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JP6517518B2 - Organic compound precipitation method and apparatus therefor - Google Patents
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Description

本発明は、有機ELなどに使用される有機半導体などの有機化合物の結晶成長方法、精製方法及びその装置に関する。   The present invention relates to a crystal growth method, purification method and apparatus of organic compounds such as organic semiconductors used for organic EL and the like.

有機半導体などの有機化合物は、微量の不純物の混入が電子デバイスとして利用したときの性能を大きく低下させるために、より純度の高い単結晶などの結晶の作製方法が種々検討されている。   With respect to organic compounds such as organic semiconductors, various methods for producing crystals such as single crystals having higher purity have been studied in order to significantly reduce the performance when the incorporation of a small amount of impurities is utilized as an electronic device.

従来、有機化合物を精製するために、それら有機化合物を溶媒に溶かし、温度差、溶媒の蒸発など溶媒の物理的変化を用いて溶媒に対する有機化合物の溶解度の差を利用して所望の有機化合物を結晶として析出させる方法が行われてきた。また、熱源を用いて減圧下で有機化合物を昇華させた後に冷却して捕集する昇華による精製方法も行われている。   Conventionally, in order to purify an organic compound, the organic compound is dissolved in a solvent, and the desired organic compound is utilized by utilizing the difference in solubility of the organic compound in the solvent using physical changes in the solvent such as temperature difference and evaporation of the solvent. Methods have been used to precipitate as crystals. Moreover, the purification method by sublimation which cools and collects after sublimating an organic compound under reduced pressure using a heat source is also performed.

非特許文献1には、有機半導体化合物をレーザーにより加熱させて昇華させ、昇華させた有機半導体化合物をイオン液体中で単結晶として析出させるというイオン液体を介した真空蒸着方法が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a vacuum deposition method via an ionic liquid in which an organic semiconductor compound is heated by a laser to be sublimated, and the sublimed organic semiconductor compound is precipitated as a single crystal in an ionic liquid.

Y.Matsumoto,APPLIED PHYSICS LETTERS 101、083303(2012)Y. Matsumoto, APPLIED PHYSICS LETTERS 101, 083303 (2012)

しかしながら、非特許文献1に開示されているイオン液体を介した真空蒸着方法では、レーザーが照射されたごく限られた有機半導体化合物しか加熱され昇華されないため、得られる結晶は分析機器による分析が困難であるほど微量であった。   However, according to the vacuum evaporation method through an ionic liquid disclosed in Non-Patent Document 1, only the limited organic semiconductor compound irradiated with the laser is heated and sublimated, so that the obtained crystal is difficult to analyze by an analyzer. It was so trace amount.

そこで、本発明は、有機半導体など高純度であることが求められる有機化合物を精製する方法において、工業的に生産するためにそれら有機化合物を効率的に大量に取得する方法及び装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a method and apparatus for efficiently obtaining a large amount of organic compounds for industrial production in the method of purifying organic compounds required to have high purity such as organic semiconductors. As an issue.

〔1〕すなわち、本発明は、それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋、下蓋及び前記 上蓋と前記下蓋との間に介在された連結部材により形成された気化室内であって、前 記下蓋に円環状に設けられた載置部に載置された有機化合物が、前記気化室を覆う加 熱装置によって減圧状態で加熱されて気化される気化工程と、気化された前記有機化 合物が前記載置部の円環内側に位置する前記気化室の一部から突設された排出部へ不 活性ガスによって搬送される搬送工程と、前記排出部が接触するイオン液体を充填す る析出容器において前記イオン液体から前記有機化合物が析出する析出工程とを有す ることを特徴とする有機化合物析出方法である。 [1] Namely, the present invention is, upper lid provided with a cavity in each heart, a vaporizing chamber which is formed by interposing been connecting member between the lower cover and the lower cover and the upper cover, before Symbol A step of vaporizing the organic compound placed on the lower lid, the organic compound placed on the annularly disposed placement portion being heated under reduced pressure by the heating device covering the vaporization chamber, and the vaporized organic compound A process of transporting a substance by an inert gas to a discharge section projecting from a part of the vaporization chamber located inside the annular ring of the mounting section, and filling the ionic liquid with which the discharge section contacts. A method of depositing an organic compound, comprising: a deposition step of depositing the organic compound from the ionic liquid in a deposition vessel.

〔2〕そして、それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋、下蓋及び前記上蓋と前記下 蓋との間に介在された連結部材により形成された気化室内であって、前記下蓋に円環 状に設けられた載置部に載置された有機化合物が、前記気化室を覆う加熱装置によっ て減圧状態で加熱されて気化される気化工程と、気化された前記有機化合物が前記載 置部の円環内側に位置する前記気化室の一部から鉛直下向きに直線状に突設された排 出部へ不活性ガスにより搬送される搬送工程と、前記排出部から所定の距離を隔てて 位置するイオン液体を充填する析出容器において前記イオン液体から前記有機化合物 が析出する析出工程とを有することを特徴とする有機化合物析出方法である。 [2] Then, the upper lid which is provided with cavities in each heart, a vaporizing chamber which is formed by interposing been connecting member between the lower cover and the lower cover and the upper cover, the annular to said lower cover And an organic compound placed on the mounting portion provided in the form of a vapor is heated and vaporized in a reduced pressure state by a heating device covering the vaporization chamber, and the vaporized organic compound is placed as described above. A transfer step of transferring by inert gas to a discharge part projecting linearly straight downward from a part of the vaporization chamber located on the inner side of the ring of the part, and a predetermined distance from the discharge part And a deposition step of depositing the organic compound from the ionic liquid in the deposition container filled with the ionic liquid.

