JP5617296B2 - ビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体、その前駆化合物及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体は下記一般式(1)で示される。
本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の置換基について述べる。
次に、本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の前駆化合物であるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体について述べる。
置換基X1は、好ましくはヨウ素原子、臭素原子であり、より好ましくはヨウ素原子である。置換基X2は、好ましくはヨウ素原子、臭素原子、水素原子であり、より好ましくはヨウ素原子、水素原子である。
次に、本発明の一般式(2)で示されるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体の原料化合物であるジ(メチルカルコゲノ)ジアントリルブタジイン誘導体について述べる。
本発明の一般式(3)で示されるジ(メチルカルコゲノ)ジアントリルブタジイン誘導体としては、以下の化合物が好ましく、
置換基X5及びX6は、好ましくはヨウ素原子、臭素原子であり、より好ましくはヨウ素原子である。
本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の製造方法について述べる。
一般式(4)で示されるアントラカルコゲノフェン誘導体と一般式(5)で示されるアントラカルコゲノフェン誘導体は同じ化合物であることもできる。
次に、本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の前駆化合物である一般式(2)で示されるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体の製造方法について述べる。
該ハロゲン誘導体の種類及び該ハロゲン誘導体との反応条件は、上記一般式(3)で示されるジ(メチルカルコゲノ)ジアントリルブタジイン誘導体とハロゲン誘導体との反応で使用されるハロゲン誘導体並びに条件を適用することができる。
次に、本発明の一般式(2)で示されるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体の原料化合物である一般式(3)で示されるジ(メチルカルコゲノ)ジアントリルブタジイン誘導体の製造方法について述べる。
一般式(7)で示される(メチルカルコゲノ)アントリルエチン誘導体と一般式(8)で示される(メチルカルコゲノ)アントリルエチン誘導体は同じ化合物であることもできる。
次に、本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の別の前駆化合物であるジハロジアントリルブタジイン誘導体の製造方法について述べる。
一般式(10)及び(12)で示されるジハロアントラセン誘導体の置換基について、述べる。
一般式(6)で示される(メチルカルコゲノ)(アントラカルコゲノフェニルエチニル)アントラセン誘導体は、一般式(7)で示される(メチルカルコゲノ)アントリルエチン誘導体と後述する一般式(17)で示されるハロアントラカルコゲノフェン誘導体をパラジウム触媒存在下で反応させることにより製造することができる。
一般式(4)及び一般式(5)で示されるアントラカルコゲノフェン誘導体の製造方法について述べる。
一般式(13)で示されるハロアントリルエチン誘導体と一般式(14)で示されるハロアントリルエチン誘導体は同じ化合物であることもできる。
一般式(7)及び一般式(8)で示される(メチルカルコゲノ)アントリルエチン誘導体の製造方法について述べる。
一般式(13)及び一般式(14)で示されるハロアントリルエチン誘導体の製造方法について述べる。
H−≡−X4 (16)
(ここで、置換基X3及びX4は一般式(13)及び一般式(14)で示される置換基と同意義を示す。)
具体的な一般式(15)、(16)で示されるアセチレン誘導体としては、例えばトリメチルシリルアセチレン、ブロモアセチレン、ヨードアセチレン、クロロアセチレン、アセチレン等を挙げることができ、好ましくはトリメチルシリルアセチレンである。
一般式(6)で示される(メチルカルコゲノ)(アントラカルコゲノフェニルエチニル)アントラセン誘導体を製造する場合の原料の一つである下記一般式(17)で示されるハロアントラカルコゲノフェン誘導体の製造方法について述べる。
即ち、一般式(17)で示されるハロアントラカルコゲノフェン誘導体は、一般式(8)で示される(メチルカルコゲノ)アントリルエチン誘導体をハロゲン誘導体と反応させることで製造することができる。
次に、本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を含む耐酸化性有機半導体材料について述べる。該耐酸化性有機半導体材料は溶剤への溶解性、耐酸化性に優れ、好適な塗布性を有する。該耐酸化性有機半導体材料は本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を溶剤に溶解することにより製造することができる。
次に本発明の一般式(1)で示されるビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を含む耐酸化性有機半導体材料を用いた有機薄膜について述べる。係る有機薄膜は上記の耐酸化性有機半導体材料(溶液)の再結晶化若しくは基板への塗布により製造することができ、特に基板への塗布により製造することが好ましい。そして、基板への塗布により製造することにより、基板上に形成される有機薄膜となるものである。
装置 島津GC14B
カラム J&Wサイエンティフィック社製、DB−1,30m
