JPH02258778A - テトラセレナフルバレン誘導体及びこれを用いた導電性錯体 - Google Patents

テトラセレナフルバレン誘導体及びこれを用いた導電性錯体

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JPH02258778A
JPH02258778A JP7679189A JP7679189A JPH02258778A JP H02258778 A JPH02258778 A JP H02258778A JP 7679189 A JP7679189 A JP 7679189A JP 7679189 A JP7679189 A JP 7679189A JP H02258778 A JPH02258778 A JP H02258778A
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tetraselenafulvalene
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electron donor
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JP7679189A
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Makoto Mizutani
眞 水谷
Keiji Tanaka
田中 啓治
Kazue Kawabata
和重 川端
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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  • Heterocyclic Compounds Containing Sulfur Atoms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野]゛ 本発明は新規なテトラセレナフルバレン誘導体、及びこ
れを用いた導電性錯体に関するものである。
さらに詳しくいえば、本発明は、粉末状態でも高い導電
性をもつ電荷移動錯体を与えるなど、電子供与体として
極めて有用な新規なテトラセレナフルバレン誘導体、及
びこれを用いた導電性の良好な電荷移動錯体に関するも
のである。
[従来の技術] 近年、電子供与体と電子受容体間の電荷移動力によって
2種の分子が結合した電荷移動錯体は、導電性や常磁性
、電子ビームに対する感応性、湿度に対する電気的感応
性などの特性を有し、例えば電子材料やレジスト材料、
あるいは電極活性物質、感湿素子、エレクトロミック表
示素子などとしての応用が可能であることから注目され
、積極的な研究がなされている。
このような電荷移動錯体の中で、特に電子供与体として
、テトラチアフルバレン、テトラメチルテトラチアフル
バレン、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレンなど
のテトラチアフルバレン類を用い、これど種々の電子受
容体とから成る錯体は、良好な導電性を示すことが知ら
れている【「化学総説」第42巻、第59ページ(19
83年)〕。しかしながら、該電荷移動錯体は、例えば
(1)クロロベンゼンなどの溶媒中に、電子供与体と電
子受容体とを溶解し、その中に白金電極を入れてl/j
A程度の電流を流して結晶を成長させる電解結晶成長法
、(2)容器内に仕切り板を設け、溶媒に電子供与体を
溶解させた溶液を一方の室に、溶媒に電子受容体を溶解
した溶液を他方の室に入れたのち、該仕切り板を取り除
いて、両者の拡散により結晶を得る拡散法、(3)溶媒
に電子供与体と電子受容体を少量溶かし、該溶媒を徐々
に蒸発させて結晶を生成させる徐冷法などの結晶成長法
により作製された単結晶体であり、良好な導電性を有す
るものの、作製するのに操作が煩雑で、かつ長時間を要
するのを免れないという欠点を有している。
一方、前記電子供与体に、気相又は液相でハロゲン元素
を反応させる直接法によると、容易に短時間で電荷移動
錯体を得ることができるが、この錯体は粉末状であって
、電気伝導度が、例えば104シーメンス/ m I!