〔3〕そして、前記不活性ガスが、鉛直方向の上方から下方に向かって前記気化室に流入し、鉛直方向の上方から下方に向かって前記気化室から直線状に突設された前記排出部の排出口に向かって流れることを特徴とする前記〔1〕又は前記〔2〕に記載の有機化合物析出方法である。   [3] Then, the inert gas flows downward from above in the vertical direction into the vaporization chamber, and the discharge part is linearly projected from the vaporization chamber in the downward direction from above in the vertical direction. The method for depositing an organic compound according to the above [1] or [2], which flows toward the discharge port of the above.

〔4〕そして、前記析出容器から排出された前記イオン液体を用いて、他の溶媒と液液抽出方法により前記イオン液体中に含まれる化合物を抽出し前記イオン液体を再生する再生工程を有することを特徴とする前記〔1〕から前記〔3〕のいずれかに記載の有機化合物析出方法である。   [4] Then, using the ionic liquid discharged from the deposition vessel, there is a regeneration step of extracting a compound contained in the ionic liquid by another solvent and liquid-liquid extraction method to regenerate the ionic liquid. The organic compound precipitation method according to any one of the above [1] to [3].

〔5〕そして、加熱装置によって加熱され、それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋 、下蓋及び前記上蓋と前記下蓋との間に介在された連結部材により形成され、有機化 合物を載置し前記下蓋に円環状に設けられた載置部を有する気化室と、前記載置部の 円環内側に位置する前記気化室の一部より鉛直下向きに直線状に突設され、気化され た前記有機化合物が通る排出部と、前記排出部が接触するイオン液体を充填する析出 容器を備えることを特徴とする有機化合物析出装置である。
[5] Then, it is heated by a heating device, and is formed of an upper lid and a lower lid provided with a cavity in the central portion respectively and a connecting member interposed between the upper lid and the lower lid, and the organic compound is placed A vaporization chamber having a placement portion annularly provided on the lower lid, and a portion linearly projecting vertically downward from a part of the vaporization chamber located inside the annular ring of the placement portion, An organic compound deposition apparatus comprising: a discharge part through which the organic compound passes; and a deposition container filled with an ionic liquid which is in contact with the discharge part.

〔6〕そして、前記排出部の排出口の端部が、前記排出部の基部側より熱伝導が低い部材からなることを特徴とする前記〔5〕に記載の有機化合物析出装置である。 [6] The end portion of the discharge port of the discharge part is made of a member having a lower thermal conductivity than the base side of the discharge part, which is the organic compound deposition apparatus according to the above [5].

〔7〕そして、前記析出容器から排出された前記イオン液体と他の溶媒を混合する抽出装置を備えることを特徴とする前記〔5〕又は前記〔6〕に記載の有機化合物析出装置である。 [7] The organic compound deposition apparatus according to [5] or [6], further comprising an extraction device for mixing the ionic liquid discharged from the deposition container with another solvent.

本発明によれば、有機半導体など高純度であることが求められる有機化合物を精製方法において、工業的に生産するためにそれら有機化合物を効率的に大量に取得することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently obtain a large amount of organic compounds such as organic semiconductors which are required to have high purity in order to industrially produce them in a purification method.

本発明の第一実施形態の有機化合物析出装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram showing the organic compound precipitation device of a first embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態の有機化合物析出装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the organic compound precipitation apparatus of 2nd embodiment of this invention.

以下、本発明に係る有機化合物析出方法及びその装置に関する実施の形態について、添付の図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨が明記されていない限り、この形態に限定されるものではない。また、説明中の鉛直上下方向とは、図1における左右方向である。なお、数値範囲を表す表記は上限と下限を含むものである。   Hereinafter, embodiments of the method for depositing an organic compound and the apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that although the embodiments described below are specific examples preferable for practicing the present invention, various technical limitations have been made, but the present invention is intended to particularly limit the invention in the following description. It is not limited to this form unless otherwise specified. Moreover, the vertical up-down direction in description is the left-right direction in FIG. In addition, the notation showing a numerical range includes an upper limit and a lower limit.

図1に示すように、本発明の第一実施形態の有機化合物析出装置Eは、加熱装置2によって加熱される上蓋6、下蓋7及び連結部材8によって囲まれて形成される空間である気化室1、気化室1より突設される排出部3、排出部3が接触するイオン液体ILを充填する析出容器4を備えている。   As shown in FIG. 1, the organic compound deposition apparatus E of the first embodiment of the present invention is a space formed by being surrounded by the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 heated by the heating device 2. The chamber 1, the discharge unit 3 protruding from the vaporization chamber 1, and the deposition container 4 filled with the ionic liquid IL in contact with the discharge unit 3 are provided.

気化室1は、加熱装置2によって加熱される部材の壁面と有機化合物OCを載置する載置部71を有する空間である。図1に示す第一実施形態では、気化室1は、中心部に空洞を有する上蓋6及び下蓋7の間に円環状の連結部材8を介在させて形成される空間である。上蓋6、下蓋7及び連結部材8が加熱装置2によって加熱される部材であり、上蓋6、下蓋7及び連結部材8における気化室1との境界が気化室1の壁面に相当する。   The vaporization chamber 1 is a space having a wall surface of a member heated by the heating device 2 and a mounting portion 71 on which the organic compound OC is mounted. In the first embodiment shown in FIG. 1, the vaporization chamber 1 is a space formed by interposing an annular coupling member 8 between the upper lid 6 and the lower lid 7 having a cavity at the center. The upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 are members heated by the heating device 2, and the boundary between the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 with the vaporization chamber 1 corresponds to the wall surface of the vaporization chamber 1.

