JPH06256283A - アントラセン誘導体及びこれを成分とする導電性電荷移動錯体 - Google Patents

アントラセン誘導体及びこれを成分とする導電性電荷移動錯体

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JPH06256283A
JPH06256283A JP3968293A JP3968293A JPH06256283A JP H06256283 A JPH06256283 A JP H06256283A JP 3968293 A JP3968293 A JP 3968293A JP 3968293 A JP3968293 A JP 3968293A JP H06256283 A JPH06256283 A JP H06256283A
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JP
Japan
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formula
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reaction
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JP3968293A
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English (en)
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Fumio Ogura
文夫 小倉
Tetsuo Otsubo
徹夫 大坪
Yoshio Aso
芳雄 安蘇
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Osaka Soda Co Ltd
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Daiso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記式(I)で示されるアントラセン誘導体 【化1】 及びこの化合物を電子受容体とし他成分の電子供与体と
からなる導電性電荷移動錯体。 【効果】 この化合物は7,7,8,8−テトラシアノ
キノジメタンと同程度の電子親和力を有する電子受容体
であり、電子供与体と組合わせる事により高導電性の電
荷移動錯体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子受容体となる新規な
化合物及び該化合物を1成分とした高導電性の電荷移動
錯体に関する。
【0002】
【従来の技術】有機高導電性物質は、銅やアルミニウム
等の金属材料に比べて軽量である事、腐食性がない事等
の優れた利点を有しているので最近注目されている。有
機高導電性物質はまた、金属材料に比べて豊富に存在す
る有機資源を原料にして製造できる点でも優れている。
【0003】一般の有機化合物は電気絶縁体としての性
質を有しており、これに導電性を付与するには、電荷移
動錯体を形成させる方法が通例である。従来種々の電子
供与体及び電子受容体が合成され、これらの組合せから
多数の導電性電荷移動錯体が提案されている。[例えば
Bull. Chem. Soc. Japan., 64,2091(199
1),特開平1−242583号公報,有機合成協会誌
46,638(1988)]。
【0004】現在まで報告されている電子受容体は、式
(II)で示される7,7,8,8−テトラシアノキノジ
メタン(以下TCNQと略称する)の構造を基本とし、
電荷移動錯体中に生じるラジカルアニオンの構造がより
安定になる様にその構造を変換したものが多い。
【0005】
【化2】
【0006】そしてラジカルアニオンの安定性に大きく
寄与する因子として、電子の非局在化とクーロン反撥力
の緩和がある。このような考えのもとナフタレン骨格を
持つものとして式(III) や式(IV)の様な化合物が合成
されている。
【0007】
【化3】
【0008】
【化4】
【0009】しかしながら、これらの化合物では、分子
の平面性が完全でないため電子の非局在化が小さく、ま
たジシアノメチレン基が比較的近くにあるためのクーロ
ン反撥力が比較的強い事から、良好な電子受容体ではな
かった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記の現
状に鑑み、簡単なナフタレン骨格を有し、しかもTCN
