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JP7159586B2 - Aromatic compounds, organic semiconductor layers, and organic thin film transistors - Google Patents
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JP7159586B2 - Aromatic compounds, organic semiconductor layers, and organic thin film transistors - Google Patents

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JP7159586B2 JP2018060781A JP2018060781A JP7159586B2 JP 7159586 B2 JP7159586 B2 JP 7159586B2 JP 2018060781 A JP2018060781 A JP 2018060781A JP 2018060781 A JP2018060781 A JP 2018060781A JP 7159586 B2 JP7159586 B2 JP 7159586B2
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Description

本発明は、有機半導体材料等の電子材料への展開が可能な新規な芳香族化合物、これを用いた有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタに関するものであり、特に溶解性及び耐熱性に優れることから様々なデバイス作製プロセスに適用可能な新規な芳香族化合物、これを用いた有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to novel aromatic compounds that can be applied to electronic materials such as organic semiconductor materials, organic semiconductor layers using the same, and organic thin-film transistors. The present invention relates to a novel aromatic compound applicable to various device fabrication processes, an organic semiconductor layer using the same, and an organic thin film transistor.

有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト及びフレキシブルといった無機半導体デバイスにはない特徴を有することから近年注目されている。この有機半導体デバイスは、有機半導体層、基板、絶縁層、電極等の数種類の材料から構成され、中でも電荷のキャリア移動を担う有機半導体層は該デバイスの中心的な役割を有している。そして、有機半導体デバイス性能は、この有機半導体層を構成する有機半導体材料のキャリア移動度により左右されることから、高キャリア移動度を与える有機半導体材料の出現が所望されている。 BACKGROUND ART Organic semiconductor devices represented by organic thin film transistors have attracted attention in recent years because they have features that inorganic semiconductor devices do not have, such as energy saving, low cost, and flexibility. This organic semiconductor device is composed of several kinds of materials such as an organic semiconductor layer, a substrate, an insulating layer, an electrode, etc. Among them, the organic semiconductor layer responsible for charge carrier movement plays a central role in the device. Since the performance of an organic semiconductor device depends on the carrier mobility of the organic semiconductor material that constitutes the organic semiconductor layer, there is a demand for an organic semiconductor material that provides high carrier mobility.

有機半導体層を作製する方法としては、高温真空下、有機材料を気化させて実施する真空蒸着法、有機材料を適当な溶媒に溶解させその溶液を塗布する塗布法等の方法が一般的に知られている。このうち、塗布法においては、高温高真空条件を用いることなく印刷技術を用いても実施することができるため、デバイス作製の大幅な製造コストの削減を図ることが期待でき、経済的に好ましいプロセスである。 Generally known methods for producing an organic semiconductor layer include a vacuum vapor deposition method in which an organic material is vaporized under high-temperature vacuum, and a coating method in which an organic material is dissolved in an appropriate solvent and the solution is applied. It is Of these, the coating method can be carried out using printing technology without using high-temperature and high-vacuum conditions, so it can be expected to significantly reduce the manufacturing cost of device fabrication, and is an economically preferable process. is.

このような塗布法に使用される有機半導体材料は、高いキャリア移動度、及びデバイス作製のプロセス上の観点から、130℃以上の耐熱性及び室温での溶解度が0.1重量%以上を持つことが好ましい。さらに、デバイスの観点からは電極との接触抵抗を小さくするためHOMOレベル-5.4eV以上であり、電極の仕事関数に近いことが好ましい。 The organic semiconductor material used in such a coating method should have heat resistance of 130° C. or higher and a solubility of 0.1% by weight or higher at room temperature from the viewpoint of high carrier mobility and device fabrication processes. is preferred. Further, from the device point of view, it is preferable that the HOMO level is -5.4 eV or more and close to the work function of the electrode in order to reduce the contact resistance with the electrode.

ここで、一般的に、縮合環系の棒状の分子長軸を有する低分子半導体は、高分子半導体と比べて結晶性が高いため高キャリア移動度を発現しやすいことが知られている。しかし、縮合環数が5以下では低融点及びHOMOレベルが低い課題が、縮合環数が6以上では低溶解性である課題があり、高キャリア移動度、高耐熱性、適当な溶解性及び高いHOMOレベルを兼ね合わせた低分子系の有機半導体材料は殆ど知られていないのが現状である。 Here, it is generally known that a low-molecular-weight semiconductor having a condensed-ring rod-like molecular long axis tends to exhibit high carrier mobility because of its higher crystallinity than a polymer semiconductor. However, when the number of condensed rings is 5 or less, there is a problem of a low melting point and a low HOMO level, and when the number of condensed rings is 6 or more, there is a problem of low solubility. At present, almost no low-molecular-weight organic semiconductor materials having a HOMO level are known.

現在、低分子系材料としては、2,7-ジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェン(縮合4環)(例えば、特許文献1参照及び非特許文献1参照)、6,6’-ジアルキルジナフトチエノチオフェン(縮合6環)(例えば、特許文献2参照)、ターフェニレン誘導体(例えば、特許文献3参照)等が提案されている。 At present, low-molecular-weight materials include 2,7-dialkyl-substituted benzothienobenzothiophenes (condensed 4-ring) (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1), 6,6′-dialkyldinaphthothienothiophenes ( Condensed 6 rings) (see, for example, Patent Document 2), terphenylene derivatives (see, for example, Patent Document 3), and the like have been proposed.

しかし、特許文献1及び非特許文献1に記載されたジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェンの場合、HOMOレベルが-5.5eVであり、HOMOレベルの向上が求められるものであった。また、130℃以上に加熱するとトランジスタ動作が失われるという問題があった。 However, in the case of the dialkyl-substituted benzothienobenzothiophenes described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the HOMO level is -5.5 eV, and an improvement in the HOMO level has been desired. Moreover, there is a problem that the transistor operation is lost when heated to 130° C. or higher.

特許文献2に記載の6,6’-ジアルキルジナフトチエノチオフェンは、60℃での溶解度が0.08g/L以下(0.01重量%以下、トルエン)と低い課題があった。 The 6,6'-dialkyldinaphthothienothiophene described in Patent Document 2 has a low solubility of 0.08 g/L or less (0.01% by weight or less, toluene) at 60°C.

さらに特許文献3に記載のターフェニレン誘導体は、ベンゼン環とシクロブテン環からなる直線性の高い縮合環骨格を有するため、溶解度が低下する課題があった。 Furthermore, the terphenylene derivative described in Patent Document 3 has a highly linear condensed ring skeleton composed of a benzene ring and a cyclobutene ring, and thus has a problem of reduced solubility.

また、テトラチエノビフェニレン骨格を有する化合物が報告されているが、円盤形状に近い構造を有することから、構造的に有機半導体の層を形成するのに適さず、有機半導体材料として適したものではなかった(非特許文献2参照)。 Also, a compound having a tetrathienobiphenylene skeleton has been reported, but since it has a structure close to a disk shape, it is structurally unsuitable for forming an organic semiconductor layer and is not suitable as an organic semiconductor material. (see Non-Patent Document 2).

WO2008/047896号公報WO2008/047896 WO2010/098372号公報WO2010/098372 WO2006/109569号公報WO2006/109569

ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー、2007年、129巻、15732~15733頁Journal of American Chemical Society, 2007, Vol. 129, pp. 15732-15733 ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー、2013年、135巻、1731~1734頁Journal of American Chemical Society, 2013, vol.135, pp.1731-1734

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高キャリア移動度で高耐熱性、適当な溶解性及び高いHOMOレベルを持つ新規な塗布型の有機半導体材料を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a novel coating-type organic semiconductor material having high carrier mobility, high heat resistance, suitable solubility, and a high HOMO level. It is in.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、新規な芳香族化合物が高キャリア移動度を与えると共に、高耐熱性、適当な溶解性及びHOMOレベルを持つ有機半導体材料となることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a novel aromatic compound provides an organic semiconductor material with high carrier mobility, high heat resistance, suitable solubility and HOMO level. The headline led to the completion of the present invention.

即ち、本発明は、下記一般式(1-I)または(1-II)で示されることを特徴とする芳香族化合物、有機半導体層、それを用いてなる有機薄膜トランジスタに関するものである。 That is, the present invention relates to an aromatic compound represented by the following general formula (1-I) or (1-II), an organic semiconductor layer, and an organic thin film transistor using the same.

Figure 0007159586000001
Figure 0007159586000001

(ここで、Aは共有結合、酸素、硫黄、セレン、NR14、またはCR15=CR16を示し、AはCR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示し、AはCR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示し、AはCR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示す。R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が単環~縮合4環を形成し、該単環~縮合4環を構成する全ての環が4~6員環である。該単環~縮合4環を形成しなかったR~Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数4~22のアルカジエニル基、炭素数4~22のアルカジイニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。R14~R16は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数4~22のアルカジエニル基、炭素数4~22のアルカジイニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。)
以下に本発明を詳細に説明する。
(where A represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, NR 14 , or CR 15 =CR 16 , A 1 represents CR 3 =CR 4 , oxygen, sulfur, or selenium, A 2 represents CR 7 =CR 8 , oxygen, sulfur, or selenium, and A 3 represents CR 5 =CR 6 , oxygen, sulfur, or selenium.Among combinations of two adjacent R 1 to R 8 , one set to Three pairs form a monocyclic to condensed 4-ring, and all the rings constituting the monocyclic to condensed 4 -ring are 4- to 6-membered rings. R 8 is each independently hydrogen, halogen, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms, carbon It represents an alkadiynyl group having a number of 4 to 22, or an aryl group having a carbon number of 4 to 26. R 14 to R 16 each independently represent hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. 20 alkenyl group, alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms, alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms, or aryl group having 4 to 26 carbon atoms.)
The present invention will be described in detail below.

本発明の芳香族化合物は上記一般式(1-I)または(1-II)で示される誘導体である。 The aromatic compound of the present invention is a derivative represented by the above general formula (1-I) or (1-II).

一般式(1-I)及び(1-II)のAは、共有結合、酸素、硫黄、セレン、NR14、またはCR15=CR16を示し、高移動度のため、共有結合、酸素、硫黄が好ましい。 A in general formulas (1-I) and (1-II) represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, NR 14 or CR 15 =CR 16 , and due to the high mobility, covalent bond, oxygen, sulfur is preferred.

一般式(1-I)及び(1-II)のAは、CR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示し、安定性のため、CR=CR、硫黄が好ましく、CR=CRがさらに好ましい。 A 1 in general formulas (1-I) and (1-II) represents CR 3 ═CR 4 , oxygen, sulfur, or selenium, preferably CR 3 ═CR 4 , sulfur for stability, and CR 3 =CR 4 is more preferred.

一般式(1-I)及び(1-II)のAは、CR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示し、安定性のため、CR=CR、硫黄が好ましく、CR=CRがさらに好ましい。 A 2 in general formulas (1-I) and (1-II) represents CR 7 =CR 8 , oxygen, sulfur, or selenium, preferably CR 7 =CR 8 , sulfur for stability, CR 7 =CR 8 is more preferred.

一般式(1-I)及び(1-II)のAは、CR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示し、安定性のため、CR=CR、硫黄が好ましく、CR=CRがさらに好ましい。 A 3 in general formulas (1-I) and (1-II) represents CR 5 =CR 6 , oxygen, sulfur, or selenium, preferably CR 5 =CR 6 , sulfur for stability, CR 5 =CR 6 is more preferred.

一般式(1-I)及び(1-II)において、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が単環~縮合4環を形成し、該単環~縮合4環を構成する全ての環が4~6員環である。本発明において、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が単環~縮合4環を形成しないとき、または、該単環~縮合4環を構成する全ての環が4~6員環でないとき、結晶性が低下し、キャリア移動が低下する原因となる。 In general formulas (1-I) and (1-II), among combinations of two adjacent R 1 to R 8 , 1 to 3 pairs form a monocyclic to condensed 4-ring, and the monocyclic All rings constituting the condensed 4-ring are 4- to 6-membered rings. In the present invention, when one to three of the combinations consisting of two adjacent R 1 to R 8 do not form a monocyclic to condensed 4-ring, or all constituting the monocyclic to condensed 4-ring When the ring is not a 4- to 6-membered ring, the crystallinity is lowered, which causes carrier transfer to be lowered.