ガスクロマトグラフィー−マススペクトル分析
装置 パーキンエルマーオートシステムXL(MS部;ターボマスゴールド)
カラム J&Wサイエンティフィック社製、DB−1,30m
高速液体クロマトグラフィー分析
装置 東ソー製
カラム TSKゲル ODS−100V、4.6mm×250mm
溶離液 ジクロロメタン:アセトニトリル=6:4
流速 1ml/分
反応用の試薬及び溶媒は、断りのない限り市販品を用いた。なお、グリニャール試薬あるいはブチルリチウム等の有機金属試薬を用いた場合は、市販の脱水溶媒をそのまま用いた。
4−ブロモ−5−ヨード無水フタル酸は「ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー」(米国)、1951年、16巻、1577−1581頁を参考に、以下の様に合成した。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.51(s,1H),8.23(s,1H)。
MS m/z: 353(M+,100%),309(M+−CO2,18%),282(M+−C2O3,10%),155(M+−C2O3−I,16%),74(M+−C2O3−I−Br,32%)。
1,2−ジ(ペンタデシル)ベンゼンは「日本化学会誌」1989年、983−987頁の方法を参考に、以下の様に合成した。
合成例1で得られた4−ブロモ−5−ヨード無水フタル酸1.06g(3.00mmol)、合成例2で得られた1,2−ジ(ペンタデシル)ベンゼン1.55g(3.11mmol)、及びジクロロエタン3.0mlの混合液に塩化アルミニウム818mg(6.13mmol)を加え、加熱還流下で1.5時間反応を行った。水を加えてクエンチし、さらに水洗浄を行い、加熱真空乾燥後、白色固体を2.7g得た。得られた固体に濃硫酸19mlを添加し、80℃で1時間反応した。反応混合物を氷に注ぎ入れ、析出した粘性固体をろ過して水で洗浄した。乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン:酢酸エチル=10:1)及びヘプタンからの再結晶で精製し、6,7−ジ(ペンタデシル)−2−ブロモ−3−ヨードアントラキノンの固体525mg(0.630mmol)を得た(収率21%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.73(s,1H),8.45(s,1H),8.05(s,2H),2.75(t,J=7.8Hz,4H),1.62(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.3Hz,6H)。
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6,7−ジ(ペンタデシル)−2−ブロモ−3−ヨードアントラキノン518mg(0.622mmol)を入れた。次いでTHF7mlを加え、水素化ジイソブチルアルミニウム(関東化学製、0.99mol/l、トルエン溶液)1.7ml(1.7mmol)を加え、室温で1.5時間反応を行った。次いで反応混合物に6M塩酸水溶液10mlを加え、65℃で3時間反応を行った。反応混合物を室温まで冷やし、エーテルで抽出した。エーテル溶液を飽和食塩水で洗浄して無水硫酸ナトリウムで乾燥、減圧濃縮した。得られた残渣の上記の水素化ジイソブチルアルミニウム還元/6M塩酸水溶液処理をさらに2回繰り返した。得られた粗生成物を、メタノール/クロロホルムから再沈殿精製することで、6,7−ジ(ペンタデシル)−2−ブロモ−3−ヨードアントラセンの淡黄色固体370mg(0.460mmol)を得た(収率74%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.55(s,1H),8.27(s,1H),8.16(s,1H),8.15(s,1H),7.72(s,2H),2.78(m,4H),1.71(m,4H),1.27(m,48H),0.88(t,J=6.3Hz,6H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例4で合成した6,7−ジ(ペンタデシル)−2−ブロモ−3−ヨードアントラセン504mg(0.627mmol)、トルエン10ml、及びトリエチルアミン2mlを添加した。さらにジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(和光純薬工業製)13.2mg(0.0019mmol)、ヨウ化銅(I)(和光純薬工業製)7.2mg(0.039mmol)、及びトリメチルシリルアセチレン(和光純薬工業製)0.095ml(66mg、0.67mmol)(一般式(15)、(16)の化合物)を添加した。この混合物を室温で5時間反応を実施した。反応混合物をシリカゲル濾過(溶媒;トルエン)し、得られた濾液を減圧濃縮し、さらに真空乾燥した。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)、6,7−ジ(ペンタデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−ブロモアントラセン440mgを得た(収率91%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.21(s,1H),8.19(s,1H),8.17(s,1H),8.15(s,1H),7.72(s,2H),2.78(t,J=7.7Hz,4H),1.71(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.5Hz,6H),0.32(s,9H)。
合成例6−1) (6,7−ジ(ペンタデシル)−2−トリメチルシリルエチニル−3−メチルチオアントラセンの合成)