上蓋6、下蓋7及び連結部材8は、それぞれ分離可能に設けられている。上蓋6は、中心部に略円柱状の空洞が設けられており、その上面にはガスボンベGBから供給されるガスを供給するガス供給用パイプP1を接続するための貫通孔が設けられており、供給されたガスを中心部の空洞に送ることができる。そして、下蓋7は、中心部に空洞が設けられており、その上面には、原料となる有機化合物OCを載置する載置部71が円環状に窪んで設けられている。他の実施形態において、載置部71は、気化室1に対して開口し、排出部3へと続く中心部の空洞を埋めなければ下蓋7とは別部材の容器とすることなどができる。下蓋7の中心部の空洞には、中空の排出部3が接続されており、気化室1で気化された原料となる有機化合物OCをガスボンベGBからのガスにより排出部3に送ることができる。連結部材8は、上下方向に厚みのある円環状の部材であり、上蓋6の下面側及び下蓋7の上面側の間を一定の間隔で保つように上蓋6及び下蓋7と接続されることにより、所定の大きさの気化室1が形成される。上蓋6、下蓋7及び連結部材8は、熱伝導に優れた材料からなることが好ましく、具体的には、ステンレス、銅などの金属、ガラスなどの無機材料であることが好ましい。なお、図示していないが、気化室1の気密性を保つために、上蓋6、下蓋7及び連結部材8などの接続部分には耐熱性を有するガスケットが設けられていることが好ましい。   The upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 are provided so as to be separable. The upper lid 6 is provided with a substantially cylindrical cavity at the center, and a through hole for connecting a gas supply pipe P1 for supplying the gas supplied from the gas cylinder GB is provided on the upper surface thereof. The supplied gas can be sent to the central cavity. The lower lid 7 is provided with a cavity at its central portion, and on the upper surface thereof, a placement portion 71 for placing the organic compound OC as a raw material is provided in an annular recessed shape. In another embodiment, the mounting portion 71 may be a container of a separate member from the lower lid 7 if it does not fill the hollow of the central portion that opens to the vaporization chamber 1 and continues to the discharge portion 3. . A hollow discharge part 3 is connected to the hollow of the central part of the lower lid 7, and the organic compound OC as the raw material vaporized in the vaporization chamber 1 can be sent to the discharge part 3 by the gas from the gas cylinder GB. . The connecting member 8 is an annular member having a thickness in the vertical direction, and is connected to the upper lid 6 and the lower lid 7 so as to keep a constant distance between the lower surface side of the upper lid 6 and the upper surface side of the lower lid 7. Thus, the vaporization chamber 1 of a predetermined size is formed. The upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 are preferably made of a material excellent in heat conduction, and specifically, preferably are inorganic materials such as metals such as stainless steel and copper, and glass. Although not shown, in order to maintain the airtightness of the vaporization chamber 1, it is preferable that a gasket having heat resistance be provided at the connecting portion such as the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8.

加熱装置2は、気化室1、析出容器4を加熱する部材である。第一実施形態において、加熱装置2は、図示しない温度制御装置により別々に温度が制御される電熱部材などからなり、断熱性材料からなる保温部5の内部に埋設されている。   The heating device 2 is a member for heating the vaporization chamber 1 and the deposition container 4. In the first embodiment, the heating device 2 is formed of an electric heating member or the like whose temperature is separately controlled by a temperature control device (not shown), and is embedded in the heat retaining portion 5 made of a heat insulating material.

加熱装置2は、上蓋6、下蓋7及び連結部材8の全部または一部を覆うように設けられていることから気化室1全体を覆っている。このため、気化室1にある原料である有機化合物OCが気化したときに、気化室1の壁面に析出して固着することにより、気化した有機化合物OCの流れを妨げることがなく、また、収率の低下を抑制することができる。そして、温度調節装置2´は、析出容器4の周囲を覆うように断熱性材料からなる保温部5の内部に設けられており、析出容器4を介して析出容器4内に充填されたイオン液体ILを加熱又は冷却するために温度の調節を行うことができる。イオン液体ILの加熱又は冷却を行うことにより、気化した有機化合物OCがイオン液体ILに溶解される溶解度を調節することができるため、有機化合物OCの飽和度と析出速度等の制御が可能となり、精製しようとする有機化合物の種類に応じて不純物の混入を最小限に抑えることができる。なお、温度調節装置2´は、加熱のみを行う機能のみを有し、加熱装置2と一体的に設けることもできる。   The heating device 2 is provided to cover all or a part of the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 so as to cover the entire vaporization chamber 1. For this reason, when the organic compound OC which is a raw material in the vaporization chamber 1 is vaporized, it is deposited on and fixed to the wall of the vaporization chamber 1 without interfering with the flow of the vaporized organic compound OC. It is possible to suppress the decrease in the rate. The temperature control device 2 ′ is provided inside the heat insulating portion 5 made of a heat insulating material so as to cover the periphery of the deposition container 4, and the ionic liquid filled in the deposition container 4 via the deposition container 4. Temperature adjustments can be made to heat or cool the IL. By heating or cooling the ionic liquid IL, it is possible to control the solubility of the vaporized organic compound OC in the ionic liquid IL, so that the saturation degree and the deposition rate of the organic compound OC can be controlled. Depending on the type of organic compound to be purified, the contamination of impurities can be minimized. In addition, temperature control apparatus 2 'has only the function which only heats, and can also be provided integrally with the heating apparatus 2. As shown in FIG.

