JP7342565B2 - Conjugated polymer, organic semiconductor layer forming solution, organic semiconductor layer, and organic thin film transistor - Google Patents

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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
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Description

本発明は、有機半導体材料等の電子材料への展開が可能な新規な共役ポリマー、これを用いた有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタに関するものであり、特に移動度及び溶解性に優れることから様々なデバイス作製プロセスに適用可能な新規な共役ポリマー、これを用いた有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタに関するものである。 The present invention relates to a novel conjugated polymer that can be applied to electronic materials such as organic semiconductor materials, an organic semiconductor layer using the same, and an organic thin film transistor. The present invention relates to a novel conjugated polymer applicable to device manufacturing processes, an organic semiconductor layer using the same, and an organic thin film transistor.

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

有機半導体層を作製する方法としては、高温真空下、有機材料を気化させて実施する真空蒸着法、有機材料を適当な溶媒に溶解させその溶液を塗布する塗布法等の方法が一般的に知られている。このうち、塗布法は高温高真空条件を用いることなく印刷技術を用いても実施することができる。従って、デバイス作製の大幅な製造コストの削減を図ることが期待でき、経済的に好ましいプロセスである。 Generally known methods for producing an organic semiconductor layer include a vacuum evaporation method in which an organic material is vaporized under high-temperature vacuum, and a coating method in which an organic material is dissolved in an appropriate solvent and the solution is applied. It is being Among these, the coating method can also be carried out using printing technology without using high temperature and high vacuum conditions. Therefore, it can be expected to significantly reduce the manufacturing cost of device fabrication, making it an economically preferable process.

このような塗布法に使用される有機半導体材料は、高いキャリア移動度、及びデバイス作製のプロセス上の観点から、0.1cm/V・sec以上のキャリア移動度、及び室温での溶解度が0.1重量%以上を持つことが好ましい。 From the viewpoint of high carrier mobility and device manufacturing process, the organic semiconductor material used in such a coating method has a carrier mobility of 0.1 cm 2 /V・sec or more and a solubility of 0 at room temperature. .1% by weight or more.

ここで、一般的に高分子半導体は低分子半導体と比べて、製膜性に優れていることが知られているが、低分子半導体と比べて薄膜の結晶性を高めることが難しいことから、低分子半導体と比べキャリア移動度が低い課題が存在する。薄膜の結晶性及び分子の配向性を高める方法として熱アニールが有効であるが、プラスチック基板の耐熱性を考慮して、140℃以下の温度でアニールすることが好ましい。 Here, polymer semiconductors are generally known to have superior film forming properties compared to low-molecular semiconductors, but it is difficult to improve the crystallinity of thin films compared to low-molecular semiconductors. There is a problem with low carrier mobility compared to small molecule semiconductors. Thermal annealing is an effective method for improving the crystallinity and molecular orientation of the thin film, but in consideration of the heat resistance of the plastic substrate, it is preferable to perform the annealing at a temperature of 140° C. or lower.

現在、高分子材料としては、ポリ(2,5-ビス(3-アルキルチオフェニル-2-)チエノ[3,2-b]チオフェン)(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照)、ポリ(2,7-ビス(3-アルキルチオフェニル-2-)ナフトジチオフェン)(例えば、非特許文献3参照)等が提案されている。 Currently, as polymeric materials, poly(2,5-bis(3-alkylthiophenyl-2-)thieno[3,2-b]thiophene) (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2), poly (2,7-bis(3-alkylthiophenyl-2-)naphthodithiophene) (see, for example, Non-Patent Document 3) and the like have been proposed.

しかし、非特許文献2に記載されたポリ(2,5-ビス(3-アルキルチオフェニル-2-)チエノ[3,2-b]チオフェン)のアニール温度は150℃であり、非特許文献3に記載されたポリ(2,7-ビス(3-アルキルチオフェニル-2-)ナフトジチオフェン)のアニール温度も150℃であり、より温和な温度でのアニールが求められていた。 However, the annealing temperature of poly(2,5-bis(3-alkylthiophenyl-2-)thieno[3,2-b]thiophene) described in Non-Patent Document 2 is 150°C; The annealing temperature of the described poly(2,7-bis(3-alkylthiophenyl-2-)naphthodithiophene) is also 150°C, and annealing at a milder temperature has been desired.

ネイチャー マテリアルズ、2006年、5巻、328~333頁Nature Materials, 2006, vol. 5, pp. 328-333 ジャーナル オブ アプライド フィジックス、2009年、105巻、024516-1~024516-5頁Journal of Applied Physics, 2009, Volume 105, Pages 024516-1 to 024516-5 ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー、2011年、133巻、6852~6860頁Journal of the American Chemical Society, 2011, Volume 133, Pages 6852-6860

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高キャリア移動度で高溶解性、温和な温度でのアニールが可能な新規な塗布型の有機半導体材料を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a novel coated organic semiconductor material that has high carrier mobility, high solubility, and can be annealed at a mild temperature. be.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、新規な共役ポリマーが高キャリア移動度を与えると共に、高溶解性、温和な温度でのアニールが可能な有機半導体材料となることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors discovered that a new conjugated polymer provides high carrier mobility and is an organic semiconductor material that has high solubility and can be annealed at mild temperatures. , we have completed the present invention.

即ち、本発明は、ベンゾシクロブテン骨格を有するモノマー単位を含む共役ポリマー、有機半導体層、それを用いてなる有機薄膜トランジスタに関するものである。 That is, the present invention relates to a conjugated polymer containing a monomer unit having a benzocyclobutene skeleton, an organic semiconductor layer, and an organic thin film transistor using the same.

本発明のベンゾシクロブテン骨格を有するモノマー単位を含む共役ポリマーは、ベンゾシクロブテン骨格をモノマー単位に含むものであれば何ら制限はされないが、安定であることからビフェニレン骨格であることが好ましい。 The conjugated polymer containing a monomer unit having a benzocyclobutene skeleton of the present invention is not limited in any way as long as it contains a benzocyclobutene skeleton in the monomer unit, but a biphenylene skeleton is preferred because it is stable.

該ベンゾシクロブテン骨格を有するモノマー単位を含む共役ポリマーは、より詳細には下記一般式(1)で示される。 The conjugated polymer containing a monomer unit having a benzocyclobutene skeleton is more specifically represented by the following general formula (1).

(ここで、A、C、及びEは、それぞれ独立して、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、チエノチオフェン環、2-エテニルチオフェン環またはベンゼン環からなる群の1種の2価の連結基を示し、Bは少なくとも一つのベンゾシクロブテン骨格を含む縮合3環~縮合7環の2価の連結基を示し、Dは少なくとも一つの硫黄原子、酸素原子、セレン原子、または窒素原子を環構成原子に含む縮合2環~縮合7環の2価の連結基を示す。bは1~3を示し、a、c、d、eは0~3であり、a、c、d、eの少なくとも一つが1以上である。nは2以上の整数を示す。) (Here, A, C, and E are each independently one of the group consisting of a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, a thiazole ring, a thienothiophene ring, a 2-ethenylthiophene ring, or a benzene ring. B represents a 3- to 7-ring divalent linking group containing at least one benzocyclobutene skeleton; D represents at least one sulfur atom, oxygen atom, selenium atom, or nitrogen atom; Represents a divalent linking group of fused 2- to 7-ring atoms containing atoms as ring constituent atoms. b represents 1 to 3, a, c, d, e are 0 to 3, and a, c, d , at least one of e is 1 or more. n represents an integer of 2 or more.)

以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

本発明の共役ポリマーは上記一般式(1)で示される。 The conjugated polymer of the present invention is represented by the above general formula (1).

一般式(1)のA、C、及びEは、それぞれ独立して、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、チエノチオフェン環、2-エテニルチオフェン環またはベンゼン環からなる群の1種の2価の連結基を示す。高移動度及び高溶解性のため、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環からなる群の1種が好ましく、チオフェン環がさらに好ましい。 A, C, and E in general formula (1) are each independently one member of the group consisting of a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, a thiazole ring, a thienothiophene ring, a 2-ethenylthiophene ring, or a benzene ring. represents a divalent linking group. Because of high mobility and high solubility, one type from the group consisting of a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, and a thiazole ring is preferred, and a thiophene ring is more preferred.

一般式(1)のA、C、及びEとしては例えば下記一般式(A-1)~(A~9)からなる群の1種に示すものを挙げることができる。 Examples of A, C, and E in general formula (1) include those shown in the group consisting of general formulas (A-1) to (A-9) below.

(ここで、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、または炭素数4~30のアリール基を示す。*は他の構造との結合部位を示す。) (Here, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, a carbon Indicates an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 30 carbon atoms. * indicates a bonding site with another structure.)

該A、C、及びEは、高移動度を示す共役ポリマーとなることから(A-1)~(A-4)からなる群の1種が好ましく、(A-1)~(A-3)からなる群の1種がさらに好ましい。 A, C, and E are preferably one of the group consisting of (A-1) to (A-4) because they are conjugated polymers exhibiting high mobility; ) is more preferable.

、Rにおけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子からなる群の1種を示し、安定であることからフッ素原子、塩素原子が好ましい。 The halogen atom in R 1 and R 2 is, for example, one of the group consisting of fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom, and fluorine atom and chlorine atom are preferred because they are stable.

、Rにおける炭素数1~30のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル黄、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等の直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソバレリル基、イソヘキシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル基、2-ヘキシルデシル基、2-ヘキシルウンデシル基、2-オクチルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-デシルヘキサデシル基、3-ヘキシルデシル基、3-オクチルデシル基、3-オクチルドデシル基、3-デシルテトラデシル基、3-デシルヘキサデシル基、4-ヘキシルデシル基、4-オクチルデシル基、4-オクチルドデシル基、4-デシルテトラデシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-シクロヘキシルブチル基、8-シクロヘキシルオクチル基等の分岐アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、3-デシルシクロペンチル基、4-デシルシクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示す共役ポリマーとなることから、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等の炭素数68~24の直鎖アルキル基、及び2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、3-ヘキシルデシル基、3-オクチルデシル基、3-オクチルドデシル基、3-デシルテトラデシル基、4-ヘキシルデシル基、4-オクチルデシル基、4-オクチルドデシル基、4-デシルテトラデシル基、4-デシルヘキサデシル基等の炭素数8~26の分岐アルキル基からなる群の1種が好ましく、炭素数10~22の直鎖アルキル基又は炭素数10~24の分岐アルキル基からなる群の1種がさらに好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, and undecyl group. groups, straight chain alkyl groups such as dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl yellow, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, henicosyl, docosyl, isopropyl, isobutyl, isovaleryl, Isohexyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3-ethyldecyl group, 2-hexyldecyl group, 2-hexylundecyl group, 2-octyldecyl group, 2-octyldodecyl group, 2-decyltetradecyl group , 2-decylhexadecyl group, 3-hexyldecyl group, 3-octyldecyl group, 3-octyldodecyl group, 3-decyltetradecyl group, 3-decylhexadecyl group, 4-hexyldecyl group, 4-octyldecyl group group, branched alkyl group such as 4-octyldodecyl group, 4-decyltetradecyl group, 4-decylhexadecyl group, 4-cyclohexylbutyl group, 8-cyclohexyloctyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, 3 Examples include cyclic alkyl groups such as -decylcyclopentyl group and 4-decylcyclohexyl group. Among them, conjugated polymers exhibit particularly high mobility and high solubility, so they include hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, and pentadecyl groups. , straight chain alkyl groups having 68 to 24 carbon atoms such as hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group, and 2-ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3-ethyldecyl group, 2-hexyldecyl group, 2-octyldecyl group, 2-octyldodecyl group, 2-decyldodecyl group, 2-decyltetradecyl group, 3-hexyldecyl group, 3-octyldecyl group, 3-octyldodecyl group, 3 - Consists of branched alkyl groups having 8 to 26 carbon atoms such as decyltetradecyl group, 4-hexyldecyl group, 4-octyldecyl group, 4-octyldodecyl group, 4-decyltetradecyl group, 4-decylhexadecyl group One type of the group consisting of a straight chain alkyl group having 10 to 22 carbon atoms or a branched alkyl group having 10 to 24 carbon atoms is more preferable.

なお、該炭素数1~30のアルキル基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。また、該炭素数1~30のアルキル基は、一つ乃至三つの炭素原子を酸素原子に置換することができる。 In addition, in the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom. Further, in the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, one to three carbon atoms can be substituted with oxygen atoms.

、Rにおける炭素数1~30のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基、ヘンイコシルオキシ基、ドコシルオキシ基等の直鎖アルコキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、イソバレロキシ基、イソヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3-エチルヘプチルオキシ基、3-エチルデシルオキシ基、2-ヘキシルデシルオキシ基、2-オクチルデシルオキシ基、2-オクチルドデシルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、2-デシルヘキサデシルオキシ基、3-ヘキシルデシルオキシ基、3-オクチルデシルオキシ基、3-オクチルドデシルオキシ基、3-デシルテトラデシルオキシ基、3-デシルヘキサデシルオキシ基、4-ヘキシルデシルオキシ基、4-オクチルデシルオキシ基、4-オクチルドデシルオキシ基、4-デシルテトラデシルオキシ基、4-デシルヘキサデシルオキシ基、4-シクロヘキシルブチルオキシ基、8-シクロヘキシルオクチルオキシ基等の分岐アルコキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、3-デシルシクロペンチルオキシ基、4-デシルシクロヘキシルオキシ基等の環状アルコキシ基が挙げられる。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示す共役ポリマーとなることから、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基、ヘンイコシルオキシ基、ドコシルオキシ基等の炭素数8~24の直鎖アルキルオキシ基、及び2-エチルヘキシルオキシ基、3-エチルヘプチルオキシ基、3-エチルデシルオキシ基、2-ヘキシルデシルオキシ基、2-オクチルデシルオキシ基、2-オクチルドデシルオキシ基、2-デシルドデシルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、3-ヘキシルデシルオキシ基、3-オクチルデシルオキシ基、3-オクチルドデシルオキシ基、3-デシルテトラデシルオキシ基、4-ヘキシルデシルオキシ基、4-オクチルデシルオキシ基、4-オクチルドデシルオキシ基、4-デシルテトラデシルオキシ基、4-デシルヘキサデシルオキシ基等の炭素数8~26の分岐アルコキシ基からなる群の1種が好ましく、炭素数10~22の直鎖アルコキシ基又は炭素数10~24の分岐アルコキシ基からなる群の1種がさらに好ましい。 Examples of the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, nonyloxy group, Decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group, tridecyloxy group, tetradecyloxy group, pentadecyloxy group, hexadecyloxy group, heptadecyloxy group, octadecyloxy group, nonadecyloxy group, icosyloxy group, henicosyl Linear alkoxy groups such as oxy group and docosyloxy group, isopropoxy group, isobutoxy group, isovaleroxy group, isohexyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 3-ethylheptyloxy group, 3-ethyldecyloxy group, 2-hexyl Decyloxy group, 2-octyldecyloxy group, 2-octyldodecyloxy group, 2-decyltetradecyloxy group, 2-decylhexadecyloxy group, 3-hexyldecyloxy group, 3-octyldecyloxy group, 3- Octyldodecyloxy group, 3-decyltetradecyloxy group, 3-decylhexadecyloxy group, 4-hexyldecyloxy group, 4-octyldecyloxy group, 4-octyldodecyloxy group, 4-decyltetradecyloxy group, Branched alkoxy groups such as 4-decylhexadecyloxy group, 4-cyclohexylbutyloxy group, 8-cyclohexyloctyloxy group, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, cycloheptyloxy group, 3-decylcyclopentyloxy group, 4-decyl Examples include cyclic alkoxy groups such as cyclohexyloxy. Among them, conjugated polymers exhibit particularly high mobility and high solubility, so octyloxy groups, nonyloxy groups, decyloxy groups, undecyloxy groups, dodecyloxy groups, tridecyloxy groups, tetradecyloxy groups, Straight chain alkyloxy groups having 8 to 24 carbon atoms such as pentadecyloxy group, hexadecyloxy group, heptadecyloxy group, octadecyloxy group, nonadecyloxy group, icosyloxy group, henicosyloxy group, docosyloxy group, and 2- Ethylhexyloxy group, 3-ethylheptyloxy group, 3-ethyldecyloxy group, 2-hexyldecyloxy group, 2-octyldecyloxy group, 2-octyldodecyloxy group, 2-decyldodecyloxy group, 2-decyltetra Decyloxy group, 3-hexyldecyloxy group, 3-octyldecyloxy group, 3-octyldodecyloxy group, 3-decyltetradecyloxy group, 4-hexyldecyloxy group, 4-octyldecyloxy group, 4-octyl One member of the group consisting of branched alkoxy groups having 8 to 26 carbon atoms such as dodecyloxy group, 4-decyltetradecyloxy group, and 4-decylhexadecyloxy group is preferred, and linear alkoxy groups having 10 to 22 carbon atoms or More preferred is one of the group consisting of branched alkoxy groups having 10 to 24 carbon atoms.

なお、該炭素数1~30のアルコキシ基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。また、該炭素数1~30のアルキル基は、一つ乃至三つの炭素原子を酸素原子に置換することができる。 In addition, in the alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom. Further, in the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, one to three carbon atoms can be substituted with oxygen atoms.

、Rにおける炭素数1~30のアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ペンタデノイル基、ヘキサイデカノイル基、ヘプタデカノイル基、オクタデカノイル基、ノナデカノイル基、イコシロイル基、ヘンイコシロイル基、ドコシロイル基等の直鎖アシル基、イソブチリル基、2-エチルヘキサノイル基、3-エチルヘプタノイル基、3-エチルデカノイル基、2-ヘキシルデカノイル基、2-オクチルデカノイル基、2-オクチルドデカノイル基、2-デシルテトラデカノイル基、2-デシルヘキサデカノイル基、3-ヘキシルデカノイル基、3-オクチルデカノイル基、3-オクチルドデカノイル基、3-デシルテトラデカノイル基、3-デシルヘキサデカノイル基、4-ヘキシルデカノイル基、4-オクチルデカノイル基、4-オクチルドデカノイル基、4-デシルテトラデカノイル基、4-デシルヘキサデカノイル基、4-シクロヘキシルブチリル基、8-シクロヘキシルオクタノイル基等の分岐アルキル基等が挙げられる。 Examples of the acyl group having 1 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, nonanoyl group, decanoyl group, and undecanoyl group. straight-chain acyl groups such as dodecanoyl group, tridecanoyl group, tetradecanoyl group, pentadenoyl group, hexidecanoyl group, heptadecanoyl group, octadecanoyl group, nonadecanoyl group, icosilyl group, heniicosilyl group, docosilyl group, isobutyryl group , 2-ethylhexanoyl group, 3-ethylheptanoyl group, 3-ethyldecanoyl group, 2-hexyldecanoyl group, 2-octyldecanoyl group, 2-octyldodecanoyl group, 2-decyltetradecanoyl group , 2-decylhexadecanoyl group, 3-hexyldecanoyl group, 3-octyldecanoyl group, 3-octyldodecanoyl group, 3-decyltetradecanoyl group, 3-decylhexadecanoyl group, 4-hexyldecanoyl group Branched alkyl groups such as noyl group, 4-octyldecanoyl group, 4-octyldodecanoyl group, 4-decyltetradecanoyl group, 4-decylhexadecanoyl group, 4-cyclohexylbutyryl group, 8-cyclohexyloctanoyl group, etc. Examples include groups.

該炭素数1~30のアシル基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。また、該炭素数1~30のアシル基は、一つ乃至三つの炭素原子を酸素原子に置換することができる。 In the acyl group having 1 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom. Furthermore, in the acyl group having 1 to 30 carbon atoms, one to three carbon atoms can be substituted with oxygen atoms.

、Rにおける炭素数2~30のアルケニル基としては、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、2-メチルプロペニル基、ペンテニル基、2-メチルブテニル基、ヘキセニル基、2-メチルペンテニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、2-エチルヘキセニル基、ノネル基、2-エチルヘプテニル基、デセニル基、ドデセニル基、シクロペンテニル-1-基、シクロヘキセニル-1-基、シクロヘプテニル-1-基からなる群の1種が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 include ethenyl group, propenyl group, butenyl group, 2-methylpropenyl group, pentenyl group, 2-methylbutenyl group, hexenyl group, and 2-methylpentenyl group. , heptenyl group, octenyl group, 2-ethylhexenyl group, nonel group, 2-ethylheptenyl group, decenyl group, dodecenyl group, cyclopentenyl-1-group, cyclohexenyl-1-group, cycloheptenyl-1- group One type is mentioned.