該4~6員環である環の具体例としてはシクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ベンゼン環、ピリジン環等を挙げることができ、高移動度のため、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ベンゼン環が好ましい。特に高溶解性のため、4または5員環が好ましく、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環がさらに好ましい。 Specific examples of the 4- to 6-membered ring include cyclobutene ring, thiophene ring, furan ring, selenophene ring, thiazole ring, oxazole ring, pyrrole ring, imidazole ring, benzene ring, pyridine ring and the like. A cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, a selenophene ring, and a benzene ring are preferred because of their high mobility. A 4- or 5-membered ring is preferred, and a cyclobutene ring, a thiophene ring, a furan ring, and a selenophene ring are more preferred because of their particularly high solubility.

一方、一般式(1-I)及び(1-II)において、該単環~縮合4環を形成しなかったR~Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数4~22のアルカジエニル基、炭素数4~22のアルカジイニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。 On the other hand, in general formulas (1-I) and (1-II), R 1 to R 8 which do not form the monocyclic to condensed 4-ring are each independently hydrogen, halogen, or C 1-20. an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms, an alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms. indicates

該R~Rにおけるハロゲンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示し、安定であることからフッ素、塩素が好ましい。 Halogens for R 1 to R 8 include, for example, fluorine, chlorine, bromine and iodine, and fluorine and chlorine are preferable because they are stable.

該R~Rにおける炭素数1~20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ペンチル基、イソバレリル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-オクタデシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル、2-ヘキシルデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の直鎖、分岐、又は環状アルキル基が挙げられる。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示すビフェニレン誘導体となることから、炭素数1~14のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基である炭素数1~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。 Examples of alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, isovaleryl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n- Linear, branched or cyclic alkyl groups such as octadecyl, 2-ethylhexyl, 3-ethylheptyl, 3-ethyldecyl, 2-hexyldecyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl groups can be mentioned. Among them, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms is preferable because it becomes a biphenylene derivative that exhibits particularly high mobility and high solubility. a pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group having 1 to 14 carbon atoms; Straight chain alkyl groups are more preferred.

該R~Rにおける炭素数2~20のアルケニル基としては、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、2-メチルプロペニル基、n-ペンテニル基、2-メチルブテニル基、n-ヘキセニル基、2-メチルペンテニル基、n-ヘプテニル基、n-オクテニル基、2-エチルヘキセニル基、n-ノネル基、2-エチルヘプテニル基、n-デセニル基、n-ドデセニル基、シクロペンテニル-1-基、シクロヘキセニル-1-基、シクロヘプテニル-1-基等が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 include ethenyl group, propenyl group, butenyl group, 2-methylpropenyl group, n-pentenyl group, 2-methylbutenyl group, n-hexenyl group, 2-methylpentenyl group, n-heptenyl group, n-octenyl group, 2-ethylhexenyl group, n-nonel group, 2-ethylheptenyl group, n-decenyl group, n-dodecenyl group, cyclopentenyl-1-group, cyclo hexenyl-1-group, cycloheptenyl-1-group and the like.

該R~Rにおける炭素数2~20のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、n-ペンチニル基、n-ヘキシニル基、n-ヘプチニル基、n-オクチニル基、n-ノニニル基、n-デシニル基、n-ドデシニル基等が挙げられる。 Examples of the alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, n-pentynyl group, n-hexynyl group, n-heptynyl group, n-octynyl group, n -nonynyl group, n-decynyl group, n-dodecynyl group and the like.

該R~Rにおける炭素数4~22のアルカジエニル基としては、例えば、ブタジエニル基、ペンタジエニル基、ヘキサジエニル基、n-ヘプタジエニル基、n-オクタジエニル基、n-ノナジエニル基、n-デカジエニル基、n-ドデカジエニル基、n-トリデカジエニル基等が挙げられ、炭素数4~22のアルカ-1,3-ジエニル基であることが好ましく、ヘキサ-1,3-ジエニル基、n-ヘプタ-1,3-ジエニル基、n-オクタ-1,3-ジエニル基、n-ノナ-1,3-ジエニル基、n-デカ-1,3-ジエニル基がさらに好ましい。 Examples of the alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms in R 1 to R 8 include butadienyl group, pentadienyl group, hexadienyl group, n-heptadienyl group, n-octadienyl group, n-nonadienyl group, n-decadienyl group, n -dodecadienyl group, n-tridecadienyl group and the like, preferably an alka-1,3-dienyl group having 4 to 22 carbon atoms, hexa-1,3-dienyl group, n-hepta-1,3- A dienyl group, n-octa-1,3-dienyl group, n-nona-1,3-dienyl group and n-deca-1,3-dienyl group are more preferred.

該R~Rにおける炭素数4~22のアルカジイニル基としては、例えば、ブタジイニル基、ペンタジイニル基、ヘキサジイニル基、n-ヘプタジイニル基、n-オクタジイニル基、n-ノナジイニル基、n-デカジイニル基、n-ドデカジイニル基、n-トリデカジイニル基等が挙げられ、炭素数4~22の1,3-アルカジイニル基であることが好ましく、ヘキサ-1,3-ジイニル基、n-ヘプタ-1,3-ジイニル基、n-オクタ-1,3-ジイニル基、n-ノナ-1,3-ジイニル基、n-デカ-1,3-ジイニル基がさらに好ましい。 Examples of the alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms in R 1 to R 8 include butadiynyl group, pentadiynyl group, hexadiynyl group, n-heptadynyl group, n-octadiynyl group, n-nonadynyl group, n-decadiynyl group, Examples include an n-dodecadiynyl group and an n-tridecadiynyl group, preferably a 1,3-alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms, a hexa-1,3-diynyl group, an n-hepta-1,3- A diynyl group, n-octa-1,3-diynyl group, n-nona-1,3-diynyl group and n-deca-1,3-diynyl group are more preferred.

該R~Rにおける炭素数4~26のアリール基は、炭素数4~24のヘテロアリール基を含む。該炭素数4~26のアリール基としては、例えば、フェニル基;p-トリル基、p-(n-ヘキシル)フェニル基、p-(n-オクチル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基;2-フリル基、2-チエニル基;5-フルオロ-2-フリル基、5-メチル-2-フリル基、5-エチル-2-フリル基、5-(n-プロピル)-2-フリル基、5-(n-ブチル)-2-フリル基、5-(n-ペンチル)-2-フリル基、5-(n-ヘキシル)-2-フリル基、5-(n-オクチル)-2-フリル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-フリル基、5-フルオロ-2-チエニル基、5-メチル-2-チエニル基、5-エチル-2-チエニル基、5-(n-プロピル)-2-チエニル基、5-(n-ブチル)-2-チエニル基、5-(n-ペンチル)-2-チエニル基、5-(n-ヘキシル)-2-チエニル基、5-(n-オクチル)-2-チエニル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-チエニル基等のアルキル置換ヘテロアリール基を挙げることができる。 The aryl group having 4 to 26 carbon atoms in R 1 to R 8 includes a heteroaryl group having 4 to 24 carbon atoms. The aryl group having 4 to 26 carbon atoms includes, for example, a phenyl group; p-tolyl group, p-(n-hexyl)phenyl group, p-(n-octyl)phenyl group, p-(2-ethylhexyl)phenyl Alkyl-substituted phenyl groups such as groups; 2-furyl group, 2-thienyl group; 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5-(n- propyl)-2-furyl group, 5-(n-butyl)-2-furyl group, 5-(n-pentyl)-2-furyl group, 5-(n-hexyl)-2-furyl group, 5-( n-octyl)-2-furyl group, 5-(2-ethylhexyl)-2-furyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5-(n-propyl)-2-thienyl group, 5-(n-butyl)-2-thienyl group, 5-(n-pentyl)-2-thienyl group, 5-(n-hexyl)-2-thienyl 5-(n-octyl)-2-thienyl group, 5-(2-ethylhexyl)-2-thienyl group and other alkyl-substituted heteroaryl groups.

これらのR~Rのうち、高移動度のため、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、水素、フッ素、塩素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基がさらに好ましく、水素が特に好ましい。 Among these R 1 to R 8 , hydrogen, halogen, and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms are preferable because of high mobility, and hydrogen, fluorine, chlorine, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n- A butyl group is more preferred, and hydrogen is particularly preferred.

一般式(1-I)及び(1-II)において、R14~R16は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数4~22のアルカジエニル基、炭素数4~22のアルカジイニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。 In general formulas (1-I) and (1-II), R 14 to R 16 each independently represent hydrogen, halogen, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, carbon It represents an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms, an alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms.

該R14~R16におけるハロゲンとしては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示し、安定であることからフッ素、塩素が好ましい。 The halogen for R 14 to R 16 includes, for example, fluorine, chlorine, bromine and iodine, and fluorine and chlorine are preferable because they are stable.

該R14~R16における炭素数1~20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ペンチル基、イソバレリル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-オクタデシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル、2-ヘキシルデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の直鎖、分岐、又は環状アルキル基が挙げられる。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示す芳香族化合物となることから、炭素数1~14のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基n-テトラデシル基である炭素数1~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。 Examples of alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms in R 14 to R 16 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, isovaleryl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n- Linear, branched or cyclic alkyl groups such as octadecyl, 2-ethylhexyl, 3-ethylheptyl, 3-ethyldecyl, 2-hexyldecyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl groups can be mentioned. Among them, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms is preferable because it becomes an aromatic compound exhibiting particularly high mobility and high solubility. -pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group and n-tetradecyl group having 1 to 14 carbon atoms Straight chain alkyl groups are more preferred.

該R14~R16における炭素数2~20のアルケニル基としては、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、2-メチルプロペニル基、n-ペンテニル基、2-メチルブテニル基、n-ヘキセニル基、2-メチルペンテニル基、n-ヘプテニル基、n-オクテニル基、2-エチルヘキセニル基、n-ノネル基、2-エチルヘプテニル基、n-デセニル基、n-ドデセニル基、シクロペンテニル-1-基、シクロヘキセニル-1-基、シクロヘプテニル-1-基等が挙げられる。 Examples of the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 14 to R 16 include ethenyl group, propenyl group, butenyl group, 2-methylpropenyl group, n-pentenyl group, 2-methylbutenyl group, n-hexenyl group, 2-methylpentenyl group, n-heptenyl group, n-octenyl group, 2-ethylhexenyl group, n-nonel group, 2-ethylheptenyl group, n-decenyl group, n-dodecenyl group, cyclopentenyl-1-group, cyclo hexenyl-1-group, cycloheptenyl-1-group and the like.

該R14~R16における炭素数2~20のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、n-ペンチニル基、n-ヘキシニル基、n-ヘプチニル基、n-オクチニル基、n-ノニニル基、n-デシニル基、n-ドデシニル基等が挙げられる。 Examples of the alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 14 to R 16 include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, n-pentynyl group, n-hexynyl group, n-heptynyl group, n-octynyl group, n -nonynyl group, n-decynyl group, n-dodecynyl group and the like.

該R14~R16における炭素数4~22のアルカジエニル基としては、例えば、ブタジエニル基、ペンタジエニル基、ヘキサジエニル基、n-ヘプタジエニル基、n-オクタジエニル基、n-ノナジエニル基、n-デカジエニル基、n-ドデカジエニル基、n-トリデカジエニル基等が挙げられ、炭素数4~22のアルカ-1,3-ジエニル基であることが好ましく、ヘキサ-1,3-ジエニル基、n-ヘプタ-1,3-ジエニル基、n-オクタ-1,3-ジエニル基、n-ノナ-1,3-ジエニル基、n-デカ-1,3-ジエニル基がさらに好ましい。 Examples of the alkadienyl group having 4 to 22 carbon atoms in R 14 to R 16 include butadienyl group, pentadienyl group, hexadienyl group, n-heptadienyl group, n-octadienyl group, n-nonadienyl group, n-decadienyl group, n -dodecadienyl group, n-tridecadienyl group and the like, preferably an alka-1,3-dienyl group having 4 to 22 carbon atoms, hexa-1,3-dienyl group, n-hepta-1,3- A dienyl group, n-octa-1,3-dienyl group, n-nona-1,3-dienyl group and n-deca-1,3-dienyl group are more preferable.

