JPH0625150B2 - 新規化合物、その化合物と電子供与体との電荷移動錯体、及びその化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジカルの塩 - Google Patents

新規化合物、その化合物と電子供与体との電荷移動錯体、及びその化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジカルの塩

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JPH0625150B2 JP17116185A JP17116185A JPH0625150B2 JP H0625150 B2 JPH0625150 B2 JP H0625150B2 JP 17116185 A JP17116185 A JP 17116185A JP 17116185 A JP17116185 A JP 17116185A JP H0625150 B2 JPH0625150 B2 JP H0625150B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機電子材料として有用な、新規化合物、その
化合物と電子供与体との電荷移動錯体及びその化合物の
陰イオンあるいは陰イオンラジカルの塩に関する。
〔従来の技術〕
有機半導体等の有機電子材料として有用な化合物とし
て、従来テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘
導体が知られている(例えば、特開昭57−149259号、同
58−55450号等)。
このテトラシアノアントラキノジメタン類は次式で示さ
れる基本骨格を有し、種々の置換基で置換されている化
合物である。
これらのテトラシアノアントラキノジメタン類は、有機
半導体、有機写真材料、有機導電体、サーミスター材料
等の有機電子材料として有用な化合物である。
また本発明者等は前記テトラシアノキノジメタン類と電
子供与性化合物とからなる電荷移動錯体を常温で固体の
純品として単離することに成功し、この電荷移動錯体は
単体よりも一層有機電子材料として有用であることを見
出し、既に特許出願している(特願昭59− )。
本発明者等は前記したテトラアノアントラキノジメタン
類の2個のベンゾ縮合環の少なくとも1方を他の複素縮
合環で置き変え、さらに2個のジシアノメチレン基を種
々の基へと修飾した化合物も、また同様に有機電子材料
として有用であると考え研究を重ねた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従つて、本発明の目的はテトラシアノアントラキノジメ
タン類の2個のベンゾ縮合環の少なくとも1方を複素縮
合環に置換し、さらに所望により2個のジシアノメチレ
ン基を他の基に置換した新規化合物を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は前記新規な化合物と電子供与体との
電荷移動錯体を提供することにある。
更に本発明の他の目的は、前記新規な化合物の陰イオン
あるいは陰イオンラジカルの塩を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
本発明の第1は下記一般式(I)で示される化合物であ
る。
[式中、Xは またはN−CN基を表わし、 のいずれか一方は で示されるヘテロ環を示し、一方がこのヘテロ環を表わ
す場合には、他方は でもよいものとし、YはSまたはSeを表わす。
前記一般式で示される化合物の例を下記に構造式で示
す。
本発明による一般式(I)で示される化合物は、一般に対
応するキノン誘導体から合成することができる。
例えばテトラシアノキノジメタン誘導体(X=C(CN)2
の場合には、対応するキノン誘導体をクロロホルム、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶解した溶液
に四塩化チタンを加え所定温度に保つ。次いでこの懸濁
液にキノン誘導体に対して当量以上のマロノニトリル(C
H2(CN)2)及び所望により第3有機塩基の溶液を加えて所
定温度で反応させ、薄層クロマトグラフイー等により反
応の進行を確認し、反応終了後、反応溶液所望により濃