該炭素数2~30のアルケニル基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。 In the alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom.

、Rにおける炭素数2~30のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、トリメチルシリルエチニル基、トリエチルシリルエチニル基、tert-ブチルジメチルシリルエチニル基からなる群の1種が挙げられる。 Examples of the alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonynyl group, decynyl group, dodecynyl group, trimethylsilyl group. Examples include one of the group consisting of ethynyl group, triethylsilylethynyl group, and tert-butyldimethylsilylethynyl group.

該炭素数2~30のアルキニル基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。 In the alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom.

、Rにおけるにおける炭素数4~30のアリール基は、炭素数4~30のヘテロアリール基を含む。該炭素数4~30のアリール基としては、例えば、フェニル基;p-トリル基、p-(ヘキシル)フェニル基、p-(オクチル)フェニル基、p-(デシル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基;2-フリル基、2-チエニル基;5-フルオロ-2-フリル基、5-メチル-2-フリル基、5-エチル-2-フリル基、5-(プロピル)-2-フリル基、5-(ブチル)-2-フリル基、5-(ペンチル)-2-フリル基、5-(ヘキシル)-2-フリル基、5-(オクチル)-2-フリル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-フリル基、5-フルオロ-2-チエニル基、5-メチル-2-チエニル基、5-エチル-2-チエニル基、5-(プロピル)-2-チエニル基、5-(ブチル)-2-チエニル基、5-(ペンチル)-2-チエニル基、5-(ヘキシル)-2-チエニル基、5-(オクチル)-2-チエニル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-チエニル基、5-(2-ヘキシルウンデシル)-2-チエニル基、5-(2-オクチルドデシル)-2-チエニル基等のアルキル置換ヘテロアリール基からなる群の1種を挙げることができる。 The aryl group having 4 to 30 carbon atoms in R 1 and R 2 includes a heteroaryl group having 4 to 30 carbon atoms. Examples of the aryl group having 4 to 30 carbon atoms include phenyl group; p-tolyl group, p-(hexyl)phenyl group, p-(octyl)phenyl group, p-(decyl)phenyl group, p-(2 -ethylhexyl) phenyl group; 2-furyl group, 2-thienyl group; 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5 -(propyl)-2-furyl group, 5-(butyl)-2-furyl group, 5-(pentyl)-2-furyl group, 5-(hexyl)-2-furyl group, 5-(octyl)-2 -furyl group, 5-(2-ethylhexyl)-2-furyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5-(propyl)- 2-thienyl group, 5-(butyl)-2-thienyl group, 5-(pentyl)-2-thienyl group, 5-(hexyl)-2-thienyl group, 5-(octyl)-2-thienyl group, 5 A group consisting of alkyl-substituted heteroaryl groups such as -(2-ethylhexyl)-2-thienyl group, 5-(2-hexylundecyl)-2-thienyl group, and 5-(2-octyldodecyl)-2-thienyl group. One type can be mentioned.

該炭素数4~30のアリール基は、少なくとも一つ以上の水素原子をフッ素原子に置換することができる。 In the aryl group having 4 to 30 carbon atoms, at least one hydrogen atom can be replaced with a fluorine atom.

一般式(1)のBは、少なくとも一つのベンゾシクロブテン骨格を含む縮合3環~縮合7環の2価の連結基を示す。該縮合3環~縮合7環を構成する全ての環は、4~8員環である。該4~8員環である環の具体例としてはシクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ベンゼン環、ピリジン環、シクロオクタテトラエン環からなる群の少なくとも1種を挙げることができ、高移動度のため、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ベンゼン環からなる群の少なくとも1種が好ましい。特に高溶解性のため、4~6員環が好ましく、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ベンゼン環からなる群の少なくとも1種がさらに好ましい。 B in the general formula (1) represents a divalent linking group of 3 to 7 fused rings containing at least one benzocyclobutene skeleton. All rings constituting the fused 3-ring to 7-fused ring are 4- to 8-membered rings. Specific examples of the 4- to 8-membered ring include a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a benzene ring, a pyridine ring, and a cyclooctatetraene ring. At least one member of the group consisting of a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, and a benzene ring is preferred because of its high mobility. In particular, a 4- to 6-membered ring is preferred because of its high solubility, and at least one member of the group consisting of a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, and a benzene ring is more preferred.

該Bを構成するベンゾシクロブテン骨格は、一つであることが好ましく、ビフェニレン骨格であることがさらに好ましい。これにより該Bがより安定となる。 The number of benzocyclobutene skeletons constituting B is preferably one, and more preferably a biphenylene skeleton. This makes B more stable.

該Bとしては、例えば下記一般式(B-1)~(B~25)に示すものからなる群の少なくとも1種を挙げることができる。 Examples of B include at least one member of the group consisting of those shown in the following general formulas (B-1) to (B-25).

(ここで、Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、またはC=Cからなる群の1種を示し、Yは炭素原子または窒素原子を示す。Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、C=C、またはNHからなる群の1種を示す。*は他の構造との結合部位を示す。) (Here, X represents an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or one of the group consisting of C=C, and Y represents a carbon atom or a nitrogen atom. Indicates one type of the group consisting of C=C or NH. * indicates a bonding site with another structure.)

該Bは、高移動度及び高溶解性を示す共役ポリマーとなることから(B-1)~(B-19)からなる群の少なくとも1種が好ましく、(B-6)~(B-15)からなる群の少なくとも1種がさらに好ましい。 B is preferably at least one member of the group consisting of (B-1) to (B-19) because it is a conjugated polymer exhibiting high mobility and high solubility, and (B-6) to (B-15). ) is more preferred.

Xは酸素原子、硫黄原子、セレン原子、またはC=Cからなる群の1種を示し、高移動度を示す共役ポリマーとなることから酸素原子、硫黄原子、セレン原子からなる群の1種が好ましく、硫黄原子がさらに好ましい。 X represents an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or one of the group consisting of C=C, and since it is a conjugated polymer that exhibits high mobility, one of the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, and a selenium atom is Preferably, a sulfur atom is more preferable.

Yは炭素原子または窒素原子のいずれかを示し、高移動度を示す共役ポリマーとなることから硫黄原子が好ましい。 Y represents either a carbon atom or a nitrogen atom, and is preferably a sulfur atom since it results in a conjugated polymer exhibiting high mobility.

は酸素原子、硫黄原子、セレン原子、C=C、またはNHからなる群の1種を示し、安定な共役ポリマーとなることからC=Cが好ましい。 X 1 represents one type of the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, C═C, or NH, and C═C is preferable because it results in a stable conjugated polymer.

上記一般式(B-1)~(B~25)において、炭素上の水素原子及びNHの水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、または炭素数4~30のアリール基からなる群の1種に置換することができる。 In the above general formulas (B-1) to (B-25), the hydrogen atom on carbon and the hydrogen atom of NH are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 30 carbon atoms, carbon It can be substituted with one member of the group consisting of an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 30 carbon atoms.

該ハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、炭素数4~30のアリール基の具体例は、例えば、上述の一般式(A-1)~(A~9)のR及びRにおけるハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、炭素数4~30のアリール基からなる群の1種を具体例として挙げることができる。 The halogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, carbon Specific examples of the aryl group having numbers 4 to 30 include, for example, a halogen atom in R 1 and R 2 of the above general formulas (A-1) to (A-9), an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and a carbon number Specific examples include one of the group consisting of alkenyl groups having 2 to 30 carbon atoms, alkynyl groups having 2 to 30 carbon atoms, and aryl groups having 4 to 30 carbon atoms.

該炭素上の水素原子及びNHの水素原子の置換可能な基は、高移動度及び高溶解性の観点から、炭素数1~30のアルキル基が好ましく、上述の炭素数6~24の直鎖アルキル基又は炭素数8~26の分岐アルキル基からなる群の1種がさらに好ましく、炭素数10~22の直鎖アルキル基又は炭素数10~24の分岐アルキル基からなる群の1種が特に好ましい。 From the viewpoint of high mobility and high solubility, the substitutable group for the hydrogen atom on carbon and the hydrogen atom of NH is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and the above-mentioned linear chain having 6 to 24 carbon atoms. One type of the group consisting of an alkyl group or a branched alkyl group having 8 to 26 carbon atoms is more preferable, and one type of the group consisting of a straight chain alkyl group having 10 to 22 carbon atoms or a branched alkyl group having 10 to 24 carbon atoms is particularly preferable. preferable.

一般式(1)のDは、少なくとも一つの硫黄原子、酸素原子、セレン原子、または窒素原子を環構成原子に含む縮合2環~縮合7環の2価の連結基を示す。該縮合2環~縮合7環を構成する全ての環は、4~8員環である。該4~8員環である環の具体例としてはシクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ベンゼン環、ピリジン環、シクロオクタテトラエン環からなる群の少なくとも1種を挙げることができ、高移動度のため、4~6員環が好ましく、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ベンゼン環からなる群の少なくとも1種がさらに好ましい。 D in the general formula (1) represents a divalent linking group of 2- to 7-ring condensed rings containing at least one sulfur atom, oxygen atom, selenium atom, or nitrogen atom as a ring-constituting atom. All rings constituting the fused 2-ring to 7-fused ring are 4- to 8-membered rings. Specific examples of the 4- to 8-membered ring include a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, a thiazole ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a benzene ring, a pyridine ring, and a cyclooctatetraene ring. At least one member of the group consisting of a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, and a benzene ring is more preferable. .

該Dとしては、例えば下記一般式(D-1)~(D~64)に示すものを挙げることができる。 Examples of D include those shown in the following general formulas (D-1) to (D-64).

(ここで、*は他の構造との結合部位を示す。) (Here, * indicates a binding site with another structure.)

該Dは、高移動度及び高溶解性を示す共役ポリマーとなることから(D-1)~(D-14)及び(D-52)~(D-64)からなる群の少なくとも1種が好ましく、(D-52)~(D-64)からなる群の少なくとも1種がさらに好ましい。 Since D is a conjugated polymer exhibiting high mobility and high solubility, at least one member of the group consisting of (D-1) to (D-14) and (D-52) to (D-64) is selected. Preferably, at least one member of the group consisting of (D-52) to (D-64) is more preferable.

上記一般式(D-1)~(D-64)において、炭素上の水素原子、及びSiHとNHの水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、または炭素数4~30のアリール基からなる群の1種に置換することができる。 In the above general formulas (D-1) to (D-64), the hydrogen atoms on carbon and the hydrogen atoms of SiH 2 and NH are halogen atoms, alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, and hydrogen atoms having 1 to 30 carbon atoms. It may be substituted with one of the group consisting of an alkoxy group, an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 30 carbon atoms. can.

該ハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、炭素数4~30のアリール基の具体例は、例えば、上述の一般式(A-1)~(A-8)のR及びRにおけるハロゲン原子、炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアルコキシ基、炭素数1~30のアシル基、炭素数2~30のアルケニル基、炭素数2~30のアルキニル基、炭素数4~30のアリール基からなる群1種を具体例として挙げることができる。 The halogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, carbon Specific examples of the aryl group having numbers 4 to 30 include, for example, a halogen atom in R 1 and R 2 of the above general formulas (A-1) to (A-8), an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a carbon number A specific example is one of the group consisting of an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, and an aryl group having 4 to 30 carbon atoms. It can be mentioned as follows.

該炭素上の水素原子、及びSiHとNHの水素原子の置換可能な基は、高移動度及び高溶解性の観点から、炭素数1~30のアルキル基が好ましく、上述の炭素数6~24の直鎖アルキル基又は炭素数8~26の分岐アルキル基からなる群の1種がさらに好ましく、炭素数10~22の直鎖アルキル基又は炭素数10~24の分岐アルキル基からなる群の1種が特に好ましい。 From the viewpoint of high mobility and high solubility, the hydrogen atom on the carbon and the substitutable group for the hydrogen atom of SiH 2 and NH are preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and the above-mentioned alkyl group having 6 to 30 carbon atoms. One of the group consisting of a straight chain alkyl group having 24 carbon atoms or a branched alkyl group having 8 to 26 carbon atoms is more preferable; One type is particularly preferred.

一般式(1)のa、c、d、eは0~3を示し、a、c、d、eの少なくとも一つが1以上である。nは2以上の整数を示す。 In general formula (1), a, c, d, and e represent 0 to 3, and at least one of a, c, d, and e is 1 or more. n represents an integer of 2 or more.

該a、c、d、eは、高移動度であることから、0~2が好ましい。a及びcが1の場合、d及びeは、0が好ましく、c、d及びeが1の場合、aは0であることが好ましい。 Since a, c, d, and e have high mobility, 0 to 2 are preferable. When a and c are 1, d and e are preferably 0, and when c, d and e are 1, a is preferably 0.

一般式(1)のbは1~3を示し、より高移動度であることから、1が好ましい。 In general formula (1), b represents 1 to 3, and 1 is preferable because it has higher mobility.

一般式(1)で示される共役ポリマーは、繰り返し単位であるnが2以上を有する化合物である。該nは2以上の整数であれば特に限定されないが、高移動度のため4以上が好ましく、高溶解性のため、300以下が好ましく、200以下がさらに好ましい。 The conjugated polymer represented by the general formula (1) is a compound in which n, which is a repeating unit, is 2 or more. Although n is not particularly limited as long as it is an integer of 2 or more, it is preferably 4 or more for high mobility, preferably 300 or less for high solubility, and more preferably 200 or less.

該共役ポリマーの分子量は、よりキャリア移動度の大きい有機薄膜トランジスタを得るのに好適であるため、2,000~1,000,000であることが好ましく、4,000~300,000がさらに好ましく、10,000~150,000が特に好ましい。なお、本発明において、ポリマーの分子量はポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)をいうものであり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定する。 The molecular weight of the conjugated polymer is preferably 2,000 to 1,000,000, more preferably 4,000 to 300,000, since it is suitable for obtaining an organic thin film transistor with higher carrier mobility. Particularly preferred is 10,000 to 150,000. In the present invention, the molecular weight of the polymer refers to the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene, and is measured by gel permeation chromatography (GPC).

本発明の一般式(1)で示される共役ポリマーの具体的例示としては、以下のものを挙げることができる。 Specific examples of the conjugated polymer represented by the general formula (1) of the present invention include the following.

本発明の一般式(1)で示される共役ポリマーを製造する方法としては、該共役ポリマーを製造することが可能であれば如何なる製造方法を用いることも可能である。 As a method for producing the conjugated polymer represented by general formula (1) of the present invention, any production method can be used as long as it is possible to produce the conjugated polymer.

該共役ポリマーの製造方法としては、下記一般式(2)及び(3)で示される化合物を用い、カップリング反応させる方法を挙げることができる。
-(B)b-Z (2)
-(C)c-(D)d-(E)e-(A)a-Z (3)
(ここで、A、B、C、D、E、a、b、c、d、及びeは、上記一般式(1)におけるA、B、C、D、E、a、b、c、d、及びeと同意義を示す。Z~Zは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、トリフルオロスルホニロキシ、トリメチルスロホニロキシ、トリアルキルスズ、トリアリールスズ、ジアルコキシホウ素、ジヒドロキシホウ素、ハロゲン化亜鉛、ジメチルフルオロケイ素、ジフルオロメチルケイ素、トリエトキシケイ素、トリメトキシケイ素、またはハロゲン化マグネシウムを示す。但し、Z~Zの内、二つはハロゲン、トリフルオロスルホニロキシ、トリメチルスロホニロキシからなる群から選ばれ、残りの二つは、トリアルキルスズ、トリアリールスズ、ジアルコキシホウ素、ジヒドロキシホウ素、ハロゲン化亜鉛、ジメチルフルオロケイ素、ジフルオロメチルケイ素、トリエトキシケイ素、トリメトキシケイ素、ハロゲン化マグネシウムからなる群から1つ選ばれる。)
Examples of the method for producing the conjugated polymer include a method in which compounds represented by the following general formulas (2) and (3) are used and a coupling reaction is performed.
Z 1 -(B)b-Z 2 (2)
Z 3 -(C)c-(D)d-(E)e-(A)a-Z 4 (3)
(Here, A, B, C, D, E, a, b, c, d, and e are A, B, C, D, E, a, b, c, d in the above general formula (1). , and have the same meaning as e. Z 1 to Z 4 each independently represent a halogen atom, trifluorosulfonyloxy, trimethylsulfonyloxy, trialkyltin, triaryltin, dialkoxyboron, dihydroxyboron, Indicates zinc halide, dimethylfluorosilicon, difluoromethylsilicon, triethoxysilicon, trimethoxysilicon, or magnesium halide.However, two of Z 1 to Z 4 are halogen, trifluorosulfonyloxy, trimethylsulfonate. Honyloxy is selected from the group consisting of trialkyltin, triaryltin, dialkoxyboron, dihydroxyboron, zinc halide, dimethylfluorosilicon, difluoromethylsilicon, triethoxysilicon, trimethoxysilicon, (One selected from the group consisting of magnesium halides.)

該カップリング反応は、アリール-アリールカップリング反応であり、高収率であることから、スティルカップリング反応、鈴木カップリング反応、根岸カップリング反応、熊田カップリング反応、檜山カップリング反応からなる群の少なくとも1種が好ましく、スティルカップリング反応、鈴木カップリング反応の少なくともいずれかがさらに好ましい。 The coupling reaction is an aryl-aryl coupling reaction, and because it has a high yield, it is a group consisting of Stille coupling reaction, Suzuki coupling reaction, Negishi coupling reaction, Kumada coupling reaction, and Hiyama coupling reaction. At least one of the following is preferred, and at least one of Stille coupling reaction and Suzuki coupling reaction is more preferred.

一般式(2)及び(3)におけるZ~Zは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、トリフルオロスルホニロキシ、トリメチルスロホニロキシ、トリアルキルスズ、トリアリールスズ、ジアルコキシホウ素、ジヒドロキシホウ素、ハロゲン化亜鉛、ジメチルフルオロケイ素、ジフルオロメチルケイ素、トリエトキシケイ素、トリメトキシケイ素、またはハロゲン化マグネシウムからなる群の少なくとも1種を示す。 Z 1 to Z 4 in general formulas (2) and (3) each independently represent a halogen atom, trifluorosulfonyloxy, trimethylsulfonyloxy, trialkyltin, triaryltin, dialkoxyboron, dihydroxyboron. , zinc halide, dimethylfluorosilicon, difluoromethylsilicon, triethoxysilicon, trimethoxysilicon, or magnesium halide.

該ハロゲン原子は、臭素原子、ヨウ素原子、塩素原子、フッ素原子からなる群の1種を示し、高反応性のため、臭素原子又はヨウ素原子の少なくともいずれかが好ましい。 The halogen atom is one of the group consisting of a bromine atom, an iodine atom, a chlorine atom, and a fluorine atom, and at least one of a bromine atom and an iodine atom is preferred because of its high reactivity.

該トリアルキルスズのアルキル基は、炭素数1~10のアルキル基を示し、例えば、トリメチルスズ、トリエチルスズ、トリプロピルスズ、トリブチルスズ、トリヘキシルスズ、トリシクロヘキシルスズからなる群の少なくとも1種を挙げることができ、入手性の良さからトリメチルスズ又はトリブチルスズの少なくともいずれかが好ましい。 The trialkyltin alkyl group represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and includes, for example, at least one member of the group consisting of trimethyltin, triethyltin, tripropyltin, tributyltin, trihexyltin, and tricyclohexyltin. At least one of trimethyltin and tributyltin is preferred because of their availability.

該トリアリールスズのアリール基は、炭素数6~10のアリール基を示し、例えば、トリフェニルスズ、トリ(o-トリル)スズ、トリ(m-トリル)スズ、トリ(p-トリル)スズ、トリナフチルスズからなる群の少なくとも1種を挙げることができる。 The triaryltin aryl group represents an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, such as triphenyltin, tri(o-tolyl)tin, tri(m-tolyl)tin, tri(p-tolyl)tin, At least one member of the group consisting of trinaphthyltin can be mentioned.

