辺ペリレン）、７．８Ｈｚ）、７．４７（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（チル）、８．５Ｈｚ）、７．１２（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（チル）、８．５Ｈｚ）、５．００（２Ｈ、ｍ、Ｎ－［ＣＨ］－）、４．４７（４Ｈ、ｔ、Ｎ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、７．８Ｈｚ）、２．５２（４Ｈ、ｍ、シクロヘキシル ＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．９０－１．３５（１６Ｈ、ｍ、シクロヘキシル）、１．７８（８Ｈ、ｍ、ＯＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．４９（８Ｈ、ｍ、－［ＣＨ２］－ＣＨ３）、１．０１（１２Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４Ｈｚ）ＭＳ－ＭＡＬＤＩ［Ｃ１１６Ｈ９６Ｎ４Ｏ１８ ＋ Ｎａ＋］計算値 １８５６．６７、測定値 １８５５．９３。
５量体（１５）の合成
描かれている単一のコアーユニットは、当該ドナーのアクセプターに対する比率をさらに改善した、当該コアー構造への樹状性質の組み込みを解説している。この例は、エステル連結を利用した単一の樹状コアーを表している。
１，６，７，１２－テトラ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４－９，１０－テトラカルボン酸二無水物（１２）
Figure 0007188865000089
水酸化カリウム（１．０ｇ、１７．８ｍモル）を、イソプロパノール（２０ｍＬ）中で攪拌し、そこに１，６，７，１２－テトラ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４－９，１０－テトラカルボン酸ジ（オクチルイミド）（２．０ｇ、１．６ｍモル）を添加し及び一晩、還流した。次いで、その反応物質を、５Ｍの塩酸（６０ｍＬ）に添加し、次いで遠心分離した。次いで、その結果得られた固体を、５Ｍの塩酸（２８０ｍＬ）そして水（２８０ｍＬ）で遠心分離洗浄した。次いで、その粗物質を乾燥し及びジクロロメタンと加温ヘキサンから再結晶化させ、微粉末の紫色固体（１．４９ｇ、１．５ｍモル、９０％収率）の１，６，７，１２－テトラ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェノキシ）ペリレン－３，４－９，１０－テトラカルボン酸二無水物を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．２１（４Ｈ、ｓ、Ｈａｒ）、７．２７（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（フェノキシ）、６．７Ｈｚ）、６．８３（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（フェノキシ）、６．７Ｈｚ）、１．３０（Ｈ３６、ｓ、ｔＢｕ）。
四酸ペリレン（１３）
Figure 0007188865000090
テトラフェノキシペリレン二無水物（４００ｍｇ、０．４ｍモル）を、Ｎ－４－メチル２－ピロリドン（ＮＭＰ）（３ｍＬ）中で、５－アミノイソフタル酸（４００ｍｇ、２．２ｍモル）と合わせ、それを、真空中でそのＮＭＰが泡となり消滅するまで、真空／窒素サイクルで脱気した。次いで、これを窒素雰囲気下で１２０℃の加温油浴中に置き、及び２時間攪拌した。次いで、この反応を、２．５Ｍの塩酸の添加で沈殿させ及びろ過した。２．５Ｍの塩酸溶液、次いで水による洗浄の後、その反応物質を、クロロホルムで抽出し、及び気化で乾燥し、暗紫色固体（３９６ｍｇ、７５％）の四酸を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：１３．４２（４Ｈ、ｓ、［Ｈ］ＯＯＣ）、８．５１（２Ｈ、ｔ、Ｈａｒ（パラ）、３．２Ｈｚ）、８．１９（４Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（オルト）、３．２Ｈｚ）、７．９２（４Ｈ、ｓ、Ｈａｒ（ペリレン））、７．２８（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ｔＢｕ－フェノキシ）、８．２Ｈｚ）、６．８７（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ｔＢｕ－フェノキシ）、８．２Ｈｚ）、１．２２（３６Ｈ、ｓ、ｔＢｕ）。
ペリレンエタノールイミドジエステル（１４）
Figure 0007188865000091