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6,7−ジ(ペンタデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−ブロモアントラセン211mg(0.272mmol)及びエーテル10mlを添加した。得られた混合物を0℃に冷却し、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.61mol/l、ヘキサン溶液)0.34ml(0.55mmol)を滴下した(メタル化)。0℃で5分間攪拌後、ジメチルジカルコゲニドとしてジメチルジスルフィド(シグマ−アルドリッチ製)55mg(0.58mmol)を滴下した。0℃で30分間攪拌後、水を加えて反応をクエンチした。エーテルを添加し分相後、有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、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:クロロホルム=9:1)、6,7−ジ(ペンタデシル)−2−トリメチルシリルエチニル−3−メチルチオアントラセンの黄色固体161mgを得た(収率80%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.16(s,1H),8.12(s,1H),8.10(s,1H),7.70(s,1H),7.68(s,1H),7.52(s,1H),2.77(t,J=7.0Hz,4H),2.60(s,3H),1.70(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.6Hz,3H),0.32(s,9H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例6−1)で合成した6,7−ジ(ペンタデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−メチルチオアントラセン160mg(0.216mmol)、炭酸カリウム61.5mg(0.445mmol)、THF5ml、及びメチルアルコール2.5mlを添加した(脱トリメチルシリル化)。得られた混合物を室温で45分間撹拌した。水を加えて反応をクエンチし、トルエンを添加し、分相した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮し、6,7−ジ(ペンタデシル)−2−エチニル−3−メチルチオアントラセンの黄色固体142mgを得た(収率98%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.19(s,1H),8.14(s,2H),7.71(s,1H),7.70(s,1H),7.57(s,1H),3.46(s,1H),2.78(t,J=6.9Hz,4H),2.62(s,3H),1.71(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.8Hz,6H)。
100mlシュレンク反応容器に塩化銅(I)(和光純薬工業製)5g及び1M塩酸水溶液10mlを添加し、10分間撹拌した。静置後、上澄みを除去した。さらに1M塩酸水溶液10mlによる洗浄を4回繰り返した後、得られた残渣を真空乾燥した。このようにして得た塩化銅(I)の内、52.2mg(0.527mmol)を100mlシュレンク反応容器に加え、さらにアセトン3ml及びN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン0.040mlを添加し、撹拌することで塩化銅(I)の溶液を調製した。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.23(s,2H),8.21(s,2H),8.15(s,2H),7.73(s,2H),7.70(s,2H),7.59(s,2H),2.79(t,J=7.8Hz,8H),2.65(s,6H),1.72(m,8H),1.26(m,96H),0.88(t,J=6.6Hz,12H)。
1H NMRスペクトルを図1に示した。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例1で合成したビス{6,7−ジ(ペンタデシル)−3−メチルチオアントリル−2−}ブタジイン31.0mg(23.2μmol)、クロロホルム10ml、及びヨウ素12.4mg(48.9μmol)を添加した。得られた混合物を加熱還流下で2.5時間反応を行った。得られた反応混合物を室温に冷却後、亜硫酸水素ナトリウム水溶液を添加し、分相し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。さらに減圧濃縮し、ビ{3−ヨード−7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}の黄色固体37.0mgを得た(収率100%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.59(s,2H),8.51(s,2H),8.40(s,4H),7.79(s,2H),7.77(s,2H),2.81(t,J=7.7Hz,8H),1.72(m,8H),1.25(m,96H),0.88(t,J=6.3Hz,12H)。
1H NMRスペクトルを図2に示した。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例2で合成したビ{3−ヨード−7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}37.0mg(23.7μmol)及びエーテル5mlを添加した。−20℃に冷却後、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.61M)のヘキサン溶液0.060ml(97μmol)を滴下した。−20℃で10分間反応後、プロトン性化合物として水を加えてクエンチした。得られた混合物を分相し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をクロロホルムから再結晶精製し、ビ{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}の赤色固体14.0mgを得た(収率45%)。