該ジアルコキシホウ素のアルコキシ基は、炭素数1~10のアルコキシ基を示し、例えば、ジメトキシホウ素、ジエトキシホウ素、ジプロピロキシホウ素、ジイソプロピロキシホウ素、ジブトキシホウ素、ジヘキシロキシホウ素からなる群の少なくとも1種を示す。なお、二つのアルコキシ基は結合し環を形成することができ、例えば、4,4,5,5-テトラメチルジオキソボロラニル基を挙げることができる。該ジアルコキシホウ素として、反応性の高さから、4,4,5,5-テトラメチルジオキソボロラニル基、1,3,2-ジオキサボリナニル基が好ましい。 The alkoxy group of the dialkoxyboron represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and includes, for example, a group consisting of dimethoxyboron, diethoxyboron, dipropyloxyboron, diisopropyloxyboron, dibutoxyboron, and dihexyloxyboron. It shows at least one kind of. Note that two alkoxy groups can be combined to form a ring, such as a 4,4,5,5-tetramethyldioxoborolanyl group. As the dialkoxyboron, 4,4,5,5-tetramethyldioxobororanyl group and 1,3,2-dioxaborinanyl group are preferable from the viewpoint of high reactivity.

該ハロゲン化亜鉛は、例えば、ClZn、BrZn,IZnからなる群の1種を挙げることができる。 Examples of the zinc halide include ClZn, BrZn, and IZn.

該ハロゲン化マグネシウムは、例えば、ClMg、BrMg、IMgからなる群の1種を挙げることができる。 Examples of the magnesium halide include ClMg, BrMg, and IMg.

該Z~Zの内、二つはハロゲン原子、トリフルオロスルホニロキシ、トリメチルスロホニロキシからなる群から選ばれ、残りの二つは、トリアルキルスズ、トリアリールスズ、ジアルコキシホウ素、ジヒドロキシホウ素、ハロゲン化亜鉛、ジメチルフルオロケイ素、ジフルオロメチルケイ素、トリエトキシケイ素、トリメトキシケイ素、またはハロゲン化マグネシウムからなる群から選ばれる。例えば、高い反応性のため、Z及びZが、トリアルキルスズ、トリアリールスズ、ジアルコキシホウ素、ジヒドロキシホウ素、ハロゲン化亜鉛、ジメチルフルオロケイ素、ジフルオロメチルケイ素、トリエトキシケイ素、トリメトキシケイ素、ハロゲン化マグネシウムからなる群から選ばれ、Z及びZが、ハロゲン原子、トリフルオロスルホニロキシ、トリメチルスロホニロキシからなる群から選ばれることが好ましい。 Among Z 1 to Z 4 , two are selected from the group consisting of halogen atoms, trifluorosulfonyloxy, and trimethylsulfonyloxy, and the remaining two are trialkyltin, triaryltin, dialkoxyboron, selected from the group consisting of dihydroxyboron, zinc halide, dimethylfluorosilicon, difluoromethylsilicon, triethoxysilicon, trimethoxysilicon, or magnesium halide. For example, due to their high reactivity, Z 1 and Z 2 may be trialkyltin, triaryltin, dialkoxyboron, dihydroxyboron, zinc halide, dimethylfluorosilicon, difluoromethylsilicon, triethoxysilicon, trimethoxysilicon, Preferably, Z 3 and Z 4 are selected from the group consisting of magnesium halides, and Z 3 and Z 4 are selected from the group consisting of halogen atoms, trifluorosulfonyloxy, and trimethylsulfonyloxy.

一般式(1)の共役ポリマーを製造する方法であるスティルカップリング反応、鈴木カップリング反応、根岸カップリング反応、熊田カップリング反応、檜山カップリング反応には0価パラジウム化合物又は2価パラジウム化合物の少なくともいずれかの触媒が用いられる。0価パラジウム化合物としては、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス{トリ(tert-ブチル)ホスフィン}パラジウムからなる群の少なくとも1種を挙げることができ、2価パラジウム化合物としては、例えば、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、{1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン}パラジウムジクロライド、{1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン}パラジウムジクロライド、{1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウムジクロライド、酢酸パラジウムからなる群の少なくとも1種を挙げることができる。さらに該パラジウム化合物に、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィンからなる群の少なくとも1種のホスフィンを添加することもできる。 For the Stille coupling reaction, Suzuki coupling reaction, Negishi coupling reaction, Kumada coupling reaction, and Hiyama coupling reaction, which are methods for producing the conjugated polymer of general formula (1), a zero-valent palladium compound or a divalent palladium compound is used. At least one of the catalysts is used. Examples of the zero-valent palladium compound include at least one of the group consisting of tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium, and bis{tri(tert-butyl)phosphine}palladium. Examples of divalent palladium compounds include dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, {1,2-bis(diphenylphosphino)ethane}palladium dichloride, and {1,3-bis(diphenylphosphine)palladium. Examples include at least one member of the group consisting of {1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene}palladium dichloride, {1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene}palladium dichloride, and palladium acetate. Furthermore, at least one phosphine selected from the group consisting of tri(o-tolyl)phosphine, triphenylphosphine, and tri(tert-butyl)phosphine may be added to the palladium compound.

また、ニッケル化合物を触媒とすることもできる。該ニッケル化合物として、ビス(1,5-シクロオクタジエニル)ニッケル、{1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン}ニッケルジクロライド、{1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン}ニッケルジクロライドからなる群の少なくとも1種を挙げることができる。 Moreover, a nickel compound can also be used as a catalyst. The nickel compound includes bis(1,5-cyclooctadienyl)nickel, {1,2-bis(diphenylphosphino)ethane}nickel dichloride, and {1,3-bis(diphenylphosphino)propane}nickel dichloride. At least one member of the group consisting of:

上記パラジム化合物及びニッケル化合物に、銅化合物を添加しても良い。該銅化合物としては、例えば、ヨウ化銅(I)、塩化銅(I)、臭化銅(I)、酢酸銅(I)等の1価銅; 塩化銅(II)、臭化銅(II)、ヨウ化銅(II)、酢酸銅(II)、アセチルアセトナート銅(II)等の2価銅等を挙げることができ、その中でも1価銅が好ましく、ヨウ化銅(I)がさらに好ましい。 A copper compound may be added to the palladium compound and nickel compound. Examples of the copper compound include monovalent copper such as copper(I) iodide, copper(I) chloride, copper(I) bromide, and copper(I) acetate; copper(II) chloride, copper(II) bromide; ), copper(II) iodide, copper(II) acetate, copper(II) acetylacetonate, and other divalent coppers, among which monovalent copper is preferable, and copper(I) iodide is more preferable. preferable.

該アリール-アリールカップリング反応では、反応促進のため、塩基を添加しても良い。該塩基としては、例えば、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、炭酸セシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウムtert-ブトキサイド等の無機塩基; トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、エチレンジアミン、N,N,N ’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、ジイソプロピルアミン、ピリジンからなる群の少なくとも1種の有機塩基を好適なものとして挙げることができる。 In the aryl-aryl coupling reaction, a base may be added to promote the reaction. Examples of the base include inorganic bases such as potassium phosphate, sodium phosphate, cesium carbonate, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide, and sodium tert-butoxide; triethylamine; , trimethylamine, tributylamine, ethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, diisopropylamine, and pyridine.

該アリール-アリールカップリング反応では、反応促進のため、フッ化物を添加しても良い。該フッ化物としては、例えば、テトラブチルアンモニウムフルオライド、フッ化カリウム、フッカナトリム、フッ化セシウム、フッ化リチウム等を好適なものとして挙げることができる。 In the aryl-aryl coupling reaction, a fluoride may be added to promote the reaction. Suitable examples of the fluoride include tetrabutylammonium fluoride, potassium fluoride, hookanatrim, cesium fluoride, and lithium fluoride.

一般式(2)及び(3)で示される化合物を用い、カップリング反応させる際には、好ましくは溶媒中で実施する。該溶媒に特に限定はなく、例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、m-ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン(以後、THFと略す)、ジエチルエーテル、メチル-tert-ブチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサン、シクロヘキサン、エタノール、水、N,N-ジメチルホルムアミド(以後、DMFと略す)、N-メチルピロリドン(以後、NMPと略す)、トリエチルアミン、ピペリジン、ピロリジン、ジイソプロピルアミンからなる群の少なくとも1種を挙げることができ、又、これら溶媒は1種若しくは2種以上の混合物を用いても良く、例えばトルエン/水、トルエン/エタノール/水のような2乃至3成分系でも使用することができる。 The coupling reaction using the compounds represented by the general formulas (2) and (3) is preferably carried out in a solvent. The solvent is not particularly limited, and examples include toluene, xylene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), diethyl ether, methyl-tert-butyl ether, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, At least one member of the group consisting of hexane, cyclohexane, ethanol, water, N,N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), triethylamine, piperidine, pyrrolidine, and diisopropylamine. Further, these solvents may be used alone or in a mixture of two or more thereof, for example, a two- or three-component system such as toluene/water or toluene/ethanol/water can be used.

パラジウム触媒、ニッケル触媒の使用量は、一般式(2)の化合物に対し、0.1~20モル%の範囲であり、0.5~10モル%の範囲が好ましい。 The amount of the palladium catalyst and nickel catalyst to be used is in the range of 0.1 to 20 mol%, preferably in the range of 0.5 to 10 mol%, based on the compound of general formula (2).

ホスフィンの使用量は、上記パラジウム化合物に対し、0.9~8.0当量であり、1.0~3.0当量が好ましい。 The amount of phosphine used is 0.9 to 8.0 equivalents, preferably 1.0 to 3.0 equivalents, relative to the palladium compound.

銅化合物の使用量は、一般式(2)の化合物に対し、0.5~30モル%の範囲であり、1~20モル%の範囲が好ましい。 The amount of the copper compound to be used is in the range of 0.5 to 30 mol%, preferably in the range of 1 to 20 mol%, based on the compound of general formula (2).

塩基の使用量は、一般式(2)の化合物に対し、0.8~2.5当量であり、1.2~2.2当量が好ましい。 The amount of the base used is 0.8 to 2.5 equivalents, preferably 1.2 to 2.2 equivalents, relative to the compound of general formula (2).

一般式(3)の化合物の使用量は一般式(2)の化合物に対し、0.8~1.3当量であり、0.9~1.2当量が好ましく、1.0~1.1当量がさらに好ましい。 The amount of the compound of general formula (3) to be used is 0.8 to 1.3 equivalents, preferably 0.9 to 1.2 equivalents, and 1.0 to 1.1 equivalents, relative to the compound of general formula (2). Equivalents are more preferred.

反応の際の温度は10~160℃ であり、特に好ましくは30~140℃が好ましく、4 0~120℃がさらに好ましい。反応時間は1~72時間であり、2~48時間が好ましい。 The temperature during the reaction is 10 to 160°C, particularly preferably 30 to 140°C, and even more preferably 40 to 120°C. The reaction time is 1 to 72 hours, preferably 2 to 48 hours.

さらに、製造した一般式(1)の共役ポリマーは、ソックスレー抽出、再沈殿等の既存の方法により精製することができる。 Furthermore, the produced conjugated polymer of general formula (1) can be purified by existing methods such as Soxhlet extraction and reprecipitation.

上記一般式(2)で示される化合物の製造方法としては、例えば、上記一般式(B-5)のXが硫黄原子で、かつYがCHである骨格の場合は、下記A1~F1の工程を経る方法により製造することができる。 As a method for producing the compound represented by the above general formula (2), for example, in the case of a skeleton in which X in the above general formula (B-5) is a sulfur atom and Y is CH, the following steps A1 to F1 may be used. It can be manufactured by the following method.

(A1工程);パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンから2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを製造する工程。
(B1工程);A1工程により得られた2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(C1工程);B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをリチウムジイソプロピルアミド(以後、LDAと略す。)処理/ハロゲン化で2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンを製造する工程。
(D1工程);パラジウム/銅触媒の存在下、C1工程により得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンとトリアルキルシリルアセチレンの薗頭カップリングにより1,5-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(E1工程);D1工程により得られた1,5-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、無置換ジチエノビフェニレン誘導体を製造する工程。
(F1工程);E1工程により得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体をブチルリチウムと反応させた後、トリアルキルスズクロライドで処理し、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレンを製造する工程。
(Step A1); In the presence of a palladium catalyst, 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride derived from 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-4-fluoro- A process for producing 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl from 1-iodobenzene.
(Step B1); 2,6- A process for producing difluorobiphenylene.
(Step C1); 2,6-difluoro-1,5-dihalobiphenylene is produced by treating 2,6-difluorobiphenylene obtained in step B1 with lithium diisopropylamide (hereinafter abbreviated as LDA)/halogenation. Process.
(Step D1); In the presence of a palladium/copper catalyst, 1,5-bis(tri- A process for producing alkylsilylethynyl)-2,6-difluorobiphenylene.
(Step E1): A step of producing an unsubstituted dithienobiphenylene derivative by subjecting the 1,5-bis(trialkylsilylethynyl)-2,6-difluorobiphenylene obtained in Step D1 to a reaction with sodium sulfide.
(Step F1); After reacting the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the step E1 with butyllithium, it is treated with trialkyltin chloride to produce 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene. Process.

A1~F1の各工程の詳細を以下に示す。 Details of each step of A1 to F1 are shown below.

該A1工程は、パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンのクロスカップリングから2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを製造する工程である。 In the A1 step, 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride derived from 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-4-fluoro- This is a process for producing 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl from cross-coupling of 1-iodobenzene.

1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドは、例えば、エチルマグネシウムクロライド、イソプロピルマグネシウムブロマイド等の有機金属試薬を用い、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンのヨウ素をマグネシウムハライドに交換後(1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライドの調製)、塩化亜鉛と金属交換することで調製することができる。また、該有機金属試薬の代わりにマグネシウム金属を用いることも可能である。 1-Bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride is produced by converting iodine from 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene into magnesium halide using an organometallic reagent such as ethylmagnesium chloride or isopropylmagnesium bromide. After exchange (preparation of 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide), it can be prepared by metal exchange with zinc chloride. Moreover, it is also possible to use magnesium metal instead of the organometallic reagent.

1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライドを調製する条件としては、例えば、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲内で実施することができる。該マグネシウム塩(1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライド)の溶液に塩化亜鉛を反応させることで1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドを調製することができる。塩化亜鉛はそのままの状態でもよいし、THFまたはジエチルエーテル溶液であってもかまわない。該マグネシウム塩と塩化亜鉛との反応の温度としては、-80℃~30℃の範囲内で実施できる。 The conditions for preparing 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide include, for example, a temperature range of -80°C to 20°C in a solvent such as THF or diethyl ether. 1-Bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride can be prepared by reacting a solution of the magnesium salt (1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide) with zinc chloride. Zinc chloride may be used as it is or may be a solution in THF or diethyl ether. The reaction temperature between the magnesium salt and zinc chloride can be carried out within the range of -80°C to 30°C.

A1工程におけるパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等を挙げることができ、反応温度としては、20℃~80℃の範囲を挙げることができる。 Examples of the palladium catalyst in step A1 include tetrakis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, and the like, and the reaction temperature includes a range of 20°C to 80°C.

該B1工程は、A1工程により得られた2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを2当量以上のブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 The B1 step is performed by converting the 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl obtained in the A1 step into a dilithium salt with 2 equivalents or more of butyllithium, and intramolecularly cyclizing it with copper(II) chloride. This is a process for producing 2,6-difluorobiphenylene.

該ジリチウム塩を調製する条件としては、例えば、2~3当量のブチルリチウム又はtert-ブチルリチウムを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。 The conditions for preparing the dilithium salt include, for example, using 2 to 3 equivalents of butyllithium or tert-butyllithium in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C. can.

塩化銅(II)は該ジリチウム塩に対し1~3当量使用し、分子内環化反応は-80℃~30℃の温度範囲で実施することができる。なお、塩化銅(II)の代わりに臭化銅(II)を用いることもできる。 Copper (II) chloride is used in an amount of 1 to 3 equivalents based on the dilithium salt, and the intramolecular cyclization reaction can be carried out at a temperature range of -80°C to 30°C. Note that copper (II) bromide can also be used instead of copper (II) chloride.

該C1工程は、B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをLDAと反応させ1位と5位にジリチウム塩を発生させた後、ハロゲン化することで2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンを製造する工程である。 In the C1 step, the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the B1 step is reacted with LDA to generate dilithium salts at the 1st and 5th positions, and then halogenated to produce 2,6-difluoro-1,5 - This is a process for producing dihalobiphenylene.

LDAと反応させる条件としては、例えば、2~4当量のLDAを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。該ジリチウム塩とハロゲン化剤の反応は、-80℃~30℃の範囲で実施することができる。 Conditions for the reaction with LDA include, for example, using 2 to 4 equivalents of LDA in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C. The reaction between the dilithium salt and the halogenating agent can be carried out at a temperature of -80°C to 30°C.

LDAの代わりに、ブチルリチウム、ブチルリチウム/テトラメチルエチレンジアミン、ブチルリチウム/2,2,6,6-テトラメチルピペリジンを用いることができ、ハロゲン化剤としては、ヨウ素、1-クロロ-2-ヨードエタン、N-ヨードスクシンイミド、ブロモトリクロロメタン、テトラブロモメタン、1,2-ジブロモテトラクロロエタン、N-ブロモスクシンイミド(以後、NBSと略す。)、N-フルオルベンゼンスルホンイミド等のハロゲン化剤を用いることができる。 Instead of LDA, butyllithium, butyllithium/tetramethylethylenediamine, butyllithium/2,2,6,6-tetramethylpiperidine can be used, and as the halogenating agent, iodine, 1-chloro-2-iodoethane , N-iodosuccinimide, bromotrichloromethane, tetrabromomethane, 1,2-dibromotetrachloroethane, N-bromosuccinimide (hereinafter abbreviated as NBS), and N-fluorobenzenesulfonimide. I can do it.

該D1工程は、パラジウム触媒及び銅触媒の存在下、C1工程により得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンとトリアルキルシリルアセチレンの薗頭カップリングにより1,5-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In the D1 step, in the presence of a palladium catalyst and a copper catalyst, 1,5-bis( This is a process for producing (trialkylsilylethynyl)-2,6-difluorobiphenylene.

その際のパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等が挙げられ、銅触媒としてはヨウ化銅(I)、臭化銅(I)、塩化銅(I)等を挙げることができる。また、薗頭カップリングでは、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピペリジン、ピリジン等の溶媒中、20℃~80℃の温度範囲で実施することができる。なお、溶媒としてトルエン、THF等を添加しても良い。 Examples of the palladium catalyst in this case include tetrakis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, etc., and copper catalysts include copper(I) iodide, copper(I) bromide, copper chloride, etc. (I) etc. can be mentioned. Furthermore, Sonogashira coupling can be carried out in a solvent such as triethylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, piperidine, or pyridine at a temperature range of 20°C to 80°C. Note that toluene, THF, etc. may be added as a solvent.

D1工程におけるトリアルキルシリルアセチレンとしては、例えば、トリメチルシリルアセチレン、トリエチルシリルアセチレン、tert-ブチルジメチルシリルアセチレン等が挙げられる。 Examples of the trialkylsilylacetylene in step D1 include trimethylsilylacetylene, triethylsilylacetylene, tert-butyldimethylsilylacetylene, and the like.

該E1工程は、D1工程により得られた1,5-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムの反応により無置換ジチエノビフェニレン誘導体を製造する工程である。 The E1 step is a step of producing an unsubstituted dithienobiphenylene derivative by reacting 1,5-bis(trialkylsilylethynyl)-2,6-difluorobiphenylene obtained in the D1 step with sodium sulfide.

該反応は、例えば、ジメチルスルホフォキシド(以後、DMSOと略す。)、DMF、NMP等の溶媒中、40~200℃の温度範囲で実施することができる。 The reaction can be carried out, for example, in a solvent such as dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO), DMF, NMP, etc. at a temperature range of 40 to 200°C.

なお、該工程は、2-ハロアルキニルベンゼンからベンゾチオフェン環を合成する公知の反応条件を用いて実施することもできる(例えば、オーガニック レターズ、2009年、11巻、2473~2475頁)。 Note that this step can also be carried out using known reaction conditions for synthesizing a benzothiophene ring from 2-haloalkynylbenzene (eg, Organic Letters, 2009, Vol. 11, pp. 2473-2475).

該F1工程は、E1工程により得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体をブチルリチウムと反応させた後、トリアルキルスズクロライドで処理し、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレンを製造する工程である。 In the F1 step, the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the E1 step is reacted with butyllithium, and then treated with trialkyltin chloride to produce 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene. It is a process.