排出部3は、気化室1より突設され、気化された有機化合物OCが内部を通る部材である。排出部3は中空状であるため、気化室1で気化された有機化合物OCが通ることができる。第一実施形態では、排出部3は、下蓋7と接続される略円筒形状の基部32と、析出容器4側にあり基部32より直径の小さい略円筒状の排出口31を有しており、気化室1より鉛直下向きに直線状に設けられている。気化された有機化合物OCが、排出口31からイオン液体IL中に排出されて溶解し、そして、過飽和状態となり、溶解及び析出の繰り返しが起こる溶解平衡に達する。このようにして、有機化合物OCが単結晶などの結晶として析出し、析出容器4の内部において析出量が増加する。また、第一実施形態において、排出口31は、イオン液体ILに埋入して接触しているが、他の実施形態において、排出口31の端部とイオン液体ILの液面が同一平面となるように接していてもよく、また、排出口31とイオン液体ILの液面との間に所定の距離を隔てるように隙間が設けられていてもよい。排出口31とイオン液体ILの液面の間に隙間があるときは、気化された有機化合物OCは、イオン液体ILの液面又は液中にて結晶化され析出する。   The discharge part 3 is a member which is provided protruding from the vaporization chamber 1 and through which the vaporized organic compound OC passes. Since the discharge part 3 is hollow, the organic compound OC vaporized in the vaporization chamber 1 can pass through. In the first embodiment, the discharge unit 3 has a substantially cylindrical base 32 connected to the lower lid 7 and a substantially cylindrical discharge port 31 on the deposition container 4 side and smaller in diameter than the base 32. , Vertically downward from the vaporization chamber 1. The vaporized organic compound OC is discharged from the outlet 31 into the ionic liquid IL, dissolves, and becomes supersaturated to reach a dissolution equilibrium where repeated dissolution and precipitation occur. In this manner, the organic compound OC is precipitated as crystals such as single crystals, and the amount of precipitation increases inside the precipitation vessel 4. In the first embodiment, the discharge port 31 is embedded in and in contact with the ionic liquid IL, but in another embodiment, the end of the discharge port 31 and the liquid surface of the ionic liquid IL are in the same plane. It may be in contact so as to become, or a gap may be provided between the discharge port 31 and the liquid surface of the ionic liquid IL to separate a predetermined distance. When there is a gap between the outlet 31 and the liquid surface of the ionic liquid IL, the vaporized organic compound OC is crystallized and precipitated in the liquid surface or liquid of the ionic liquid IL.

排出部3は、熱伝導に優れた材料からなることが好ましく、具体的には、ステンレス、銅などの金属、ガラスなどの無機材料であることが好ましい。また、他の実施形態において、排出口31のイオン液体ILと接触する端部が、基部32側よりも熱伝導が低い部材とすることができる。これにより、排出部3が加熱装置2により下蓋7を介して加熱されたとしても、イオン液体ILにはその熱が伝わりにくいため、より緻密にイオン液体ILの温度を制御することができる。   The discharge part 3 is preferably made of a material excellent in heat conduction, and specifically, is preferably a metal such as stainless steel or copper, or an inorganic material such as glass. Furthermore, in another embodiment, the end of the discharge port 31 in contact with the ionic liquid IL can be a member whose heat conduction is lower than that of the base 32 side. Thereby, even if the discharge part 3 is heated by the heating device 2 through the lower lid 7, the heat is hardly transmitted to the ionic liquid IL, so that the temperature of the ionic liquid IL can be controlled more precisely.

析出容器4は、下蓋7の下部に取り付けられイオン液体ILが充填される部材である。第一実施形態では、析出容器4は、上部に開口を有する上下方向に長い容器であり、内部にイオン液体ILを充填しており、排出部3の排出口31が挿入されている。析出容器4は、熱伝導に優れた材料からなることが好ましく、具体的には、ステンレス、銅などの金属、ガラスなどの無機材料であることが好ましい。   The deposition container 4 is a member attached to the lower part of the lower lid 7 and filled with the ionic liquid IL. In the first embodiment, the deposition container 4 is a vertically long container having an opening at the top, the inside of which is filled with the ionic liquid IL, and the discharge port 31 of the discharge unit 3 is inserted. The deposition container 4 is preferably made of a material excellent in heat conduction, and specifically, preferably is an inorganic material such as a metal such as stainless steel or copper, or glass.

本発明で使用される有機化合物OCは、固体から気体に昇華する有機化合物や、液体から気体に蒸発する有機化合物であり、昇華や蒸発により気化し得る有機化合物である。有機化合物OCは、気化室1で加熱されることにより気化し、析出容器4に充填されたイオン液体IL中で析出することにより、気化室1の載置部71に載置された原料である有機化合物OCに含まれる不純物が取り除かれてその純度が高くなる。このように、高純度化のために用いられる有機化合物OCとしては、有機EL、有機電界効果トランジスタ、有機太陽電池などに使用される有機半導体などが好ましい。具体的に、有機半導体としては、ペンタセン、アントラセン、ルブレン、テトラシアノキノジメタン<TCNQ>、オリゴチオフェン化合物、フタロシアニン類化合物、ペリレン類化合物、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム<Alq3>、テトラチアフルバレン<TTF>、テトラチアフルバレン類化合物、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム錯体、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼンなどが好ましい。   The organic compound OC used in the present invention is an organic compound which sublimes from a solid to a gas, and an organic compound which evaporates from a liquid to a gas, and is an organic compound which can be vaporized by sublimation or evaporation. The organic compound OC is a raw material placed on the mounting portion 71 of the vaporization chamber 1 by being vaporized by being heated in the vaporization chamber 1 and deposited in the ionic liquid IL filled in the deposition vessel 4. The impurities contained in the organic compound OC are removed to increase its purity. Thus, as organic compound OC used for high purification, the organic semiconductor etc. which are used for organic EL, an organic field effect transistor, an organic solar cell, etc. are preferable. Specifically, as organic semiconductors, pentacene, anthracene, rubrene, tetracyanoquinodimethane <TCNQ>, oligothiophene compounds, phthalocyanine compounds, perylene compounds, tris (8-quinolinolato) aluminum <Alq3>, tetrathiafulvalene <TTF>, tetrathiafulvalene compounds, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, bis (10-hydroxybenzo) [H] Quinolinato) beryllium complex, 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -3,4-oxadiazol-2-yl] benzene and the like are preferable.