1H NMR(重トルエン,90℃):δ=8.32(s,2H),8.19(s,2H),8.14(s,4H),7.76(s,2H),7.75(s,2H),7.46(s,2H),2.86(t,J=7.7Hz,8H),1.82(m,8H),1.30(m,96H),0.89(t,J=6.8Hz,12H)。
1H NMRスペクトルを図3に示した。
合成例7−1) (7,8−ジ(ペンタデシル)−2−トリメチルシリルアントラチオフェンの合成)
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6,7−ジ(ペンタデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−ブロモアントラセン100mg(0.129mmol)及びエーテル5mlを添加した。得られた混合物を0℃に冷却し、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.66mol/l、ヘキサン溶液)0.158ml(0.262mmol)を滴下した。0℃で5分間攪拌後、−50℃に冷却し、カルコゲンとして硫黄(シグマ−アルドリッチ製)10.3mg(0.323mmol)を投入した。1時間要して室温まで昇温した後、エチルアルコール1mlを加え、室温で一晩撹拌した。ここへ1M塩酸水溶液を加えて反応をクエンチし、エーテルを添加し、分相後、有機相を水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮し、7,8−ジ(ペンタデシル)−2−トリメチルシリルアントラチオフェンの黄色固体35.8mgを得た(収率38%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.47(s,2H),8.44(s,1H),8.38(s,1H),7.75(s,2H),7.51(s,1H),2.79(t,J=7.8Hz,4H),1.72(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.3Hz,6H),0.42(s,9H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例7−1)で合成した7,8−ジ(ペンタデシル)−2−トリメチルシリルアントラチオフェン35.8mg(0.049mmol)及びTHF5mlを添加した(脱トリメチルシリル化)。得られた混合物にテトラブチルアンモニウムフルオリド(シグマ−アルドリッチ製、1.0mol/l、THF溶液)0.1ml(0.1mmol)を滴下した。室温で1時間攪拌後、水を添加し、分相した。有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェンの黄色固体26.3mgを得た(収率82%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.46(s,1H),8.38(s,1H),8.23(s,1H),8.21(s,1H),7.76(s,1H),7.74(s,1H),7.52(d,J=5.4Hz,1H),7.47(d,J=5.4Hz,1H),2.81(t,J=7.6Hz,4H),1.73(m,4H),1.26(m,48H),0.88(t,J=6.6Hz,6H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例7で合成した7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェン26.3mg(0.040mmol)及びTHF5mlを添加した。−70℃に冷却後、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.66M)のヘキサン溶液0.05ml(0.08mmol)を滴下した。−70℃で40分間反応後、−70℃下で塩化銅(II)10.8mg(0.080mmol)を投入し、一晩かけて室温まで昇温させた。得られた反応混合物に1M塩酸水溶液を添加してクエンチし、エーテルを添加し、分相した。有機相を水洗後、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:トルエン=9:1)、赤橙色固体9.7mgを得た。
1,2−ジクロロベンゼン2.22g(15.1mmol)、ジクロロ[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニッケル(東京化成工業製)131mg(0.24mmol)、エーテル12mlの混合液にドデシルマグネシウムブロミド(シグマ−アルドリッチ製、1.0mol/lエーテル溶液)45ml(45.0mmol)を窒素雰囲気中0℃で滴下した。35℃で20時間反応を行い、反応混合物を0℃に冷やして希塩酸を加え、エーテルで抽出した。エーテル溶液を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水の順に洗浄し、塩化カルシウムで乾燥させた。得られた液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘキサン)及び加熱減圧乾燥で精製し、目的の1,2−ジドデシルベンゼンを5.56g(13.4mmol)を得た(収率88%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=7.11(m,4H),2.59(t,J=7.8Hz,4H),1.55(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.8Hz,6H)。