縮した後、生成物を非溶媒中へ注入するなどして、晶出
させ、再結晶等により精製する。同様にマロノニトリル
を他の活性化合物に代えることによりX=CH2(CN)2以外
の化合物を得ることができる。例えばN,N′−ビス(ト
リメチルシリル)−カルボシイミドを用いることによつ
てX=NCNの化合物が得られる。
本発明の第2は前記一般式(I)で示される化合物と電子
供与体との電荷移動錯体である。電子供与体としては、
例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、
ペリレン等の芳香族化合物、p−フエニレンジアミンお
よび類似の縮合環型の芳香族化合物、テトラチアフルバ
レン(TTF)、テトラチアテトラセン(TTT)およびテトラメ
チルチアフルバレン(TMTSF)のような含硫黄電子供与性
化合物等が挙げられる。
これらの電子供与体及び他の例を下記に構造式で示す。
(A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) (I) (J) (K) (L) (M) (N) (O) (P) (Q) このような本発明の電荷移動錯体は以下のような方法に
よつて製造することができる。
(1)一般式(I)で示される化合物と電子供与性化合物と
を、これら両者の可溶性溶媒(例えば塩化メチレン、ジ
クロロエタン等)と貧溶媒(CC4等)との混合溶媒
に溶かして反応させた後、混合溶媒を除去して目的の錯
体を得る方法。
(2)一般式(I)で示される化合物と電子供与性化合物とを
両者の可溶性溶媒に溶かして反応させ、次いで貧溶媒を
添加混合した後、溶媒を除去して目的の錯体を得る方
法。
本発明の第3は前記一般式(I)で示される化合物の陰イ
オンあるいは陰イオンラジカルの塩である。一般式(I)
の化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジカルの対カチ
オンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
Li+、Na+、K+、Cu+ これらの塩は通常の方法によつて調製することができ
る。
一般式(I)で示される化合物の電荷移動錯体及び一般式
(I)で示される化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジ
カルの塩も、一般式(I)で示される化合物自体と同様に
有機電子材料として有用である。
〔実施例〕
実施例1 BTDA-TCNQ(ベンゾチアジアゾーロ−テトラ
シアノキノジメタン) 原料のキノン誘導体はR.Neidlein等(Chem.Ber.,115,2
898(1982)の方法により合成し、4×10-2Torr,250℃で
昇華したものを使用した(融点>390°(分解))。
乳鉢ですりつぶしたピンク色の粉末原料6.0g(26.5mm
ol)を1三ツ口丸底フラスコ中の乾燥クロロホルム(C
aH2で乾燥蒸留したもの)390mに懸濁させる。
TiC412m(4当量)を加え、メカニカルスタラ
ーで激しく攪拌する。ドライアイス−メタノール浴で−
50℃まで冷却して、マロンニトリル(沸点103〜106℃
/14mmHg)5.13g(77.7mmol,2.9当量)と乾燥ピリジン
(CaH2で乾燥蒸留したもの)42m(20当量)の乾燥ク
ロロホルム195m溶液を−50℃の温度を保ちながら滴
下する。このとき溶液の色はオレンジ→紫→黄と変化す
る。氷−塩浴でフラスコ温度を−10℃以下に保ちはげ
しく6.5時間攪拌する。次に冷却しておいたエーテル150
mを加えると緑−黄色の結晶が析出する(このときの
温度が高いと分解生成物(緑色のもの)が多くなり、ま
たタール状になる。これはマロンニトリルの当量数が多
い場合も同様である。従つて反応の処理はすみやかに行
う必要がある)。このときフラスコ底部にオレンジ色の
立方晶として未反応のが残るが、これはデカンテーシ
ョンによつての結晶から容易に分別できる(後述の再
結晶時も同様である。)。緑色−黄色の結晶をブフナー
斗で別して得た固体はTi塩を含んでいるので、エー
テル(100m×2)で洗浄した後、多量の水(100m
×2)、湯(〜50℃、200m×2)で洗浄して減圧乾
燥する。粗生成物収率7.16g(84%、融点350〜365℃
(分解))。粗生成物()をアセトンにより分別再結