本発明で使用されるイオン液体ILは、25〜30℃程度の常温で、液体で存在する塩である。イオン液体ILは不揮発性の有機溶媒であり、減圧下で加熱しても蒸発することがないため、有機化合物OCを再結晶による析出によって精製を行う溶媒として非常に有用である。具体的に、イオン液体ILとして、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド<Emin/TFSI>、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド<BMIM/TFSI>、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド<EMIM/TFSI>、1−オクチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド<OMIM/TFSI>、3−メチル−1−プロピルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドなどが好ましい。   The ionic liquid IL used in the present invention is a salt which exists in a liquid state at normal temperature of about 25 to 30 ° C. The ionic liquid IL is a non-volatile organic solvent and does not evaporate even when heated under reduced pressure, so it is very useful as a solvent for purification by precipitation of the organic compound OC by recrystallization. Specifically, as the ionic liquid IL, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide <Emin / TFSI>, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide BMIM / TFSI>, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide <EMIM / TFSI>, 1-octyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide <OMIM / TFSI> And 3-methyl-1-propylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and the like are preferable.

ガスボンベGBは、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを封入したボンベであり、連結されるガス供給用パイプP1を通じて、気化室1に供給される。そして、気化室1に供給された不活性ガスは、気化された有機化合物OCと共に排出部3を通って、析出容器4に充填されたイオン液体IL中に排出される。そして、イオン液体ILの液面から放出される不活性ガスは、下蓋7に設けられた貫通孔、ガス排出用パイプP2を通って、真空ポンプVPへと吸引される。   The gas cylinder GB is a cylinder in which an inert gas such as nitrogen or argon is sealed, and is supplied to the vaporization chamber 1 through the connected gas supply pipe P1. Then, the inert gas supplied to the vaporization chamber 1 is discharged together with the vaporized organic compound OC through the discharge unit 3 into the ionic liquid IL filled in the deposition container 4. Then, the inert gas released from the liquid surface of the ionic liquid IL is drawn into the vacuum pump VP through the through hole provided in the lower lid 7 and the gas discharge pipe P2.

図2に、本発明の第二実施形態を示す。図1に示す第一実施形態では、析出容器4に析出した有機化合物OCを取り出すためには、有機化合物析出装置Eを分解して取り出す必要があり手間である。しかし、第二実施形態では、有機化合物析出装置Eを分解しなくても析出容器4に析出した有機化合物OCを取り出すことができるため、連続的に精製することができて効率が良い。   FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment shown in FIG. 1, in order to take out the organic compound OC deposited in the deposition container 4, it is necessary to disassemble and take out the organic compound deposition apparatus E, which is laborious. However, in the second embodiment, since the organic compound OC deposited in the deposition container 4 can be taken out without decomposing the organic compound deposition apparatus E, purification can be performed continuously, which is efficient.

第二実施形態は、有機化合物析出装置Eに、固液分離機SLS、抽出装置EE、溶媒タンクSTが付加されている。有機化合物析出装置Eから排出された有機化合物OC及びイオン液体ILの混合物は、固液分離機SLSに移送され、固体である有機化合物OCと液体であるイオン液体ILに分離される。分離されたイオン液体ILは、抽出装置EEに移送されて、溶媒タンクSTに蓄えられているヘキサン、ベンゼン、トルエンなどイオン液体ILではない他の溶媒と抽出装置EE内で液液抽出方法によりイオン液体ILに含有されている有機化合物OCや不純物などの化合物を他の溶媒に抽出させてイオン液体ILを再利用できるようにする。このように、再生されたイオン液体ILは、有機化合物析出装置Eの析出容器4に送液され得る。イオン液体ILは、不揮発性であるため、精製するためには蒸留を行うことが困難であり、液液抽出方法により行われることが好ましい。なお、抽出するために用いられた他の溶媒は、抽出装置EEから排出して、廃棄されるか、若しくは蒸留等によって再利用される。   In the second embodiment, a solid-liquid separator SLS, an extraction device EE, and a solvent tank ST are added to the organic compound deposition device E. A mixture of the organic compound OC and the ionic liquid IL discharged from the organic compound precipitation device E is transferred to the solid-liquid separator SLS and separated into the solid organic compound OC and the liquid ionic liquid IL. The separated ionic liquid IL is transferred to the extraction device EE, and is stored in the solvent tank ST, such as hexane, benzene, toluene, and other solvents that are not the ionic liquid IL and the extraction device EE by the liquid-liquid extraction method Compounds such as the organic compound OC and impurities contained in the liquid IL are extracted into another solvent so that the ionic liquid IL can be reused. Thus, the regenerated ionic liquid IL can be sent to the deposition container 4 of the organic compound deposition apparatus E. Since the ionic liquid IL is non-volatile, it is difficult to carry out distillation for purification, and it is preferable to carry out by a liquid-liquid extraction method. The other solvent used for extraction is discharged from the extraction device EE and discarded or reused by distillation or the like.

固液分離機SLSは、フィルターなどにより固体と液体を分離する濾過機、遠心力により固体と液体を分離する遠心分離機など種々の装置を使用することができる。また、抽出装置EEには、内容物の温度調節ができるようにヒーター及び間接的な冷却装置が内設されていてもよい。   The solid-liquid separator SLS can use various devices such as a filter that separates solid and liquid by a filter or the like, and a centrifuge that separates solid and liquid by centrifugal force. In addition, in the extraction device EE, a heater and an indirect cooling device may be provided so as to adjust the temperature of the contents.

有機化合物析出装置Eのうち、おおよその部材は第一実施形態と共通している。第一実施形態と大きく異なる点は、下蓋7に抽出装置EEから再生されたイオン液体が送液される送液ラインが設けられている点、析出容器4の底に有機化合物OC及びイオン液体ILの混合物を排出できる部材が設けられている点である。他の部材については、第一実施形態における部材を利用することができる。   The approximate members of the organic compound deposition apparatus E are the same as in the first embodiment. A significant difference from the first embodiment is that the lower lid 7 is provided with a liquid transfer line through which the ionic liquid regenerated from the extraction device EE is fed, and the organic compound OC and the ionic liquid are provided at the bottom of the deposition container 4 It is the point provided with the member which can discharge the mixture of IL. For other members, the members in the first embodiment can be used.