ブチルリチウムと反応させジチエノビフェニレン誘導体のジリチウム塩を調製する条件としては、例えば、2~5当量のブチルリチウムを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~40℃の温度範囲で実施することができる。該ジリチウム塩とトリアルキルスズクロライドの反応は、-80℃~40℃の範囲で実施することができる。 The conditions for preparing the dilithium salt of a dithienobiphenylene derivative by reacting with butyllithium include, for example, using 2 to 5 equivalents of butyllithium in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 40°C. It can be implemented. The reaction between the dilithium salt and trialkyltin chloride can be carried out at a temperature in the range of -80°C to 40°C.

ブチルリチウムの代わりに、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、ブチルリチウム/テトラメチルエチレンジアミン、ブチルリチウム/2,2,6,6,-テトラメチルピペリジン等を用いることができ、トリアルキルスズクロライドとしては、トリメチルスズクロライド、トリエチルスズクロライド、トリプロピルスズクロライド、トリブチルスズクロライド、トリヘキシルスズクロライド、トリシクロヘキシルスズクロライド、トリフェニルスズクロライド等を用いることができる。 Instead of butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, butyllithium/tetramethylethylenediamine, butyllithium/2,2,6,6,-tetramethylpiperidine, etc. can be used, and as trialkyltin chloride, For example, trimethyltin chloride, triethyltin chloride, tripropyltin chloride, tributyltin chloride, trihexyltin chloride, tricyclohexyltin chloride, triphenyltin chloride, etc. can be used.

そして、反応工程数が少ないことから好ましい具体的な(B-5-a)の製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a specific method for producing (B-5-a) which is preferable since the number of reaction steps is small.

一般式(2)の化合物の内、例えば、上記一般式(B-6)のXが硫黄原子で、かつYがCHである骨格の場合は、下記A2~E2の工程を経る方法により製造することができる。 Among the compounds of general formula (2), for example, in the case of a skeleton in which X of the above general formula (B-6) is a sulfur atom and Y is CH, it is produced by a method that involves the following steps A2 to E2. be able to.

(A2工程);パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-3-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンから2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを製造する工程。
(B2工程);A2工程により得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチオ化し、ハロゲン化剤と反応させることによる1-フルオロ-5-ハロビフェニレンを製造する工程。
(C2工程);B2工程により得られた1-フルオロ-5-ハロビフェニレンを硫化ナトリウム及びハロアセトアルデヒドジアルキルアセタールとの反応で、1,5-ビス(ジアルコキシエチルチオ)ビフェニレンを製造する工程。
(D2工程);C2工程により得られた1,5-ビス(ジアルコキシエチルチオ)ビフェニレンをポリリン酸で処理し、無置換ジチエノビフェニレン誘導体を製造する工程。
(E2工程);D2工程により得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体をブチルリチウムと反応させた後、トリアルキルスズクロライドで処理し、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ビフェニレン誘導体を製造する工程。
(Step A2); In the presence of a palladium catalyst, 1-bromo-3-fluorophenyl-2-zinc chloride derived from 1-bromo-3-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-1-fluoro- A process for producing 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl from 3-iodobenzene.
(Step B2); 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl obtained in Step A2 is dilithiated with butyllithium and reacted with a halogenating agent to produce 1-fluoro-5-halobiphenylene. The process of doing.
(Step C2): A step of producing 1,5-bis(dialkoxyethylthio)biphenylene by reacting 1-fluoro-5-halobiphenylene obtained in Step B2 with sodium sulfide and haloacetaldehyde dialkyl acetal.
(Step D2); A step of producing an unsubstituted dithienobiphenylene derivative by treating the 1,5-bis(dialkoxyethylthio)biphenylene obtained in Step C2 with polyphosphoric acid.
(Step E2); Step of producing a 2,7-bis(trialkyltin)biphenylene derivative by reacting the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in step D2 with butyllithium and then treating it with trialkyltin chloride. .

A2~E2の各工程の詳細を以下に示す。 Details of each step of A2 to E2 are shown below.

該A2工程は、上記A1工程で、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼン及び2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンを用いること以外は、上記A1工程の試薬及び反応条件等を用いて、2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを製造する。 The A2 step is the same as the reagents and reaction conditions of the A1 step, except for using 1-bromo-3-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene. to produce 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl.

該B2工程は、A2工程により得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを2当量以上のブチルリチウムでジリチオ化し、発生したベンザインが分子内環化した後、ハロゲン化剤と反応させることによる1-フルオロ-5-ハロビフェニレンを製造する。 In the B2 step, the 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl obtained in the A2 step is dilithiated with 2 equivalents or more of butyllithium, and after the generated benzyne is intramolecularly cyclized, a halogenating agent is added. 1-fluoro-5-halobiphenylene is produced by reacting with.

該ジリチオ化の条件としては、例えば、2~3当量のブチルリチウム又はtert-ブチルリチウムを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。 The conditions for the dilithiation include, for example, using 2 to 3 equivalents of butyllithium or tert-butyllithium in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C.

ハロゲン化剤は2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルに対し1~3当量使用し、分子内環化反応は-80℃~30℃の温度範囲で実施することができる。ハロゲン化剤は、例えば、ヘキサクロロエタン、四塩化炭素、N-クロロスクシンイミド、1,2-ジブロモテトラクロロエタン、ブロモトリクロロメタン、テトラブロモメタン、NBS、ヨウ素、1-クロロ-2-ヨードエタン、N-ヨードスクシンイミド、N-フルオルベンゼンスルホンイミド等を挙げることができる。 The halogenating agent is used in an amount of 1 to 3 equivalents based on 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl, and the intramolecular cyclization reaction can be carried out at a temperature range of -80°C to 30°C. Examples of the halogenating agent include hexachloroethane, carbon tetrachloride, N-chlorosuccinimide, 1,2-dibromotetrachloroethane, bromotrichloromethane, tetrabromomethane, NBS, iodine, 1-chloro-2-iodoethane, N-iodo Examples include succinimide and N-fluorobenzenesulfonimide.

該C2工程は、B2工程により得られた1-フルオロ-5-ハロビフェニレンを硫化ナトリウムと反応させ、さらにハロアセトアルデヒドジアルキルアセタールと反応させることで1,5-ビス(ジアルコキシエチルチオ)ビフェニレンを製造する。該反応は、例えば、DMSO、DMF、NMP等の溶媒中、40~200℃の温度範囲で実施する。ハロアセトアルデヒドジアルキルアセタールは、例えば、ブロモアセトアルデヒドジメチルアセタール、ブロモアセトアルデヒドジエチルアセタール、クロロアセトアルデヒドジメチルアセタール、クロロアセトアルデヒドジエチルアセタール等を挙げることができる。 In the C2 step, 1-fluoro-5-halobiphenylene obtained in the B2 step is reacted with sodium sulfide, and further reacted with a haloacetaldehyde dialkyl acetal to produce 1,5-bis(dialkoxyethylthio)biphenylene. do. The reaction is carried out, for example, in a solvent such as DMSO, DMF, NMP, etc. at a temperature range of 40 to 200°C. Examples of the haloacetaldehyde dialkyl acetal include bromoacetaldehyde dimethyl acetal, bromoacetaldehyde diethylacetal, chloroacetaldehyde dimethyl acetal, and chloroacetaldehyde diethylacetal.

該D2工程は、C2工程により得られた1,5-ビス(2,2-ジアルコキシエチルチオ)ビフェニレンをポリリン酸で処理する工程である。 The D2 step is a step of treating 1,5-bis(2,2-dialkoxyethylthio)biphenylene obtained in the C2 step with polyphosphoric acid.

ポリリン酸で環化する条件としては、例えば、1~5倍重量のポリリン酸を用い、クロロベンゼン、トルエン、またはキシレン等の溶媒中、100℃~150℃の温度範囲で実施することができる。 The conditions for cyclization with polyphosphoric acid include, for example, using 1 to 5 times the weight of polyphosphoric acid in a solvent such as chlorobenzene, toluene, or xylene at a temperature range of 100° C. to 150° C.

該E2工程は、D2工程で得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体を、上記F1工程の試薬及び反応条件等を用いて、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレンを製造する工程であり、上記F1工程の試薬及び反応条件等を用いて、該2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレンを製造することができる。 The E2 step is a step of producing 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene from the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the D2 step using the reagents and reaction conditions of the above F1 step. The 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene can be produced using the reagents, reaction conditions, etc. of the above F1 step.

そして、反応工程数が少ないことから好ましい具体的な(B-6-a)の製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a specific method for producing (B-6-a) which is preferable since the number of reaction steps is small.

一般式(2)の化合物の内、例えば、上記一般式(B-6)のXが硫黄原子で、かつYがCHであり、4位及び9位にアルキル基を有する場合は、下記E3~G3の工程を経る方法により製造することができる。 Among the compounds of general formula (2), for example, when X in the above general formula (B-6) is a sulfur atom, Y is CH, and has an alkyl group at the 4th and 9th positions, E3 to It can be manufactured by a method that involves the process of G3.

(E3工程);上記D2工程により得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体を、フリーデルクラフツアシル化により、4,9位にアシル基を導入し、4,9-ジアシルジチエノビフェニレンを製造する工程。
(F3工程);E3工程により得られた4,9-ジアシルジチエノビフェニレンを還元し、4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンを製造する工程。
(G3工程);F3工程により得られた4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンをブチルリチウムと反応させた後、トリアルキルスズクロライドで処理し、2,7-ビス(トリアルキルスズ)-4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンを製造する工程。
(Step E3); Step of producing 4,9-diacyldithienobiphenylene by introducing acyl groups into the 4 and 9 positions of the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the above step D2 by Friedel-Crafts acylation. .
(Step F3); A step of reducing 4,9-diacyldithienobiphenylene obtained in step E3 to produce 4,9-dialkyldithienobiphenylene.
(G3 step); After reacting the 4,9-dialkyldithienobiphenylene obtained in the F3 step with butyllithium, it was treated with trialkyltin chloride, and 2,7-bis(trialkyltin)-4,9 - A process for producing dialkyldithienobiphenylene.

E3~G3の各工程の詳細を以下に示す。 Details of each step of E3 to G3 are shown below.

該E3工程は、D2工程により得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体を塩化アルミニウムの存在下、酸クロライドで処理し、4位及び9位をジアシル化する工程である。
酸クロライドとしては、炭素数1~30の酸クロライドであり、例えば、デカノイルクロライド、ドデカノイルクロライド、テトラデカノイルクロライド、ヘキサデカノイルクロライド、ヘプタデカノイルクロライド、オクタデカノイルクロライド等を挙げることができる。該反応は、ジクロロメタン、テトラクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン等の溶媒中、-50℃~40℃で行うことが好ましい。
The E3 step is a step in which the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the D2 step is treated with acid chloride in the presence of aluminum chloride to diacylate the 4- and 9-positions.
The acid chloride is an acid chloride having 1 to 30 carbon atoms, such as decanoyl chloride, dodecanoyl chloride, tetradecanoyl chloride, hexadecanoyl chloride, heptadecanoyl chloride, octadecanoyl chloride, etc. can. The reaction is preferably carried out at -50°C to 40°C in a solvent such as dichloromethane, tetrachloroethane, toluene, or chlorobenzene.

該F3工程は、E3工程で得られた4,9-ジアシルジチエノビフェニレンを、還元剤を用いた還元し、4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンを製造する工程である。該還元剤は、例えば、水素化ホウ素ナトリウム/塩化アルミニウム、水素化リチウムアルミニウム/塩化アルミニウム、ジボラン等を挙げることができ、THF、tert-ブチルエチルエーテル、トルエン等の溶媒中、0℃~60℃の温度範囲で行うことができる。 The F3 step is a step in which 4,9-diacyldithienobiphenylene obtained in the E3 step is reduced using a reducing agent to produce 4,9-dialkyldithienobiphenylene. Examples of the reducing agent include sodium borohydride/aluminum chloride, lithium aluminum hydride/aluminum chloride, diborane, etc., in a solvent such as THF, tert-butyl ethyl ether, toluene, etc., at 0°C to 60°C. It can be carried out in a temperature range of

該G3工程は、F3工程で得られた4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンを上記F1工程の試薬及び反応条件等を用いて、2,7-ビス(トリアルキルスズ)-4,9-ジアルキルジチエノビフェニレンを製造する工程であり、上記F1工程の試薬及び反応条件等を用いて実施することができる。 In the G3 step, the 4,9-dialkyldithienobiphenylene obtained in the F3 step is converted into 2,7-bis(trialkyltin)-4,9-dialkyldi-phenylene using the reagents and reaction conditions of the F1 step. This is a process for producing thienobiphenylene, and can be carried out using the reagents, reaction conditions, etc. of the above F1 process.

そして、反応工程数が少ないことから好ましい具体的な(B-6-b)の製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a specific method for producing (B-6-b), which is preferable since the number of reaction steps is small.

(ここで、Rは水素原子、炭素数1~29のアルキル基を示す。) (Here, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 29 carbon atoms.)

一般式(2)の化合物の内、例えば、上記一般式(B-13)のXが硫黄原子で、かつYがCHである骨格の場合は、下記C4~F4の工程を経る方法により製造することができる。
(C4工程);上記A1及びB1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをハロゲン化し、2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(D4工程);パラジウム/銅触媒の存在下、C4工程により得られた2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンとトリアルキルシリルアセチレンの薗頭カップリングにより2,6-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(E4工程);D4工程により得られた2,6-ビス(トリアルキルシリルエチニル)-3,7-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、無置換ジチエノビフェニレンを製造する工程。
(F4工程);E4工程により得られた無置換ジチエノビフェニレンをブチルリチウムと反応させた後、トリアルキルスズクロライドで処理し、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレン誘導体を製造する工程。
Among the compounds of general formula (2), for example, in the case of a skeleton in which X in the above general formula (B-13) is a sulfur atom and Y is CH, it is produced by a method that involves the following steps C4 to F4. be able to.
(Step C4): A step of halogenating the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the above steps A1 and B1 to produce 2,6-dihalo-3,7-difluorobiphenylene.
(Step D4); In the presence of a palladium/copper catalyst, 2,6-bis(trialkyl A process for producing silylethynyl)-3,7-difluorobiphenylene.
(Step E4); A step of producing unsubstituted dithienobiphenylene by subjecting the 2,6-bis(trialkylsilylethynyl)-3,7-difluorobiphenylene obtained in Step D4 to a reaction with sodium sulfide.
(Step F4); After reacting the unsubstituted dithienobiphenylene obtained in step E4 with butyllithium, it is treated with trialkyltin chloride to produce a 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene derivative. Process.

C4~F4の各工程の詳細を以下に示す。 Details of each step from C4 to F4 are shown below.

該C4工程は、例えば、上記B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンを、ハロゲン化剤と反応させ3位と7位をハロゲン化することで2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In the C4 step, for example, the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the above B1 step is reacted with a halogenating agent to halogenate the 3- and 7-positions to produce 2,6-dihalo-3,7-difluoro. This is a process for producing biphenylene.

ハロゲン化剤と反応させる条件としては、例えば、2~4当量のハロゲン化剤を用い、DMF、NMP、DMSO等の溶媒中、20℃~70℃の温度範囲内で実施することができる。 Conditions for the reaction with the halogenating agent include, for example, using 2 to 4 equivalents of the halogenating agent in a solvent such as DMF, NMP, DMSO, etc., within a temperature range of 20° C. to 70° C.

ハロゲン化剤としては、NBS、臭素、ヨウ素、N-ヨードスクシンイミド等のハロゲン化剤を用いることができる。 As the halogenating agent, halogenating agents such as NBS, bromine, iodine, and N-iodosuccinimide can be used.

該D4及びE4工程は、D4工程で、2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを用いること以外は、上記D1及びE1工程の試薬及び反応条件等を用いて、無置換ジチエノビフェニレン誘導体を製造することができる。 In the D4 and E4 steps, an unsubstituted dithienobiphenylene derivative is prepared using the reagents and reaction conditions of the above D1 and E1 steps, except that 2,6-dihalo-3,7-difluorobiphenylene is used in the D4 step. can be manufactured.

該F4工程は、E4工程で得られた無置換ジチエノビフェニレン誘導体を、上記F1工程の試薬及び反応条件等を用いて、2,7-ビス(トリアルキルスズ)ジチエノビフェニレンを製造することができる。 In the F4 step, 2,7-bis(trialkyltin)dithienobiphenylene can be produced from the unsubstituted dithienobiphenylene derivative obtained in the E4 step using the reagents and reaction conditions of the above F1 step. can.

そして、反応工程数が少ないことから好ましい具体的な(B-13-a)の製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a specific method for producing (B-13-a) which is preferable since the number of reaction steps is small.

さらに、製造した一般式(2)の化合物は、カラムクロマトグラフィー等に供することにより精製することができ、その際の分離剤としては、例えば、シリカゲル、活性アルミナ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。 Furthermore, the produced compound of general formula (2) can be purified by subjecting it to column chromatography, etc. In this case, the separating agent may be silica gel, activated alumina, and the solvent may be hexane, heptane, Examples include toluene, dichloromethane, and chloroform.

製造した一般式(2)の化合物は、活性炭、ゼオライト、活性アルミナ等に供することにより溶液中で脱色精製することができ、その際の溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。 The produced compound of general formula (2) can be decolorized and purified in a solution by subjecting it to activated carbon, zeolite, activated alumina, etc. At that time, hexane, heptane, toluene, dichloromethane, chloroform, etc. can be used as the solvent. can be mentioned.

また、製造した一般式(2)の化合物は、さらに再結晶により精製してもよく、再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶の回数としては、高純度、高収率の観点から、好ましくは2~5回である。再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、これらの任意の割合の混合物であってもよい。 Further, the produced compound of general formula (2) may be further purified by recrystallization, and the purity can be improved by increasing the number of recrystallizations. The number of times of recrystallization is preferably 2 to 5 times from the viewpoint of high purity and high yield. Purity can be improved by increasing the number of recrystallizations. Examples of the solvent used for recrystallization include hexane, heptane, octane, toluene, xylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, etc., and a mixture of these in any proportion may be used.

再結晶法では、加熱により芳香族化合物の溶液を調製し(その際の溶液の濃度は、不純物を効率よく除去するため、0.01~10.0重量%の範囲が好ましく、0.05~5.0重量%の範囲がさらに好ましい。)、該溶液を冷却することで芳香族化合物の結晶を析出させ単離するが、単離する際の最終的な冷却温度は、純度及び回収率向上のため、-20℃から40℃の範囲にあることが好ましい。なお、純度を測定する際には液体クロマトグラフィーにより分析することが可能である。 In the recrystallization method, a solution of an aromatic compound is prepared by heating (the concentration of the solution at this time is preferably in the range of 0.01 to 10.0% by weight, and 0.05 to 10.0% by weight in order to efficiently remove impurities). The aromatic compound crystals are precipitated and isolated by cooling the solution. The final cooling temperature during isolation is determined to improve purity and recovery rate. Therefore, the temperature is preferably in the range of -20°C to 40°C. In addition, when measuring purity, it is possible to analyze by liquid chromatography.

上記一般式(3)で示される化合物は、既知の製造方法により合成することができる。または、市販されているものをそのまま用いることができる。 The compound represented by the above general formula (3) can be synthesized by a known production method. Alternatively, commercially available products can be used as they are.

本発明の共役ポリマーは、適当な溶媒に溶解させることで該共役ポリマーを含有する有機半導体層形成用溶液とすることができる。該溶媒としては、一般式(1)で示される共役ポリマーを溶解することが可能な溶媒であれば如何なる溶媒を使用してもよく、有機半導体層を形成する際、溶媒の乾燥速度を好適なものとすることができることから、常圧での沸点が100℃以上である有機溶媒が好ましい。 The conjugated polymer of the present invention can be made into an organic semiconductor layer forming solution containing the conjugated polymer by dissolving it in a suitable solvent. As the solvent, any solvent may be used as long as it can dissolve the conjugated polymer represented by the general formula (1), and when forming the organic semiconductor layer, the drying rate of the solvent may be adjusted to a suitable An organic solvent having a boiling point of 100° C. or higher at normal pressure is preferable because it can be used as an organic solvent.