ペリレンモノ無水物ジエステル（２００ｍｇ、０．３８ｍモル）を、ＤＭＦ（２ｍＬ）中で、エタノールアミン（２３０μＬ、３．８２ｍモル）と合わせた。これを窒素雰囲気下に置き及び２０分間攪拌し、次いで、さらに２０分間攪拌しながら１２０℃の油浴中に置いた。次いで、この反応を冷却し、水に添加し、次いでその沈殿物をろ過し、水で洗浄し及び乾燥した。これが、橙赤色固体（２０８ｍｇ、９７％）の当該ペリレンエタノールイミドジエステルを与えた。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．５９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、７．６Ｈｚ）、８．４１（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、未分解）、８．４０（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、未分解）、８．０９（２Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ペリレン）、７．８Ｈｚ）、４．４９（２Ｈ、ｔ、ＨＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、５．３Ｈｚ）、４．３６（４Ｈ、ｔ、ＣＯＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、６．９Ｈｚ）、４．０３（２Ｈ、ｔ、Ｎ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、５．３Ｈｚ）、１．７９（４Ｈ、ｍ、ＯＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．５０（４Ｈ、ｍ、ＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ３）、１．００（６Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４Ｈｚ）。
５量体（１５）
Figure 0007188865000092
塩化チオニル（４ｍＬ）を、乾燥蒸留クロロホルム（２０ｍＬ）中のテトラフェノキシ四酸１３（１２０ｍｇ、９．２×１０－５モル）の攪拌溶液に添加し及び全ての固体物質が溶解するまで、窒素雰囲気下で還流した。次いで、その塩化チオニルとクロロホルムの残渣を、減圧下で除去し及び揮発残渣を、高真空により、その紫色残渣から除去した。その酸塩化物を、クロロホルム（１０ｍＬ）に取り込み及び乾燥ジクロロメタン（１００ｍＬ）中で、エタノールイミドペリレンジブチルエステル１４（５００ｍｇ、８．８４×１０－４モル）及び乾燥蒸留トリエチルアミン（１２０μＬ、８．６０×１０－４モル）の攪拌溶液に、１０分間をかけて滴下で添加した。９０分後、その反応にヘキサン（１００ｍｌ）を添加し、その沈殿物をセライトを使用してろ過し、次いで、ジクロロメタン混合溶媒中の２０％メタノールで（その溶出部が透明になるまで）洗浄し、次いで、その生成物を、クロロホルムを含むセライトから単離し、その溶媒を除去後、暗紫で栗色の結晶性粉体（１９２ｍｇ、６０％収率）を得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３＋Ｄ３ＣＯＤ、ｐｐｍ（割り当て、Ｊ（Ｈｚ）））：８．６７（２Ｈ、ｓ、Ｈａｒ（アリールイミドからのパラプロトン））、８．２６（４Ｈ、２、Ｈａｒ（コアーペリレン））、８．２４－７．８３（４０Ｈ、Ｈａｒ（追加ペリレン）、Ｈａｒ（アリールイミドからのオルトプロトン））、７．１９（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ｔＢｕ－フェノキシ）、８．８Ｈｚ）、６．８０（８Ｈ、ｄ、Ｈａｒ（ｔＢｕ－フェノキシ）、８．８Ｈｚ）、４．７２（８Ｈ、ｍ、Ｏ－［ＣＨ２］－ＣＨ２Ｎ）、４．５３（８Ｈ、ｍ、ＣＨ２－［ＣＨ２］－Ｎ）、４．３３（１６Ｈ、ｔ、ＣＯＯ－［ＣＨ２］－ＣＨ２、６．７Ｈｚ）、１．７８（１６Ｈ、ｍ、ＯＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ２）、１．４９（１６Ｈ、ｍ、ＣＨ２－［ＣＨ２］－ＣＨ３）、１．２０（３６Ｈ、ｓ、ｔＢｕ）、０．９９（２４Ｈ、ｔ、ＣＨ２－［ＣＨ３］、７．４Ｈｚ）。
３量体１０の光学特性
当該３量体１０の光学特性を、ＵＶ－Ｖｉｓ及び蛍光分光法を通して検討し及び単量体の相応物質と比較した。この検討を通して、多数の主要な点が現れた。第１に、当該単一の３量体は、これが組み込む単量体ペリレンの直鎖状集合体としてモデリングすることができ、このことは、再吸収損失に関する先の実施例１に記述されるコンピューター予測を支持し、及び第２に、ＦＲＥＴプロセスによるエネルギー移動は、非常に効率的であることは、そのドナー及びアクセプターが、十分にこのＦＲＥＴペアーのフェルスター半径内にあるという推論を支持している。
図６に示すように、そのベイ位トリマーの主要吸収帯は、その構成ドナー及びアクセプター成分の吸収帯に直接的に相応している。このことは、３量体１０の実際のスペクトルと比較した、単純な付加的アプローチにより得られる予測の消光値を通して説明される。
図６に示されるスペクトルから判るように、直鎖状ドナー及びアクセプターの組み合わせの最大値は、当該３量体１０に観測された最大値と一致する。このことは、後世代のペリレンベースのアレイに対して、加法的な原理を基に開発される予測モデルの使用を支持している。