下と極めて小さいという欠点を有している。
他方、電子供与体として、テトラセレナフルバレン、ナ
ト2メチルテトラセレナフルバレン、ジメチルテトラセ
レナフルバレン、ヘキサメチレンテトラセレナフルバレ
ンなどのテトラセレナフルバレン類も、前記のテトラチ
アフルバレン類と同様に有用であることが知られている
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、このような事情のもとで、操作が簡単で、か
つ所要時間の短い直接法によっても良好な導電性を有す
る電荷移動錯体を与えるなど、電子供与体として極めて
有用な新規な化合物、及びこれを用いた導電性の良好な
電荷移動錯体を提供することを目的としてなされにもの
である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、テトラセレナフルバレンカルボン酸のN−炭
化水素基置換アンモニウム塩が、電子供与体として、直
接法によっても導電性の良好な電荷移動錯体を与えるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
すなわち、本発明は、 一般式 %式%(1) (式中のR1、R”、Rゝ及びR1は、その中の少なく
とも1つがカルボキシル基で、残りが水素原子又はカル
ボキシル基である) で表されるテトラセレナフルバレンカルボン酸の少なく
とも1つのカルボキシル基が、N−炭化水素基置換アン
モニウム塩を形成して成るテトラセレナフルバレン誘導
体、及び該テトラセレナフルバレン誘導体を電子供与体
とし、これに電子受容体を反応させて成る導電性電荷移
動錯体を提供するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明のテトラセレナフルバレン誘導体は、前記−綴代
(1)で表されるテトラセレナフルバレンカルボン酸の
少なくとも1つのカルボキシル基が、N−炭化水素基置
換アンモニウム塩を形成して成る構造を有している。
このテトラセレナフルバレン誘導体は、前記−綴代(I
)で表されるテトラセレナカルボン酸のアルカリ金属塩
と、−綴代 (式中のXはハロゲン原子 R8、R1、R7及びR1
は、その中の少なくとも1つが炭化水素基で、残りが水
素原子又は炭化水素基であり、また、それらの少なくと
も2つがたがいに結合して、窒素原子をヘテロ原子とす
る複素環式基を形成していてもよい) で表されるN−炭化水素基置換ハロゲン化ア〕/モニウ
ム塩とを反応させることにより製造することができる。
前記−綴代(I)で表されるテトラセレナフルバレンカ
ルボン酸のアルカリ金属塩は、公知の方法、例えば対応
するテトラセレナフルバレンカルボン酸の低級アルキル
エステルをアルカリ金属の水酸化物で加水分解すること
により、あるいはテトラセレナフルバレンカルボン酸を
酸で加水分解や一部脱炭酸!、 /:のち、アルカリ金
属化合物を添加することにより製造することができる。
前記−綴代(1)で表されるテトラセレナフルバレンカ
ルボン酸としては、儒えばテトラセレナフルバし・ン〜
2.3,6.7−テトラカルボン酸、テトラセレナフル
バレンー2.3.6−1−リカルポン酸、′Σトラセレ
ナフルバレンー2.6又は3.6−ジカルボン酸、テト
ラセレナフルバ1/>−2,3−’;カルボン酸、テト
ラセレナフルバレン−2−カルボン酸などが挙げられる
これらのテトラセレナフルバレンカルボン酸のアルカリ
金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム
塩、ルビジウム塩、セシウム塩などが挙げられるが、こ
れらの中で特にナトリウム塩及びカリウム塩が好適であ
る。
一方、前記−綴代(II)で表されるN−炭化水素基置
換ハロゲン化アンモニウム塩における炭化水素基として
は、例えば炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基
若しくはアルキニル基又はアラルキル基などであり、ま
た該窒素原子をヘテロ原子とする複素環式基としては、
例えばピリジン残基やピペリジン残基を挙げることがで
きる。さらに、ハロゲン原子としては、例えば塩素原子
、臭素原子及びヨウ素原子を好ましく挙げることができ
る。
二のよ)なN−炭化水素基置換・・ロゲン化アンモニウ
ム塩の具体例としては、テトラエチルアンモニウムクロ
リド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラプロ
ピルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウム
クロリド、テトラペンチルアンモニウムクロリド、テト
ラヘキシルアンモニウムクロリド、テトラヘプチルアン
モニウムクロリド、テトラすクチルアンモニウムクロリ
ド、テトラノニルアンモニウムクロリド、テトラデシル
アンモニウムクロリド、テトラウンデシルアンモニウム
クロリド、テトララウリルアンモニウムクロリド、テト
ラトリデシルアンモニウムクロリド、テトラミリスチル