該R14~R16における炭素数4~22のアルカジイニル基としては、例えば、ブタジイニル基、ペンタジイニル基、ヘキサジイニル基、n-ヘプタジイニル基、n-オクタジイニル基、n-ノナジイニル基、n-デカジイニル基、n-ドデカジイニル基、n-トリデカジイニル基等が挙げられ、炭素数4~22の1,3-アルカジイニル基であることが好ましく、ヘキサ-1,3-ジイニル基、n-ヘプタ-1,3-ジイニル基、n-オクタ-1,3-ジイニル基、n-ノナ-1,3-ジイニル基、n-デカ-1,3-ジイニル基がさらに好ましい。 Examples of the alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms in R 14 to R 16 include butadiynyl group, pentadiynyl group, hexadiynyl group, n-heptadynyl group, n-octadiynyl group, n-nonadynyl group, n-decadiynyl group, Examples include an n-dodecadiynyl group and an n-tridecadiynyl group, preferably a 1,3-alkadiynyl group having 4 to 22 carbon atoms, a hexa-1,3-diynyl group, an n-hepta-1,3- A diynyl group, n-octa-1,3-diynyl group, n-nona-1,3-diynyl group and n-deca-1,3-diynyl group are more preferred.

該R14~R16における炭素数4~26のアリール基は、炭素数4~24のヘテロアリール基を含む。該炭素数4~26のアリール基としては、例えば、フェニル基;p-トリル基、p-(n-ヘキシル)フェニル基、p-(n-オクチル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基;2-フリル基、2-チエニル基;5-フルオロ-2-フリル基、5-メチル-2-フリル基、5-エチル-2-フリル基、5-(n-プロピル)-2-フリル基、5-(n-ブチル)-2-フリル基、5-(n-ペンチル)-2-フリル基、5-(n-ヘキシル)-2-フリル基、5-(n-オクチル)-2-フリル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-フリル基、5-フルオロ-2-チエニル基、5-メチル-2-チエニル基、5-エチル-2-チエニル基、5-(n-プロピル)-2-チエニル基、5-(n-ブチル)-2-チエニル基、5-(n-ペンチル)-2-チエニル基、5-(n-ヘキシル)-2-チエニル基、5-(n-オクチル)-2-チエニル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-チエニル基等のアルキル置換ヘテロアリール基を挙げることができる。 The aryl group having 4 to 26 carbon atoms in R 14 to R 16 includes a heteroaryl group having 4 to 24 carbon atoms. The aryl group having 4 to 26 carbon atoms includes, for example, a phenyl group; p-tolyl group, p-(n-hexyl)phenyl group, p-(n-octyl)phenyl group, p-(2-ethylhexyl)phenyl Alkyl-substituted phenyl groups such as groups; 2-furyl group, 2-thienyl group; 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5-(n- propyl)-2-furyl group, 5-(n-butyl)-2-furyl group, 5-(n-pentyl)-2-furyl group, 5-(n-hexyl)-2-furyl group, 5-( n-octyl)-2-furyl group, 5-(2-ethylhexyl)-2-furyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5-(n-propyl)-2-thienyl group, 5-(n-butyl)-2-thienyl group, 5-(n-pentyl)-2-thienyl group, 5-(n-hexyl)-2-thienyl 5-(n-octyl)-2-thienyl group, 5-(2-ethylhexyl)-2-thienyl group and other alkyl-substituted heteroaryl groups.

これらのR14~R16のうち、高移動度のため、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基が好ましい。 Among these R 14 to R 16 , hydrogen, halogen, and alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms are preferred because of their high mobility.

上記一般式(1-I)または(1-II)の芳香族化合物は、合成の容易さから、下記一般式(2)で示される芳香族化合物であることが好ましい。 The aromatic compound represented by the general formula (1-I) or (1-II) is preferably an aromatic compound represented by the following general formula (2) for ease of synthesis.

Figure 0007159586000002
Figure 0007159586000002

[(ここで、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が下記一般式(3)で示される単環~縮合4環を形成し、該単環~縮合4環を構成する全ての環が4~6員環である。下記一般式(3)を形成しなかったR~R、及びAは、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R、及びAとそれぞれ同意義を示す。) [(Here, among the combinations of two adjacent R 1 to R 8 , 1 to 3 pairs form a monocyclic to condensed 4-ring represented by the following general formula (3), and the monocyclic to All the rings constituting the condensed 4 rings are 4- to 6-membered rings, and R 1 to R 8 and A not forming the following general formula (3) are represented by the above general formulas (1-I), (1 have the same meanings as R 1 to R 8 which do not form a monocyclic to condensed 4-ring group, and A in -II).)

Figure 0007159586000003
Figure 0007159586000003

(ここで、Xは共有結合、酸素、硫黄、セレン、CR10=C、または窒素を示し、Yは炭素または窒素を示す。lはXが共有結合、酸素、硫黄、セレンのとき0であり、XがCR10=C、窒素のとき1である。mはYが炭素のとき1であり、Yが窒素のとき0である。R~R11及びR13の隣接する二つからなる組合せの内、1組が下記一般式(4)で示される単環~縮合3環を形成し、該単環~縮合3環を構成する全ての環が4~6員環であることができる。下記一般式(4)を形成しなかったR~R11及びR13は、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R又はR~Rと同様の基を示す。Xが共有結合のとき、一般式(2)のAは酸素、硫黄、セレン、NR14、またはCR15=CR16であり、Xが酸素、硫黄、セレン、CR10=C、または窒素のとき、一般式(2)のAは共有結合である。XがCR10=Cのとき、6員環を形成する隣接する二つからなる組合せの位置は、R及びR、R及びRである。但し、単環~縮合4環を形成しなかったR~R、一般式(4)を形成しなかったR~R11及びR13、並びにR14、R15、及びR16が、同時に水素であることを除く。) (where X represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =C, or nitrogen, and Y represents carbon or nitrogen; l is 0 when X is a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium; , X is CR 10 =C, 1 when X is nitrogen, m is 1 when Y is carbon, and 0 when Y is nitrogen, consisting of two adjacent R 9 to R 11 and R 13 . One of the combinations may form a monocyclic to condensed three-ring represented by the following general formula (4), and all the rings constituting the monocyclic to condensed three-ring may be 4- to 6-membered rings. R 9 to R 11 and R 13 that do not form the following general formula (4) are R 1 to R 4 or R 5 to R 8. When X is a covalent bond, A in general formula (2) is oxygen, sulfur, selenium, NR 14 or CR 15 =CR 16 , and X is oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =C, or nitrogen, A in the general formula (2) is a covalent bond.When X is CR 10 =C, from two adjacent to form a six-membered ring The positions of such a combination are R 1 and R 2 , R 5 and R 6. However, R 1 to R 8 which do not form a monocyclic to condensed 4-ring, R which does not form the general formula (4) 9 to R 11 and R 13 , and R 14 , R 15 and R 16 are simultaneously hydrogen.)

Figure 0007159586000004
Figure 0007159586000004

(ここで、Xは共有結合、酸素、硫黄、セレン、CR18=C、または窒素を示し、Yは炭素または窒素を示す。nはXが共有結合、酸素、硫黄、またはセレンのとき0であり、XがCR18=C、または窒素のとき1である。oはYが炭素のとき1であり、Yが窒素のとき0である。R17~R20の隣接する二つからなる組合せの内、1組が下記一般式(5)または一般式(6)を構成し、4~6員環を形成することができる。一般式(2)のAが共有結合、NR14、またはCR15=CR16であるとき、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R又はR~Rと同様の基を示す。また、一般式(2)のAが酸素、硫黄、またはセレンであるとき、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、それぞれ独立して、水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、炭素数4~20のアルキル基からなる群から選ばれ、一つのみが炭素数4~20のアルキル基である。但し、該R17~R20は、同時に水素であることを除く。) (where X 1 represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, CR 18 =C, or nitrogen; Y 1 represents carbon or nitrogen; n is X 1 a covalent bond, oxygen, sulfur, or selenium); is 0 when X 1 is CR 18 =C or nitrogen, o is 1 when Y 1 is carbon, and 0 when Y 1 is nitrogen, adjacent R 17 to R 20 Of the combination consisting of two, one set constitutes the following general formula (5) or general formula (6), and can form a 4- to 6-membered ring.A in general formula (2) is a covalent bond , NR 14 , or CR 15 =CR 16 , R 17 to R 20 not constituting general formula (5) or general formula (6) are represented by general formulas (1-I) and (1-II ) which does not form a monocyclic ring to condensed tetracyclic ring or R 5 to R 8. In addition, when A in the general formula ( 2 ) is oxygen, sulfur, or selenium , R 17 to R 20 not constituting general formula (5) or general formula (6) are each independently hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, alkyl group having 4 to 20 carbon atoms and only one is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, provided that R 17 to R 20 are both hydrogen.)

Figure 0007159586000005
Figure 0007159586000005

(ここで、Xは酸素、硫黄、セレン、CR22=CR23、またはNR24を示し、YはCR25または窒素を示す。R21~R25は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基からなる群から選ばれ、R21~R25のうち、1つ以上がハロゲンまたは炭素数1~20のアルキル基である。) (Here, X 2 represents oxygen, sulfur, selenium, CR 22 =CR 23 or NR 24 , Y 2 represents CR 25 or nitrogen. R 21 to R 25 each independently represent hydrogen, halogen , an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 21 to R 25 is a halogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

Figure 0007159586000006
Figure 0007159586000006

(ここで、R26は、炭素数1~20のアルキル基を示す。)]
上記一般式(2)において、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が上記一般式(3)で示される単環~縮合4環を形成し、該単環~縮合4環を構成する全ての環が4~6員環である。該4~6員環である環の具体例としては、上記(1-I)、(1-II)における環と同様の環が挙げられ、特に高溶解性のため、4または5員環が好ましく、シクロブテン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環がさらに好ましい。
(Here, R 26 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)]
In the general formula (2), one to three of the combinations of two adjacent R 1 to R 8 form a monocyclic to condensed 4-ring represented by the general formula (3), All rings constituting monocyclic to condensed tetracyclic rings are 4- to 6-membered rings. Specific examples of the 4- to 6-membered ring include rings similar to the rings in (1-I) and (1-II) above. Preferred are cyclobutene ring, thiophene ring, furan ring and selenophene ring.

該R~Rのうち、R~Rの隣接する二つからなる組合わせとしては、一般式(3)で示される単環~縮合4環を形成するのが容易となることから、RとRのみ、RとRのみ、RとRのみ、RとR及びRとRの組み合わせが好ましい。該R~Rのうち、R~Rの隣接する二つからなる。組み合わせとしては、RとRのみ、RとRのみ、RとR及びRとRの組み合わせが好ましい。 The combination of two adjacent R 1 to R 4 among the R 1 to R 8 facilitates the formation of monocyclic to condensed tetracyclic rings represented by general formula (3). , only R 1 and R 2 , only R 2 and R 3 , only R 3 and R 4 , combinations of R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are preferred. Of said R 1 to R 8 , it consists of adjacent two of R 5 to R 8 . Preferred combinations are R5 and R6 alone, R6 and R7 alone, R5 and R6 , and R7 and R8.

また、該R~Rのうち、高移動度のため、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組のみ、及びR~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組のみが一般式(3)を構成することが好ましい。高耐熱性及び高溶解性の観点からRとR及びRとRが一般式(3)を構成すること、またはRとR及びRとRが一般式(3)を構成することがさらに好ましい。 In addition, among the R 1 to R 8 , for high mobility, only one set out of the combination of two adjacent R 1 to R 4 and two adjacent R 5 to R 8 It is preferable that only one of the combinations constitutes general formula (3). From the viewpoint of high heat resistance and high solubility, R 1 and R 2 and R 5 and R 6 constitute general formula (3), or R 2 and R 3 and R 6 and R 7 are general formula (3) It is further preferable to configure

なお、一般式(2)において、R~Rの全て、即ちRとR、RとR、RとR及びRとRが、一般式(3)を形成(隣接する4組全てが一般式(3)を形成)すると一般式(2)の芳香族化合物が円盤形状となり、有機半導体材料としての性能発現が困難になる場合がある。 In general formula (2), all of R 1 to R 8 , that is, R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 and R 7 and R 8 form general formula (3). When all four adjacent groups form the general formula (3), the aromatic compound of the general formula (2) becomes disk-shaped, which may make it difficult to exhibit performance as an organic semiconductor material.