当該蛍光スペクトルの比較により、効率的な「光線（ｏｐｔｉｃａｌ ｗｉｒｅ）」にそったＦＲＥＴに基づくエネルギー移動が強調される。図７は、３量体１０の蛍光発光と比較した３量体１０の構成ドナー及びアクセプターの蛍光発光を示す。図７で判るように、３量体１０の蛍光発光極大は、そのアクセプターのビスフェノキシペリレンの蛍光発光極大とほとんど同じである。
図７に示される３量体１０のスペクトルにおいて、約５２０ｎｍにおける肩状の存在以外に、３量体１０のドナー成分の蛍光の明確なサインは無い。これは、モノ臭素化生成物、または以下に見られるような当該コアーペリレンの臭素化で生産された位置異性体などの、微量の不純物のせいかもしない。
Figure 0007188865000093
求電子芳香族置換に対する臭素の不活性化特性に起因して、ペリレンのベイ位の臭素化は、１及び６位よりも１及び７位に領域選択的であることが見られた。そのため、この反応で形成された生成物の集団は、約１０－１５％収率のその１，６誘導体を伴った、１，７誘導体である。
実施例６－構成成分及びアレイ
リレンコアー
５量体１５に対して上述されたものと同様な合成ルートに従って得られる２つのリレンコアーを、以下に描写する。
Figure 0007188865000094
これらの両リレンコアーは、官能化され、そのため、少なくとも４つのドナーが追加されて良い。リレンコアー１（左側）は、そのイミド位またはベイ位のどちらにも別々に対処できるので有利であり、したがって特定の吸収波長に、より効率的に調整されるであろう。リレンコアー２（右側）は、その発光蛍光の赤シフトに集中し、そのため、例えば、太陽光発電デバイス及び光電流発生装置などの光捕集アレイが組み込まれたデバイスの要求により良く一致する。
アクセプター
以下のアクセプターは、置換ベンゾコロネンアクセプターの分類になる。
Figure 0007188865000095
実施例７－光捕集アレイの合成
以下の光捕集アレイの逆合成は、そのような系を利用可能にする潜在的合成ルートを表す。
Figure 0007188865000096
Figure 0007188865000097
実施例８－光学的測定
当該アレイにおける追加試験には、ＦＲＥＴにおける変更の模索及び染料アレイ溶媒、例えば、固相状態、様々な溶媒の染料アレイへの応答における総量子効率、及びポリカーボネート、ポリビニルブチラールまたは上述の任意のその他の材料を含む多様なプラスチックにける効率的な凝固状態での寿命変化の検討を含む。それらの試験は、通常は上述の化合物に対して行われるものと同様である。
また、表面パターンのさらなる分析及びそれがプラスチックからの光の取り出しに、どのように影響するかについては、反射及び積分用の球状付属品を有するＬａｍｂｄａ１０５０ ＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計を使用したプラスチックからの伝達、反射率及び発光の比較を通して実施されるであろう。
さらに、総吸収光エネルギーに対して重量付けされた最終アクセプターと比較した当該ＦＲＥＴアレイの再吸収損失は、上述の光学的測定により定量化されるであろう。
本明細書及び以下の請求項を通して、本文脈が要求しない限り、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」そして「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、記載されている整数またはステップまたは整数の群または複数ステップの包含を意味し、いかなるその他の整数またはステップまたは整数の群または複数ステップをも排除しないと理解されよう。
いかなる先行公開物、またはそこから導かれる情報、または公知であるか、または公知でないいかなる内容に関する本明細書における参照も、先行公開物、またはそこから導かれる情報、または公知の内容が、本明細書が関連する試みの分野における共通の一般知識の一部を形成することを、承認または許可またはいかなる形態での示唆するものである、と理解されるべきではない。

Claims (7)

  1. ドナーに連結されたアクセプターを含み、以下の化合物からなる光捕集アレイ。
    Figure 0007188865000098
    ここで、Ｒは任意置換Ｃ １－２０ アルコキシである。
  2. ＲはＣ １－２０ アルコキシである請求項１に記載の光捕集アレイ。
  3. Ｒはブトキシである請求項１に記載の光捕集アレイ。
  4. 前記ドナーが、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）を介して、前記アクセプターに吸収したエネルギーを移動する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光捕集アレイ。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光捕集アレイを含む発色材料。
  6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光捕集アレイ又は請求項５に記載の発色材料を含むデバイス。
  7. 導光器、光バイオリアクター、発光／蛍光太陽集光器、光検出器及び太陽光発電デバイスから成る群から選ばれる、請求項６に記載のデバイス。
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