JPS5857355A - テトラヒドロテトラシアノアントラキノジメタン誘導体 - Google Patents

テトラヒドロテトラシアノアントラキノジメタン誘導体

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JPS5857355A
JPS5857355A JP15650981A JP15650981A JPS5857355A JP S5857355 A JPS5857355 A JP S5857355A JP 15650981 A JP15650981 A JP 15650981A JP 15650981 A JP15650981 A JP 15650981A JP S5857355 A JPS5857355 A JP S5857355A
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JP
Japan
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derivatives
compound
formula
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Pending
Application number
JP15650981A
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English (en)
Inventor
Osamu Hotta
収 堀田
Tomiji Hosaka
保坂 富治
Nobuo Sonoda
園田 信雄
Wataru Shimoma
下間 亘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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】 本発明は、新規な化合物1.4,5.8−テトラヒドロ
−11,11,12,12−テトラシアノ−9,1o−
アントラキノジメタン誘導体に関するものである。
従来、ア、7,8.8−テトラシアノキノジメタン(以
後、TCNQと略する)およびその誘導体が知られてい
る。これらの物質は有機半導体物質としてすぐれた特性
界示し、産業上、有用な化合物であることは周知の事実
である。
第1式にTCNQの分子式を示す。式中の数字は各炭素
原子の位数を示す。TCNQの誘導体とは第2.3.5
および6位の炭素原子に結合している水素原子を他の原
子または原子団によって置換した化合物のことを指す。
また、TCNQおよびその誘導体は第2式によって示さ
れるテトラシアノキノジメタン骨格をもっており、この
骨格に起因するすぐれた特性を発揮する。ここで、テト
ラシアノキノジメタン骨格とはTCNQの分子を構成す
る炭素原子および窒素原子とから成る骨格構造のことを
言う。
TCNQあるいはその誘導体についてはたとえば、D 
、 S 、 Aaker 、et 、 aA、、 J、
Am、Chem。
5oa−+一旦4 、3370(1962)やR,C。
Whe7iand 、 et 、 al 、 、 T 
、○rg 、 Chem、 、 40(21)。
3101(1975)などの文献に記載されている。
これらのTCNOおよびそれらの誘導体は有機半導体物
質として有用であるが、電気伝導性(以後、簡単に伝導
性という。また伝導率などという場合も電気伝導率など
を表す。)がやや悪く、またこれらの化合物をもとにし
て重合体などのさらに高次の構造をもつ化合物を得るこ
とが困難であるということなどの欠点をももっている。
本発明は、テトラシアノキノジメタン骨格の特徴を生か
し、さらに従来のTCNQおよびその誘導体にみられな
い特性をもつ新規な化合物を提供するものである。
本発明の新規な化合物は第3式で表される化学式からな
る不飽和結合をもった1、4,5.8−テトラヒドロ−
11,11,12,12〜テトラシアノ−9,1o−ア
ントラキノジメタン誘導体(以下、この形の誘導体をT
HTCNAQ誘導体と略称する)であり、従来に知られ
ていない新規なTCNQ誘導体である。なお、1,2,
3.4−テトラヒドロ−11,11,12,12−テト
ラシアノ−9,1o−アントラキノジメタンは単にTH
TCNAQと略記する。
NCCN \C/ Nc/C″′−cN (3) 第3式中の数字は各炭素原子の位数を示す。W。