晶して6.72g、0.2g、の混合物0.4gを得
る。
このときは淡黄緑色の結晶であり、昇華(4×10-2Tor
r、300℃)により黄色粉末(純粋状態の)が得られ
る。最終収率72%。融点375〜380℃(分解)。アセト
ニトリルから再結晶すると黄色針状晶となる。
元素分析:C12N8S2として 計算値(%) C45.00;N34.98;S20.02 実測値(%) C45.19;N35.16;S20.14 実施例2 TDA-TCNNQ(チアジアゾーロ−テトラシアノ
ナフトキノジメタン) 原料のキノン誘導体はR.Naefe等(Chem.Ber.,90,1137
(1957))の方法により合成し、シリカゲル(G−22)ク
ロマトグラフイー(溶出剤CH)により精製し
たものを用いた(融点245−248℃(分解))。 1.10g(50.9mmol)を200m三ツ口丸底フラスコ中で5
0mの乾燥クロロホルムに懸濁させる。TiC2.2
m(4当量)を加え、氷水浴で0℃に冷却する。0℃
に保ちながらマロンニトリル6.70g(102mmol,20当
量)と乾燥ピリジン16m(70当量)の乾燥クロロホル
ム50m溶液を滴下する。室温で20分間攪拌後100m
の水へ注ぎ、Ti塩を別し、塩化メチレン(20m×
5)で充分に洗浄する。すばやく分液し、水層を塩化メ
チレン(50m×2)で抽出し、有機層を合わせて水洗
(150m×6)した後、Na2SO4で乾燥する。低温(〜2
0℃)で溶媒を濃縮し(〜20m)、エーテル10mを
加えて析出する黄色沈澱を別する。粗生成物1.01g
(64%、融点268−271℃(分解))を得る。これを塩化
メチレン−ヘキサンより再結晶して融点277〜278℃(分
解)の黄色針状晶を得る。最終収率55%。
元素分析:C16H4N6Sとして 計算値(%)C61.53;H1.29;N26.90;S10.27 実測値(%)C61.16;H1.07;N26.22;S10.06 実施例3 SeDA-TCNNQ(セレナジアゾーロ−テトラシア
ノナフトキノジメタン) 500m(1.90mmol)をすりつぶし、乾燥塩化メチレ
ン30mに懸濁させ、TiC0.85m(4当量)を
加える。マロノニトリル1.32g(〜10当量)、乾燥ピリ
ジン6m(40当量)の15m乾燥塩化メチレン溶液を
徐々に滴下し(〜1.5時間)、薄層クロマトグラフイー
でチエツクしながら、8時間室温で攪拌する。原料キノ
ン誘導体のスポツトが消えたことを確認後、水100m
CH2250mの混液中へ注ぎ、抽出する。水層は更
にCH22(50m×2)で抽出し、有機層を合わせ
て水洗(100m×3)した後、Na2SO4で乾燥する。溶
媒を留去した後、エーテル30mを加え、結晶を別乾
燥して粗生成物452mg(66%)を得る。融点330〜350(分
解)。これをCH22−ヘキサンから再結晶すると黄
色粉末となる。融点335-370℃(分解)。
元素分析:C16H4N6Seとして 計算値(%) C53.50;H1.12;N23.40 実測値(%) C53.31;H1.00;N23.30 実施例4 TDA-DCNNQI(チアジアゾーロ−ジシアノナフ
トキノジイミン) チアジアゾーロナフキトノン100mg(0.463)を10mの
乾燥CHへ溶かし、TiC0.2mg(4当
量)を加える。N,N′−ビス(トリメチルシリル)カル
ボジイミド830mg(9.6当量)の5m乾燥CH
溶液を加え、8時間還流する。20mの水中へ注ぎ、分
液し、水層をCHで抽出(20m)し、有機層
を合わせて水洗(50m)した後、Na2SO4で乾燥する。
溶媒を留去して109mg(89%)の粗生成物を得る。これをC
−ヘキサンから再結晶すると濃黄色粉末とな
る。融点275-280℃(分解)。
元素分析:C12H4N6Sとして 計算値(%) C54.54;H1.53;N31.80;S12.13 実測値(%) C54.71;H1.37;N31.29;S11.50。
実施例5 SeDA-DCNNQI(セレナジアゾーロ−ジシアノ
ナフトキノジイミン) セレノジアゾーロナフトキノン100mgを20mの乾燥
CHに懸濁させ、TiC0.2m(4当
量)を加える。N,N′−ビス(トリメチルシリル)カル
ボジイミド890mg(12.5当量)の5m乾燥CH
溶液を加え、54時間還流する。20mの水へ注ぎ、30
mのCHで抽出する。水層をCH
(20m)で抽出する。水層をCH(20m