Qより強い電子親和力を有し、導電性電荷移動錯体を形
成するのに有利な電子受容体を鋭意検討した。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明はすなわち式
(I)で示されるアントラセン誘導体
【0012】
【化5】
【0013】及び式(I)で示されるアントラセン誘導
体を電子受容体とし、他成分の電子供与体とからなる導
電性電荷移動錯体である。
【0014】本発明のアントラセン誘導体(I)(以下
化合物(I)という)の合成径路はいくつかあるが、例
えば下記に示す径路で容易に合成することができる。
【0015】
【化6】
【0016】上記式(A)の反応は、容易に入手できる
既知化合物である2,6−ジアミノアントラキノン
(V)を還元して2,6−ジアミノ−9,10−ジヒド
ロアントラセン(VI)を得る反応である。本反応の還元
剤としては、活性亜鉛が好ましく用いられる。本反応の
反応溶媒としては水又は水とアルコール系溶媒(例えば
メタノール)の混合溶媒が好ましく、また反応選択性を
向上させるためアンモニアの添加が不可欠である。反応
温度は80〜100℃で行うのが好ましい。
【0017】式(B)の反応は化合物(VI)のアミノ基
を沃素原子に変換すると共に、9,10−ジヒドロアン
トラセン骨格を脱水素し2,6−ジヨードアントラセン
(VII) を得る反応である。アミノ基を沃素原子に変換す
るにはサンドマイヤー反応が好ましく、従って好適には
化合物(VI)を鉱酸(例えば塩酸)中に溶解した後、亜
硝酸塩(例えば亜硝酸ナトリウム)を作用させてジアゾ
ニウム塩とした後、アルカリ金属ヨード化合物(例えば
沃化カリウム)を作用させる事により容易に沃素原子が
2,6−位に位置特異的に導入できる。
【0018】本反応の中間体であるジアゾニウム塩は比
較的不安定な化合物であるため、亜硝酸塩及びアルカリ
金属ヨード化合物を加える際は10℃以下の低温を保つ
のが好ましい。なおハロゲン原子としては、式(C)の
置換反応を収率良く行うため、沃素原子が好ましく、塩
素原子や臭素原子では式(C)の反応収率は極めて低い
か、反応が全く起こらない。
【0019】上記サンドマイヤー反応で得られるものは
2,6−ジヨード−9,10−ジヒドロナフタレンであ
るが、本化合物は比較的容易に空気酸化を受ける。した
がってサンドマイヤー反応終了後、反応液をそのまま1
00℃付近まで加熱する事により、化合物(VI)より容
易に1段階で化合物(VII) が収率よく得られる。
【0020】式(C)の反応は、化合物(VII) の沃素原
子をマロノニトリルアニオンで求核置換反応をして化合
物(VIII)を得る反応である。反応の溶媒としてはエーテ
ル系溶媒(例えばテトラヒドロフラン)が好ましい。本
反応では零価のパラジウム化合物、例えばパラジウム
(テトラキストリフェニルホスフィン)を触媒量加える
のが好ましく、反応速度及び収率が格段に向上する。本
反応は好ましくは溶媒の還流下に行われるが、化合物(V
III)が空気及び酸素に比較的不安定であるため、十分の
注意が必要である。
【0021】反応終了時、化合物(VIII)は対応するナト
リウム塩の形で存在しているので、酸で中和して化合物
(VIII)を単離するのが好ましい。ここに用いる酸として
は濃度1〜20重量%の塩酸が挙げられる。
【0022】式(D)の反応は、化合物(VIII)を酸化
(脱水素)して目的とする化合物(I)を得る反応であ
る。本反応の酸化としてはジクロロジシアノベンゾキノ
ン(DDQ)が特に優れている。反応は通常窒素気流下
に、アセトニトリル等のニトリル系溶媒中で室温で行う
のが好ましい。化合物(I)は反応液より析出し、濾過
後アセトニトリル、塩化メチレンで洗浄するだけで高純
度で得られる。
【0023】化合物(I)と組合わされる電子供与体と
しては、通常このような電荷移動錯体を形成する際に用
いられるものであれば特に制限はなく、5,6,11,
12−テトラチオテトラセン、ヘキサメチレンテトラテ
ルラフルバレン、5,6,11,12−テトラセレナテ
トラセン、6,7−ジメチル−1,4,9,10−テト
ラセレナアントラセン、テトラフェニルビピラニリデ
ン、2,3−ジメチル−1,4,9,10−テトラセレ
ナテトラセン、ナフタセノ[5,6−cd;11,12
−c´d´]ビス[1,2]−ジチオール等が例示され
る。
【0024】上記電荷移動錯体を合成するには、有機溶
媒中で化合物(I)と電子供与体とを混合する方法が一
般的である。この方法により固体の電荷移動錯体が得ら
れる。この際用いられる有機溶媒としては、トルエン、
ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエー
テル等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類、ベン
ゾニトリル類等のニトリル類、ジクロロエタン等のハロ
ゲン化炭化水素類等が用いられる。この電荷移動錯体の
合成法としては上記の方法のほか有機溶媒を用いずに相
当量の化合物(I)と電子供与体とを乳鉢等でよく混合
する方法も可能である。このようにして得られた電荷移
動錯体としては化合物(I)と電子供与体のモル比が
1:1〜2:1であるのが通例である。
【0025】
【作用】上記のようにして得られた化合物(I)はTC
NQ(II)より強い電子親和性(ΔE/V)を示した事
から、電子の非局在化が大きくラジカルアニオンのクー
ロン反撥力の緩和が十分である事を示した。また化合物
(I)と代表的な電子供与体とは高い導電性を有する電
荷移動錯体を形成した。この事は化合物(III) 及び(I
V)では電荷移動錯体の形成自体も不可能である事とは
全く対照的である。
【0026】
【実施例】次に本発明の実施例を示して本発明を具体的
に説明する。なお機器分析は以下の機器を使用した。 融点:柳本製作所社製 微量融点測定器1 H−NMR:日本電子社製 JNM−PMX60型
(60MHz,δ値ppm,内部標準,TMS),日本
電子社製 JNM−FX270型(270MHz),Br
ucker 社製 AM−X−400WB型(400MHz) IR:日立製作所社製 260−30型赤外線分光光度
計 MS:島津製作所社製 GCMS−QP1000質量分
析装置 元素分析:柳本製作所社製 高速CHNコーダーMT−
Z型 サイクリックボルタンメトリー:北斗電子社製 ポテン
シオスタットHA−301,フアンクションジェネレー
ターHB−104
【0027】実施例1 2,6−ジアミノアントラキノン7g(29.4ミリモ
ル)、活性亜鉛28g(428.4ミリモル)、28重
量%アンモニア水28ml、水14mlを冷却管をつけ
た三つ口フラスコに入れ、90℃に保ちしばしばアンモ
ニア水を加えながら64時間攪拌した。反応終了後、室
温まで冷却して沈澱物を濾取し、少量のメタノールで洗
浄後乾燥した。得られた固形物をアセトンで抽出し、ハ
イフロスーパーセルで不溶物を除去後溶媒を除去し十分
の純度の化合物(VI)を得た。 収量 5.8g(94%),黄色粉末1 H−NMR(60MHz,CDCl3 ,TMS) δ 7.05(2H,d,J=7.2Hz) δ 6.61(2H,d,J=1.5Hz) δ 6.48(2H,dd,J=7.2,1.5Hz) δ 3.75(4H,s) MS(DI,70eV),m/z=208(M+ −2) IR(KBr):νNH=3410,3320cm-1 mp:246−248℃
【0028】化合物(VI)4g(19ミリモル)に氷1
0g、濃塩酸23mlを氷浴で冷却しながら加えた。さ
らに氷を加え−3℃に保ちながら亜硝酸ナトリウム2.
92g(42.3ミリモル)の水溶液をゆっくり滴下し
た。10分間攪拌後、沃化カリウム6.4g(38.5
ミリモル)の水溶液を加えた。反応がおさまってからゆ
っくりと室温になるまで1時間攪拌し、その後100℃
になるまで1時間加熱した。再び室温まで冷却し沈澱物
を濾取し、メタノール、塩化メチレンで洗浄後乾燥し
た。得られた固体を昇華後クロロベンゼンより再結晶
し、化合物(VII)を得た。 収量 1.65g(20%),金色結晶1 H−NMR(270MHz,CDCl3 ,TMS) δ 8.25(2H,s) δ 8.41(2H,d,J=1.65Hz) δ 7.68(2H,dd,J=9.24,1.65H
z) δ 7.73(2H,d,J=9.24Hz) MS(DI,70eV),m/z=430(M+ ) mp:>300℃(昇華性あり) 元素分析(重量%):C=39.35,H=1.81
(C128 2 としての計算値:C=39.10,H=
1.27)
【0029】窒素気流下、マロノニトリル1.06g
(16ミリモル)をTHF60mlに溶解し、水素化ナ
トリウム(60重量%油中)1.6g(40ミリモル)
を加え、室温で30分攪拌した。その後、化合物(VII)
1.72g(4ミリモル)、パラジウムテトラキストリ
フェニルホスフィン960mg(0.8ミリモル)を加
え20時間還流した。反応終了後室温まで冷却し、10
重量%塩酸を少量加えてからTHFを留去した。残渣に
再び同じ塩酸を加えて強酸性とし、析出した固体を濾取
し、エタノール、クロロホルムで洗浄後乾燥した。アセ