そして、本発明の有機化合物析出方法は、気化工程S1と、搬送工程S2と、析出工程S3を有しており、以下に説明する。   And the organic compound precipitation method of this invention has vaporization process S1, conveyance process S2, and precipitation process S3, and demonstrates it below.

気化工程S1は、気化室1内に載置された有機化合物OCが、気化室1を覆う加熱装置2によって減圧状態で加熱されて気化される工程である。第一実施形態及び第二実施形態において、真空ポンプVPによって気化室1を減圧して、加熱装置2によって、上蓋6、下蓋7及び連結部材8を加熱することにより気化室1を加熱して、載置部71に載置された原料である有機化合物OCを昇華又は蒸発させることにより気化させる。適宜ガスボンベGBより不活性ガスが気化室1に流入しているために、気化室1の真空度は10−3〜10−1Torrに調節されていることが好ましい。気化室1の真空度がこの範囲内であると、上蓋6、下蓋7及び連結部材8などが耐えられる範囲で加熱することができるとともに、気化された有機化合物OCを搬送させる十分な量の不活性ガスを気化室1に導入することができる。なお、気化室1の真空度は、図示しない圧力計を気化室1と連結させるなどによって測定することができる。 The vaporization step S1 is a step in which the organic compound OC placed in the vaporization chamber 1 is heated and vaporized in a reduced pressure state by the heating device 2 covering the vaporization chamber 1. In the first embodiment and the second embodiment, the vaporization chamber 1 is heated by reducing the pressure of the vaporization chamber 1 by the vacuum pump VP and heating the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 by the heating device 2. The organic compound OC, which is a raw material placed on the placement unit 71, is vaporized by sublimation or evaporation. The degree of vacuum of the vaporization chamber 1 is preferably adjusted to 10 −3 to 10 −1 Torr, since the inert gas appropriately flows from the gas cylinder GB into the vaporization chamber 1. If the degree of vacuum of the vaporization chamber 1 is within this range, the upper lid 6, the lower lid 7, the connecting member 8 and the like can be heated within a durable range, and a sufficient amount of the vaporized organic compound OC is transported An inert gas can be introduced into the vaporization chamber 1. The degree of vacuum of the vaporization chamber 1 can be measured by connecting a pressure gauge (not shown) to the vaporization chamber 1 or the like.

搬送工程S2は、気化された有機化合物OCが気化室1から突設された排出部3へ不活性ガスにより搬送される工程である。本実施形態において、気化室1の上部から気化室1に流入した不活性ガスが、気化された有機化合物OCを巻き込みながら、下蓋7に取り付けられた排出部3の排出口31に向かって鉛直方向の上方から下方へと直線状に流れることによって、気化された有機化合物OCを排出部3の排出口31まで搬送する。第一実施形態及び第二実施形態では、とりわけ、不活性ガスが、気化室1からイオン液体ILまで直線状に流れるために、気化室1において不活性ガスの流路の周囲で気化した有機化合物OCを満遍なく巻き込みながら、排出部3で滞ることなくイオン液体ILまで搬送することができる。   The transport step S2 is a step in which the vaporized organic compound OC is transported by the inert gas to the discharge unit 3 provided protruding from the vaporization chamber 1. In the present embodiment, the inert gas flowing into the vaporization chamber 1 from the upper portion of the vaporization chamber 1 is vertically directed toward the discharge port 31 of the discharge portion 3 attached to the lower lid 7 while entraining the vaporized organic compound OC. The vaporized organic compound OC is transported to the discharge port 31 of the discharge unit 3 by flowing linearly from the upper side to the lower side of the direction. In the first embodiment and the second embodiment, an organic compound vaporized around the flow path of the inert gas in the vaporization chamber 1 to cause the inert gas to flow linearly from the vaporization chamber 1 to the ionic liquid IL, among others. It is possible to transport to the ionic liquid IL without stagnation at the discharge part 3 while uniformly engulfing OC.

析出工程S3は、排出部3が接触するイオン液体ILを充填する析出容器4においてイオン液体ILから有機化合物OCが析出する工程である。すなわち、気化された有機化合物OCがイオン液体ILに溶解し、そして、過飽和状態となり、溶解及び析出の繰り返しが起こる溶解平衡に達する。このようにして、有機化合物OCが単結晶などの結晶として析出し、析出容器4の内部において析出量が増加する。これにより、単結晶を成長させやすく、より精製の程度を向上させることができる。第一実施形態及び第二実施形態において、不活性ガスによって排出部3を通りイオン液体IL中に搬送された気化された有機化合物OCは、初期においてイオン液体ILに溶解するが、気化された有機化合物OCが連続してイオン液体IL中に搬送されるため溶解が飽和に達したときにイオン液体ILに溶解しきれなくなった有機化合物OCが単結晶などの結晶形態で、析出容器4に析出する。また、予めイオン液体ILに有機化合物OCを飽和若しくは飽和に近い状態まで溶解させておき、気化された有機化合物OCがイオン液体IL中に搬送されるとすぐに有機化合物OCを析出させることもできる。なお、析出容器4の周囲にある温度調節装置2´によりイオン液体ILを加熱又は冷却して温度調整することにより、有機化合物OCの溶解度、析出速度などを制御して不純物を最小限となるように結晶を析出させることができる。   The deposition step S3 is a step in which the organic compound OC is deposited from the ionic liquid IL in the deposition container 4 filled with the ionic liquid IL in contact with the discharge part 3. That is, the vaporized organic compound OC dissolves in the ionic liquid IL and becomes supersaturated, and reaches a dissolution equilibrium in which repeated dissolution and precipitation occur. In this manner, the organic compound OC is precipitated as crystals such as single crystals, and the amount of precipitation increases inside the precipitation vessel 4. Thereby, it is easy to grow a single crystal, and the degree of purification can be further improved. In the first embodiment and the second embodiment, the vaporized organic compound OC transported into the ionic liquid IL through the discharge unit 3 by the inert gas is initially dissolved in the ionic liquid IL, but the vaporized organic Since the compound OC is continuously transported into the ionic liquid IL and dissolution thereof reaches saturation, the organic compound OC which can not be dissolved completely in the ionic liquid IL is precipitated in the precipitation vessel 4 in the form of crystals such as single crystals. . Alternatively, the organic compound OC may be dissolved in the ionic liquid IL to a saturated or nearly saturated state in advance, and the organic compound OC may be precipitated as soon as the vaporized organic compound OC is transported into the ionic liquid IL. . The solubility and the deposition rate of the organic compound OC can be controlled to minimize impurities by heating or cooling the ionic liquid IL by means of a temperature control device 2 'around the deposition vessel 4 and controlling the temperature. Crystals can be precipitated.