X、YおよびZは水素原子あるいは炭素原子数が1から
8までの炭化水素基を表し、W、XおよびY、Zの両方
のグループのうちそれぞれ少なくとも一つは炭化水素基
であるものとする。さらに、W==Y 、x=z、Bる
いはw=z 、x=y−c’あるものとする(等号は置
換基が同じであることを示す。λこれらの記法は今後の
記述においても用いる。
ここで、本発明の構成の特徴を説明し、THTCNAQ
誘導体とrcioおよび現在までに得られているTCN
Q誘導体とを比較する。本発明のTHTCNAQ誘導体
は次に述べるような基本構造をもっている。
a)テトラシアノキノジメタン骨格を有する。
b)テトラシアノキノジメタン骨格に結合している2つ
の2位および3位に置換基をもつブテニレン基を有して
いる(これを以後、簡単に置換ブテニレン基と呼ぶ)。
第4式に置換ブテニレン基の構造を示す。
−CH2−C=C−CH2−(41 1 X ここで、b)の構造は本発明の構成の主要部全なしてお
り、THTeNAQ誘導体をTCNQおよび従来得られ
ているTCNQ誘導体から区別している。この構造によ
ってたとえば、伝導率の向上や化学反応性を付与され、
THTCNAQ誘導体は有機化合物および有機半導体化
合物として産業上、有用な化合物となる。このなかでも
伝導率の向上はa)の構造と相互に関係し合うものと思
われるが、このことについてもう少し詳しく説明する。
THTCNAQ誘導体の伝導率の値は約10−80−1
・CrIL−1であり、とくに電子材料もしくは電子部
品などの素材として用いるために十分大きな値である。
この理由/l′1THTcNAQ誘導体に独特の分子構
造に由来するものと思われる。すなわち、THTCNA
Q誘導体の中心に存在する第5式で表されるキノイド骨
格はこれに結合している4つのシアン基の強力な電子吸
引性のために電子の不足した状態になっている。
\/ (5) 一方、キノイド骨格に結合している2つのブテニレン基
は不飽和結合を形成している活性なπ電子を有している
。このためにTHTCNAQ誘導体の分子同志はこのπ
電子を交換し合ってキノイド骨格に相互に電子を供給し
、これらの電子が伝導に寄与するものと解することがで
きる。
また、THTCNAQ誘導体の分子は置換ブテニレン基
の存在によって反応活性をもつ。すなわち、置換ブテニ
レン基の不飽和結合部位にたとえば、他のラジカル種あ
るいはイオン種などの活性種の攻撃を受けることができ
、自身が活性種となって他のTHTCNAQ誘導体分子
もしくは不飽和結合を有する分子を攻撃する能力をもつ
ようになる。この性質を利用してたとえば、産業上有用
な重合体を得ることも可能である。
これに対して、TCNQおよび従来に知られているTC
NQ誘導体のうちで、不発明のTHTCNAQ誘導体の
ような単純な構造で高い伝導性や化学反応性をもつもの
は存在しない。たとえば、これらの化合物の飯等率は1
0H〜10”Ω−1・CIn’の範囲にある。
つぎにT)iTcNAQ誘導体の用途と応用とについて
述べる。THTCNAQ誘導体は産業上1各種の用途に
用いることができ、さらに他の有用な化合物もしくは物
質を導くための素材になる。
また、これらの化合物もしくは物質を他の無機化合物や
有機化合物もしくは高分子化合物中に混合もしくは分散
させた組成物もすぐれた特性を有している。これらの化
合物、物質もしくは組成物は一般的に有機電子材料とし
て各種の広汎な用途に用いることができる。これらの用
途もしくは使用目的に応じてそれらに適した種類および
形態の材料を使用すれば、望ましい結果を与える。
1)電荷移動錯体 THTCNAQ誘導体に対して電子供与体となる化合物
をドーピングして電荷移動錯体を形成させることができ
る。これらの電荷移動錯体は有用な特性を有しており、
産業上きわめて有用である。
これらの電荷移動錯体はたとえば、他の高分子化合物な
どの化合物中に混合もしくは分散させて用いることもで
き、これらの組成物はすぐれた効果を発揮する。なお、
電子供与体としてはたとえばナトリウム、銅などの金属
元素、アントラセンやピレンなどの芳香族化合物、アミ
ン化合物もしくは7タロシアニン構造を有する化合物な
どがとくにすぐれている。
2)混合もしくは分散組成物 THTCNAQ誘導体もしくはこれから導か扛る電荷移
動錯体を混合もしくは分散させた組成物は種々の有用な
特性を有している。とくに、マトリクス素材として樹脂
などの高分子化合物を用いた組成物は、これらの誘導体