)で抽出し、有機層を合わせて水洗(50m×2)し
た後、Na2SO4で乾燥する。溶媒を留去して得た粗生成物
118mgをCH(CCHCHCでもよ
い。)から再結晶して融点298-318℃(分解)の精製物
を得る。28mg(24%)。
実施例6 BTDA-TCNQ・TTT(ベンゾチアジアゾーロ−テ
トラシアノキノジメタン・テトラチアテトラセン)
(1:1)錯体 BTDA-TCNQ(実施例1で製造)62mg(0.2mmol)を130m
のCHに溶かし、ソツクスレー抽出器を用い
て、テトラチアテトラセン(TTT)70mg(0.2mmol)を溶かし
入れる。TTTがすべて抽出された後、室温で放置して黒
色針状晶132mg(〜100%)を得る。融点>400℃。
IR:νCN=2173cm-1。比抵抗値ρ(ペレツトについて4
端子法にて測定)=0.14〜0.15Ωcm。
実施例7 BTDA-TCNQ・N,N,N′,N′-TMPD(ベンゾチアジ
アゾーロ−テトラシアノキノジメタン・N,N,N′,N′−
テトラメチルパラフエニレンジアミン)(1:1)錯体 BTDA-TCNQ62mg(0.2mmol)を60mの沸騰乾燥CH
に溶かし、テトラメチルパラフエニレンジアミン33mg
(0.2mmol)の乾燥CH1m溶液を加え、室温
で7時間放置する。黒色粉末50mg(52%)を得る。融点225
-230℃(分解)。
IR:νCN=2171cm-1。ρ=8.66Ωcm(ペレツト)につ
いて2端子法で測定)。
実施例8 無水CH3CNで中でBTDA-TCNQと3当量のLiIとから調製し
を300mの沸騰乾燥CH3CNに溶かし、192mg(0.63mmol)
の10m乾燥CH3CN溶液を加える。室温で放置し、黒褐
色の針状晶を別する。収量174mg(61%)。融点219-220
℃(分解)。
IR:νCN=2172cm-1。ρ=1.66Ωcmペレツトについて
二端子法で測定)。
元素分析:C25H11N10S2として 計算値(%) C58.24;H2.15;N27.17;S12.94 実測値(%) C58.20;H1.96;N26.96;S12.33。
実施例9 BTDA-TCNQと電子供与体との電荷移動錯体の
電導性 BTDA-TCNQと各種電子供与体との電荷移動錯体をペレツ
トとして二端子法または四端子法により比抵抗値を求め
た結果を表Iに示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 1/12 7244−5G // G03G 5/06 9221−2H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(I)で示される化合物。 [式中、Xは またはN−CN基を表わし、 のいずれか一方は で示されるヘテロ環を示し、一方がこのヘテロ環を表わ
    す場合には、他方は でもよいものとし、YはSまたはSeを表わす。]
  2. 【請求項2】下記一般式(I) [式中、Xは またはN−CN基を表わし、 のいずれか一方は で示されるヘテロ環を示し、一方がこのヘテロ環を表わ
    す場合には、他方は でもよいものとし、YはSまたはSeを表わす。] で示される化合物と電子供与体との電荷移動錯体。
  3. 【請求項3】下記一般式(I) [式中、Xは またはN−CN基を表わし、 のいずれか一方は で示されるヘテロ環を示し、一方がこのヘテロ環を表わ
    す場合には、他方は でもよいものとし、YはSまたはSeを表わす。] で示される化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジカル
    の塩。
JP17116185A 1985-08-05 1985-08-05 新規化合物、その化合物と電子供与体との電荷移動錯体、及びその化合物の陰イオンあるいは陰イオンラジカルの塩 Expired - Fee Related JPH0625150B2 (ja)

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WO2014142329A1 (ja) * 2013-03-14 2014-09-18 学校法人法政大学 新規有機電荷移動錯体及びその製造方法

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