MS m/z: 414(M+,100%),260(M+−C11H23,71%),106(M+−C22H46,98%)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例8で合成した1,2−ジドデシルベンゼン2.95g(7.11mmol)、過ヨウ素酸・2水和物402mg(1.76mmol)、ヨウ素960mg(3.78mmol)、酢酸15ml、水0.8ml、及び硫酸0.11mlを添加した。65℃で17時間撹拌後、室温まで冷却後、亜硫酸水素ナトリウム水溶液を添加し、反応を停止させた。ジクロロメタンで抽出し、有機相を水で洗浄後、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)、3.73gの液体を得た。この液体にジクロロメタン20mlを添加し、0℃に冷却した。鉄粉(シグマ−アルドリッチ製)67mg及びヨウ素10mg(0.04mmol)を添加後、臭素0.39ml(7.61mmol)を滴下した。0℃で6時間撹拌後、亜硫酸水素ナトリウム水溶液を添加し、反応を停止させた。有機相を水で洗浄後、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を用いて濾過し、濾液を濃縮後、−30℃下で2回ヘプタン再結晶精製を行い、1,2−ジドデシル−4−ブロモ−5−ヨードベンゼンを得た(3.14g、収率71%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=7.59(s,1H),7.36(s,1H),2.58−2.40(m,4H),1.57−1.45(m,4H),1.42−1.23(m,36H),0.90(t,J=6.6Hz,6H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例9で合成した1,2−ジドデシル−4−ブロモ−5−ヨードベンゼン2.78g(4.49mmol)、トルエン20ml、及びトリエチルアミン15mlを添加した。さらにジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(和光純薬工業製)33.3mg(0.047mmol)、ヨウ化銅(I)(和光純薬工業製)6.8mg(0.036mmol)、及びトリメチルシリルアセチレン(和光純薬工業製)0.67ml(0.46g、4.7mmol)(一般式(15)、(16)の化合物)を添加した。この混合物を50℃で7時間反応を実施した。得られた反応物にトルエン及び飽和食塩水を添加し、分相後、有機相を減圧濃縮し、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)、1,2−ジドデシル−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−ブロモベンゼンの黄色油状物2.29gを得た(収率86%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=7.31(s,1H),7.26(s,1H),2.58−2.44(m,4H),1.58−1.44(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.9Hz,6H),0.28(s,9H)。
MS m/z:590(M+,39%),575(M+−CH3,100%)。
合成例11−1) (1,2−ジドデシル−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−メチルチオベンゼンの合成)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器にTHF30mlを加え、−75℃に冷却し、tert−ブチルリチウム(関東化学製、1.46mol/l、ペンタン溶液)4.9ml(7.2mmol)を添加した。合成例10で合成した1,2−ジドデシル−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−ブロモベンゼン1.66g(2.81mmol)及びTHF12mlからなる溶液をキャヌラーを用いて−75℃下で投入した。−75℃で40分間撹拌した後、−75℃でジメチルジカルコゲニドとしてジメチルジスルフィド(シグマ−アルドリッチ製)669mg(7.10mmol)を添加した。−75℃で1時間撹拌後、3M塩酸水溶液を添加し、反応を停止させた。トルエン及び水を加え分相し、トルエンで抽出した。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;ヘキサン及びヘキサン:ジクロロメタン=10:1)、1,2−ジドデシル−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−メチルチオベンゼンの薄黄色固油状物1.45gを得た(収率92%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=7.21(s,1H),6.92(s,1H),2.62−2.44(m,4H),2.47(s,3H),1.58−1.44(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.9Hz,6H),0.27(s,9H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例11−1)で合成した1,2−ジドデシル−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−メチルチオベンゼン1.10(1.97mmol)を加え、合成例6−2)と同様な操作を繰り返して1,2−ジドデシル−5−エチニル−4−メチルチオベンゼンの合成した(907mg、収率95%)。