一般式(2)において、一般式(3)を形成しなかったR~R及びAは、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R、及びAとそれぞれ同意義を示す。 In general formula (2), R 1 to R 8 and A that do not form general formula (3) form monocyclic to condensed 4 rings in general formulas (1-I) and (1-II) above. R 1 to R 8 which did not have the same meaning as A, respectively.

上記一般式(3)において、Xは共有結合、酸素、硫黄、セレン、CR10=C、または窒素を示し、Yは炭素または窒素を示す。高移動度のため、Xが共有結合、酸素、硫黄、セレン、またはCR10=Cを示し、かつYが炭素であることが好ましく、Xが酸素、硫黄、又はセレンを示し、かつYが炭素であることがさらに好ましい。ここで、一般式(2)におけるRとR及びRとRが一般式(3)を形成する場合は、高溶解性のため、Xは酸素、硫黄、セレンが好ましい。 In general formula (3) above, X represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =C, or nitrogen, and Y represents carbon or nitrogen. For high mobility it is preferred that X represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium or CR 10 =C and Y is carbon, X represents oxygen, sulfur or selenium and Y is carbon is more preferable. Here, when R 2 and R 3 and R 6 and R 7 in general formula (2) form general formula (3), X is preferably oxygen, sulfur, or selenium because of high solubility.

上記一般式(3)において、lはXが共有結合、酸素、硫黄、セレンのとき0であり、XがCR10=C、窒素のとき1である。mはYが炭素のとき1であり、Yが窒素のとき0である。 In general formula (3) above, l is 0 when X is a covalent bond, oxygen, sulfur or selenium, and is 1 when X is CR 10 =C and nitrogen. m is 1 when Y is carbon and 0 when Y is nitrogen.

上記一般式(3)において、R~R11及びR13の隣接する二つからなる組合せの内、1組が上記一般式(4)で示される単環~縮合3環を形成し、該単環~縮合3環を構成する全ての環が4~6員環であることができる。該4~6員環である環は、例えば、シクロブテン環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、チアゾール環、ベンゼン環、ピリジン環等を挙げることができ、高移動度であるため、シクロブテン環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、ベンゼン環が好ましい。一般式(4)を形成しなかったR~R11及びR13は、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R又はR~Rと同様の基を示す。 In the general formula (3), one of the combinations of adjacent two of R 9 to R 11 and R 13 forms a monocyclic to condensed tricyclic ring represented by the general formula (4), All the rings constituting the monocyclic ring to condensed tricyclic ring can be 4- to 6-membered rings. Examples of the 4- to 6-membered ring include cyclobutene ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, thiazole ring, benzene ring, pyridine ring and the like. A furan ring, a thiophene ring, a selenophene ring, and a benzene ring are preferred. R 9 to R 11 and R 13 that do not form general formula (4) are R 1 to R 4 or groups similar to those of R 5 to R 8 .

上記一般式(3)において、Xが共有結合のとき、一般式(2)のAは酸素、硫黄、セレン、NR14、またはCR15=CR16であり、Xが酸素、硫黄、セレン、CR10=C、または窒素のとき、一般式(2)のAは共有結合である。すなわち、一般式(3)のXが共有結合のとき、一般式(2)のAは、安定であることから、酸素、硫黄、セレン、NR14、CR15=CR16であることが有機半導体材料として好適なものとなり、Xが酸素、硫黄、セレン、CR10=C、窒素のとき、高移動度のため、一般式(2)のAは共有結合であることが有機半導体材料として好適なものとなる。 In general formula (3) above, when X is a covalent bond, A in general formula (2) is oxygen, sulfur, selenium, NR 14 or CR 15 =CR 16 , and X is oxygen, sulfur, selenium, CR When 10 =C or nitrogen, A in general formula (2) is a covalent bond. That is, when X in general formula (3) is a covalent bond, A in general formula (2) is stable, so oxygen, sulfur, selenium, NR 14 , CR 15 =CR 16 is an organic semiconductor When X is oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =C, or nitrogen, A in the general formula (2) is a covalent bond because of high mobility, which is suitable as an organic semiconductor material. become a thing.

上記一般式(3)において、XがCR10=Cのとき、6員環を形成する隣接する二つからなる組合せの位置は、R及びR、R及びRである。このとき、屈曲構造で高溶解性となるため、有機半導体材料として好適なものとなる。 In the general formula (3), when X is CR 10 =C, the positions of the combination of two adjacent groups forming a 6-membered ring are R 1 and R 2 , R 5 and R 6 . At this time, since it has a bent structure and is highly soluble, it is suitable as an organic semiconductor material.

上記一般式(3)において、単環~縮合4環を形成しなかったR~R、並びに一般式(4)を形成しなかったR~R11及びR13は、同時に水素であることを除く。同時に水素であることを除くとき、高溶解性となるため、有機半導体材料として好適なものとなる。 In the above general formula (3), R 1 to R 8 that do not form a monocyclic to condensed 4-ring, and R 9 to R 11 and R 13 that do not form the general formula (4) are hydrogen at the same time. Except that At the same time, when hydrogen is excluded, it becomes highly soluble, making it suitable as an organic semiconductor material.

上記一般式(4)において、Xは共有結合、酸素、硫黄、セレン、CR18=C、または窒素を示し、Yは炭素または窒素を示す。Xは高移動度のため、共有結合、酸素、硫黄、セレン、CR18=Cが好ましく、Yは高移動度のため、炭素が好ましい。なお、一般式(3)のXが共有結合である時、高安定性であるため、一般式(4)のXは酸素、硫黄、セレン、CR18=C、窒素であることが好ましく、CR18=Cがさらに好ましい。 In general formula (4) above, X 1 represents a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, CR 18 =C, or nitrogen, and Y 1 represents carbon or nitrogen. X 1 is preferably a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, CR 18 =C due to high mobility, and carbon is preferable for Y 1 due to high mobility. In addition, when X in general formula (3) is a covalent bond, X 1 in general formula (4) is preferably oxygen, sulfur, selenium, CR 18 =C, or nitrogen because of high stability, More preferred is CR 18 =C.

上記一般式(4)において、nはXが共有結合、酸素、硫黄、またはセレンのとき0であり、XがCR18=C、または窒素のとき1である。oはYが炭素のとき1であり、Yが窒素のとき0である。 In general formula (4) above, n is 0 when X 1 is a covalent bond, oxygen, sulfur, or selenium, and 1 when X 1 is CR 18 =C, or nitrogen. o is 1 when Y1 is carbon and 0 when Y1 is nitrogen.

上記一般式(4)において、R17~R20の隣接する二つからなる組合せの内、1組が上記一般式(5)または一般式(6)を構成し、4~6員環を形成することができる。該4~6員環としては、例えば、ベンゾシクロブテン環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、チアゾール環、ベンゼン環、ピリジン環を挙げることができ、高移動度であるため、ベンゾシクロブテン環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、ベンゼン環が好ましい。 In the above general formula (4), one of the combinations of two adjacent R 17 to R 20 constitutes the above general formula (5) or general formula (6) to form a 4- to 6-membered ring can do. Examples of the 4- to 6-membered ring include benzocyclobutene ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, thiazole ring, benzene ring, and pyridine ring. , furan ring, thiophene ring, selenophene ring and benzene ring are preferred.

上記一般式(4)において、一般式(2)のAが共有結合、NR14、またはCR15=CR16であるとき、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、上記一般式(1-I)、(1-II)における単環~縮合4環を形成しなかったR~R又はR~Rと同様の基を示す。このうち、該R17~R20が炭素数1~20のアルキル基であるとき、特に高移動度及び高溶解性を示す芳香族化合物となることから、炭素数4~14のアルキル基が好ましく、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基である炭素数4~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。なお、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、高溶解性のため同時に水素でないことが好ましい。 In general formula (4) above, when A in general formula (2) is a covalent bond, NR 14 , or CR 15 =CR 16 , R 17 that did not constitute general formula (5) or general formula (6) to R 20 represent the same groups as R 1 to R 4 or R 5 to R 8 which did not form a monocyclic ring to condensed 4-ring in the general formulas (1-I) and (1-II). Among these, when R 17 to R 20 are alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, alkyl groups having 4 to 14 carbon atoms are preferable because aromatic compounds exhibit particularly high mobility and high solubility. , n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group , and an n-tetradecyl group having 4 to 14 carbon atoms are more preferable. Note that R 17 to R 20 not constituting general formula (5) or general formula (6) are preferably not hydrogen at the same time because of their high solubility.

一般式(2)のAが酸素、硫黄、またはセレンであるとき、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、それぞれ独立して、水素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、炭素数4~20のアルキル基からなる群から選ばれ、一つのみが炭素数4~20のアルキル基である。このとき、高移動度となるため、有機半導体材料として好適なものとなる。また、該R17~R20のうち、一つのみが炭素数4~14のアルキル基であることがさらに好ましい。 When A in general formula (2) is oxygen, sulfur, or selenium, R 17 to R 20 not constituting general formula (5) or general formula (6) are each independently hydrogen, methyl group , an ethyl group, an n-propyl group, and an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, only one of which is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms. At this time, since the mobility becomes high, it becomes suitable as an organic semiconductor material. Further, it is more preferable that only one of R 17 to R 20 is an alkyl group having 4 to 14 carbon atoms.

上記一般式(4)において、一般式(5)または一般式(6)を構成しなかったR17~R20は、同時に水素であることを除く。同時に水素であることを除くとき、高溶解性となるため、有機半導体材料として好適なものとなる。 In general formula (4) above, R 17 to R 20 not constituting general formula (5) or general formula (6) are simultaneously hydrogen. At the same time, when hydrogen is excluded, it becomes highly soluble, making it suitable as an organic semiconductor material.

上記一般式(5)において、Xは酸素、硫黄、セレン、CR22=CR23、またはNR24を示し、YはCR25または窒素を示す。Xは高移動度のため、酸素、硫黄、セレン、CR22=CR23が好ましく、Yは高移動度のためCR25が好ましい。 In the above general formula (5), X2 represents oxygen, sulfur, selenium, CR22 = CR23 , or NR24 , and Y2 represents CR25 or nitrogen. X 2 is preferably oxygen, sulfur, selenium, CR 22 =CR 23 due to its high mobility and Y 1 is preferably CR 25 due to its high mobility.

上記一般式(5)において、R21~R25は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基からなる群から選ばれ、R21~R25のうち、1つ以上がハロゲン、または炭素数1~20のアルキル基である。該R21~R25のうち、1つ以上がハロゲンまたは炭素数1~20のアルキル基であるとき、高溶解性となり、好適なものとなる。 In the above general formula (5), R 21 to R 25 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, halogen and alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, and one or more of R 21 to R 25 is a halogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. When at least one of R 21 to R 25 is a halogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, it is highly soluble and preferred.

該ハロゲンは、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示し、安定であることからフッ素、塩素が好ましい。 The halogen is, for example, fluorine, chlorine, bromine or iodine, preferably fluorine and chlorine because they are stable.

該R21~R25の炭素数1~20のアルキル基としては、例えば、上述の(1-I)、(1-II)のR~Rにおける炭素数1~20のアルキル基の例を挙げることができ、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示す芳香族化合物となることから、炭素数4~14のアルキル基が好ましく、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基である炭素数4~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms of R 21 to R 25 include the alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 of (1-I) and (1-II) above. Among them, an alkyl group having 4 to 14 carbon atoms is preferable because it becomes an aromatic compound that exhibits particularly high mobility and high solubility, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl C 4-14 linear group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group More preferred are chain alkyl groups.

上記一般式(6)のR26は、炭素数1~20のアルキル基を示し、高移動度及び高溶解性を示すビフェニレン誘導体となることから、炭素数4~14のアルキル基が好ましく、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基である炭素数4~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。 R 26 in the general formula (6) represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and since it becomes a biphenylene derivative exhibiting high mobility and high solubility, an alkyl group having 4 to 14 carbon atoms is preferable, n -butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n A linear alkyl group having 4 to 14 carbon atoms, which is a -tetradecyl group, is more preferable.