さらに、図2に示す第二実施形態において、気化工程S1と、搬送工程S2と、析出工程S3だけでなく、再生工程S4も有することができる。すなわち、再生工程S4は、析出容器4から排出されたイオン液体ILを用いて、他の溶媒と液液抽出方法によりイオン液体IL中に含まれる化合物を抽出してイオン液体ILを再生する工程である。第二実施形態において、固液分離装置SLSによって分離されたイオン液体ILは、有機化合物OCと不純物を溶解している。このイオン液体ILは、抽出装置EEに移送されて、ヘキサン、ベンゼン、トルエンなどイオン液体ILではない他の溶媒と抽出装置EE内で液液抽出方法によりイオン液体ILに含有されている有機化合物OCや不純物などの化合物を他の溶媒に抽出させる。これにより、イオン液体ILから有機化合物OCや不純物などの化合物が完全に又はほとんど除去されるために、イオン液体ILは、有機化合物析出装置Eの析出容器4に送液され再利用される状態になる。   Furthermore, in the second embodiment shown in FIG. 2, not only the vaporization step S1, the transport step S2, and the precipitation step S3 but also the regeneration step S4 can be included. That is, the regeneration step S4 is a step of extracting the compound contained in the ionic liquid IL by another solvent and liquid-liquid extraction method using the ionic liquid IL discharged from the deposition container 4 to regenerate the ionic liquid IL. is there. In the second embodiment, the ionic liquid IL separated by the solid-liquid separator SLS dissolves the organic compound OC and the impurities. This ionic liquid IL is transferred to the extractor EE, and is an organic compound OC contained in the ionic liquid IL by a liquid-liquid extraction method in the extractor EE and other solvents that are not the ionic liquid IL such as hexane, benzene, toluene, etc. Extract compounds such as and impurities into other solvents. As a result, the ionic liquid IL is sent to the deposition container 4 of the organic compound deposition apparatus E and reused, since compounds such as the organic compound OC and impurities are completely or almost completely removed from the ionic liquid IL. Become.

第一実施形態の有機化合物析出装置Eを用いて、有機化合物OCの精製実験を行った。有機化合物OCとしてペンタセン100.5mg(Sigma−Aldrich製試薬)、イオン液体として1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド<Emin/TFSI>3.0ml(関東化学製試薬)、不活性ガスとしてアルゴンを用いた。   Purification experiment of organic compound OC was performed using the organic compound precipitation apparatus E of 1st embodiment. 100.5 mg of pentacene as an organic compound OC (reagent made by Sigma-Aldrich), 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide as an ionic liquid <Emin / TFSI> 3.0 ml (reagent made by Kanto Chemical Co., Ltd.) And argon was used as an inert gas.

ペンタセン、Emin/TFSIを所定箇所に準備した後に、真空ポンプVPで10−2Torrの減圧状態となるように調整した。そして、アルゴンを1.0mL/minで気化室1に導入し、加熱装置2で上蓋6、下蓋7及び連結部材8を350℃で2時間加熱し、温度調節装置2´で析出容器4を300℃で2時間加熱した。その後、加熱装置2、温度調節装置2´を止めて室温になるまで静置した。 After preparing pentacene and Emin / TFSI at predetermined positions, the pressure was adjusted to 10 −2 Torr by the vacuum pump VP. Then, argon is introduced into the vaporization chamber 1 at 1.0 mL / min, the upper lid 6, the lower lid 7 and the connecting member 8 are heated at 350 ° C. for 2 hours by the heating device 2, and the deposition container 4 is heated by the temperature control device 2 ′. Heated at 300 ° C. for 2 hours. Thereafter, the heating device 2 and the temperature control device 2 'were stopped and allowed to stand at room temperature.

析出容器4から析出した結晶を取り出したところ、イオン液体IL中から収率35%でペンタセンを回収した。また、排出部3の排出口31にも付着しており、排出口31から収率12.4%でペンタセンを回収した。イオン液体IL中から得られたペンタセンの結晶構造をXRDにて解析したところ、バルク相と思しき原料のペンタセンに比べると明らかに単結晶のみが精製されており、純度の高い結晶を得られていることが分かった。   When the crystals deposited from the deposition vessel 4 were taken out, pentacene was recovered from the ionic liquid IL with a yield of 35%. Moreover, it adhered also to the discharge port 31 of the discharge part 3, and pentacene was collect | recovered from the discharge port 31 with 12.4% of yield. When the crystal structure of pentacene obtained from the ionic liquid IL is analyzed by XRD, only a single crystal is clearly purified as compared with the bulk phase pentacene as a raw material, and a crystal with high purity is obtained I found that.