100mlシュレンク反応容器に合成例6で合成した6,7−ジ(ペンタデシル)−2−エチニル−3−メチルチオアントラセン103mg(0.154mmol)及び合成例11で合成した1,2−ジドデシル−5−エチニル−4−メチルチオベンゼン76.6mg(0.158mmol)を加え、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(溶媒;ヘキサン及びヘキサン:ジクロロメタン=10:1)した以外は実施例1と同様な操作を繰り返して{6,7−ジ(ペンタデシル)−3−メチルチオアントリル−2−}{4’,5’−ジドデシル−2’−メチルチオフェニル}ブタジインを合成した(40.8mg、収率23%)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例5で合成した{6,7−ジ(ペンタデシル)−3−メチルチオアントリル−2−}{4’,5’−ジドデシル−2’−メチルチオフェニル}ブタジイン40.8mg(0.035mmol)を用いた以外は実施例2と同様な操作を繰り返して{3−ヨード−7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}{3’−ヨード−5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}を合成した(46.2mg、収率96%)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例6で合成した{3−ヨード−7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}{3’−ヨード−5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}46.2mg(0.034mmol)を添加し、実施例3と同様な操作を繰り返して{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}を合成した(19.5mg、収率51%)。
合成例1で4−ブロモフタルイミドの代わりにフタルイミドを使用し、ヨウ素をフタルイミド1当量に対して1.05当量用いた以外は合成例1と同じ操作を繰り返して4,5−ジヨード無水フタル酸を収率45%で得た。
1H NMR(重トルエン,80℃):δ=7.65(s,1H),7.07(s,1H)。
合成例12で得られた4,5−ジヨード無水フタル酸12.6g(31.4mmol)、合成例8で得られた1,2−ジ(ドデシル)ベンゼン13.1g(31.4mmol)を用い、合成例3と同様の操作を繰り返すことで、6,7−ジ(ドデシル)−2,3−ジヨードアントラキノンの淡黄色固体9.76g(12.2mmol)を得た(収率39%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.69(s,2H),8.04(s,2H),2.75(t,J=7.6Hz,4H),1.67(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.3Hz,6H)。
合成例13で得られた6,7−ジ(ドデシル)−2,3−ジヨードアントラキノン2.60g(3.26mmol)を用い、合成例4と同様の操作を繰り返すことで、6,7−ジ(ドデシル)−2,3−ジヨードアントラセンの黄色固体1.95gを得た(収率78%)。
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.55(s,2H),8.13(s,2H),7.72(s,2H),2.78(t,J=7.6Hz,4H),1.71(m,4H),1.27(m,36H),0.88(t,J=6.5Hz,6H)。
合成例14で得られた6,7−ジ(ドデシル)−2,3−ジヨードアントラセン1.95g(2.54mmol)を用い、合成例5と同様の操作を繰り返すことで、6,7−ジ(ドデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−ヨードアントラセン1.14gを得た(収率61%)
1H NMR(CDCl3,22℃):δ=8.49(s,1H),8.19(s,1H),8.13(s,2H),7.72(s,2H),2.78(m,4H),1.68(m,4H),1.27(m,36H),0.88(t,J=6.3Hz,6H),0.33(s,9H)。
合成例15で得られた6,7−ジ(ドデシル)−2−(トリメチルシリル)エチニル−3−ヨードアントラセン1.14g(1.55mmol)を用い、合成例6と同様の操作を繰り返すことで、(6,7−ジ(ドデシル)−2−エチニル−3−メチルチオアントラセン673mg(1.15mmol)を得た(収率74%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.19(s,1H),8.13(s,2H),7.71(s,1H),7.70(s,1H),7.56(s,1H),3.46(s,1H),2.78(t,J=7.6Hz,4H),2.62(s,3H),1.71(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.8Hz,6H)。
合成例17−1) 5,6−ジ(ドデシル)−3−ヨード−2−(トリメチルシリル)ベンゾチオフェンの合成