また、上記一般式(1-I)又は一般式(1-II)で示される芳香族化合物は、下記一般式(7)で示されるビフェニレン誘導体としても好適である。 In addition, the aromatic compound represented by the above general formula (1-I) or general formula (1-II) is also suitable as a biphenylene derivative represented by the following general formula (7).

Figure 0007159586000007
Figure 0007159586000007

[(ここで、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が下記一般式(8)を構成し、5又は6員環を形成する。下記一般式(8)を構成しなかったR~Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。) [(Here, among combinations of two adjacent R 1 to R 8 , 1 to 3 pairs constitute the following general formula (8) to form a 5- or 6-membered ring. The following general formula ( R 1 to R 8 not constituting 8) are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms.)

Figure 0007159586000008
Figure 0007159586000008

(ここで、Xは酸素、硫黄、セレン、CR10=CR11、又はNR12を示し、YはCR13又は窒素を示す。R~R13は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。)]
上記一般式(7)において、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が上記一般式(8)を構成し、5又は6員環を形成する。該R~Rのうち、R~Rの隣接する二つからなる組合わせとしては、一般式(8)を構成するのが容易となることから、RとRのみ、RとRのみ、RとRのみ、RとR及びRとRの組み合わせが好ましい。該R~Rのうち、R~Rの組み合わせとしては、RとRのみ、RとRのみ、RとR及びRとRの組み合わせが好ましい。
(Here, X represents oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =CR 11 or NR 12 , Y represents CR 13 or nitrogen. R 9 to R 13 are each independently hydrogen, halogen, carbon an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms.)]
In the general formula (7), 1 to 3 pairs of adjacent pairs of R 1 to R 8 constitute the general formula (8) to form a 5- or 6-membered ring. Among the R 1 to R 8 , the combination of two adjacent R 1 to R 4 makes it easy to form the general formula (8). Combinations of 2 and R3 only , R3 and R4 only , R1 and R2 and R3 and R4 are preferred. Among the R 1 to R 8 , the combination of R 5 to R 8 is preferably a combination of R 5 and R 6 alone, R 6 and R 7 alone, R 5 and R 6 and R 7 and R 8 .

一般式(8)を構成しなかったR~Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。 R 1 to R 8 that do not constitute the general formula (8) are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a It represents an alkynyl group or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms.

上記一般式(7)において、R~Rにおけるハロゲンは、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示し、安定であることからフッ素が好ましい。 In the above general formula (7), the halogen represented by R 1 to R 8 is, for example, fluorine, chlorine, bromine, or iodine, and fluorine is preferable because of its stability.

上記一般式(7)において、R~Rにおける炭素数1~20のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ペンチル基、イソバレリル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-オクタデシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル、2-ヘキシルデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の直鎖、分岐、又は環状アルキル基が挙げられる。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示すビフェニレン誘導体となることから、炭素数1~14のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基である炭素数1~14の直鎖アルキル基がさらに好ましい。 In the above general formula (7), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n- pentyl group, isovaleryl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, 2 linear, branched or cyclic alkyl groups such as -ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3-ethyldecyl, 2-hexyldecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and cycloheptyl group. Among them, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms is preferable because it becomes a biphenylene derivative that exhibits particularly high mobility and high solubility. a pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group and n-tetradecyl group, a linear alkyl group having 1 to 14 carbon atoms; More preferred.

上記一般式(7)において、R~Rにおける炭素数2~20のアルケニル基は、例えば、エテニル基、n-プロペニル基、n-ブテニル基、2-メチルプロペニル基、n-ペンテニル基、2-メチルブテニル基、n-ヘキセニル基、2-メチルペンテニル基、n-ヘプテニル基、n-オクテニル基、2-エチルヘキセニル基、n-ノネル基、2-エチルヘプテニル基、n-デセニル基、n-ドデセニル基、シクロペンテニル-1-基、シクロヘキセニル-1-基、シクロヘプテニル-1-基等が挙げられる。 In the above general formula (7), the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 is, for example, ethenyl group, n-propenyl group, n-butenyl group, 2-methylpropenyl group, n-pentenyl group, 2-methylbutenyl group, n-hexenyl group, 2-methylpentenyl group, n-heptenyl group, n-octenyl group, 2-ethylhexenyl group, n-nonel group, 2-ethylheptenyl group, n-decenyl group, n-dodecenyl group, cyclopentenyl-1-group, cyclohexenyl-1-group, cycloheptenyl-1-group and the like.

上記一般式(7)において、R~Rにおける炭素数2~20のアルキニル基は、例えば、エチニル基、n-プロピニル基、n-ブチニル基、n-ペンチニル基、n-ヘキシニル基、n-ヘプチニル基、n-オクチニル基、n-ノニニル基、n-デシニル基、n-ドデシニル基等が挙げられる。 In the above general formula (7), the alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms in R 1 to R 8 is, for example, ethynyl group, n-propynyl group, n-butynyl group, n-pentynyl group, n-hexynyl group, n -heptynyl group, n-octynyl group, n-nonynyl group, n-decynyl group, n-dodecynyl group and the like.

上記一般式(7)において、R~Rにおける炭素数4~26のアリール基は、炭素数4~24のヘテロアリール基を含む。例えば、フェニル基;p-トリル基、p-(n-ヘキシル)フェニル基、p-(n-オクチル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基;2-フリル基、2-チエニル基;5-フルオロ-2-フリル基、5-メチル-2-フリル基、5-エチル-2-フリル基、5-(n-プロピル)-2-フリル基、5-(n-ブチル)-2-フリル基、5-(n-ペンチル)-2-フリル基、5-(n-ヘキシル)-2-フリル基、5-(n-オクチル)-2-フリル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-フリル基、5-フルオロ-2-チエニル基、5-メチル-2-チエニル基、5-エチル-2-チエニル基、5-(n-プロピル)-2-チエニル基、5-(n-ブチル)-2-チエニル基、5-(n-ペンチル)-2-チエニル基、5-(n-ヘキシル)-2-チエニル基、5-(n-オクチル)-2-チエニル基、5-(2-エチルヘキシル)-2-チエニル基等のアルキル置換ヘテロアリール基を挙げることができる。 In general formula (7) above, the aryl group having 4 to 26 carbon atoms in R 1 to R 8 includes a heteroaryl group having 4 to 24 carbon atoms. For example, phenyl group; p-tolyl group, p-(n-hexyl)phenyl group, p-(n-octyl)phenyl group, p-(2-ethylhexyl)phenyl group and other alkyl-substituted phenyl groups; 2-furyl group , 2-thienyl group; 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5-(n-propyl)-2-furyl group, 5-(n -Butyl)-2-furyl group, 5-(n-pentyl)-2-furyl group, 5-(n-hexyl)-2-furyl group, 5-(n-octyl)-2-furyl group, 5- (2-ethylhexyl)-2-furyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl-2-thienyl group, 5-(n-propyl)-2-thienyl group , 5-(n-butyl)-2-thienyl group, 5-(n-pentyl)-2-thienyl group, 5-(n-hexyl)-2-thienyl group, 5-(n-octyl)-2- Alkyl-substituted heteroaryl groups such as thienyl group and 5-(2-ethylhexyl)-2-thienyl group can be mentioned.

上記一般式(7)において、R~Rとしては、高移動度のため、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、水素、フッ素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基がさらに好ましく、水素が特に好ましい。 In the general formula (7), R 1 to R 8 are preferably hydrogen, halogen, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms because of their high mobility, such as hydrogen, fluorine, methyl group, ethyl group, n-propyl. more preferred is the n-butyl group, and particularly preferred is hydrogen.

上記一般式(7)におけるR~Rの隣接する二つからなる組合せの内、少なくとも1組が一般式(8)を構成し、5又は6員環を形成することができるが、該5又は6員環の具体例としてはチオフェン環、フラン環、セレノフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ベンゼン環、ピリジン環等を挙げることができ、高移動度のため、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ベンゼン環が好ましい。特に高溶解性のため、5員環が好ましく、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環がさらに好ましい。 Of the combinations of two adjacent R 1 to R 8 in general formula (7), at least one pair constitutes general formula (8) and can form a 5- or 6-membered ring. Specific examples of the 5- or 6-membered ring include thiophene ring, furan ring, selenophene ring, thiazole ring, oxazole ring, pyrrole ring, imidazole ring, benzene ring, pyridine ring and the like. A ring, a furan ring, a selenophene ring, and a benzene ring are preferred. A five-membered ring is preferred, and a thiophene ring, a furan ring, and a selenophene ring are more preferred because of their particularly high solubility.

一般式(7)においてR~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組~3組が下記一般式(8)を構成し、5又は6員環を形成することができるが、高移動度のため、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組のみ、及びR~Rの隣接する二つからなる組合せの内、1組のみが一般式(8)を構成することが好ましい。高耐熱性及び高溶解性の観点からRとR及びRとRが一般式(8)を構成すること、またはRとR及びRとRが一般式(2)を構成することがさらに好ましい。 Of the combinations of two adjacent R 1 to R 8 in general formula (7), 1 to 3 pairs can constitute the following general formula (8) to form a 5- or 6-membered ring. , for high mobility, only one set out of the combination of two adjacent R 1 to R 4 and only one set out of the combination of two adjacent R 5 to R 8 have the general formula It is preferable to configure (8). From the viewpoint of high heat resistance and high solubility, R 1 and R 2 and R 5 and R 6 constitute general formula (8), or R 2 and R 3 and R 6 and R 7 are general formula (2) It is further preferable to configure

一般式(8)のXは酸素、硫黄、セレン、CR10=CR11、又はNR12を示し、YはCR13又は窒素を示す。高移動度のため、Xは酸素、硫黄、セレン、又はCR10=CR11を示し、かつYがCR13であることが好ましく、Xが酸素、硫黄、又はセレンを示し、かつYがCR13であることがさらに好ましい。 X in the general formula (8) represents oxygen, sulfur, selenium, CR 10 =CR 11 or NR 12 , and Y represents CR 13 or nitrogen. For high mobility it is preferred that X represents oxygen, sulfur, selenium, or CR 10 =CR 11 and Y is CR 13 , X represents oxygen, sulfur or selenium and Y is CR 13 is more preferable.

ここで、RとR及びRとRが一般式(8)を構成する場合は、高溶解性のため、Xは酸素、硫黄、セレンが好ましい。 Here, when R 2 and R 3 and R 6 and R 7 form the general formula (8), X is preferably oxygen, sulfur or selenium because of high solubility.

上記一般式(7)において、R~Rの全て、即ちRとR、RとR、RとR及びRとRが、一般式(8)を構成(隣接する4組全てが一般式(8)を構成)すると一般式(7)のビフェニレン誘導体が円盤形状となるものである。より高移動度かつ高溶解性の有機半導体材料を得るため、該円盤形状の構造でないことが好ましい。 In general formula (7) above, all of R 1 to R 8 , that is, R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 and R 7 and R 8 constitute general formula (8) ( When all four adjacent pairs constitute the general formula (8), the biphenylene derivative of the general formula (7) has a disk shape. In order to obtain an organic semiconductor material with higher mobility and higher solubility, it is preferable not to have such a disk-shaped structure.

一般式(8)において、R~R13は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示すが、高溶解性のため、Rはハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、炭素数4~26のアリール基であることが好ましい。該ハロゲン、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基の例は、上記R~Rで示した基を挙げることができる。 In general formula (8), R 9 to R 13 each independently represent hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms, but due to high solubility, R 9 is a halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms. , is preferably an aryl group having 4 to 26 carbon atoms. Examples of the halogen, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and aryl group include the groups represented by R 1 to R 8 above.

一般式(8)において、R~R13としては、高移動度のため、水素、ハロゲン、炭素数1~14のアルキル基が好ましく、水素、フッ素、エチル基、n-プロピル基、n-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ペンチル基、イソバレリル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基がさらに好ましい。 In general formula (8), R 9 to R 13 are preferably hydrogen, halogen, or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms because of their high mobility. Hydrogen, fluorine, ethyl group, n-propyl group, n- propyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, isovaleryl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl more preferred is the n-tetradecyl group.

一般式(8)において、R~R13としては、高移動度及び高溶解性のため、Rが炭素数1~14のアルキル基、R10~R13が、水素、フッ素、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基であることが好ましい。R10~R13は、高移動度のため、水素が特に好ましい。 In the general formula (8), as R 9 to R 13 , R 9 is an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and R 10 to R 13 are hydrogen, fluorine, or methyl groups because of high mobility and high solubility. , ethyl group, n-propyl group and n-butyl group. Hydrogen is particularly preferred for R 10 -R 13 due to its high mobility.