本発明で用いることが可能な溶媒として、特に制限はなく、例えば、トルエン、メシチレン、o-キシレン、イソプロピルベンゼン、ペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン等の芳香族炭化水素類;アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2-メチレンジオキシベンゼン、1,2-エチレンジオキシベンゼン等の芳香族エーテル類;クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、1,2-ジフルオロベンゼン、1,3-ジフルオロベンゼン、1,4-ジフルオロベンゼン等の芳香族ハロゲン化合物;チオフェン、3-クロロチオフェン、2-クロロチオフェン、3-メチルチオフェン、2-メチルチオフェン、ベンゾチオフェン、2-メチルベンゾチオフェン、2,3-ジヒドロベンゾチオフェン、フラン、3-メチルフラン、2-メチルフラン、2,5-ジメチルフラン、ベンゾフラン、2-メチルベンゾフラン、2,3-ジヒドロベンゾフラン、チアゾール、オキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ピリジン等のヘテロ芳香族類;ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、デカリン等の飽和炭化水素類;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール類;フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、テレフタル酸ジメチル、酢酸フェニル、シクロヘキサノールアセテート、3-メトキシブチルアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、テトラヒドロフルフリルプロピオネート、γ-ブチロラクトン等のエステル類;THF、2-メトキシメチルテトラヒドロフラン等の環状エーテルからなる群の少なくとも1種などを挙げられることができ、その中でも適度な乾燥速度を持つことから、好ましくはトルエン、o-キシレン、メシチレン、1,2,4-トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン、オクタン、ノナン、デカン、アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2-メチレンジオキシベンゼン、1,2-エチレンジオキシベンゼン、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、3-メチルチオフェン、ベンゾチアゾールであり、さらに好ましくは、トルエン、o-キシレン、メシチレン、テトラリン、インダン、オクタン、ノナン、デカン、アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソールからなる群の少なくとも1種である。 There are no particular limitations on the solvent that can be used in the present invention, and examples include aromatic solvents such as toluene, mesitylene, o-xylene, isopropylbenzene, pentylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, tetralin, and indane. Group hydrocarbons; anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 2,6-dimethylanisole, ethyl phenyl ether, butylphenyl ether, 1,2- Aromatic ethers such as methylenedioxybenzene, 1,2-ethylenedioxybenzene; chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2-difluorobenzene, Aromatic halogen compounds such as 1,3-difluorobenzene and 1,4-difluorobenzene; thiophene, 3-chlorothiophene, 2-chlorothiophene, 3-methylthiophene, 2-methylthiophene, benzothiophene, 2-methylbenzothiophene , 2,3-dihydrobenzothiophene, furan, 3-methylfuran, 2-methylfuran, 2,5-dimethylfuran, benzofuran, 2-methylbenzofuran, 2,3-dihydrobenzofuran, thiazole, oxazole, benzothiazole, benzo Heteroaromatics such as oxazole and pyridine; Saturated hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, and decalin; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl- n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethylene glycol Glycols such as monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl terephthalate, phenyl acetate, cyclohexanol acetate, At least one member of the group consisting of esters such as 3-methoxybutyl acetate, tetrahydrofurfuryl acetate, tetrahydrofurfuryl propionate, and γ-butyrolactone; and cyclic ethers such as THF and 2-methoxymethyltetrahydrofuran may be mentioned. Among them, toluene, o-xylene, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, tetralin, indane, octane, nonane, decane, anisole, 2-methylanisole, 3 are preferred because they have an appropriate drying speed. -Methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 2,6-dimethylanisole, ethyl phenyl ether, butylphenyl ether, 1,2-methylenedioxybenzene, 1,2-ethylenedioxybenzene , chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 3-methylthiophene, benzothiazole, more preferably toluene, o-xylene, mesitylene, tetralin, indan, At least one member of the group consisting of octane, nonane, decane, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, and 2,6-dimethylanisole.

なお、本発明で用いる溶媒は、1種類の溶媒を単独で使用、または沸点、極性、溶解度パラメーターなど性質の異なる溶媒を2種類以上混合して使用することが可能である。 Note that the solvent used in the present invention can be used alone or in a mixture of two or more solvents having different properties such as boiling point, polarity, and solubility parameters.

一般式(1)で示される共役ポリマーを溶媒に混合溶解する際の温度としては、溶解を促進させる目的のため、0~80℃の温度範囲で行うことが好ましく、10~60℃の温度範囲で行うことが更に好ましい。 The temperature at which the conjugated polymer represented by general formula (1) is mixed and dissolved in a solvent is preferably in the range of 0 to 80°C, and preferably in the range of 10 to 60°C, for the purpose of promoting dissolution. It is more preferable to carry out the process using

また、一般式(1)で示される共役ポリマーを有機溶媒に溶解混合する時間は、均一溶液を得るため、1分~1時間で溶解することが好ましい。 Furthermore, the time for dissolving and mixing the conjugated polymer represented by general formula (1) in an organic solvent is preferably 1 minute to 1 hour in order to obtain a homogeneous solution.

本発明では本発明の有機半導体層形成用溶液における一般式(1)で示される共役ポリマーの濃度が0.1~10.0重量%の範囲であると、取り扱い容易になり、有機半導体層を形成する際の効率により優れるものとなる。また、有機半導体層形成用溶液の粘度が0.3~20mPa・sの範囲であると、より好適な塗工性を発現するものとなる。 In the present invention, when the concentration of the conjugated polymer represented by general formula (1) in the organic semiconductor layer forming solution of the present invention is in the range of 0.1 to 10.0% by weight, handling becomes easy and the organic semiconductor layer can be formed. The efficiency during formation is more excellent. Further, when the viscosity of the organic semiconductor layer forming solution is in the range of 0.3 to 20 mPa·s, more suitable coating properties will be exhibited.

なお該溶液は、該共役ポリマー自体が適度の凝集性を有することから比較的に低温で調製することが可能、且つ耐酸化性があることから、塗布法による有機薄膜の製造に好適に適用できる。即ち、雰囲気から空気を除く必要がないことから塗布工程を簡略化することができる。さらに該溶液は、例えば、ポリスチレン、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリ(4-メチルスチレン)、ポリ(1-ビニルナフタレン)、ポリ(2-ビニルナフタレン)、ポリ(スチレン-ブロック-ブタジエン-ブロック-スチレン)、ポリ(スチレン-ブロック-イソプレン-ブロック-スチレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリ(スチレン-コ-2,4-ジメチルスチレン)、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(スチレン-コ-α-メチルスチレン)、ポリ(スチレン-コ-ブタジエン)、ポリ(エチレン-コ-ノルボルネン)、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリカルバゾール、ポリトリアリールアミン、ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-コ-ジメチルトリアリールアミン)、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリメタクリル酸メチル、ポリ(スチレン-コ-メタクリル酸メチル)、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸n-プロピル、ポリメタクリル酸イソプロピル、ポリメタクリル酸n-ブチル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸n-プロピル等が挙げることができ、好ましくはポリスチレン、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリ(エチレン-コ-ノルボルネン)、ポリメタクリル酸メチルからなる群の少なくとも1種のポリマーをバインダーとして存在させることもできる。これらのポリマーバインダーの濃度は、適度な溶液の粘度のため、0.001~10.0重量%であることが好ましい。 The solution can be prepared at a relatively low temperature because the conjugated polymer itself has moderate cohesiveness, and is oxidation resistant, so it can be suitably applied to the production of organic thin films by coating. . That is, since there is no need to remove air from the atmosphere, the coating process can be simplified. Furthermore, the solution can be used, for example, for polystyrene, poly(α-methylstyrene), poly(4-methylstyrene), poly(1-vinylnaphthalene), poly(2-vinylnaphthalene), poly(styrene-block-butadiene-block). -styrene), poly(styrene-block-isoprene-block-styrene), poly(vinyltoluene), poly(styrene-co-2,4-dimethylstyrene), poly(chlorostyrene), poly(styrene-co-α) -methylstyrene), poly(styrene-co-butadiene), poly(ethylene-conorbornene), polyphenylene ether, polycarbonate, polycarbazole, polytriarylamine, poly(9,9-dioctylfluorene-co-dimethyltriaryl) amine), poly(N-vinylcarbazole), polymethyl methacrylate, poly(styrene-co-methyl methacrylate), polyethyl methacrylate, poly n-propyl methacrylate, polyisopropyl methacrylate, poly n-butyl methacrylate , polyphenyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic n-propyl, etc., preferably polystyrene, poly(α-methylstyrene), poly(ethylene-conorbornene), At least one polymer of the group consisting of polymethyl methacrylate can also be present as binder. The concentration of these polymer binders is preferably 0.001 to 10.0% by weight for appropriate solution viscosity.

該ポリマーバインダーのガラス転移温度(Tg)は、電子デバイス製造時のプロセス温度への対応により好適であることから105℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがさらに好ましく、130℃以上であることが特に好ましい。 The glass transition temperature (Tg) of the polymer binder is preferably 105°C or higher, more preferably 120°C or higher, and more preferably 130°C or higher, since it is more suitable for handling process temperatures during electronic device manufacturing. It is particularly preferable that

また、該ポリマーの分子量は、よりキャリア移動度の大きい有機薄膜トランジスタを得るのに好適であるため、5,000~1,000,000であることが好ましく、10,000~500,000がさらに好ましく、20,000~100,000が特に好ましい。なお、本発明において、ポリマーの分子量はポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)をいうものである。 Further, the molecular weight of the polymer is preferably 5,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000, since it is suitable for obtaining an organic thin film transistor with higher carrier mobility. , 20,000 to 100,000 are particularly preferred. In the present invention, the molecular weight of the polymer refers to the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene.

該ポリマーは、一般的なポリマーバインダーとしての効果を有し、得られる有機半導体層の成膜性を向上させるものであり、絶縁性ポリマー及び半導体性ポリマーも用いることができる。 The polymer has an effect as a general polymer binder and improves the film formability of the obtained organic semiconductor layer, and insulating polymers and semiconducting polymers can also be used.

該半導体性ポリマーとしては、例えば、ポリトリアリールアミン、ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-コ-ジメチルトリアリールアミン)等を挙げることができる。 Examples of the semiconducting polymer include polytriarylamine and poly(9,9-dioctylfluorene-co-dimethyltriarylamine).

本発明でポリマーバインダーとして用いることが可能なポリマーの具体的な例としては、上記で挙げたポリマー以外に、例えば、極性環状ポリオレフィン類、ポリスルホン類、アクリロニトリル-スチレン共重合体、メチルメタクリレート-スチレン共重合体類等を挙げることができる。 In addition to the polymers mentioned above, specific examples of polymers that can be used as a polymer binder in the present invention include polar cyclic polyolefins, polysulfones, acrylonitrile-styrene copolymers, methyl methacrylate-styrene copolymers, etc. Examples include polymers.

該極性環状ポリオレフィン類はより具体的には下記一般式(4)で示されるポリマーがさらに好ましい。 More specifically, the polar cyclic polyolefins are preferably polymers represented by the following general formula (4).

(ここで、R~Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基からなる群の1種を示し、Xは、ハロゲン原子、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基からなる群の1種を示す。pは20~5,000の整数を示し、q及びrはそれぞれ独立して0~2の整数を示す。実線と点線からなる結合は、単結合又は2重結合を示す。) (Here, R 3 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms. , an aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, or an aryloxycarbonyl group having 1 to 20 carbon atoms. Represents one type of the group consisting of alkylamino groups, and X 2 is a halogen atom, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, or a 1-carbon group. Represents one member of the group consisting of an alkoxy group having ~20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer of 20 to 5,000. , and q and r each independently represent an integer of 0 to 2. Bonds consisting of solid lines and dotted lines indicate single bonds or double bonds.)

一般式(4)におけるR~Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示し、高耐熱性のため、水素原子、炭素数1~20のアルキル基からなる群の少なくとも1種が好ましい。 In general formula (4), R 3 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an alkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms. Carbonyl group, aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, cyano group, nitro group, alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, hydroxyl group, amino group, or 1 to 20 carbon atoms At least one member of the group consisting of a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferred because of its high heat resistance.

~Rにおける炭素数1~20のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。炭素数6~20のアリール基は、例えば、フェニル基、p-トリル基、p-(ヘキシル)フェニル基、p-(オクチル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等が挙げられる。炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基は、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基は、例えば、フェノキシカルボニル基、4-メチルフェノキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数1~20のアルコキシ基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。炭素数6~20のアリールオキシ基は、例えば、フェノキシ基、4-メチルフェノキシ等が挙げられる。炭素数1~20のアルキルアミノ基は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基等が挙げられる。そして、その中でも高耐熱性のため、置換基Rはメチル基、エチル基、n-プロピル基であることが好ましく、置換基R及びRは水素原子であることが好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 3 to R 5 include straight chain or branched alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and pentyl group. It will be done. Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include phenyl group, p-tolyl group, p-(hexyl)phenyl group, p-(octyl)phenyl group, and p-(2-ethylhexyl)phenyl group. Examples of the alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms include methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, and propyloxycarbonyl group. Examples of the aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms include phenoxycarbonyl group and 4-methylphenoxycarbonyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, and propoxy group. Examples of the aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms include phenoxy group and 4-methylphenoxy. Examples of the alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms include a methylamino group, an ethylamino group, and a propylamino group. Among these, for high heat resistance, the substituent R 3 is preferably a methyl group, ethyl group, or n-propyl group, and the substituents R 4 and R 5 are preferably a hydrogen atom.

一般式(4)におけるXは、ハロゲン原子、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示す。 In the general formula (4), It represents an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms.

置換基Xにおける炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基は、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシロキシカルボニル基、シクロヘキシロキシカルボニル基等が挙げられ、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基は、例えば、フェノキシカルボニル基、4-メチルフェノキシカルボニル基、2,4-ジメチルフェニキシカルボニル基、4-エチルフェノキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数1~20のアルコキシ基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。炭素数6~20のアリールオキシ基は、例えば、フェノキシ基、4-メチルフェノキシ等が挙げられる。炭素数1~20のアルキルアミノ基は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基等が挙げられる。高溶解性及び高耐熱性のため、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基であることが好ましい。 Examples of the alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms in the substituent X 2 include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, hexyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl group, etc. Examples of the aryloxycarbonyl group having numbers 7 to 20 include phenoxycarbonyl group, 4-methylphenoxycarbonyl group, 2,4-dimethylphenoxycarbonyl group, and 4-ethylphenoxycarbonyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms include phenoxy group and 4-methylphenoxy. Examples of the alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms include a methylamino group, an ethylamino group, and a propylamino group. In view of high solubility and high heat resistance, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms is preferred.

pは20~5,000の整数を示し、よりキャリア移動度の大きい有機薄膜トランジスタを得るのに好適であるため、好ましくは40~2,000である。qは0~2の整数を示し、好ましくは1である。rは0~2の整数を示し、好ましくは0または1である。さらに好ましくは0である。 p represents an integer of 20 to 5,000, and is preferably 40 to 2,000, since it is suitable for obtaining an organic thin film transistor with higher carrier mobility. q represents an integer of 0 to 2, preferably 1. r represents an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1. More preferably, it is 0.

実線と点線からなる結合は単結合又は2重結合を示し、熱的安定性のため、好ましくは単結合である。 Bonds formed by solid lines and dotted lines indicate single bonds or double bonds, and are preferably single bonds for thermal stability.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるポリスルホン類はポリスルホン構造を有していれば特に制限がなく、より具体的には下記ポリスルホン1~5で示されるポリスルホン類からなる群の少なくとも1種が挙げられる。 The polysulfones used as the polymer binder in the present invention are not particularly limited as long as they have a polysulfone structure, and more specifically include at least one of the group consisting of polysulfones shown below as polysulfones 1 to 5.

(ここで、置換基R~Rは、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基を示し、sは10~20,000の整数を示す。) (Here, the substituents R 6 to R 9 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and s represents an integer of 10 to 20,000.)

置換基R~Rにおける炭素数1~20のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル基、2-ヘキシルデシル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the substituents R 6 to R 9 is, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, an isohexyl group, a heptyl group, an octyl group, Examples include straight chain or branched alkyl groups such as nonyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, octadecyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3-ethyldecyl group, and 2-hexyldecyl group.

sは10~20,000の整数を示し、好ましくは10~10,000の整数である。 s represents an integer of 10 to 20,000, preferably an integer of 10 to 10,000.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるアクリロニトリル-スチレン共重合体は、アクリロニトリルとスチレンの任意の比率の共重合体であり、良好な電気特性を示し、バイアスストレスをかけた時の閾値電圧の変化がより小さいものになるなど信頼性が向上することから、アクリロニトリルとスチレン重量比で10:90~50:50の比率であることが好ましく、20:80~40:60であることがさらに好ましい。 The acrylonitrile-styrene copolymer used as a polymer binder in the present invention is a copolymer of acrylonitrile and styrene in any ratio, and exhibits good electrical properties, with a change in threshold voltage when bias stress is applied. The weight ratio of acrylonitrile to styrene is preferably from 10:90 to 50:50, and more preferably from 20:80 to 40:60, since reliability is improved, such as a smaller size.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるメチルメタクリレート-スチレン共重合体は、メチルメタクリレートとスチレンの任意の比率の共重合体であり、良好な電気特性を示し、バイアスストレスをかけた時の閾値電圧の変化がより小さいものになるなど信頼性が向上することから、メチルメタクリレートとスチレンのモル比で1:99~90:10であることが好ましく、1:99~70:30であることがさらに好ましい。 The methyl methacrylate-styrene copolymer used as a polymer binder in the present invention is a copolymer of methyl methacrylate and styrene in any ratio, and exhibits good electrical properties and changes in threshold voltage when bias stress is applied. The molar ratio of methyl methacrylate to styrene is preferably 1:99 to 90:10, more preferably 1:99 to 70:30, since reliability is improved, such as a smaller value.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるポリマーは、表面処理剤により表面エネルギーを調整したものを用いることができる。表面処理剤としては、シランカップリング剤を用いることができ、その具体例としては、例えば、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、フェニルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。なお、本発明で用いるポリマーバインダーは、1種類のポリマーを単独で使用、または2種類以上のポリマーの混合物として使用することが可能である。更に、異なる分子量のポリマーを混合して使用することも可能である。 The polymer used as the polymer binder in the present invention can be one whose surface energy has been adjusted with a surface treatment agent. As a surface treatment agent, a silane coupling agent can be used, and specific examples thereof include 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane, phenyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, Examples include β-phenethyltrichlorosilane and β-phenethyltrimethoxysilane. As the polymer binder used in the present invention, one type of polymer can be used alone, or a mixture of two or more types of polymers can be used. Furthermore, it is also possible to use a mixture of polymers of different molecular weights.

本発明の一般式(1)の共役ポリマーは、上記で示したポリマーバインダーとブロック共重合体を形成していても良い。 The conjugated polymer of general formula (1) of the present invention may form a block copolymer with the polymer binder shown above.

本発明の有機半導体層形成用溶液を用いて有機半導体層を形成する際の塗布方法としては、有機半導体層を形成可能な方法であれば特に制限はなく、例えば、スピンコート、ドロップキャスト、ディップコート、キャストコート等の簡易塗工法;ディスペンサー、インクジェット、スリットコート、ブレードコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷法を挙げることができ、中でも容易に効率よく有機半導体層とすることが可能となることから、スピンコート、ドロップキャスト、インクジェットであることが好ましい。 The coating method for forming an organic semiconductor layer using the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a method that can form an organic semiconductor layer, such as spin coating, drop casting, dip coating, etc. Simple coating methods such as coating, cast coating, etc. Printing methods such as dispenser, inkjet, slit coating, blade coating, flexographic printing, screen printing, gravure printing, and offset printing can be mentioned. Spin coating, drop casting, and inkjet are preferable because they allow for.

本発明の有機半導体層形成用溶液を塗布後、溶媒を乾燥除去することにより、該有機半導体層形成用溶液を用いてなる有機半導体層を形成することが可能である。 After applying the organic semiconductor layer forming solution of the present invention, by drying and removing the solvent, it is possible to form an organic semiconductor layer using the organic semiconductor layer forming solution.

塗布した有機半導体層から溶媒を乾燥除去する際、乾燥する条件に特に制限はなく、例えば、常圧下、又は減圧下で溶媒の乾燥除去を行うことが可能である。 When drying and removing the solvent from the applied organic semiconductor layer, there are no particular restrictions on the drying conditions, and for example, the solvent can be dried and removed under normal pressure or reduced pressure.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する温度に特に制限はないが効率よく塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去することができ、有機半導体層を形成することが可能であるため、10~150℃の温度範囲で行うことが好ましい。 Although there is no particular restriction on the temperature at which the organic solvent is dried and removed from the applied organic semiconductor layer, it is possible to efficiently dry and remove the organic solvent from the applied organic semiconductor layer and form an organic semiconductor layer. It is preferable to carry out at a temperature range of 10 to 150°C.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する際、除去する有機溶媒の気化速度を調節することで、一般式(1)で示される共役ポリマーの配向性の成長を促すことが可能になる。 When drying and removing the organic solvent from the applied organic semiconductor layer, by adjusting the vaporization rate of the organic solvent to be removed, it becomes possible to promote the growth of the orientation of the conjugated polymer represented by the general formula (1).