窒素雰囲気下、200mlシュレンク反応容器に合成例11−1)で合成した1,2−ジ(ドデシル)−5−(トリメチルシリル)エチニル−4−メチルチオベンゼン(一般式(8)の化合物)1.73g(3.10mmol)及びジクロロメタン40mlを添加した。氷冷した後、ヨウ素810mg(3.19mmol)を添加し、室温で1時間攪拌した。得られた反応混合物に、亜硫酸水素ナトリウム水溶液を添加し、攪拌分相し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。さらに減圧濃縮し、5,6−ジ(ドデシル)−3−ヨード−2−(トリメチルシリル)ベンゾチオフェンのやまぶき色オイル2.06gを得た(収率99%)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例17−1)で合成した5,6−ジ(ドデシル)−3−ヨード−2−(トリメチルシリル)ベンゾチオフェン2.06g(3.08mmol)及びTHF30mlを添加した。−66℃に冷却し、イソプロピルマグネシウムブロマイド(東京化成工業製、0.78M)のTHF溶液9.5ml(7.4mmol)を滴下した。8時間かけて−5℃まで昇温後、プロトン性化合物としてメタノールを加えて反応をクエンチした。さらに水、3M塩酸水溶液を添加後、ヘキサン抽出した。得られ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)、5,6−ジ(ドデシル)−2−(トリメチルシリル)ベンゾチオフェンの無色オイル988mgを得た(収率59%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=7.63(s,1H),7.56(s,1H),7.35(s,1H),2.69(t,J=7.6Hz,4H),1.60(m,4H),1.27(m,36H),0.88(t,J=6.3Hz,6H),0.35(s,9H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例17−2)で合成した5,6−ジ(ドデシル)−2−(トリメチルシリル)ベンゾチオフェン944mg(1.73mmol)及びジクロロメタン30mlを添加した。0℃に冷却後、1塩化ヨウ素(シグマーアルドリッチ製、1.0M)のジクロロメタン溶液1.75ml(1.75mmol)を添加した。得られた混合物を室温で1.5時間反応を行った。得られた反応混合物を0℃室温に冷却後、亜硫酸ナトリウム水溶液を添加し、分相し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。さらに減圧濃縮し、5,6−ジ(ドデシル)−2−ヨードベンゾチオフェンの淡黄固体1.03gを得た(収率100%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=7.51(s,1H),7.46(s,1H),7.40(s,1H),2.66(t,J=7.7Hz,4H),1.60(m,4H),1.26(m,36H),0.88(t,J=6.3Hz,6H)。
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6,7−ジ(ドデシル)−2−エチニル−3−メチルチオアントラセン673mg(1.15mmol)、合成例17で合成した5,6−ジ(ドデシル)−2−ヨードベンゾチオフェン739mg(1.23mmol)、トルエン8ml、及びトリエチルアミン2mlを添加した。さらにジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(和光純薬工業製)9.1mg(0.013mmol)、及びヨウ化銅(I)(和光純薬工業製)2.5mg(0.013mmol)を添加した。この混合物を室温で1時間反応を実施した。得られた反応混合物を氷冷し、3M塩酸水溶液6mlを添加し反応をクエンチした。トルエンで抽出し、有機相を水で洗浄後、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)、3−メチルチオ−2−{5,6−ジ(ドデシル)−2−ベンゾチエニルエチニル}−6,7−ジ(ドデシル)アントラセンの黄色固体1.05gを得た(収率86%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.21(s,1H),8.17(s,1H),8.15(s,1H),7.72(s,1H),7.70(s,1H),7.59(s,1H),7.55(s,1H),7.54(s,1H),7.49(s,1H),2.84−2.66(m,8H),2.65(s,3H),1.80−1.58(m,8H),1.27(m,72H),0.88(t,J=6.3Hz,12H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に合成例18で合成した3−メチルチオ−2−{5,6−ジ(ドデシル)−2−ベンゾチエニルエチニル}−6,7−ジ(ドデシル)アントラセン1.05g(0.996mmol)及びジクロロメタン25mlを添加した。ここへヨウ素252mg(0.991mmol)を添加し、室温で1時間攪拌した。得られた反応混合物を減圧濃縮し、{3−ヨード−7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}の赤色固体1.15gを得た(収率99%)。
1H NMR(CDCl3,23℃):δ=8.55(s,1H),8.44(s,1H),8.38(s,1H),8.33(s,1H),7.86(s,1H),7.77(s,2H),7.64(s,2H),2.85−2.70(m,8H),1.81−1.60(m,8H),1.28(m,72H),0.88(t,J=6.3Hz,12H)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に実施例8で合成した{3−ヨード−7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}1.15g(0.993mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業製)12.0mg(0.0103mmol)、炭酸カリウム282mg(2.04mmol)、及び1−ブタノール30mlを添加した。得られた混合物を100℃で5時間反応させた。得られた反応混合物をそのままシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通し、さらにヘキサン、ジクロロメタン、トルエンの順に溶媒を流し、目的物を含む成分を取りだした。得られた残渣をトルエンから4回再結晶精製し、{7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}の橙色固体673mgを得た(収率65%、高速液体クロマトグラフィー分析による純度は99.1%)