アンモニウムクロリド、テトラステアリルアンモニウム
クロリド、テトラエイコシルアンモニウムクロリド、ス
テアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ブチルトリ
メチルアンモニウムクロリド、ピリジニウムクロリド、
テトラペンチルアンモニウムクロリド、メチルトリベン
ジルアンモニウムクロリド、メチルトリスチリルアンモ
ニウムクロリド、アリルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、プロパルギルアンモニウムクロリドなど、及びこれ
らに対応するプロミドやヨーシトなどを挙げることがで
きる。
本発明のテトラセレナフルバレン誘導体は水性媒体中に
おいて、前記−綴代(I)で表されるテトラセレナフル
バレンカルボン酸のアルカリ金属塩に、それに対して実
質上当量の前記−綴代(IN )で表されるN−炭化水
素基置換ハロゲン化アンモニウム塩とを、通常常圧下に
0〜100℃の範囲の温度において、数分ないし10時
間θ度撹拌し、必要ならば酸性になるまで酸を加え、反
応させたのち、析出した沈殿をろ過などの手段により、
取り出し、乾燥することによって製造することができる
。この際原料の濃度は0 、01 mmol/ Qない
し1、moα/lの範囲が好ましく、また、得られた該
云トラ七しナフルバレン誘導体は、通常精製しなくても
よいが、必要ならば精製してもよい。
このようにして得られた本発明のテトラセし・ナフルバ
レン誘導体の代表例としては、以下1こ示ず構造のもの
を挙げることができる。
このような本発明のテトラセレナフルバレン誘導体は新
規な化合物であり、電子供与体としての特性を有してい
るので、これに電子受容体を反応させることにより、本
発明の電荷移動錯体を得ることができる。
該電子受容体は有機系及び無機系のいずれであってもよ
く、有機系電子受容体としては、例えば7,7,8.B
−テトラシアノキノジメタン、2−メチル−7,7,8
,8−テトラシアノキノジメタン、2.5−ジメチル−
7,7,8,8−テトランアノキノジメタン、2.5−
ジエチル−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン
、2−メトキシ−7,7,8,8−テトラシアノキノジ
メタン、2.5−ジメトキシ−7,7,8,8−テトラ
シアノキノジメタン、2−メトキシ−5−エトキシ−7
,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、2−メトキ
シジヒドロジオキサベンゾ−7,7,8,8−テトラシ
アノキノジメタン、2−クロロ−7,7,8,8−テト
ラシアノキノジメタン、2−プロモーフ 、7.8.8
−テトラシアノキノジメタン、2.5−ジグロモー7.
7,8.8−テトラシアノキノジメタン、2.5−ジコ
ードー7.7,8.8−テトラシアノキノジメタン、2
−クロロ−5−メチル−7,7,8,8−テトラシアノ
キノジメタン、2−ブロモ−5−メチル−7,7,8,
8−テトラシアノキノジメタン、2−ヨード−5−メチ
ル−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、11
,11,12,12−テトラシアノ−2,6−ナフドキ
ノジメタン、1.1,2,3.4.4−へキサシアノブ
タジェン、ナトリウム13,13,14.14−テトラ
ンアノジフェノキノジメタン、テトラシアノエチレン、
0−ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、2.6−ナフド
キノン、ジフェノキノン、テトラシアノエチレン、p−
フルオラニル、テトラクロロジフェノキノンなどが挙げ
られる。まj;、無機系電子受容体としてはヨウ素、臭
素、塩素などのハロゲン元素が挙げられる。
本発明のテトラセレナフルバレン誘導体から成る電子供
与体と前記電子受容体との反応は直接法で行うのが望ま
しく、この直接法としては気相法及び液相法のいずれの
方法も用いることができる。
気相法においては、電子受容体として臭素、塩素及びヨ
ウ素を用いることができる。電子受容体としてヨウ素を
用い、気相法によってヨウ素と該電子供与体とを反応さ
せる好適な方法の1例について説明すると、まず該電子
供与体tこ対して通常1〜100当量倍、好ましくは1
.5〜4当量倍のヨウ素粉末を該電子供与体と共に密閉
容器中に入れ、通常室温ないし50℃の範囲の温度にお
いて、1〜24時間程時間窓させたのち、過剰のヨウ素
をメチレンクロリドなどの溶剤を用いて洗い落とし、反
応生成物を乾燥することにより、所望の粉末状電荷移動
錯体が得られる。
一方、液相法においては、電子受容体として、前記の有
機系電子受容体及びヨウ素を用いることができる。電子
受容体としてヨウ素を用い、液相法によってヨウ素と該
電子供与体とを反応させる好適な方法の1例について説
明すると、まず、メチレンクロリドなどの溶媒中に該電
子供与体を溶解し、この溶液と、該電子供与体に対し、
通常1〜100当量倍、好ましくは1.5〜4当量倍の