トニトリルから再結晶し、化合物(VIII)を得た。 収量 793mg(65%),黄色プリズム晶 MS(DI,70eV),m/z=306(M+ ) IR(KBr):νCN=2262cm-1 mp:>300℃ 元素分析(重量%):C=78.21,H=3.14,
N=18.26(C18104 としての計算値:C=7
8.42,H=3.29,N=18.29)
【0030】窒素気流下アセトニトリル120mlに化
合物(VIII)200mg(0.652ミリモル)を加え、
1時間還流し完全に溶解してから、室温まで冷却した。
DDQ444mg(1.96ミリモル)のアセトニトリ
ル溶液20mlを滴下し、室温で1時間攪拌した。析出
した固形物を濾取し、アセトニトリル、塩化メチレンで
順次洗浄後、乾燥し十分の純度の化合物(I)を得た。 収量 195.8mg(98%),濃緑色粉末 MS(DI,70eV),m/z=304(M+ ) IR(KBr):νCN=2217,2208cm-1 mp:>300℃ 元素分析(重量%):C=78.70,H=2.60,
N=18.27(C188 4 としての計算値:C=7
8.94,H=2.65,N=18.41) サイクリックボルタンメトリー:E1 1/2=+0.20
V,E2 1/2=−0.12V,ΔE=0.32V 測定条件:陽極,陰極…白金,電流:1mA,参照電
極:Ag/AgCl,スキャン速度:100mV/se
c 溶液:10-3Mベンゾニトリル溶液(0.1Mテトラn
−ブチルアンモニウムパークロレート添加) なお同条件でのTCNQ(II)の半波還元電位は次のと
おりである。 TCNQ:E1 1/2=+0.20V,E2 1/2=−0.43
V,ΔE=0.63V
【0031】実施例2(電荷移動錯体の調整) 等モルの電子供与体と電子受容体(本発明品)とを各々
o−ジクロロベンゼン溶媒に加熱溶解し、直接混合し
た。室温で放置後、析出した固体を濾取し、塩化メチレ
ンで洗浄し乾燥した。得られた錯体の諸物性を表1に示
す。なお導電率の測定は圧縮成型したペレットを4点法
により室温で測定し、IRはKBr錠で測定した。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明の式(I)で示されるアセトラン
誘導体及びこの化合物を電子受容体とする電荷移動錯体
はいずれも新規物質であり、上記化合物は7,7,8,
8−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)と同程度の
強い電子親和力を有し、他の電子供与体と組合わせるこ
とにより高導電性の有機電荷移動錯体が得られる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I)で示されるアントラセン誘導
    体。 【化1】
  2. 【請求項2】 上記式(I)で示されるアントラセン誘
    導体を電子受容体とし、他成分の電子供与体とからなる
    導電性電荷移動錯体。
  3. 【請求項3】 電子供与体が5,6,11,12−テト
    ラチオテトラセン、ヘキサメチレンテトラテルラフルバ
    レン、5,6,11,12−テトラセレナテトラセン、
    6,7−ジメチル−1,4,9,10−テトラセレナア
    ントラセン、テトラフェニルビピラニリデン、2,3−
    ジメチル−1,4,9,10−テトラセレナテトラセ
    ン、ナフタセノ[5,6−cd;11,12−c´d
    ´]ビス[1,2]−ジチオールより選ばれた化合物で
    ある請求項2に記載の導電性電荷移動錯体。
  4. 【請求項4】 電子受容体と電子供与体のモル比が1:
    1〜2:1である請求項2又は3に記載の導電性電荷移
    動錯体。
JP3968293A 1993-03-01 1993-03-01 アントラセン誘導体及びこれを成分とする導電性電荷移動錯体 Pending JPH06256283A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100324644B1 (ko) * 1999-10-26 2002-02-27 박호군 α-아미노안트라센 유도체 및 그의 공중합체와, 이를 이용한 형광 화상 형성 방법
JP2010044882A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Osaka City Univ 電極活物質、及び二次電池

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