もしくは電荷移動錯体のマ) IJクス中での分散性も
しくは相溶性が良好であるので、とくに有用である。上
記の化合物もしくはこれらを含む組成物はたとえば誘電
体や伝導材料、抵抗体もしくはサーミスタ材料などの電
子材料として広汎な用途に供することができも次にTH
TCNAQ誘導体の製造方法を述べもTHTCNAQ誘
導体の製造には第6式に示す、11.11.12.12
−テトラシアノ−9゜10−アントラキノジメタン誘導
体の製造においで生成する中間体1.4.4a、5,8
.8a。
9a、10a−オクタヒドロ−11,11,12゜12
−テトラシアノ−9,10−アントラキノジメタン誘導
体を利用することができる。この中間体は第7式に示す
化学反応式によって得ることができ、式中(1)の記号
で示す。なお、式中の小文字は炭素原子の位数を表す。
CCN \/ 、。−0へ。、 ○                Qo      
           0(I) (ア) 製造方法の概略は次のとおりである。
a)II7)置換ブテニレン基をたとえば、H2O2−
8e02などでジオール化する。
コ17)方法はたとえば、N、 5onoda et、
al。
Bull 、 Chem、 So’a 、 Jpn、 
、38.958(1965) 。
などに記載されている。
b)次いで、ジオール体の4a 、8a 、9aおよび
10a位の炭素原子を脱水素化してそれぞれ、4a、9
aおよび8 a 、 10 aの炭素原子の間に二重結
合を生成させる。これはたとえば、ハロゲンと水酸化ナ
トリウムのような塩基とを用いることによって行うこと
ができる。
C)最後に、b)での生成物をジスルフォネート化し、
ついでたとえばヨウ化ナトリウムを投入して加熱するこ
とによってジオール基をもとの置換ブテニレン基に戻す
この方法はたとえば、H、L 、 5lates et
、 al、。
J 、Am、Chem、 Soa 、、74 、489
4(1952)。
などに記載されている。
なお、b)の段階において4a 、8a 、9aおよび
10a位の炭素原子に結合している水素原子は1.4.
5および8位の炭素原子に結合している水素原子に比較
して脱離しやすくなっている。この理由として前者の水
素原子については、結合している炭素原子との間で共有
されている電子が二重結合を介してシアノ基の強力な電
子吸引力によってテトラシアノキノジメタン骨格の方へ
引きよせられており、後者の水素原子よりもプロトンと
して脱離しやすいということが挙げられる。さらに、超
共役効果によって4aと9a位および8a位と10a位
の炭素原子の間にそれぞれ形成される二重結合が安定化
することも大きな要因になっていると思われる。このよ
うな効果は5aytzef f則として有機合成化学上
、よく知られている。
以上a) a 、 bおよびCの3段階の反応を第8式
の一連の化学反応式にまとめる。
以下余白 以下にTHTCNAQ誘導体の製造の実施例を挙げ、本
発明をさらに詳細に説明する。
実施例 出発物質として第7式の1で表される1、4゜ントラキ
ノジメタン誘導体を用意した。第1表にこれらの誘導体
の種類を示す。なお、これらの誘導体は単にHTC)J
AQ誘導体と表記し、たとえば、2,6−シメチルー1
# 4 y 4 a * 5 t 8 +8a、9a、
10a−オクタヒドロ−11,11゜12.12−テト
ラシアノ−9,10−アントラキノジメタンを2,6−
ジメチルHTCNAQなどと略記した。
以下余白 第1表 九)2,3,6.7−チトラオキシー1,4−4a、5
,8,8a、9a、10a−オクタヒドロ−11,11
,12,12−テトラシアノ−9゜1o−アントラキノ
ジメタン誘導体の合成:第1衣に示され念化合物のそれ
ぞれ0.2モルをそれぞれ1000−のアセトニトリル
に溶解させ、0.3モルの過酸化水素と0.3モルの二
酸化セレンとを溶液中に投入して2時間室温で攪拌した
。この後、反応溶液に水を注ぎ込んで2,3,8.7−
チトラオキシー1.4,4a、5,8,8a。
9a、10a、−オクタヒドロ−11,11,12゜1
2−テトラシアノ−9,10−アントラキノジメタン誘
導体の結晶を得た。収率はいずれも80%以上であった
互)2,3,6.7−チトラオキシー1,4゜5.8−
テトラヒドロ−11,11,12,12−テトラシアノ
−9,1o−アントラキノジメタン誘導体の合成: a)で得られ水化合物のそれぞれ0.16モルをそれぞ