1H NMR(CDCl3,50℃):δ=8.41(s,1H),8.35(s,1H),8.33(s,2H),7.73(s,2H),7.58(s,1H),7.55(s,1H),7.50(s,1H),7.46(s,1H),2.80(t,J=7.5Hz,4H)2.75−2.66(m,4H),1.80−1.55(m,8H),1.28(m,72H),0.88(t,J=6.3Hz,12H)。
MS m/z:1039(M+,100%)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク容器にトルエン5.4gを添加し、凍結(液体窒素)−減圧−窒素置換−融解から成るサイクルを3回繰り返すことで溶存酸素を除去した。そこへ実施例3で合成したビ{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}の赤色固体7.1mgを添加し、80℃に加熱し溶解させ、ビ{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}を含む耐酸化性有機半導体材料を合成した(赤色溶液)。次に、このシュレンク容器の上部の栓を開け、10分間、外気に接触させることで空気を導入し(耐酸化性評価)、さらに80℃で撹拌したが、色の変化は見られなかった。したがって、色の変化が見られなかったことから、耐酸化性に優れるものであった。さらにこの溶液を80℃、1時間、撹拌下で空気と接触させても溶液の色の変化は見られず、耐酸化性に優れるものであった。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク容器にトルエン2.0gを添加し、凍結(液体窒素)−減圧−窒素置換−融解から成るサイクルを3回繰り返すことで溶存酸素を除去した。そこへ実施例9で合成した{7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}の橙色固体14.4mgを添加し、40℃に加熱し溶解させ、{7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}を含む耐酸化性有機半導体材料を合成した(赤色溶液)。次に、このシュレンク容器の上部の栓を開け、10分間、外気に接触させることで空気を導入し(耐酸化性評価)、さらに40℃で撹拌したが、色の変化は見られなかった。さらに高速液体クロマトグラフィーで分析したが純度の低下は見られなかった。従って、耐酸化性に優れるものであった。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク容器に実施例3で合成したビ{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}の赤色固体6.5mgをトルエン15gと混合し、80℃で1時間撹拌し、ビ{7,8−ジ(ペンタデシル)アントラチオフェニル−2−}の赤色溶液を調製した(ビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を含む耐酸化性有機半導体材料の合成)。
窒素雰囲気下、100mlシュレンク容器に実施例9で合成した{7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}の橙色固体6.2mgをトルエン1.5gと混合し、40℃に加温し、{7,8−ジ(ドデシル)アントラチオフェニル−2−}{5’,6’−ジ(ドデシル)ベンゾチオフェニル−2’−}の赤色溶液を調製した(ビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を含む耐酸化性有機半導体材料の合成)。
ペンタセンを用いて耐酸化性を評価した。
「ジャーナル オブ マテリアルズ ケミストリィー」、(英国)、2008年、18巻、3442−3447頁に記載の[2,2’]ビ[ナフト[2,3−b]チオフェニル]を合成し、それを用いて有機薄膜の作製を評価した。
Claims (13)
- T1及びT2が硫黄原子であることを特徴とする請求項1に記載のビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体。
- 請求項3に記載の一般式(2)で示されるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体をメタル化剤と反応させた後、プロトン性化合物と反応させることを特徴とする請求項1又は2に記載のビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の製造方法。
- 請求項3に記載の一般式(2)で示されるビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体をパラジウム触媒及び/又はニッケル触媒存在下、炭素数1〜8のアルコール及び塩基と反応させることを特徴とする請求項1又は2に記載のビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体の製造方法。
- 請求項4に記載の一般式(3)で示されるジ(メチルカルコゲノ)ジアントリルブタジイン誘導体とハロゲン誘導体と反応させることを特徴とする請求項3に記載のビ(ハロアントラカルコゲノフェニル)誘導体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載のビ(アントラカルコゲノフェニル)誘導体を含むことを特徴とする耐酸化性有機半導体材料。
- 請求項11に記載の耐酸化性有機半導体材料を用いることを特徴とする有機薄膜。
- 有機薄膜が基板上に形成されることを特徴とする請求項12に記載の有機薄膜。
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