本発明の芳香族化合物のより好ましい具体的な骨格は、下記一般式(1-1)~(1-33)で示される。これらの中でも高移動度の観点から、分子長軸を有する一般式(1-1)~(1-5)、(1-11)~(1-17)、(1-21)~(1-23)、及び(1-29)~(1-33)が好ましく、点対称構造の一般式(1-1)~(1-3)、(1-11)~(1-17)、(1-29)、及び(1-30)がさらに好ましい。 More preferred specific skeletons of the aromatic compound of the present invention are represented by the following general formulas (1-1) to (1-33). Among these, from the viewpoint of high mobility, general formulas (1-1) to (1-5), (1-11) to (1-17), (1-21) to (1- 23), and (1-29) to (1-33) are preferred, and general formulas (1-1) to (1-3), (1-11) to (1-17), (1 -29) and (1-30) are more preferred.

Figure 0007159586000009
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(ここで、R、R~Rは、一般式(1-I)、(1-II)におけるR、R~Rと同意義を示し、X、Y、R、R13、及びmは、一般式(3)におけるX、Y、R、R13、及びmと同意義を示す。) (Here, R 1 , R 3 to R 8 have the same meanings as R 1 , R 3 to R 8 in general formulas (1-I) and (1-II), and X, Y, R 9 , R 13 and m have the same meanings as X, Y, R 9 , R 13 and m in general formula (3).)

Figure 0007159586000010
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(ここで、R、R、R、及びRは、一般式(1-I)、(1-II)におけるR、R、R、及びRと同意義を示し、Xは、一般式(3)におけるXと同意義を示し、X及びR17は、一般式(4)におけるX及びR17と同意義を示す。) (Here, R 3 , R 4 , R 7 and R 8 have the same meanings as R 3 , R 4 , R 7 and R 8 in general formulas (1-I) and (1-II), X has the same meaning as X in general formula (3), and X 1 and R 17 have the same meaning as X 1 and R 17 in general formula (4).)

Figure 0007159586000011
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(ここで、A、R~Rは、一般式(1-I)、(1-II)におけるA、R~Rと同意義を示し、R10、R11、Xは一般式(3)におけるR10、R11、Xと同意義を示し、X及びR17は、一般式(4)で示されるX及びR17と同意義を示し、X、R21、及びR25は、一般式(5)で示されるX、R21、及びR25と同意義を示す。) (Here, A 1 , R 1 to R 8 have the same meanings as A 1 , R 1 to R 8 in general formulas (1-I) and (1-II), and R 10 , R 11 and X are R 10 , R 11 and X in general formula (3) have the same meanings, X 1 and R 17 have the same meanings as X 1 and R 17 in general formula (4), and X 2 and R 21 , and R 25 have the same meanings as X 2 , R 21 and R 25 in general formula (5).)

Figure 0007159586000012
Figure 0007159586000012

(ここで、A、R~Rは一般式(1-I)、(1-II)におけるA、R~Rと同意義を示し、X、R10、R11、R13、lは、一般式(3)におけるX、R10、R11、R13、lと同意義を示し、X、R19、nは、一般式(4)で示されるX、R19、nと同意義を示し、R21~R25は一般式(5)におけるR21~R25と同意義を示し、R26は、一般式(6)で示されるR26と同意義を示す。)
本発明の芳香族化合物の具体的例示としては、以下のものを挙げることができる。
(Here, A 3 , R 1 to R 4 have the same meanings as A 3 , R 1 to R 4 in general formulas (1-I) and (1-II), and X, R 10 , R 11 , R 13 and l have the same meanings as X, R 10 , R 11 , R 13 and l in general formula (3), and X 1 , R 19 and n are X 1 and R shown in general formula (4). 19 and n, R 21 to R 25 have the same meanings as R 21 to R 25 in general formula (5), and R 26 has the same meanings as R 26 in general formula (6). show.)
Specific examples of the aromatic compound of the present invention include the following.

Figure 0007159586000013
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Figure 0007159586000014
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Figure 0007159586000022
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Figure 0007159586000023
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Figure 0007159586000024
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本発明の芳香族化合物の製造方法としては、該芳香族化合物を製造することが可能であれば如何なる製造方法を用いることも可能である。 As the method for producing the aromatic compound of the present invention, any production method can be used as long as the aromatic compound can be produced.

本発明の芳香族化合物の製造方法としては、例えば、一般式(2)のR、R、R、Rが水素で、かつAが共有結合で、一般式(3)のXが硫黄で、かつYが炭素、R13が水素である一般式(1-1)の芳香族化合物(1-1a)は、下記A1~E1の工程を経る方法により製造することができる。
(A1工程);パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンから2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを製造する工程。
(B1工程);A1工程により得られた2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(C1工程);B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをリチウムジイソプロピルアミド(以後、LDAと略す。)処理/ヨウ素化で2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンを製造する工程。
(D1工程);パラジウム/銅触媒の存在下、C1工程により得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンとアルキニル化合物の薗頭カップリングにより1,5-ジアルキニル-2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(E1工程);D1工程により得られた1,5-ジアルキニル-2,6-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、ビフェニレン誘導体(1-1a)を製造する工程。
As a method for producing the aromatic compound of the present invention, for example, R 3 , R 4 , R 7 and R 8 in general formula (2) are hydrogen, A is a covalent bond, and X in general formula (3) is The aromatic compound (1-1a) of general formula (1-1), wherein Y is carbon and R 13 is hydrogen, can be produced by the following steps A1 to E1.
(Step A1); In the presence of a palladium catalyst, 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride derived from 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-4-fluoro- A step of producing 2,2′-dibromo-4,5′-difluorobiphenyl from 1-iodobenzene.
(Step B1); 2,2′-dibromo-4,5′-difluorobiphenyl obtained in Step A1 is treated with butyllithium to form a dilithium salt, and intramolecularly cyclized with copper(II) chloride to form a 2,6- A process for producing difluorobiphenylene.
(Step C1); The 2,6-difluorobiphenylene obtained in Step B1 is treated with lithium diisopropylamide (hereinafter abbreviated as LDA) and iodinated to produce 2,6-difluoro-1,5-dihalobiphenylene. process.
(Step D1); Sonogashira coupling of 2,6-difluoro-1,5-dihalobiphenylene obtained in Step C1 and an alkynyl compound in the presence of a palladium/copper catalyst to give 1,5-dialkynyl-2,6 - A process for producing difluorobiphenylene.
(Step E1); A step of reacting the 1,5-dialkynyl-2,6-difluorobiphenylene obtained in Step D1 with sodium sulfide to produce a biphenylene derivative (1-1a).

各工程の詳細を以下に示す。 Details of each step are shown below.

該A1工程は、パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンのクロスカップリングから2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを製造する工程である。 The A1 step comprises 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride derived from 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene and 2-bromo-4-fluoro- This is a step of producing 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl from cross-coupling of 1-iodobenzene.

1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドは、例えば、エチルマグネシウムクロライド、イソプロピルマグネシウムブロマイド等の有機金属試薬を用い、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼンのヨウ素をマグネシウムハライドに交換後(1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライドの調製)、塩化亜鉛と金属交換することで調製することができる。また、該有機金属試薬の代わりにマグネシウム金属を用いることも可能である。 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride can be prepared by converting iodine of 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene into magnesium halide using an organometallic reagent such as ethylmagnesium chloride or isopropylmagnesium bromide. After exchange (preparation of 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide), it can be prepared by transmetallation with zinc chloride. It is also possible to use magnesium metal instead of the organometallic reagent.

1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライドを調製する条件としては、例えば、テトラヒドロフラン(以後、THFと記す。)又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲内で実施することができる。該マグネシウム塩(1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムハライド)の溶液に塩化亜鉛を反応させることで1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドを調製することができる。塩化亜鉛はそのままの状態でもよいし、THFまたはジエチルエーテル溶液であってもかまわない。該マグネシウム塩と塩化亜鉛との反応の温度としては、-80℃~30℃の範囲内で実施できる。 Conditions for preparing 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide include, for example, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) or diethyl ether in a solvent such as -80°C to 20°C. can be implemented. 1-Bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride can be prepared by reacting a solution of the magnesium salt (1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium halide) with zinc chloride. Zinc chloride may be used as it is or may be in THF or diethyl ether solution. The reaction temperature between the magnesium salt and zinc chloride can be in the range of -80°C to 30°C.

A1工程におけるパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等を挙げることができ、反応温度としては、20℃~80℃の範囲を挙げることができる。 Examples of the palladium catalyst in step A1 include tetrakis(triphenylphosphine)palladium and dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, and the reaction temperature is in the range of 20°C to 80°C.

該B1工程は、A1工程により得られた2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルを2当量以上のブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In step B1, 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl obtained in step A1 is converted to a dilithium salt with 2 equivalents or more of butyllithium, and intramolecularly cyclized with copper (II) chloride. This is the step of producing 2,6-difluorobiphenylene.

該ジリチウム塩を調製する条件としては、例えば、2~3当量のn-ブチルリチウム又はtert-ブチルリチウムを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。 As conditions for preparing the dilithium salt, for example, 2 to 3 equivalents of n-butyllithium or tert-butyllithium are used in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C. be able to.

塩化銅(II)は該ジリチウム塩に対し1~3当量使用し、分子内環化反応は-80℃~30℃の温度範囲で実施することができる。なお、塩化銅(II)の代わりに臭化銅(II)を用いることもできる。 Copper (II) chloride is used in an amount of 1-3 equivalents relative to the dilithium salt, and the intramolecular cyclization reaction can be carried out at a temperature range of -80°C to 30°C. Note that copper (II) bromide can be used instead of copper (II) chloride.

該C1工程は、B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをLDAと反応させ1位と5位にジリチウム塩を発生させた後、ハロゲン化することで2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンを製造する工程である。 In the C1 step, the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the B1 step is reacted with LDA to generate a dilithium salt at the 1- and 5-positions, and then halogenated to give 2,6-difluoro-1,5 - It is a process for producing dihalobiphenylenes.

LDAと反応させる条件としては、例えば、2~4当量のLDAを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。該ジリチウム塩とハロゲン化剤の反応は、-80℃~30℃の範囲で実施することができる。 As conditions for the reaction with LDA, for example, 2 to 4 equivalents of LDA can be used in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C. The reaction between the dilithium salt and the halogenating agent can be carried out at -80°C to 30°C.

LDAの代わりに、n-ブチルリチウム、n-ブチルリチウム/テトラメチルエチレンジアミンを用いることができ、ハロゲン化剤としては、ヨウ素、1-クロロ-2-ヨードエタン、N-ヨードスクシンイミド、ブロモトリクロロメタン、テトラブロモメタン、1,2-ジブロモテトラクロロエタン、N-ブロモスクシンイミド(以後、NBSと略す。)、N-フルオルベンゼンスルホンイミド等のハロゲン化剤を用いることができる。 Instead of LDA, n-butyllithium, n-butyllithium/tetramethylethylenediamine can be used, and halogenating agents include iodine, 1-chloro-2-iodoethane, N-iodosuccinimide, bromotrichloromethane, tetra Halogenating agents such as bromomethane, 1,2-dibromotetrachloroethane, N-bromosuccinimide (hereinafter abbreviated as NBS), and N-fluorobenzenesulfonimide can be used.

該D1工程は、パラジウム触媒及び銅触媒の存在下、C1工程により得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ジハロビフェニレンとアルキニル化合物の薗頭カップリングにより1,5-ジアルキニル-2,6-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In step D1, the 2,6-difluoro-1,5-dihalobiphenylene obtained in step C1 and an alkynyl compound undergo Sonogashira coupling in the presence of a palladium catalyst and a copper catalyst to give 1,5-dialkynyl-2, This is the step of producing 6-difluorobiphenylene.