本発明の有機半導体層形成用溶液により形成される有機半導体層の膜厚に制限はなく、良好なキャリア移動が得られることから、1nm~1μmの範囲であることが好ましく、10nm~300nmの範囲であることが更に好ましい。 There is no limit to the thickness of the organic semiconductor layer formed using the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention, and since good carrier movement can be obtained, it is preferably in the range of 1 nm to 1 μm, and preferably in the range of 10 nm to 300 nm. It is more preferable that

また、得られる有機半導体層は、有機半導体層を形成後、40~200℃でアニール処理を行ってもよい。 Further, the obtained organic semiconductor layer may be subjected to an annealing treatment at 40 to 200° C. after forming the organic semiconductor layer.

本発明の有機半導体層形成用溶液より形成される有機半導体層は、該有機半導体層を含んでなる有機半導体デバイス、特に該有機半導体層を含んでなる有機薄膜トランジスタとして使用することが可能である。 The organic semiconductor layer formed from the organic semiconductor layer forming solution of the present invention can be used as an organic semiconductor device comprising the organic semiconductor layer, particularly an organic thin film transistor comprising the organic semiconductor layer.

有機薄膜トランジスタは、基板上に、ソース電極及びドレイン電極を付設した有機半導体層とゲート電極とを絶縁層を介し積層することにより得ることができ、該有機半導体層に本発明の有機半導体層形成用溶液により形成した有機半導体層を用いることにより、優れた半導体・電気特性を発現する有機薄膜トランジスタとすることが可能である。 An organic thin film transistor can be obtained by laminating an organic semiconductor layer provided with a source electrode and a drain electrode and a gate electrode on a substrate via an insulating layer, and the organic semiconductor layer of the present invention is added to the organic semiconductor layer. By using an organic semiconductor layer formed from a solution, it is possible to obtain an organic thin film transistor that exhibits excellent semiconductor and electrical characteristics.

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

本発明に係る基板としては特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、フッ素化環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリ(ジイソプロピルマレエート)、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、セルローストリアセテート等のプラスチック基板;ガラス、石英、酸化アルミニウム、シリコン、ハイドープシリコン、酸化シリコン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物等の無機材料基板;金、銅、クロム、チタン、アルミニウム等の金属基板等を挙げることができる。なお、ハイドープシリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることができる。 The substrate according to the present invention is not particularly limited and includes, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, cyclic polyolefin, fluorinated cyclic polyolefin, polyimide, polycarbonate, polyvinylphenol, Plastic substrates such as polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), poly(diisopropyl maleate), polyether sulfone, polyphenylene sulfide, cellulose triacetate; glass, quartz, aluminum oxide, silicon, highly doped silicon , inorganic material substrates such as silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, and indium tin oxide; and metal substrates such as gold, copper, chromium, titanium, and aluminum. Note that when highly doped silicon is used for the substrate, the substrate can also serve as a gate electrode.

本発明に係るゲート電極としては特に制限はなく、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ハイドープシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、クロム、チタン、タンタル、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機材料;ドープされた導電性高分子(例えばPEDOT-PSS)等の有機材料を挙げることができる。 The gate electrode according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, gold, silver, copper, highly doped silicon, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, chromium, titanium, tantalum, graphene, carbon nanotubes, etc. and organic materials such as doped conductive polymers (eg, PEDOT-PSS).

また、上記の無機材料は、金属のナノ粒子インクとしても差し支えなく使用することができる。この場合の溶媒は、適度の分散性のため、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール等の極性溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6~14の脂肪族炭化水素溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、オクチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、インダン、アニソール、1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、1,2-ジメチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール等の炭素数7~14の芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。該ナノ粒子インクを塗布後、導電性向上のため、80℃~200℃の温度範囲でアニール処理することが好ましい。 Moreover, the above-mentioned inorganic materials can be used without any problem as metal nanoparticle ink. In this case, the solvent is a polar solvent such as water, methanol, ethanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, etc.; a carbon number solvent such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane, etc. 6 to 14 aliphatic hydrocarbon solvents; toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, pentylbenzene, hexylbenzene, octylbenzene, cyclohexylbenzene, tetralin, indane, anisole, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, Preferably, the solvent is an aromatic hydrocarbon solvent having 7 to 14 carbon atoms, such as 1,2-dimethylanisole, 2,3-dimethylanisole, and 3,4-dimethylanisole. After applying the nanoparticle ink, it is preferable to perform an annealing treatment in a temperature range of 80° C. to 200° C. to improve conductivity.

本発明に係るゲート絶縁層としては特に制限はなく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス等の無機材料;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリイミド、ポリアミド酸ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリけい皮酸エチル、ポリけい皮酸メチル、ポリクロトン酸エチル、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン-コ-1-ブテン、ポリイソブチレン、ポリプロピレン、ポリシクロペンタン、ポリシクロヘキサン、ポリシクロヘキサン-エチレン共重合体、ポリフッ素化シクロペンタン、ポリフッ素化シクロヘキサン、ポリフッ素化シクロヘキサン-エチレン共重合体、BCB樹脂(商品名:サイクロテン、ダウ・ケミカル社製)、Cytop(商標)、Teflon(商標)、パリレンC等のパリレン(商標)類のポリマー絶縁材料を挙げることができ、製法が簡便であることから、塗布法が適用できるポリマー絶縁材料(ポリマーゲート絶縁層)であることが好ましい。 The gate insulating layer according to the present invention is not particularly limited and includes, for example, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, tin oxide, vanadium oxide, titanium Inorganic materials such as barium acid and bismuth titanate; polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyimide, polyamic acid polycarbonate, polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), polyethylene terephthalate, polyethylene Phthalate, polyethyl cinnamate, polymethyl cinnamate, polyethyl crotonate, polyethersulfone, polypropylene-co-1-butene, polyisobutylene, polypropylene, polycyclopentane, polycyclohexane, polycyclohexane-ethylene copolymer, Polyfluorinated cyclopentane, polyfluorinated cyclohexane, polyfluorinated cyclohexane-ethylene copolymer, BCB resin (trade name: Cyclotene, manufactured by Dow Chemical Company), Cytop (trademark), Teflon (trademark), Parylene C, etc. Polymer insulating materials such as Parylene (trademark) can be mentioned, and since the manufacturing method is simple, a polymer insulating material (polymer gate insulating layer) to which a coating method can be applied is preferable.

該ポリマーゲート絶縁層は、光架橋した後使用することもできる。 The polymer gate insulating layer can also be used after photo-crosslinking.

該ポリマー材料を溶解させるに用いる溶媒としては特に制限がなく、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6~14の脂肪族炭化水素溶媒;THF、1,2-ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-エチルヘキサノール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテート、3-メトキシブチルアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、テトラヒドロフルフリルプロピオネート等のエステル系溶媒;DMF、NMP等のアミド系溶媒;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;パーフルオロヘキサン、パーフルオロオクタン、2-(ペンタフルオロエチル)ヘキサン、3-(ペンタフルオロエチル)ヘプタン等のフッ素化溶媒等が挙げられる。 The solvent used to dissolve the polymer material is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents having 6 to 14 carbon atoms such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and tetradecane; THF, and 1,2-dimethoxy. Ether solvents such as ethane and dioxane; alcohol solvents such as ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 2-ethylhexanol, and tetrahydrofurfuryl alcohol; acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone, acetophenone, etc. Ketone solvents; ester solvents such as ethyl acetate, γ-butyrolactone, cyclohexanol acetate, 3-methoxybutyl acetate, tetrahydrofurfuryl acetate, and tetrahydrofurfuryl propionate; amide solvents such as DMF and NMP; dipropylene glycol Dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexane diol diacetate Glycol solvents such as acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; perfluorohexane, perfluorooctane, 2-(pentafluoroethyl) ) Hexane, 3-(pentafluoroethyl)heptane, and other fluorinated solvents.

該ポリマー絶縁材料の濃度は、例えば、20~40℃の温度において0.1~10.0重量%である。当該濃度において得られる絶縁層の膜厚に制限はなく、耐絶縁性の観点から、好ましくは100nm~1μm、さらに好ましくは150nm~900nmである。 The concentration of the polymeric insulating material is, for example, 0.1-10.0% by weight at a temperature of 20-40°C. There is no limit to the thickness of the insulating layer obtained at this concentration, and from the viewpoint of insulation resistance, it is preferably 100 nm to 1 μm, more preferably 150 nm to 900 nm.

そして、これらのゲート絶縁層の表面は、例えば、オクタデシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、β-フェネチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン等のシラン類;オクタデシルホスホン酸、デシルホスホン酸、オクチルホスホン酸等のホスホン酸類;ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン類で修飾処理したものであっても使用することができる。一般的にゲート絶縁層の表面処理を行うことにより、有機半導体材料の結晶粒径の増大及び分子配向の向上のため、キャリア移動度、電流オン・オフ比の向上、及び閾値電圧の低下という好ましい結果が得られる。 The surface of these gate insulating layers is coated with, for example, octadecyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane, or phenyltrichlorosilane. Silanes such as chlorosilane and phenyltrimethoxysilane; phosphonic acids such as octadecylphosphonic acid, decylphosphonic acid, and octylphosphonic acid; and silylamines such as hexamethyldisilazane may be used. In general, surface treatment of the gate insulating layer increases the crystal grain size of the organic semiconductor material and improves molecular orientation, resulting in favorable effects such as improvement in carrier mobility, current on/off ratio, and reduction in threshold voltage. Get results.

本発明の有機薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の材料としては特に制限がなく、ゲート電極と同様の材料を用いることができ、ゲート電極の材料と同じであっても異なっていてもよく、異種材料を積層してもよい。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極材料に表面処理を実施することもできる。表面処理に用いる表明処理剤としては、例えば、ベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオール、4-フルオロベンゼンチオール、4-メトキシベンゼンチオール等を挙げることができる。 The material for the source electrode and drain electrode of the organic thin film transistor of the present invention is not particularly limited, and the same material as the gate electrode can be used, the material may be the same as or different from the gate electrode material, or a different material can be used. may be laminated. Further, in order to increase carrier injection efficiency, these electrode materials can also be subjected to surface treatment. Examples of the surface treatment agent used for surface treatment include benzenethiol, pentafluorobenzenethiol, 4-fluorobenzenethiol, and 4-methoxybenzenethiol.

本発明の有機薄膜トランジスタは、速い動作性のため、キャリア移動度が、0.10cm/V・sec以上であることが好ましい。また、高いスイッチ特性のため、電流オン・オフ比が、1.0×10以上であることが好ましい。 For fast operation, the organic thin film transistor of the present invention preferably has a carrier mobility of 0.10 cm 2 /V·sec or more. Further, for high switching characteristics, it is preferable that the current on/off ratio is 1.0×10 5 or more.

本発明の共役ポリマーは、電子ペーパー、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、ICタグ(RFIDタグ)、圧力センサー、バイオセンサー等の有機薄膜トランジスタの有機半導体層用途;有機薄膜太陽電池の有機半導体層用途;有機ELディスプレイ材料;有機半導体レーザー材料;フォトニック結晶材料等の電子材料に利用することができる。 The conjugated polymer of the present invention can be used for organic semiconductor layers in organic thin film transistors such as electronic paper, organic EL displays, liquid crystal displays, IC tags (RFID tags), pressure sensors, and biosensors; for organic semiconductor layers in organic thin film solar cells; It can be used for electronic materials such as EL display materials; organic semiconductor laser materials; and photonic crystal materials.

本発明の新規な共役ポリマーは、高いキャリア移動度を与えると共に高溶解性であり、140℃以下の温度で熱アニールすることができる。従って、プラスチック基板上に塗布で優れた半導体特性を発現する有機薄膜トランジスタを提供することが可能となり、その効果は極めて高いものである。 The novel conjugated polymers of the present invention provide high carrier mobility, are highly soluble, and can be thermally annealed at temperatures below 140°C. Therefore, it is possible to provide an organic thin film transistor that exhibits excellent semiconductor characteristics by coating on a plastic substrate, and the effect is extremely high.

;有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す図である。is a diagram showing a structure according to a cross-sectional shape of an organic thin film transistor;

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

生成物の同定にはH NMRスペクトル、ガスクロマトグラフィー-マススペクトル(GCMS)、及び液体クロマトグラフィー-マススペクトル(LCMS)分析を用いた。 1 H NMR spectra, gas chromatography-mass spectra (GCMS), and liquid chromatography-mass spectra (LCMS) analyzes were used to identify the products.

H NMRスペクトル分析>
装置;日本電子製、(商品名)Delta V5(400MHz)
測定温度;23℃(温度指定がない場合)
<ガスクロマトグラフィー-マススペクトル分析>
装置;島津製作所製、(商品名)QP-2010 Ultra
カラム;アジレント社製、(商品名)DB-1,30m。
MSイオン化;電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)
<直接導入マススペクトル分析>
装置;島津製作所製、(商品名)QP-2010 Ultra
MSイオン化;電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)
<液体クロマトグラフィー-マススペクトル(LCMS)分析>
装置;ブルカー・ダルトニクス、(商品名)microTOF focus
MSイオン化;大気圧化学イオン化(APCI)法
LC条件;下記液体クロマトグラフィー分析の項目にて記載の条件
< 1H NMR spectrum analysis>
Device; manufactured by JEOL, (product name) Delta V5 (400MHz)
Measurement temperature: 23℃ (if no temperature specified)
<Gas chromatography-mass spectrum analysis>
Equipment: Manufactured by Shimadzu Corporation, (product name) QP-2010 Ultra
Column; manufactured by Agilent, (trade name) DB-1, 30m.
MS ionization; electron impact (EI) method (70 electron volts)
<Direct introduction mass spectrometry analysis>
Equipment: Manufactured by Shimadzu Corporation, (product name) QP-2010 Ultra
MS ionization; electron impact (EI) method (70 electron volts)
<Liquid chromatography-mass spectrum (LCMS) analysis>
Equipment: Bruker Daltonics, (product name) microTOF focus
MS ionization: atmospheric pressure chemical ionization (APCI) method LC conditions: conditions described in the liquid chromatography analysis section below

反応の進行の確認等は薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)分析を用いた。ビフェニレン誘導体の純度測定についても液体クロマトグラフィー分析を用いた実施した。 The progress of the reaction was confirmed using thin layer chromatography, gas chromatography (GC), and liquid chromatography (LC) analysis. The purity of the biphenylene derivative was also measured using liquid chromatography analysis.

<薄層クロマトグラフィー分析>
メルク社の薄層クロマトグラフィー用PLCシリカゲル60F254 0.5mmを使用し、展開溶媒として、ヘキサン又は/及びトルエン、酢酸エチル及びトルエンを用いた。
<ガスクロマトグラフィー分析>
装置;島津製作所製、(商品名)GC2014
カラム;アジレント社製、(商品名)DB-1,30m
<液体クロマトグラフィー分析>
装置;東ソー製(コントローラー;PX-8020、ポンプ;CCPM-II、デガッサー;SD-8022)
カラム;東ソー製、(商品名)ODS-100V、5μm、4.6mm×250mm
カラム温度;33℃
溶離液;ジクロロメタン:アセトニトリル=2:8(容積比)
流速;1.0ml/分
検出器;UV(東ソー製、(商品名)UV-8020、波長;254nm)。
<高温GPC分析>
装置;東ソー製 HLC-8321GPC/HT
カラム;東ソー製 TSKゲルGMHHR-H(20)HT、7.8mm×300mm、3本
カラム温度;140℃
溶離液;1,2,4-トリクロロベンゼン
流速;1.0ml/分
検出器;RI
<Thin layer chromatography analysis>
PLC silica gel 60F254 0.5 mm for thin layer chromatography manufactured by Merck was used, and hexane or/and toluene, ethyl acetate, and toluene were used as developing solvents.
<Gas chromatography analysis>
Equipment: Manufactured by Shimadzu Corporation, (product name) GC2014
Column: manufactured by Agilent, (trade name) DB-1, 30m
<Liquid chromatography analysis>
Equipment: Tosoh (controller: PX-8020, pump: CCPM-II, degasser: SD-8022)
Column: manufactured by Tosoh, (product name) ODS-100V, 5 μm, 4.6 mm x 250 mm
Column temperature: 33℃
Eluent; dichloromethane:acetonitrile = 2:8 (volume ratio)
Flow rate: 1.0 ml/min Detector: UV (manufactured by Tosoh, (trade name) UV-8020, wavelength: 254 nm).
<High temperature GPC analysis>
Equipment: Tosoh HLC-8321GPC/HT
Column: Tosoh TSK gel GMHHR-H (20) HT, 7.8 mm x 300 mm, 3 columns Column temperature: 140°C
Eluent: 1,2,4-trichlorobenzene Flow rate: 1.0 ml/min Detector: RI

共役ポリマーの融点測定はDSC(示差走査熱量計)を用いた。
<DSC測定>
装置;エスアイアイナノテクノロジー社製、型式;DSC6220
昇降温速度;10℃/min
走査範囲;-10℃~300℃
A DSC (differential scanning calorimeter) was used to measure the melting point of the conjugated polymer.
<DSC measurement>
Device: Manufactured by SII Nano Technology, model: DSC6220
Temperature increase/decrease rate: 10°C/min
Scanning range: -10℃~300℃

合成例1(2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルの合成)(A1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼン(東京化成工業)3.95g(13.1mmol)及びTHF(脱水グレード)15mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液6.8ml(13.6mmol)を滴下した。この混合物を0℃で15分間熟成し、1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。
Synthesis Example 1 (Synthesis of 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl) (Step A1)
Under a nitrogen atmosphere, 3.95 g (13.1 mmol) of 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo) and 15 ml of THF (dehydration grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This solution was cooled to 0° C., and 6.8 ml (13.6 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. This mixture was aged at 0° C. for 15 minutes to prepare 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、別の100mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)2.42g(17.7mmol)及びTHF(脱水グレード)19mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)2mlを用いて100mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドのスラリー液に、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼン(東京化成工業)3.18g(10.5mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)115mg(0.0995mmol、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンに対し0.948モル%)を添加した。50℃で7時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエン及び食塩水を添加し、有機相を分相し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒:ヘキサン)。2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルの無色オイル3.48gを得た(収率94%)。
MS m/z: 350(M+2、51%)、348(M、100%)、346(M-2、53)。
H NMR(CDCl):δ=7.62(dd,J=8.7Hz,5.4Hz,1H),7.43(dd,J=8.2Hz,2.3Hz,1H),7.27~7.19(m,1H),7.11(dt,J=8.2Hz,2.7Hz,1H),7.04~6.96(m,2H)。
Meanwhile, 2.42 g (17.7 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 19 ml of THF (dehydration grade) were added to another 100 ml Schlenk reaction vessel under a nitrogen atmosphere, and the mixture was cooled to 0°C. The previously prepared 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium chloride solution was added dropwise into the obtained white fine slurry solution using a Teflon (registered trademark) cannula, and then 2 ml of THF (dehydrated grade) was added. A 100 ml Schlenk reaction vessel and a Teflon (registered trademark) cannula were charged into the reactor while being washed using the reactor. The resulting mixture was stirred while gradually heating up to room temperature. 3.18 g (10.5 mmol) of 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo) and tetrakis ( 115 mg (0.0995 mmol, 0.948 mol% based on 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene) of palladium (triphenylphosphine) (Tokyo Kasei Kogyo) was added. After carrying out the reaction at 50° C. for 7 hours, the container was cooled with water and the reaction was stopped by adding 1M hydrochloric acid. Toluene and brine were added, the organic phase was separated, the organic phase was washed with brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. It was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 3.48 g of a colorless oil of 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl was obtained (yield 94%).
MS m/z: 350 (M + +2, 51%), 348 (M + , 100%), 346 (M + -2, 53).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=7.62 (dd, J=8.7Hz, 5.4Hz, 1H), 7.43 (dd, J=8.2Hz, 2.3Hz, 1H), 7. 27-7.19 (m, 1H), 7.11 (dt, J=8.2Hz, 2.7Hz, 1H), 7.04-6.96 (m, 2H).