れ10oO−のアセトニ) IJルに溶解させ、0.4
モルのヨウ素と0.4モルの水酸化ナトリウムとを溶液
中に投入して1時間室温において攪拌した。この復電反
応溶液を冷却してさらにこれに冷却水を加えて2,3,
6.7−チトラオキシー1゜4.5.8−テトラヒドロ
−11,11,12゜12−テトラシアノ−9,1o−
アントラキノジメタン誘導体の結晶を得た。収率はいず
れも80b)で得られた化合物のそれぞれ0.1モルを
それぞれ500−のアセトニトリルに溶解させ、0.5
モルのメチルスルフォニルクロリドに溶液中に投入して
10℃において24時間攪拌した。この後、溶液に冷却
水を加え、さらにアセトニトリルから再結晶して目的と
するTHTCNA誘導体の結晶を得た。収率はいず九も
60%以上であった。
なお、実施例において出発物質として用いたHTCNA
Q誘導体のうち、1.4,4a、5゜8.8a、9a、
10a−オクタヒドロ−11゜11.12.12−テト
ラシアノ−9,10−アントラキノジメタン、2,3,
6.7−チトラメfルHTcNAQ$’l:(f2.3
.6.7−テl−7エチルHTCNAQ以外の化合物の
第1衣に示した2つの立体異性体についてはダイポール
モーメントの測定によってこの値が0の化合物全2,6
−ジ置換体と固定した。また、これらの化合物のダイポ
ールモーメントの値が○あるいはそれ以外の値をとるの
に応じて目的とするTHTCNAQ誘導体のダイポール
モーメントの値もO−!!たけそれ以外の値を示し、0
のものを2,6−ジ置換体と固定した。
さらに、THTCNAQ誘導体の赤外吸光分光分析の結
果、それぞれの化合物について共通に、特有の特性吸光
帯が認められた。特性吸光帯の波数と官能基の帰属とを
第2表に示す。
以下余白 第2表 捷た、これらの化合物の結晶を乾燥して乳鉢によって粉
砕して粉末状にし、さらに80 ’Cにおいて一昼夜真
空乾燥した。この粉末を図のような内径1Uのガラス管
1に入れ、ガラス管1の両端か導体の粉末3を押し固め
、試料高さを1朋にした。
この粉末試料の伝導率を温度を変化させて測定した。こ
れらの試料の伝導率はいずれもほぼ同じ値を示し、室温
において約10−8Ω−1・l=であった。第2図にT
HTCNAQを代表例にとって伝導率一温度特性の関係
を表すグラフを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は伝導率測定治具の縦断面図、第21凶はT’H
TCNAQの粉末圧縮試料の伝導率一温度特性を表すグ
ラフである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名11
図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下の一般式Aで表される1 、4,5.8−テトラヒド
    ロ−11,11,12,12−テトラシアノ−9,10
    −アントラキノジメタン誘導体。 NCCN \C/ (8) ただし、w、x、yおよびZは水素原子あるいは炭素原
    子数が1から8までの炭化水素基を表し、W、Xおよび
    Y、zの両方のグループのうちそれぞれ少なくとも一つ
    は炭化水素基であるものとし、さらに、W=:Y、X=
    ZあるいはW:Z 、 X:Yであるものとする(等号
    は置換基が同じであることを示す)。
JP15650981A 1981-09-30 1981-09-30 テトラヒドロテトラシアノアントラキノジメタン誘導体 Pending JPS5857355A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219189A (ja) * 1984-04-14 1985-11-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大型海洋構造物の建造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219189A (ja) * 1984-04-14 1985-11-01 Nippon Kokan Kk <Nkk> 大型海洋構造物の建造方法
JPH0256277B2 (ja) * 1984-04-14 1990-11-29 Nippon Kokan Kk

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