その際のパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等が挙げられ、銅触媒としてはヨウ化銅(I)、臭化銅(I)、塩化銅(I)等を挙げることができる。また、薗頭カップリングでは、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピペリジン、ピリジン等の溶媒中、20℃~80℃の温度範囲で実施することができる。なお、溶媒としてトルエン、THF等を添加しても良い。 Examples of the palladium catalyst in this case include tetrakis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, and the like. (I) etc. can be mentioned. Sonogashira coupling can be carried out in a solvent such as triethylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, piperidine, pyridine, etc. at a temperature range of 20°C to 80°C. Toluene, THF, or the like may be added as a solvent.

D1工程におけるアルキニル化合物としては、例えば、1-プロピン、1-ブチン、1-ペンチン、1-ヘキシン、1-ヘプチン、1-オクチン、1-ノニン、1-デシン、1-ウンデシン、1-ドデシンが挙げられる。 Examples of alkynyl compounds in step D1 include 1-propyne, 1-butyne, 1-pentyne, 1-hexyne, 1-heptyne, 1-octyne, 1-nonyne, 1-decyne, 1-undecyne, and 1-dodecyne. mentioned.

該E1工程は、D1工程により得られた1,5-ジアルキニル-2,6-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムの反応により芳香族化合物(1-1a)を製造する工程である。 The E1 step is a step of producing an aromatic compound (1-1a) by reacting the 1,5-dialkynyl-2,6-difluorobiphenylene obtained in the D1 step with sodium sulfide.

該反応は、例えば、ジメチルスルホフォキシド(以後、DMSOと略す。)、N,N-ジメチルホルムアミド(以後、DMFと略す。)、N-メチルピロリドン(以後、NMPと略す。)等の溶媒中、40~200℃の温度範囲で実施することができる。 The reaction is carried out in a solvent such as dimethylsulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO), N,N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), and the like. , 40-200°C.

なお、該工程は、2-ハロアルキニルベンゼンからベンゾチオフェン環を合成する公知の反応条件を用いて実施することもできる(例えば、オーガニック レターズ、2009年、11巻、2473~2475頁)。 This step can also be carried out using known reaction conditions for synthesizing a benzothiophene ring from 2-haloalkynylbenzene (eg, Organic Letters, 2009, 11, pp. 2473-2475).

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000025
Figure 0007159586000025

(ここで、Rは、一般式(3)で示されるRと同意義を示す。)
一方、本発明で用いられる一般式(2)の芳香族化合物の内、R、R、R、Rが水素で、Aが共有結合で、一般式(3)のXが硫黄で、Yが炭素、R13が水素である一般式(1-2)の芳香族化合物(1-2a)は、下記A2~E2の工程を経る方法により製造することができる。
(A2工程);パラジウム触媒の存在下、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼンから誘導された1-ブロモ-3-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンから2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを製造する工程。
(B2工程);A2工程により得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる1,5-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(C2工程);B2工程により得られた1,5-ジフルオロビフェニレンをLDA処理/ハロゲン化で1,5-ジフルオロ-2,6-ジハロビフェニレンを製造する工程。
(D2工程);パラジウム/銅触媒の存在下、C2工程により得られた1,5-ジフルオロ-2,6-ジハロビフェニレンとアルキニル化合物の薗頭カップリングにより2,6-ジアルキニル-1,5-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(E2工程);D2工程により得られた2,6-ジアルキニル-1,5-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、芳香族化合物(1-2a)を製造する工程。
(Here, R 9 has the same meaning as R 9 represented by general formula (3).)
On the other hand, among the aromatic compounds of the general formula (2) used in the present invention, R 3 , R 4 , R 7 and R 8 are hydrogen, A is a covalent bond, and X in the general formula (3) is sulfur. , Y is carbon, and R 13 is hydrogen, the aromatic compound (1-2a) of general formula (1-2) can be produced by the following steps A2 to E2.
(Step A2); In the presence of a palladium catalyst, 1-bromo-3-fluoro-2-iodobenzene-derived 1-bromo-3-fluorophenyl-2-zinc chloride and 2-bromo-1-fluoro- A step of producing 2,2′-dibromo-3,6′-difluorobiphenyl from 3-iodobenzene.
(Step B2); 2,2′-dibromo-3,6′-difluorobiphenyl obtained in Step A2 is treated with butyllithium to form a dilithium salt, and intramolecularly cyclized with copper(II) chloride to form a 1,5- A process for producing difluorobiphenylene.
(Step C2); A step of producing 1,5-difluoro-2,6-dihalobiphenylene by subjecting the 1,5-difluorobiphenylene obtained in step B2 to LDA treatment/halogenation.
(D2 step); Sonogashira coupling of 1,5-difluoro-2,6-dihalobiphenylene obtained in step C2 with an alkynyl compound in the presence of a palladium/copper catalyst to give 2,6-dialkynyl-1,5 - A process for producing difluorobiphenylene.
(Step E2); A step of reacting the 2,6-dialkynyl-1,5-difluorobiphenylene obtained in Step D2 with sodium sulfide to produce an aromatic compound (1-2a).

該A2~E2工程は、A2工程で、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼン及び2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンを用いること以外は、上記A1~E1工程の試薬及び反応条件等を用いて、(1-2a)で示される芳香族化合物を製造することができる。 The steps A2 to E2 are the reagents of steps A1 to E1 above and the The aromatic compound represented by (1-2a) can be produced using reaction conditions and the like.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000026
Figure 0007159586000026

(ここで、Rは、一般式(3)で示されるRと同意義を示す。)
該ビフェニレン誘導体(1-2a)のRが炭素数1~20のアルキル基であるものは、上記A2工程で得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを原料に、例えば、下記B3~E3の工程を経る方法により製造することもできる。
(B3工程);A2工程により得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチオ化し、N-フルオロベンゼンスルホンイミドと反応させることによる1,5-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(C3工程);B3工程により得られた1,5-ジフルオロビフェニレンを硫化ナトリウムと反応させ、ジチオールとし、さらに2-ブロモアセトアルデヒドジメチルアセタールと反応させてビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)を製造する工程。
(D3工程);C3工程で得られたビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)をりん酸触媒で環化し、ジチエノビフェニレンの無置換体を製造する工程。
(E3工程);D3工程により得られた無置換体をn-ブチルリチウムとの反応で、ジリチオ化し、アルキルハライドと処理することで芳香族化合物(1-2a)を製造する工程。
(Here, R 9 has the same meaning as R 9 represented by general formula (3).)
The biphenylene derivative (1-2a) in which R 9 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms can be obtained by For example, it can be produced by a method including the following steps B3 to E3.
(Step B3); 2,2′-dibromo-3,6′-difluorobiphenyl obtained in Step A2 is dilithiated with butyllithium and reacted with N-fluorobenzenesulfonimide to give 1,5-difluorobiphenylene. manufacturing process.
(Step C3); 1,5-difluorobiphenylene obtained in Step B3 is reacted with sodium sulfide to form a dithiol, which is further reacted with 2-bromoacetaldehyde dimethylacetal to obtain biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal). ).
(Step D3); A step of cyclizing the biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal) obtained in Step C3 with a phosphoric acid catalyst to produce unsubstituted dithienobiphenylene.
(Step E3); A step of dilithiating the unsubstituted compound obtained in Step D3 by reacting it with n-butyllithium and treating it with an alkyl halide to produce an aromatic compound (1-2a).

B3工程は、例えば、A2工程により得られた2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルを2当量以上のブチルリチウムでジリチオ化し、ベンザインを発生させて分子内環化し、N-フルオロベンゼンスルホンイミドでフッ素化することによる1,5-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In step B3, for example, 2,2′-dibromo-3,6′-difluorobiphenyl obtained in step A2 is dilithiated with 2 equivalents or more of butyllithium to generate benzyne for intramolecular cyclization to give N-fluoro A process for producing 1,5-difluorobiphenylene by fluorination with benzenesulfonimide.

該ジリチオ化の条件としては、例えば、2~3当量のn-ブチルリチウム又はtert-ブチルリチウムを用い、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。N-フルオロベンゼンスルホンイミドによるフッ素化は、THF又はジエチルエーテル等の溶媒中、-80℃~20℃の温度範囲で実施することができる。 As conditions for the dilithiation, for example, 2 to 3 equivalents of n-butyllithium or tert-butyllithium may be used in a solvent such as THF or diethyl ether at a temperature range of -80°C to 20°C. can. Fluorination with N-fluorobenzenesulfonimide can be carried out in a solvent such as THF or diethyl ether at temperatures ranging from -80°C to 20°C.

C3工程は、例えば、1,5-ジフルオロビフェニレンを、DMF,NMP等の溶媒中、90℃~150℃で2~6当量の硫化ナトリウム(水和物)と反応させることでビフェニレン-1,5-ジチオールのジナトリウム塩とし、さらに2-ブロモアセトアルデヒドジメチルアセタールを添加し、90℃~150℃で処理する。 In step C3, for example, 1,5-difluorobiphenylene is reacted with 2 to 6 equivalents of sodium sulfide (hydrate) in a solvent such as DMF, NMP, etc. at 90°C to 150°C to obtain biphenylene-1,5. - dithiol disodium salt, add 2-bromoacetaldehyde dimethylacetal and treat at 90°C to 150°C.

D3工程は、例えば、C3工程により得られたビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)を5~20モル%のりん酸、ポリりん酸等の触媒下、キシレン、クロロベンゼン等の溶媒中、110~140℃で行う。 In the D3 step, for example, biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal) obtained in the C3 step is treated with 5 to 20 mol% of a catalyst such as phosphoric acid or polyphosphoric acid in a solvent such as xylene or chlorobenzene. , 110-140°C.

E3工程は、例えば、D3工程により得られた無置換体をTHF等の溶媒中、2~6当量のn-ブチルリチウムを-10~65℃で反応させた後、2~8当量のアルキルハライドで-10~65℃で処理する。これにより、(1-3a)で示される芳香族化合物を製造することができる。 In step E3, for example, the unsubstituted compound obtained in step D3 is reacted with 2 to 6 equivalents of n-butyllithium in a solvent such as THF at -10 to 65 ° C., and then 2 to 8 equivalents of alkyl halide. at -10 to 65°C. Thereby, the aromatic compound represented by (1-3a) can be produced.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000027
Figure 0007159586000027

(ここで、Rは、炭素数1~20のアルキル基を示す。)
さらに、本発明で用いられる一般式(2)の芳香族化合物の内、R、R、R、Rが水素で、Aが共有結合で、一般式(3)のXが硫黄で、Yが炭素、R13が水素である一般式(1-3)の芳香族化合物(1-3a)は、上記A1及びB1工程で得られた2,6-ジフルオロビフェニレンを原料に下記C4~E4の工程を経る方法により製造することができる。
(C4工程);B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンをハロゲン化し、2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(D4工程);パラジウム/銅触媒の存在下、C4工程により得られた2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンとアルキニル化合物の薗頭カップリングにより2,6-ジアルキニル-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程。
(E4工程);D4工程により得られた2,6-ジアルキニル-3,7-ジフルオロビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、芳香族化合物(1-3a)を製造する工程。
(Here, R 9 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Furthermore, among the aromatic compounds of the general formula (2) used in the present invention, R 1 , R 4 , R 5 and R 8 are hydrogen, A is a covalent bond, and X in the general formula (3) is sulfur. , Y is carbon, and R 13 is hydrogen, the aromatic compound (1-3a) of the general formula (1-3) is obtained by using the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the above A1 and B1 steps as a raw material, the following C4- It can be produced by a method that includes the steps of E4.
(Step C4); Halogenating the 2,6-difluorobiphenylene obtained in Step B1 to produce 2,6-dihalo-3,7-difluorobiphenylene.
(D4 step); Sonogashira coupling of 2,6-dihalo-3,7-difluorobiphenylene obtained in step C4 with an alkynyl compound in the presence of a palladium/copper catalyst to give 2,6-dialkynyl-3,7- A process for producing difluorobiphenylene.
(Step E4); A step of reacting the 2,6-dialkynyl-3,7-difluorobiphenylene obtained in Step D4 with sodium sulfide to produce an aromatic compound (1-3a).

該反応工程におけるC4工程は、例えば、B1工程により得られた2,6-ジフルオロビフェニレンを、ハロゲン化剤と反応させ3位と7位をハロゲン化することで2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを製造する工程である。 In the C4 step in the reaction step, for example, the 2,6-difluorobiphenylene obtained in the B1 step is reacted with a halogenating agent to halogenate the 3- and 7-positions to give 2,6-dihalo-3,7 - It is a process for producing difluorobiphenylene.