合成例2 (2,6-ジフルオロビフェニレンの合成)(B1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例1で合成した2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニル3.30g(9.48mmol)及びTHF(脱水グレード)160mlを添加した。この混合物を-78℃に冷却し、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液12.5ml(20.0mmol)を滴下した。この混合物を-78℃で1時間熟成した。ここへ、-78℃下で、塩化銅(II)(和光純薬工業製)3.75g(27.9mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物に1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を食塩水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン)。2,6-ジフルオロビフェニレンの淡黄色固体1.48gを得た(収率91%)。
MS m/z: 188(M、100%)。
H NMR(CDCl):δ=6.56(dd,J=11Hz,4.0Hz,2H),6.42~6.35(m,4H)。
Synthesis Example 2 (Synthesis of 2,6-difluorobiphenylene) (Step B1)
Under a nitrogen atmosphere, 3.30 g (9.48 mmol) of 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl synthesized in Synthesis Example 1 and 160 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This mixture was cooled to −78° C., and 12.5 ml (20.0 mmol) of a hexane solution of butyl lithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6 M) was added dropwise. This mixture was aged at -78°C for 1 hour. To this, 3.75 g (27.9 mmol) of copper (II) chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added at -78°C. The resulting mixture was stirred while gradually heating up to room temperature. After adding 1M hydrochloric acid to the reaction mixture, toluene was added and the phases were separated. The organic phase was washed twice with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 1.48 g of a pale yellow solid of 2,6-difluorobiphenylene was obtained (yield 91%).
MS m/z: 188 (M + , 100%).
1 H NMR (CDCl 3 ): δ=6.56 (dd, J=11Hz, 4.0Hz, 2H), 6.42-6.35 (m, 4H).

合成例3 (2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンの合成)(C1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、ジイソプロピルアミン516mg(5.10mmol)及びTHF(脱水グレード)9mlを添加した。この混合物を-40℃に冷却し、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液3.1ml(5.0mmol)を滴下し、LDAを調製した。この混合物を-78℃に冷却し、ここへ、合成例2で合成した2,6-ジフルオロビフェニレン380mg(2.02mmol)を少しずつ投入し、-78℃~-60℃で2.5時間攪拌した。得られた混合物を-78℃とし、ヨウ素1.26g(4.96mmol)及びTHF(脱水グレード)4mlからなる溶液を滴下した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物0℃に冷却後、水及びトルエンを添加し、分相した。水相をトルエン抽出し、合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(溶媒;ヘキサン)、2,6-ジフルオ
ロ-1,5-ジヨードビフェニレンの淡黄色固体471mgを得た(収率53%)。
H NMR(CDCl):δ=6.68(dd,J=7.3Hz,3.6Hz,2H),6.44(dd,J=9.6Hz,7.3Hz,2H)。
Synthesis Example 3 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene) (Step C1)
Under a nitrogen atmosphere, 516 mg (5.10 mmol) of diisopropylamine and 9 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This mixture was cooled to −40° C., and 3.1 ml (5.0 mmol) of a hexane solution of butyl lithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6 M) was added dropwise to prepare LDA. This mixture was cooled to -78°C, 380 mg (2.02 mmol) of 2,6-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 2 was added little by little, and the mixture was stirred at -78°C to -60°C for 2.5 hours. did. The resulting mixture was heated to -78°C, and a solution consisting of 1.26 g (4.96 mmol) of iodine and 4 ml of THF (dehydration grade) was added dropwise. The resulting mixture was stirred while gradually heating up to room temperature. After the reaction mixture was cooled to 0° C., water and toluene were added and the phases were separated. The aqueous phase was extracted with toluene, and the combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 471 mg of a pale yellow solid of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene (yield: 53%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=6.68 (dd, J=7.3Hz, 3.6Hz, 2H), 6.44 (dd, J=9.6Hz, 7.3Hz, 2H).

合成例4 (2,6-ジフルオロ-1,5-ビス(トリメチルシリルエチニル)ビフェニレンの合成)(D1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例3で合成した2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレン752mg(1.71mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(和光純薬工業)24.7mg(0.0352mol)、ヨウ化銅(I)(和光純薬工業)14.5mg(0.0761mmol)、トルエン10ml、及びトリエチルアミン15mlを添加した。さらにトリメチルシリルアセチレン(東京化成工業)506mg(5.15mmol)を添加した。この混合物を25℃で3.5時間反応を実施した。得られた反応混合物にトルエン及び水を添加し、分相後、有機相を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン)。2,6-ジフルオロ-1,5-ビス(トリメチルシリルエチニル)ビフェニレンの黄色固体641mgを得た(収率98%)。GC分析より純度は95.6%であった。
H NMR(CDCl):δ=6.60-6.57(q,J=4.1Hz,2H),6.46-6.41(dd,J=7.32Hz,2H),0.26(s,18H)。
Synthesis Example 4 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-bis(trimethylsilylethynyl)biphenylene) (Step D1)
Under a nitrogen atmosphere, 752 mg (1.71 mmol) of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene synthesized in Synthesis Example 3 and 24 dichlorobis(triphenylphosphine)palladium (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 100 ml Schlenk reaction vessel. .7 mg (0.0352 mol), 14.5 mg (0.0761 mmol) of copper(I) iodide (Wako Pure Chemical Industries), 10 ml of toluene, and 15 ml of triethylamine were added. Furthermore, 506 mg (5.15 mmol) of trimethylsilylacetylene (Tokyo Kasei Kogyo) was added. This mixture was reacted at 25° C. for 3.5 hours. Toluene and water were added to the obtained reaction mixture, and after phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 641 mg of a yellow solid of 2,6-difluoro-1,5-bis(trimethylsilylethynyl)biphenylene was obtained (yield 98%). Purity was found to be 95.6% by GC analysis.
1 H NMR (CDCl 3 ): δ=6.60-6.57 (q, J=4.1 Hz, 2H), 6.46-6.41 (dd, J=7.32 Hz, 2H), 0. 26 (s, 18H).

合成例5 (無置換ジチエノビフェニレン誘導体の合成)(E1工程)
窒素雰囲気下、200mlナスフラスコに、合成例4で合成した2,6-ジフルオロ-1,5-ビス(トリメチルシリルエチニル)ビフェニレン458mg(1.20mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)1.01g(4.19mmol)、及びDMSO(和光純薬工業)15mlを添加した。混合物を70℃に加熱し、5時間攪拌した。得られた反応混合物を0℃に冷却後、水及びジクロロメタンを添加した。分相後、有機相を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン/ジクロロメタン)、無置換体ジチエノビフェニレン誘導体の黄色固体161mgを得た(収率51%)。LC分析より純度は83.5%であった。
MS m/z: 264(M、100%)
H NMR(CDCl):δ=7.31-7.29(d,J=6.0Hz,2H),7.19-7.17(d,J=7.8Hz,2H),6.94-6.93(d,J=5.5Hz,2H),6.66-6.64(d,J=7.3Hz,2H)。
Synthesis Example 5 (Synthesis of unsubstituted dithienobiphenylene derivative) (Step E1)
Under a nitrogen atmosphere, 458 mg (1.20 mmol) of 2,6-difluoro-1,5-bis(trimethylsilylethynyl)biphenylene synthesized in Synthesis Example 4 and sodium sulfide nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were placed in a 200 ml eggplant flask. ) 1.01 g (4.19 mmol) and 15 ml of DMSO (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was heated to 70°C and stirred for 5 hours. After cooling the resulting reaction mixture to 0°C, water and dichloromethane were added. After phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/dichloromethane) to obtain 161 mg of a yellow solid of an unsubstituted dithienobiphenylene derivative (yield: 51%). The purity was 83.5% by LC analysis.
MS m/z: 264 (M + , 100%)
1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.31-7.29 (d, J=6.0 Hz, 2H), 7.19-7.17 (d, J=7.8 Hz, 2H), 6. 94-6.93 (d, J = 5.5 Hz, 2H), 6.66-6.64 (d, J = 7.3 Hz, 2H).

合成例6 (B-5-aの合成)(F1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例5で合成した無置換体ジチエノビフェニレン誘導体160mg(0.605mmol)及びTHF(脱水グレード)20mlを添加した。ここへ、-78℃下、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液1.5ml(2.4mmol)を投入し、25℃で15分間撹拌した後、再度-78℃に冷却した。ここへトリメチルスズクロライド(東京化成工業)520mg(2.60mmol)を添加した。得られた混合物を室温まで昇温後、水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を食塩水及び水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮しB-5-aの橙色固体324mgを得た(収率91%)。
Synthesis Example 6 (Synthesis of B-5-a) (Step F1)
In a nitrogen atmosphere, 160 mg (0.605 mmol) of the unsubstituted dithienobiphenylene derivative synthesized in Synthesis Example 5 and 20 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. 1.5 ml (2.4 mmol) of a hexane solution of butyl lithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6 M) was added to this at -78°C, stirred at 25°C for 15 minutes, and then cooled to -78°C again. . To this was added 520 mg (2.60 mmol) of trimethyltin chloride (Tokyo Kasei Kogyo). After the resulting mixture was heated to room temperature, water and toluene were added and the phases were separated. The organic phase was washed with brine and water, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain 324 mg of an orange solid B-5-a (yield 91%).

合成例7 (2,7-ジブロモジチエノビフェニレン誘導体の合成)
合成例6で、トリメチルスズクロライドの代わりに1,2-ジブロモテトラクロロエタンを用いた以外は、合成例6と同じ操作を繰り返して2,7-ジブロモジチエノビフェニレン誘導体の橙色固体を得た(収率90%)。
H NMR(CDCl):δ=7.02(dd,J=7.3Hz,0.9Hz,2H),6.96(d,J=0.9Hz,2H),6.58(d,J=7.3Hz,2H)。
Synthesis Example 7 (Synthesis of 2,7-dibromodithienobiphenylene derivative)
In Synthesis Example 6, the same operation as in Synthesis Example 6 was repeated except that 1,2-dibromotetrachloroethane was used instead of trimethyltin chloride to obtain an orange solid of 2,7-dibromodithienobiphenylene derivative. rate 90%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ = 7.02 (dd, J = 7.3Hz, 0.9Hz, 2H), 6.96 (d, J = 0.9Hz, 2H), 6.58 (d, J=7.3Hz, 2H).

合成例8 (2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンの合成)(C4工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例2で合成した2,6-ジフルオロビフェニレン351mg(1.86mmol)及びDMF(脱水グレード)7mlを添加した。ここへ、室温下、NBS(和光純薬工業)954mg(5.36mmol)を投入した。40℃で10時間攪拌後、得られた反応混合物を室温まで冷却した。水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をヘキサン:トルエン=1:2の混合溶媒から再結晶し、2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンの黄色針状結晶302mgを得た(収率47%)。
H NMR(CDCl):δ=6.82(d,J=5.9Hz,2H),6.49(d,J=6.4Hz,2H)。
Synthesis Example 8 (Synthesis of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene) (C4 step)
Under a nitrogen atmosphere, 351 mg (1.86 mmol) of 2,6-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 2 and 7 ml of DMF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. To this, 954 mg (5.36 mmol) of NBS (Wako Pure Chemical Industries) was added at room temperature. After stirring at 40° C. for 10 hours, the resulting reaction mixture was cooled to room temperature. Water and toluene were added and the phases were separated. The organic phase was washed twice with water, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was recrystallized from a mixed solvent of hexane:toluene=1:2 to obtain 302 mg of yellow needle crystals of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene (yield: 47%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=6.82 (d, J=5.9 Hz, 2H), 6.49 (d, J=6.4 Hz, 2H).

合成例9 (2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンの合成)
窒素雰囲気下、500mlシュレンク反応容器に、ジイソプロピルアミン5.76g(56.9mmol)及びTHF(脱水グレード)115.0mlを添加した。この溶液を-50℃に冷却し、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液34.0ml(54.4mmol)を滴下し、LDAを調製した。この混合物を-78℃に冷却し、1-フルオロ-3-ヨードベンゼン(東京化成工業)11.5g(51.8mmol)を添加し、-78℃で2時間保持した。ここへ、-78℃下、テトラブロモメタン(東京化成工業)34.4g(103.6mmol)をTHF(脱水グレード)160.0mlに溶解した溶液を滴下し、室温まで徐々に昇温した。得られた反応混合物に水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(溶媒:ヘキサン)。メタノール(和光純薬工業)3.0gを加え、50℃に昇温して再結晶することで2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンの白色固体7.43gを得た(収率43%)。
MS m/z: 302(M+2、75%)、300(M、78%)、175(M+2-I、38%)、173(M-I、39%)、94(M-BrI、100%)。
H NMR(CDCl):δ=7.68~7.64(m,1H),7.12~7.08(m,1H),7.05~7.00(m,1H)。
Synthesis Example 9 (Synthesis of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene)
Under a nitrogen atmosphere, 5.76 g (56.9 mmol) of diisopropylamine and 115.0 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 500 ml Schlenk reaction vessel. This solution was cooled to −50° C., and 34.0 ml (54.4 mmol) of a hexane solution of butyl lithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6 M) was added dropwise to prepare LDA. The mixture was cooled to -78°C, 11.5 g (51.8 mmol) of 1-fluoro-3-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo) was added, and the mixture was maintained at -78°C for 2 hours. A solution prepared by dissolving 34.4 g (103.6 mmol) of tetrabromomethane (Tokyo Kasei Kogyo) in 160.0 ml of THF (dehydration grade) was added dropwise thereto at -78°C, and the temperature was gradually raised to room temperature. Water and toluene were added to the resulting reaction mixture, and the phases were separated. The organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 3.0 g of methanol (Wako Pure Chemical Industries) was added and the temperature was raised to 50°C to recrystallize to obtain 7.43 g of a white solid of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene (yield: 43 %).
MS m/z: 302 (M + +2, 75%), 300 (M + , 78%), 175 (M + +2-I, 38%), 173 (M + -I, 39%), 94 (M + -BrI, 100%).
1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.68-7.64 (m, 1H), 7.12-7.08 (m, 1H), 7.05-7.00 (m, 1H).

合成例10 (2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルの合成)(A2工程)
窒素雰囲気下、200mlシュレンク反応容器に、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼン(和光純薬工業)4.89g(16.3mmol)及びTHF(脱水グレード)50.0mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液8.4ml(19.8mmol)を滴下した。この混合物を0℃で20分間熟成し、2-ブロモ-6-フルオロフェニルマグネシウムクロライドを調製した。
Synthesis Example 10 (Synthesis of 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl) (Step A2)
Under a nitrogen atmosphere, 4.89 g (16.3 mmol) of 1-bromo-3-fluoro-2-iodobenzene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 50.0 ml of THF (dehydration grade) were added to a 200 ml Schlenk reaction vessel. This solution was cooled to 0° C., and 8.4 ml (19.8 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. This mixture was aged at 0° C. for 20 minutes to prepare 2-bromo-6-fluorophenylmagnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、別の300mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)3.28g(24.1mmol)及びTHF(脱水グレード)30mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した2-ブロモ-6-フルオロフェニルマグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)2mlを用いて100mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した2-ブロモ-6-フルオロフェニル亜鉛クロライドのスラリー液に、合成例9で合成した2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼン3.51g(11.7mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)1.40g(1.2mmol、2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンに対し10モル%)を添加した。60℃で3時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエンを添加し、有機相を分相し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒:ヘキサン)。2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルの無色固体2.98gを得た(収率73%)。
H NMR(CDCl):δ=7.50(d,J=8.2Hz,1H),7.42~7.36(m,1H),7.33~7.26(m,1H),7.23~7.18(m,1H),7.17~7.12(m,1H),7.05~6.96(d,J=7.3Hz,1H)。
Meanwhile, 3.28 g (24.1 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 30 ml of THF (dehydration grade) were added to another 300 ml Schlenk reaction vessel under a nitrogen atmosphere, and the mixture was cooled to 0°C. The previously prepared 2-bromo-6-fluorophenylmagnesium chloride solution was added dropwise into the obtained white fine slurry solution using a Teflon (registered trademark) cannula, and then 100 ml was added using 2 ml of THF (dehydration grade). The Schlenk reaction vessel and Teflon (registered trademark) cannula were charged while being washed. The resulting mixture was stirred while gradually heating up to room temperature. 3.51 g (11.7 mmol) of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene synthesized in Synthesis Example 9 and tetrakis(triphenyl 1.40 g (1.2 mmol, 10 mol % based on 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene) of palladium (Tokyo Kasei Kogyo) was added. After carrying out the reaction at 60° C. for 3 hours, the reaction was stopped by cooling the container with water and adding 1M hydrochloric acid. Toluene was added, the organic phase was separated, and the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate. It was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 2.98 g of a colorless solid of 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl was obtained (yield 73%).
1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.50 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.42 to 7.36 (m, 1H), 7.33 to 7.26 (m, 1H) , 7.23 to 7.18 (m, 1H), 7.17 to 7.12 (m, 1H), 7.05 to 6.96 (d, J = 7.3Hz, 1H).

合成例11 (1-フルオロ-5-クロロビフェニレンの合成)(B2)工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例10で合成した2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニル2.94g(8.44mmol)及びTHF(脱水グレード)50mlを添加した。この混合物を-78℃に冷却し、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液13.2ml(21.1mmol)を滴下した。この混合物を-35℃まで昇温後、再度-78℃に冷却し、ヘキサクロロエタン(東京化成工業)2.98g(12.6mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物に水を添加後、トルエンで抽出した。有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン)。1-フルオロ-5-クロロビフェニレンの淡黄色固体1.27gを得た(収率73%)。
MS m/z: 204(M、100%)。
H NMR(CDCl):δ=6.81(m,1H),6.76~6.67(m,2H),6.62~6.58(m,2H),6.53(t,J=8.6Hz.1H)。
Synthesis Example 11 (Synthesis of 1-fluoro-5-chlorobiphenylene) (Step B2))
Under a nitrogen atmosphere, 2.94 g (8.44 mmol) of 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl synthesized in Synthesis Example 10 and 50 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This mixture was cooled to −78° C., and 13.2 ml (21.1 mmol) of a hexane solution of butyl lithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6 M) was added dropwise. This mixture was heated to -35°C, then cooled again to -78°C, and 2.98g (12.6mmol) of hexachloroethane (Tokyo Kasei Kogyo) was added. The resulting mixture was stirred while gradually heating up to room temperature. After adding water to the reaction mixture, it was extracted with toluene. The organic phase was washed with saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 1.27 g of a pale yellow solid of 1-fluoro-5-chlorobiphenylene was obtained (yield 73%).
MS m/z: 204 (M + , 100%).
1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.81 (m, 1H), 6.76-6.67 (m, 2H), 6.62-6.58 (m, 2H), 6.53 (t , J=8.6Hz.1H).

合成例12 (1,5-ビス(2,2-ジメトキシエチルチオ)ビフェニレン)の合成(C2工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例11で合成した1-フルオロ-5-クロロビフェニレン502mg(2.45mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)2.83g(11.8mmol)、及びNMP(和光純薬工業)50mlを添加した。混合物を120℃で、5時間攪拌した。得られた混合物にブロモアセトアルデヒドジメチルアセタール(東京化成工業)3.88g(22.9mmol)を添加し、100℃で、1時間攪拌した。さらに硫化ナトリウム・9水和物2.75g(11.5mmol)を添加し、混合物を120℃、5時間攪拌した。得られた反応混合物を氷冷し、水及びトルエンを添加した。分相後、トルエンで抽出し、合わせた有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をクーゲルロールで減圧濃縮した(120Pa,97℃)。得られた残渣1.77gをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(溶媒;トルエン/酢酸エチル=20/0~20/1)、1,5-ビス(2,2-ジメトキシエチルチオ)ビフェニレンの黄色粘性液体892mgを得た(収率92%)。
H NMR(CDCl):δ=6.74~6.67(m,4H),6.54(dd,J=5.5Hz,1.4Hz,2H),4.53(t,J=5.9Hz,2H),3.38(s,12H),3.10(d,J=5.9,Hz,4H)。
Synthesis Example 12 Synthesis of (1,5-bis(2,2-dimethoxyethylthio)biphenylene) (C2 step)
Under a nitrogen atmosphere, 502 mg (2.45 mmol) of 1-fluoro-5-chlorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 11 and 2.83 g (11. 8 mmol) and 50 ml of NMP (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was stirred at 120°C for 5 hours. 3.88 g (22.9 mmol) of bromoacetaldehyde dimethyl acetal (Tokyo Kasei Kogyo) was added to the resulting mixture, and the mixture was stirred at 100° C. for 1 hour. Furthermore, 2.75 g (11.5 mmol) of sodium sulfide nonahydrate was added, and the mixture was stirred at 120° C. for 5 hours. The resulting reaction mixture was cooled with ice, and water and toluene were added. After phase separation, extraction was performed with toluene, and the combined organic phases were dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was concentrated under reduced pressure using a Kugelrohr (120 Pa, 97° C.). 1.77 g of the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: toluene/ethyl acetate = 20/0 to 20/1) to obtain a yellow viscous mixture of 1,5-bis(2,2-dimethoxyethylthio)biphenylene. 892 mg of liquid was obtained (yield 92%).
1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.74 to 6.67 (m, 4H), 6.54 (dd, J = 5.5Hz, 1.4Hz, 2H), 4.53 (t, J = 5.9Hz, 2H), 3.38 (s, 12H), 3.10 (d, J=5.9, Hz, 4H).