ヨウ素粉末をメチレンクロリドなどの溶媒に溶解した溶
液とを混合し、通常常圧下、室温にて0.1−10時間
程度反応させたのち、析出物をろ過し、メチレンクロリ
ドなどで洗浄後、乾燥することにより、所望の粉末状電
荷移動錯体が得られる。
このようにして得られた本発明の電荷移動錯体は、直接
法により作製したにもかかわらず、通常101〜10−
’シーメンス/mの良好な電気伝導度を有している。な
お、直接法により得られた従来の電荷移動錯体の電気伝
導度は、通常104シーメンス/m以下で、極めて小さ
い。
(実施例1 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
実施例1 テトラセレナフルバレン−2,3,6,7−テトラカル
ボン酸ジ(テトラ−n−ブチルアンモニウム)塩(以下
、TDBuA−TSFと略す)の製造。
テトラセレナフルバレン−2,3,6,7−テトラカル
ボン酸テトラメチルエステルi、o3gをNaOH/エ
タノール(1,059/ 120 all)溶液に懸濁
し、2時間還流したのち、ろ過して乾燥し、テトラセレ
ナフルバレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸ナト
リウム塩を得た。
次に、該ナトリウム塩0−4Byを純水100affi
に溶解したのち、撹拌しながら、これにテトラ−n・・
ブチルアンモニウムヨーシト0.69を加え、さら1こ
希塩酸を加えて中性にしたところ沈澱物が生成した。こ
の沈澱物をろ過し、メチレンジクロリドとn−ヘキサン
とから再結晶し、目的物0.5 94− 得 l:a このものについて、融点測定、元素分析及び13C−N
MR(DMSO,67MHよ)分析を行ったところ、融
点は164.5℃であり、元素分析結果はC48,5%
、N7.2%、N2.5%、012.7%であった。ま
た、I”C−NMR−fヤードを第り図に示す。
以上の結果から、このものは次に示す構造のTDBuA
−TSFであることが確認された。
実施例2 実施例1で得たTDBuA−TSFo、159をトリメ
チレンクロリド20m1Iに溶かし、これにヨウ素0.
229どテトラ−n−ブチルアンモニウムヨーシト0.
33yをメチレンクロリド30m1に溶解した溶液を添
加して2時間撹拌したのち、−昼夜静置後、析出物をろ
別し、メチレンクロリド洗浄後、乾燥して、粉末状の電
荷移動錯体を得た。
このものについて、次に示す方法により電気抵抗を測定
したところ、電気伝導度は1.2シ一メンス/mであっ
た。
電気抵抗の測定法 粉末状錯体を径1!1111のガラスセルに入れ、シリ
ンダーで圧力約130 kg7 cm”で加圧成形し、
径law、長さ5m5の電気抵抗測定用の試料とした。
この試料に銀ベーストで金′を極をつけ、4端子法によ
り電気抵抗を測定した。なお、定電流源及び電圧測定器
は、それぞれKEITHLEY220.181蚤を用い
た。
また、生成錯体の同定については、電気伝導度が高くな
ったこと、メチレンクロリドに対して不溶性になった二
と及びX線マイクロアナライザーにより、ヨウ素の尊在
が認められたことにより、錯体の生成を確認した。
X線マイクロアナライザー(XMA)の測定結果を第1
表に示す。
(以下余白) 第1表 XMAによりヨフ素どセレンの強度比(1/Se)は、
6690/34630コ0.1gであったつこのT /
 S (!比はヨウ素の存在を定性的に示す指標である
。この値も電気伝導度と共に第1表に示す。
[発明の効果] 本発明の新規なテトラセレナフルバレン誘導体は、操作
が簡単で、かつ所要時間の短い直接法によっても、良好
な導電性を有する電荷移動錯体を与えるなど、電子供与
体として極めて有用である。
また、該テトラセレナフルバレン誘導体から成る電子供
与体に、電子受容体を反応させて得られた電荷移動錯体
は、良好な導′rjL性を有し例えば電子部品の導電性
材料などとして好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
1111は、本発明のテトラセレナフルバレン誘導体の
1例の”C−NMRチャートである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のR^1、R^2、R^3及びR^4は、その中
    の少なくとも1つがカルボキシル基で、残りが水素原子
    又はカルボキシル基である) で表されるテトラセレナフルバレンカルボン酸の少なく
    とも1つのカルボキシル基が、N−炭化水素基置換アン
    モニウム塩を形成して成るテトラセレナフルバレン誘導
    体。 2 請求項1記載のテトラセレナフルバレン誘導体を電
    子供与体とし、これに電子受容体を反応させて成る導電
    性電荷移動錯体。
JP7679189A 1989-03-30 1989-03-30 テトラセレナフルバレン誘導体及びこれを用いた導電性錯体 Pending JPH02258778A (ja)

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