1・・・気化室
2・・・加熱装置
2´・・温度調節装置
3・・・排出部
31・・排出口
32・・基部
4・・・析出容器
5・・・保温部
6・・・上蓋
7・・・下蓋
71・・載置部
8・・・連結部材
E・・・有機化合物析出装置
OC・・有機化合物
IL・・イオン液体
VP・・真空ポンプ
GB・・ガスボンベ
P1・・ガス供給用パイプ
P2・・ガス排出用パイプ
SLS・固液分離機
EE・・抽出装置
ST・・溶媒タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vaporization chamber 2 ... heating apparatus 2 '.. Temperature control apparatus 3 ... Discharge part 31 .. Discharge port 32 .. Base part 4 ... Deposition container 5 ... Thermal insulation part 6 ... Upper lid 7 lower lid 71 ··· Mounting portion 8 · · · Connecting member E · · · Organic compound deposition device OC · · organic compound IL · · ionic liquid VP · · vacuum pump GB · · · gas cylinder P1 · · · Supply pipe P2 · · · Gas discharge pipe SLS · solid-liquid separator EE · · extraction device ST · · solvent tank

Claims (7)

それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋、下蓋及び前記上蓋と前記下蓋との間に介在された連結部材により形成された気化室内であって、前記下蓋に円環状に設けられた載置部に載置された有機化合物が、前記気化室を覆う加熱装置によって減圧状態で加熱されて気化される気化工程と、
気化された前記有機化合物が前記載置部の円環内側に位置する前記気化室の一部から鉛直下向きに直線状に突設された排出部へ不活性ガスにより搬送される搬送工程と、
前記排出部が接触するイオン液体を充填する析出容器において前記イオン液体から前記有機化合物が析出する析出工程と
を有することを特徴とする有機化合物析出方法。
In a vaporization chamber formed of an upper cover, a lower cover, and a connecting member interposed between the upper cover and the upper cover and the lower cover each provided with a hollow in the central portion, the mounting being annularly provided on the lower cover A vaporizing step in which an organic compound placed in the mounting portion is heated and vaporized in a reduced pressure state by a heating device covering the vaporization chamber;
A conveying step in which the vaporized organic compound is conveyed by inert gas from a part of the vaporization chamber located inside the annular ring of the placing portion to a discharge portion projecting linearly downward vertically ;
And depositing the organic compound from the ionic liquid in the deposition container filled with the ionic liquid in contact with the discharge part.
それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋、下蓋及び前記上蓋と前記下蓋との間に介在された連結部材により形成された気化室内であって、前記下蓋に円環状に設けられた載置部に載置された有機化合物が、前記気化室を覆う加熱装置によって減圧状態で加熱されて気化される気化工程と、
気化された前記有機化合物が前記載置部の円環内側に位置する前記気化室の一部から鉛直下向きに直線状に突設された排出部へ不活性ガスにより搬送される搬送工程と、
前記排出部から所定の距離を隔てて位置するイオン液体を充填する析出容器において前記イオン液体から前記有機化合物が析出する析出工程と
を有することを特徴とする有機化合物析出方法。
In a vaporization chamber formed of an upper cover, a lower cover, and a connecting member interposed between the upper cover and the upper cover and the lower cover each provided with a hollow in the central portion, the mounting being annularly provided on the lower cover A vaporizing step in which an organic compound placed in the mounting portion is heated and vaporized in a reduced pressure state by a heating device covering the vaporization chamber;
A conveying step in which the vaporized organic compound is conveyed by inert gas from a part of the vaporization chamber located inside the annular ring of the placing portion to a discharge portion projecting linearly downward vertically ;
2. A method of depositing an organic compound, comprising: a deposition container filled with an ionic liquid located at a predetermined distance from the discharge part, the deposition step of depositing the organic compound from the ionic liquid.
前記不活性ガスが、鉛直方向の上方から下方に向かって前記気化室に流入し、
鉛直方向の上方から下方に向かって前記気化室から直線状に突設された前記排出部の排出口に向かって流れることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機化合物析出方法。
The inert gas flows into the vaporization chamber downward from above in the vertical direction,
The organic compound deposition method according to claim 1, wherein the organic compound is deposited from the vertical direction from the upper side to the lower side toward the discharge port of the discharge part protruding linearly from the vaporization chamber.
前記析出容器から排出された前記イオン液体を用いて、他の溶媒と液液抽出方法により前記イオン液体中に含まれる化合物を抽出し前記イオン液体を再生する再生工程を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の有機化合物析出方法。 Using the ionic liquid discharged from the deposition container, the method includes a regeneration step of extracting a compound contained in the ionic liquid by another solvent and a liquid-liquid extraction method to regenerate the ionic liquid. The organic compound precipitation method in any one of Claim 1 to 3. 加熱装置によって加熱され、それぞれ中心部に空洞が設けられた上蓋、下蓋及び前記上蓋と前記下蓋との間に介在された連結部材により形成され、有機化合物を載置し前記下蓋に円環状に設けられた載置部を有する気化室と、
前記載置部の円環内側に位置する前記気化室の一部より鉛直下向きに直線状に突設され、気化された前記有機化合物が通る排出部と、
前記排出部が接触するイオン液体を充填する析出容器を備えることを特徴とする有機化合物析出装置。
It is heated by a heating device, and is formed of an upper lid, a lower lid, and a connecting member interposed between the upper lid and the upper lid and the lower lid each provided with a cavity in the central portion, an organic compound is placed and a circle is placed on the lower lid A vaporization chamber having a mounting portion provided annularly ;
A discharge portion which is vertically linearly protruded from a part of the vaporization chamber located inside the annular ring of the placing portion and through which the vaporized organic compound passes;
An organic compound deposition apparatus comprising: a deposition container filled with an ionic liquid with which the discharge unit comes in contact.
前記排出部の排出口の端部が、前記排出部の基部側より熱伝導が低い部材からなることを特徴とする請求項5に記載の有機化合物析出装置。 The end portion of the discharge port of the said discharge part consists of a member whose heat conduction is lower than the base side of the said discharge part, The organic compound precipitation apparatus of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 前記析出容器から排出された前記イオン液体と他の溶媒を混合する抽出装置を備えることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の有機化合物析出装置。   The organic compound deposition apparatus according to claim 5 or 6, further comprising an extraction device that mixes the ionic liquid discharged from the deposition container with another solvent.
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