合成例13 (無置換ジチエノビフェニレン誘導体の合成)(D2工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、ポリリン酸(和光純薬工業)1.02g、及びクロロベンゼン(シグマ-アルドリッチ、脱水グレード)10mlを添加した。混合物を130℃で緩やかに還流させた後、合成例12で合成した1,5-ビス(2,2-ジメトキシエチルチオ)ビフェニレン302mg(0.769mmol)及びクロロベンゼン(シグマ-アルドリッチ、脱水グレード)5mlからなる溶液を2時間かけて滴下した。得られた混合物を130℃で6時間攪拌後、氷冷し、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン/トルエン=10/0~10/2)、無置換ジチエノビフェニレン誘導体の黄橙色固体112mgを得た(収率55%)。
MS m/z: 264(M)。
H NMR(CDCl):δ=7.19(d,J=6.5Hz,2H),7.18(d,J=5.5Hz,2H),7.03(d,J=5.5Hz,2H),6.72(d,J=7.5Hz,2H)。
Synthesis Example 13 (Synthesis of unsubstituted dithienobiphenylene derivative) (Step D2)
Under a nitrogen atmosphere, 1.02 g of polyphosphoric acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 10 ml of chlorobenzene (Sigma-Aldrich, dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. After gently refluxing the mixture at 130°C, 302 mg (0.769 mmol) of 1,5-bis(2,2-dimethoxyethylthio)biphenylene synthesized in Synthesis Example 12 and 5 ml of chlorobenzene (Sigma-Aldrich, dehydrated grade) were added. A solution consisting of was added dropwise over 2 hours. The resulting mixture was stirred at 130° C. for 6 hours, cooled on ice, and water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/toluene = 10/0 to 10/2) to obtain 112 mg of a yellow-orange solid of an unsubstituted dithienobiphenylene derivative ( yield 55%).
MS m/z: 264 (M + ).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=7.19 (d, J=6.5 Hz, 2H), 7.18 (d, J=5.5 Hz, 2H), 7.03 (d, J=5. 5Hz, 2H), 6.72 (d, J=7.5Hz, 2H).

合成例14 (B-6-aの合成)(E2工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例13で合成した無置換体ジチエノビフェニレン誘導体68.7mg(0.259mmol)及びTHF(脱水グレード)8mlを添加した。ここへ、-78℃下、ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液0.56ml(0.90mmol)を投入し、-78℃で15分間攪拌後、25℃で15分間撹拌した。再度-78℃に冷却し、ここへトリメチルスズクロライド(東京化成工業)220mg(1.10mmol)を添加した。得られた混合物を室温まで昇温後、水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を食塩水及び水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮し、B-6-aの橙色固体145mgを得た(収率95%)。
H NMR(CDCl):δ=7.16(d,J=7.4Hz,2H),7.09(s,2H),6.67(d,J=7.4Hz,2H),0.42(s,18H)。
Synthesis Example 14 (Synthesis of B-6-a) (Step E2)
Under a nitrogen atmosphere, 68.7 mg (0.259 mmol) of the unsubstituted dithienobiphenylene derivative synthesized in Synthesis Example 13 and 8 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. To this, 0.56 ml (0.90 mmol) of a hexane solution of butyllithium (Tokyo Kasei Kogyo, 1.6M) was added at -78°C, and the mixture was stirred at -78°C for 15 minutes and then at 25°C for 15 minutes. . The mixture was cooled again to −78° C., and 220 mg (1.10 mmol) of trimethyltin chloride (Tokyo Kasei Kogyo) was added thereto. After the resulting mixture was heated to room temperature, water and toluene were added and the phases were separated. The organic phase was washed with brine and water, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure to obtain 145 mg of an orange solid B-6-a (yield 95%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=7.16 (d, J=7.4Hz, 2H), 7.09 (s, 2H), 6.67 (d, J=7.4Hz, 2H), 0 .42 (s, 18H).

合成例15 (2,7-ジブロモジチエノビフェニレン誘導体の合成)
合成例14で、トリメチルスズクロライドの代わりに1,2-ジブロモテトラクロロエタン(東京化成工業)を用いた以外は、合成例14と同じ操作を繰り返して2,7-ジブロモジチエノビフェニレン誘導体の橙色固体を得た(収率95%)。
H NMR(CDCl):δ=7.07(d,J=7.5Hz,2H),7.05(s,2H),6.64(d,J=7.5Hz,2H)。
Synthesis Example 15 (Synthesis of 2,7-dibromodithienobiphenylene derivative)
The same procedure as in Synthesis Example 14 was repeated except that 1,2-dibromotetrachloroethane (Tokyo Kasei Kogyo) was used instead of trimethyltin chloride to obtain an orange solid of 2,7-dibromodithienobiphenylene derivative. was obtained (yield 95%).
1 H NMR ( CDCl3 ): δ=7.07 (d, J=7.5 Hz, 2H), 7.05 (s, 2H), 6.64 (d, J=7.5 Hz, 2H).

合成例16 (4,9-ジオクタノイルジチエノビフェニレン)の合成(E3工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例13で合成した無置換ジチエノビフェニレン誘導体64.0mg(0.242mmol)及びジクロロメタン(脱水グレード)10mlを添加した。混合物を-20℃に冷却し、塩化アルミニウム(和光純薬工業)113mg(0.847mmol)を添加した。混合物を-20℃に冷却し、オクタノイルルクロライド(東京化成工業)118mg(0.726mmol)を添加した。混合物を徐々に室温まで昇温し、室温で30時間攪拌した。得られた反応混合物を水でクエンチし、ジクロロメタンで抽出した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(溶媒;ヘキサン/トルエン=3/1~0/1)、4,9-ジオクタノイルジチエノビフェニレンの橙色固体102mgを得た(収率82%)。
H NMR(CDCl):δ=8.21(d,J=5.5Hz,2H),7.55(d,J=5.5Hz,2H),7.29(s,2H),2.97(t,J=7.3Hz,4H),1.75(m,4H),1.39~1.25(m,16H),0.90(t,J=7.0Hz,6H)。
Synthesis Example 16 Synthesis of (4,9-dioctanoyldithienobiphenylene) (Step E3)
Under a nitrogen atmosphere, 64.0 mg (0.242 mmol) of the unsubstituted dithienobiphenylene derivative synthesized in Synthesis Example 13 and 10 ml of dichloromethane (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The mixture was cooled to -20°C, and 113 mg (0.847 mmol) of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries) was added. The mixture was cooled to -20°C, and 118 mg (0.726 mmol) of octanoyl chloride (Tokyo Kasei Kogyo) was added. The mixture was gradually warmed to room temperature and stirred at room temperature for 30 hours. The resulting reaction mixture was quenched with water and extracted with dichloromethane. The organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/toluene = 3/1 to 0/1) to obtain 102 mg of an orange solid of 4,9-dioctanoyldithienobiphenylene. (yield 82%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=8.21 (d, J=5.5Hz, 2H), 7.55 (d, J=5.5Hz, 2H), 7.29 (s, 2H), 2 .97 (t, J=7.3Hz, 4H), 1.75 (m, 4H), 1.39-1.25 (m, 16H), 0.90 (t, J=7.0Hz, 6H) .

合成例17 (4,9-ジオクチルジチエノビフェニレン)の合成(F3工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例16で合成した4,9-ジオクタノイルジチエノビフェニレン86.0mg(0.166mmol)及びTHF(脱水グレード)8mlを添加した。混合物を氷冷し、塩化アルミニウム(和光純薬工業)113mg(0.845mmol)及び水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業)72.2mg(1.91mmol)を添加した。混合物を40℃に加熱し、2時間攪拌した。得られた反応混合物を氷冷し、水でクエンチし、トルエンで抽出した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機相を減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(溶媒;ヘキサン)、4,9-ジオクチルジチエノビフェニレンの橙色固体61mgを得た(収率76%)。
H NMR(CDCl):δ=7.14(d,J=2.2Hz,4H),6.57(s,2H),2.73(d,J=7.6Hz,4H),1.63(m,4H),1.36~1.22(m,20H),0.89(t,J=7.1Hz,6H)。
Synthesis Example 17 Synthesis of (4,9-dioctyldithienobiphenylene) (Step F3)
Under a nitrogen atmosphere, 86.0 mg (0.166 mmol) of 4,9-dioctanoyldithienobiphenylene synthesized in Synthesis Example 16 and 8 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The mixture was ice-cooled, and 113 mg (0.845 mmol) of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries) and 72.2 mg (1.91 mmol) of sodium borohydride (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was heated to 40°C and stirred for 2 hours. The resulting reaction mixture was ice-cooled, quenched with water, and extracted with toluene. The organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 61 mg of an orange solid of 4,9-dioctyldithienobiphenylene (yield 76%).
1H NMR ( CDCl3 ): δ=7.14 (d, J=2.2Hz, 4H), 6.57 (s, 2H), 2.73 (d, J=7.6Hz, 4H), 1 .63 (m, 4H), 1.36-1.22 (m, 20H), 0.89 (t, J=7.1Hz, 6H).

実施例1 (共役ポリマー、化合物1の合成)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例14で合成した(B-6-a)90.3mg(0.153mmol)、5,5’-ジブロモ-4,4’-ジテトラデシル-2,2’-ビチオフェン(シグマ-アルドリッチ)109mg(0.152mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(東京化成工業)2.8mg(0.00305mmol)、トリ-o-トリルホスフィン(東京化成工業)3.9mg(0.0128mmol)及びクロロベンゼン(脱水グレード)10mlを添加した。この混合物を130℃に加熱し、46時間攪拌した。得られた反応混合物を40℃に冷却し、100mlのメタノールと2mlの塩酸の混合溶液中へ投入した。生成したスラリー液を濾過し、得られた固体をソックスレー抽出した。メタノール、ヘキサン、クロロホルムで抽出洗浄し低分子量物を除去した。その後、クロロベンゼンで抽出し、得られた抽出溶液をメタノールへ投入し、共役ポリマー(化合物1)の赤色固体90mgを得た。
高温GPCよりMw=46,000、Mn=25,000、PDI=1.84であった。
Example 1 (Synthesis of conjugated polymer, compound 1)
Under a nitrogen atmosphere, in a 100 ml Schlenk reaction vessel, 90.3 mg (0.153 mmol) of (B-6-a) synthesized in Synthesis Example 14, 5,5'-dibromo-4,4'-ditetradecyl-2,2' - Bithiophene (Sigma-Aldrich) 109 mg (0.152 mmol), tris(dibenzylideneacetone)dipalladium (Tokyo Kasei Kogyo) 2.8 mg (0.00305 mmol), tri-o-tolylphosphine (Tokyo Kasei Kogyo) 3.9 mg (0.0128 mmol) and 10 ml of chlorobenzene (dehydrated grade) were added. The mixture was heated to 130°C and stirred for 46 hours. The resulting reaction mixture was cooled to 40° C. and poured into a mixed solution of 100 ml of methanol and 2 ml of hydrochloric acid. The resulting slurry liquid was filtered, and the resulting solid was subjected to Soxhlet extraction. Low molecular weight substances were removed by extraction and washing with methanol, hexane, and chloroform. Thereafter, the mixture was extracted with chlorobenzene, and the resulting extracted solution was poured into methanol to obtain 90 mg of a red solid conjugated polymer (compound 1).
High temperature GPC revealed that Mw=46,000, Mn=25,000, and PDI=1.84.

実施例2 (有機半導体層形成用溶液の作製)
窒素雰囲気下、10mlサンプル管に、実施例1で合成した共役ポリマー(化合物1)の1.0mg及びクロロベンゼン(シグマ-アルドリッチ、脱水グレード)332mgを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(化合物1の濃度は0.30重量%)、スピンコート及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 2 (Preparation of organic semiconductor layer forming solution)
In a nitrogen atmosphere, 1.0 mg of the conjugated polymer (Compound 1) synthesized in Example 1 and 332 mg of chlorobenzene (Sigma-Aldrich, dehydrated grade) were added to a 10 ml sample tube, and after heating and dissolving at 50°C, the mixture was dissolved at room temperature ( 25° C.) to prepare an organic semiconductor layer forming solution. The solution state was maintained even after 10 hours at 25° C. (concentration of Compound 1 was 0.30% by weight), confirming that the compound was suitable for film formation by spin coating and inkjet.

実施例3 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
実施例2で得られた有機半導体層形成用溶液を用い、トップゲート-ボトムコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。各構成部材の材質及び成膜方法を表1に示した。共役ポリマー(化合物1)の薄膜の膜厚は48nmであった。
Example 3 (Production of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Using the organic semiconductor layer forming solution obtained in Example 2, a top gate-bottom contact type p-type organic thin film transistor was manufactured. Table 1 shows the materials and film forming methods of each component. The thickness of the thin film of the conjugated polymer (compound 1) was 48 nm.

該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.10cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.5×10であった。 As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the carrier mobility of holes was 0.10 cm 2 /V·sec, and the current on/off ratio was 1.5×10 5 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを140℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.22cm/V・sec、電流オン・オフ比は2.8×10であり、140℃での熱アニールで性能の向上が見られた。 Further, this organic thin film transistor was annealed at 140° C. for 15 minutes, and then its electrical properties were measured. The carrier mobility of holes was 0.22 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 2.8×10 6 , and the performance was improved by thermal annealing at 140° C.

実施例4 (共役ポリマー、化合物1の合成)
混合物の加熱温度を120℃とした以外は、実施例1と同じ合成を行った。共役ポリマー(化合物1)の赤色固体105mgを得た。
高温GPCよりMw=21,000、Mn=10,000、PDI=2.1であった。
Example 4 (Synthesis of conjugated polymer, compound 1)
The same synthesis as in Example 1 was performed except that the heating temperature of the mixture was 120°C. 105 mg of a red solid conjugated polymer (compound 1) was obtained.
High temperature GPC revealed that Mw=21,000, Mn=10,000, and PDI=2.1.

実施例5 (有機半導体層形成用溶液の作製)
実施例2で合成した化合物1に代えて、実施例4で合成した共役ポリマー(化合物1)を用いた以外は実施例2と同じ溶液調製を行った。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(化合物1の濃度は0.30重量%)、スピンコート及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 5 (Preparation of organic semiconductor layer forming solution)
A solution was prepared in the same manner as in Example 2, except that the conjugated polymer (Compound 1) synthesized in Example 4 was used instead of Compound 1 synthesized in Example 2. The solution state was maintained even after 10 hours at 25° C. (concentration of Compound 1 was 0.30% by weight), confirming that the compound was suitable for film formation by spin coating and inkjet.

実施例6 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
実施例2で得られた有機半導体層形成用溶液に代えて、実施例5で得られた有機半導体層形成用溶液を用いた以外は実施例3と同じ素子作製を行った。得られたトランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.14cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.8×10であった。
さらにこの有機薄膜トランジスタを140℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.29cm/V・sec、電流オン・オフ比は2.9×10であり、140℃での熱アニールで性能の向上が見られた。
Example 6 (Production of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
The same device fabrication as in Example 3 was performed except that the solution for forming an organic semiconductor layer obtained in Example 5 was used instead of the solution for forming an organic semiconductor layer obtained in Example 2. As a result of evaluating the transfer characteristics of the obtained transistor element, the carrier mobility of holes was 0.14 cm 2 /V·sec, and the current on/off ratio was 1.8×10 5 .
Further, this organic thin film transistor was annealed at 140° C. for 15 minutes, and then its electrical properties were measured. The carrier mobility of holes was 0.29 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 2.9×10 6 , and the performance was improved by thermal annealing at 140° C.

比較例1
(有機半導体層形成用溶液の作製)
窒素雰囲気下、10mlサンプル管に、ポリ{2,5-ビス(3-テトラデシルチオフェン-2-イル)チエノ[3,2-b]チオフェン}(シグマ-アルドリッチ)を用い、実施例2と同様の方法により、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(0.30重量%)、ドロップキャスト及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Comparative example 1
(Preparation of organic semiconductor layer forming solution)
Under a nitrogen atmosphere, in a 10 ml sample tube, using poly{2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno[3,2-b]thiophene} (Sigma-Aldrich), the same procedure as in Example 2 was carried out. An organic semiconductor layer forming solution was prepared by the method described above. The solution state was maintained even after 10 hours at 25°C (0.30% by weight), confirming that the compound was suitable for film formation by drop casting and inkjet.

(有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
該有機半導体層形成用溶液を用い、実施例3と同様の方法により、膜厚53nmのポリ{2,5-ビス(3-テトラデシルチエニル-2-)チエノ[3,2-b]チオフェン}の薄膜を作製し、ボトムゲート-トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.03cm/V・sec、電流オン・オフ比は3.0×10であった。
さらにこの有機薄膜トランジスタを140℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。その結果、キャリア移動度は0.02cm/V・sec、電流オン・オフ比は3.2×10で、向上はみられなかった。
(Production of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Poly{2,5-bis(3-tetradecylthienyl-2-)thieno[3,2-b]thiophene} with a film thickness of 53 nm was prepared using the organic semiconductor layer forming solution in the same manner as in Example 3. A bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor was fabricated.
As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the carrier mobility of holes was 0.03 cm 2 /V·sec, and the current on/off ratio was 3.0×10 4 .
Further, this organic thin film transistor was annealed at 140° C. for 15 minutes, and then its electrical properties were measured. As a result, the carrier mobility was 0.02 cm 2 /V·sec and the current on/off ratio was 3.2×10 4 , with no improvement observed.

本発明の共役ポリマーは、高いキャリア移動度を与えると共に溶解性に優れ、140℃以下の温和な温度で熱アニールすることができることからプラスチック基板を有する有機薄膜トランジスタに代表される有機薄膜半導体デバイス材料としての適用が期待できる。 The conjugated polymer of the present invention has high carrier mobility, excellent solubility, and can be thermally annealed at a mild temperature of 140°C or less, so it can be used as an organic thin film semiconductor device material, typified by organic thin film transistors having plastic substrates. can be expected to be applied.

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

Claims (4)

下記一般式(1)で示される共役ポリマーであるベンゾシクロブテン骨格を有するモノマー単位を含む共役ポリマー。
(ここで、A、C、及びEは、チオフェン環の2価の連結基を示し、Bが下記一般式(B-6)~(B-8)からなる群の1種で示される構造を示し、Dは少なくとも一つの硫黄原子、酸素原子、セレン原子、または窒素原子を環構成原子に含む縮合2環~縮合7環の2価の連結基を示す。a,b、cは1を示し、d、eは0である。nは2以上の整数を示す。)
(ここで、Xは酸素原子、硫黄原子からなる群の1種を示し、Yは炭素原子を示す。*は他の構造との結合部位を示す。)
A conjugated polymer containing a monomer unit having a benzocyclobutene skeleton, which is a conjugated polymer represented by the following general formula (1) .
(Here, A, C, and E represent a divalent linking group of a thiophene ring , and B represents a structure represented by one of the group consisting of the following general formulas (B-6) to (B-8). and D represents a divalent linking group of 2 to 7 fused rings containing at least one sulfur atom, oxygen atom, selenium atom, or nitrogen atom as a ring constituent atom. a, b, c represent 1 ; , d, and e are 0. n indicates an integer of 2 or more.)
(Here, X represents one type of the group consisting of oxygen atoms and sulfur atoms , and Y represents a carbon atom . * represents a bonding site with another structure.)
請求項1に記載の共役ポリマーを含有することを特徴とする有機半導体層形成用溶液。 An organic semiconductor layer forming solution containing the conjugated polymer according to claim 1. 請求項2に記載の有機半導体層形成用溶液を用いてなることを特徴とする有機半導体層。 An organic semiconductor layer formed by using the solution for forming an organic semiconductor layer according to claim 2. 請求項3に記載の有機半導体層を含んでなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor comprising the organic semiconductor layer according to claim 3.
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