ハロゲン化剤と反応させる条件としては、例えば、2~4当量のハロゲン化剤を用い、DMF、NMP、DMSO等の溶媒中、20℃~70℃の温度範囲内で実施することができる。 As conditions for the reaction with the halogenating agent, for example, 2 to 4 equivalents of the halogenating agent can be used in a solvent such as DMF, NMP or DMSO at a temperature of 20°C to 70°C.

ハロゲン化剤としては、NBS、臭素、ヨウ素、N-ヨードスクシンイミド等のハロゲン化剤を用いることができる。 Halogenating agents such as NBS, bromine, iodine and N-iodosuccinimide can be used.

該D4及びE4工程は、D4工程で、2,6-ジハロ-3,7-ジフルオロビフェニレンを用いること以外は、上記D1及びE1工程の試薬及び反応条件等を用いて、(1-3a)で示される芳香族化合物を製造することができる。 In steps D4 and E4, the reagents and reaction conditions of steps D1 and E1 above are used, except that 2,6-dihalo-3,7-difluorobiphenylene is used in step D4, and (1-3a) is The aromatic compounds shown can be prepared.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000028
Figure 0007159586000028

(ここで、Rは、一般式(3)で示されるRと同意義を示す。)
一方、上記一般式(1-11)で示される芳香族化合物は、例えば、上記(C1工程)で得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンを用いて製造することができる。
(Here, R 9 has the same meaning as R 9 represented by general formula (3).)
On the other hand, the aromatic compound represented by the above general formula (1-11) can be produced, for example, using the 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene obtained in the above (Step C1). .

一般式(1-11)の内、R、R、R、Rが水素で、X及びXが硫黄である芳香族化合物(1-11a)は、下記D5~F5の工程を経る方法により製造することができる。
(D5工程);パラジウム触媒の存在下、2-ブロモ-3-クロロチオフェンから誘導された3-クロロチエニル-2-亜鉛クロライドと、2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンから2,6-ジフルオロ-1,5-ビス(3-クロロ-2-チエニル)ビフェニレンを製造する工程。
(E5工程);D5工程により得られた2,6-ジフルオロ-1,5-ビス(3-クロロ-2-チエニル)ビフェニレンと硫化ナトリウムを反応に供し、ビス(ジチエノ)ビフェニレンの無置換体を製造する工程。
(F5工程);E5工程により得られた無置換体をn-ブチルリチウムとの反応で、ジリチオ化し、アルキルハライドと処理することで芳香族化合物(1-11a)を製造する工程。
Of the general formula (1-11), the aromatic compound (1-11a) in which R 3 , R 4 , R 7 and R 8 are hydrogen and X and X 1 are sulfur can be prepared by following steps D5 to F5. It can be manufactured by a method that goes through.
(D5 step); 3-chlorothienyl-2-zinc chloride derived from 2-bromo-3-chlorothiophene and 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene in the presence of a palladium catalyst to give 2, A step of producing 6-difluoro-1,5-bis(3-chloro-2-thienyl)biphenylene.
(E5 step); 2,6-difluoro-1,5-bis(3-chloro-2-thienyl)biphenylene obtained in step D5 and sodium sulfide are subjected to a reaction to obtain unsubstituted bis(dithieno)biphenylene. manufacturing process.
(Step F5): A step of dilithiating the unsubstituted compound obtained in Step E5 by reacting it with n-butyllithium and treating it with an alkyl halide to produce an aromatic compound (1-11a).

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000029
Figure 0007159586000029

(ここで、R17は、炭素数1~20のアルキル基を示す。)
また、上記一般式(1-16)で示される芳香族化合物は、例えば、上記(C4工程)で得られた2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンを用いて製造することができる。
(Here, R 17 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Further, the aromatic compound represented by the above general formula (1-16) can be produced, for example, using the 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene obtained in the above (Step C4).

一般式(1-16)の内、R、Rがフッ素で、R、Rが水素で、Xが硫黄である芳香族化合物(1-16a)は、下記D6~F6の工程を経る方法により製造することができる。
(D6工程);パラジウム触媒の存在下、5-アルキル-2,3-ジブロモチオフェンから誘導された5-アルキル-3-ブロモチエニル-2-亜鉛クロライドと、2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンから2,6-ジフルオロ-3,7-ビス(5-アルキル-3-ブロモ-2-チエニル)ビフェニレンを製造する工程。
(E6工程);パラジウム/銅触媒の存在下、D6工程により得られた2,6-ジフルオロ-3,7-ビス(5-アルキル-3-ブロモ-2-チエニル)ビフェニレンとトリメチルシリルアセチレンの薗頭カップリングにより2,6-ジフルオロ-3,7-ビス(5-アルキル-3-(トリメチルシリルエチニル)-2-チエニル)ビフェニレンを製造し、希塩酸処理で脱トリメチルシリル化し、2,6-ジフルオロ-3,7-ビス(5-アルキル-3-エチニル-2-チエニル)ビフェニレンを製造する工程。
(F6工程);ルテニウム触媒または白金触媒の存在下、E6工程により得られた2,6-ジフルオロ-3,7-ビス(5-アルキル-3-エチニル-2-チエニル)ビフェニレンを環化反応に供し、ビフェニレン誘導体(1-16a)ビス(ジチエノ)ビフェニレンの無置換体を製造する工程。
Of the general formula (1-16), the aromatic compound (1-16a) in which R 3 and R 7 are fluorine, R 4 and R 8 are hydrogen, and X 1 is sulfur, can be obtained by following steps D6 to F6. It can be manufactured by a method through
(Step D6); 5-alkyl-3-bromothienyl-2-zinc chloride derived from 5-alkyl-2,3-dibromothiophene and 2,6-dibromo-3,7- A step of producing 2,6-difluoro-3,7-bis(5-alkyl-3-bromo-2-thienyl)biphenylene from difluorobiphenylene.
(Step E6); Sonogashira of 2,6-difluoro-3,7-bis(5-alkyl-3-bromo-2-thienyl)biphenylene and trimethylsilylacetylene obtained by Step D6 in the presence of a palladium/copper catalyst. 2,6-difluoro-3,7-bis(5-alkyl-3-(trimethylsilylethynyl)-2-thienyl)biphenylene is produced by coupling, detrimethylsilylated by dilute hydrochloric acid treatment, and 2,6-difluoro-3, A process for producing 7-bis(5-alkyl-3-ethynyl-2-thienyl)biphenylene.
(F6 step); 2,6-difluoro-3,7-bis(5-alkyl-3-ethynyl-2-thienyl)biphenylene obtained in step E6 is subjected to a cyclization reaction in the presence of a ruthenium catalyst or platinum catalyst. and producing an unsubstituted biphenylene derivative (1-16a)bis(dithieno)biphenylene.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000030
Figure 0007159586000030

(ここで、R17は、炭素数1~20のアルキル基を示す。)
上記一般式(1-21)で示される芳香族化合物は、例えば、一般式(1-21)の内、R、R、R、Rが水素で、XがCH=C、R19が水素である芳香族化合物(1-21a)は、下記A7~F7の工程を経る方法により製造することができる。
(A7工程);パラジウム触媒の存在下、4-アルキル-2-ブロモ-1-ヨードベンゼンから誘導された4-アルキル-2-ブロモ-フェニル-2-亜鉛クロライドと、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンから4-アルキル-2,2’-ジブロモ-4’-フルオロビフェニルを製造する工程。
(B7工程);A7工程により得られた4-アルキル-2,2’-ジブロモ-4’-フルオロビフェニルをブチルリチウムでジリチウム塩とし、塩化銅(II)で分子内環化することによる2-アルキル-7-フルオロビフェニレンを製造する工程。
(C7工程);B7工程により得られた2-アルキル-7-フルオロビフェニレンをハロゲン化し、2-アルキル-3,6-ジハロ-7-フルオロビフェニレンを製造する工程。
(D7工程);C7工程により得られた2-アルキル-3,6-ジハロ-7-フルオロビフェニレンをイソプロピルグリニャールでモノメタル化し、塩化銅(II)でホモカップリングさせて、ビ(3-フルオロ-6-アルキル-7-ブロモ-2-ビフェニレニル)を製造する工程。
(E7工程);D7工程により得られたビ(3-フルオロ-6-アルキル-7-ブロモ-2-ビフェニレニル)をブチルリチウムでジリチオ化し、メタノールでプロトネーションさせて、ビ(3-フルオロ-6-アルキル-2-ビフェニレニル)を製造する工程。
(F7工程);E7工程により得られたビ(3-フルオロ-6-アルキル-2-ビフェニレニル)を硫化ナトリウムと共に反応に供し、芳香族化合物(1-21a)を製造する工程。
(Here, R 17 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
The aromatic compound represented by the general formula (1-21) is, for example, in the general formula (1-21), R 1 , R 4 , R 5 and R 8 are hydrogen, X 1 is CH═C, The aromatic compound (1-21a) in which R 19 is hydrogen can be produced by a method comprising steps A7 to F7 below.
(Step A7); 4-alkyl-2-bromo-phenyl-2-zinc chloride derived from 4-alkyl-2-bromo-1-iodobenzene and 2-bromo-4-fluoro in the presence of a palladium catalyst - A step of producing 4-alkyl-2,2'-dibromo-4'-fluorobiphenyl from 1-iodobenzene.
(Step B7); The 4-alkyl-2,2′-dibromo-4′-fluorobiphenyl obtained in Step A7 is converted to a dilithium salt with butyllithium, and intramolecularly cyclized with copper(II) chloride to give 2- A process for producing alkyl-7-fluorobiphenylene.
(C7 step): Halogenating the 2-alkyl-7-fluorobiphenylene obtained in step B7 to produce 2-alkyl-3,6-dihalo-7-fluorobiphenylene.
(Step D7); The 2-alkyl-3,6-dihalo-7-fluorobiphenylene obtained in Step C7 is monometallated with isopropyl Grignard and homocoupled with copper (II) chloride to give a bi(3-fluoro -6-alkyl-7-bromo-2-biphenylenyl).
(Step E7); Bi(3-fluoro-6-alkyl-7-bromo-2-biphenylenyl) obtained in Step D7 is dilithiated with butyllithium and protonated with methanol to give bi(3-fluoro-6). -alkyl-2-biphenylenyl).
(Step F7); A step of reacting bi(3-fluoro-6-alkyl-2-biphenylenyl) obtained in Step E7 with sodium sulfide to produce aromatic compound (1-21a).

各工程の条件は、例えば、上記で挙げた条件を使用することができる。 For the conditions of each step, for example, the conditions listed above can be used.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。 The following reaction scheme shows a more specific production method, which is preferable because the number of reaction steps is small.

Figure 0007159586000031
Figure 0007159586000031

(ここで、R17は、炭素数1~20のアルキル基を示す。)
さらに、製造した芳香族化合物は、カラムクロマトグラフィー等に供することにより精製することができ、その際の分離剤としては、例えば、シリカゲル、活性アルミナ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。
(Here, R 17 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
Furthermore, the produced aromatic compound can be purified by subjecting it to column chromatography or the like, in which case the separating agent is, for example, silica gel or activated alumina, and the solvent is hexane, heptane, toluene, dichloromethane, Chloroform etc. can be mentioned.

製造した芳香族化合物は、活性炭、ゼオライト、活性アルミナ等に供することにより溶液中で脱色精製することができ、その際の溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。 The produced aromatic compound can be decolorized and purified in a solution by subjecting it to activated carbon, zeolite, activated alumina, etc. Examples of the solvent in that case include hexane, heptane, toluene, dichloromethane, and chloroform. .

また、製造した芳香族化合物は、さらに再結晶により精製してもよく、再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶の回数としては、高純度、高収率の観点から、好ましくは2~5回である。再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、これらの任意の割合の混合物であってもよい。 In addition, the produced aromatic compound may be further purified by recrystallization, and the purity can be improved by increasing the number of recrystallizations. The number of times of recrystallization is preferably 2 to 5 from the viewpoint of high purity and high yield. The purity can be improved by increasing the number of times of recrystallization. Solvents used for recrystallization include, for example, hexane, heptane, octane, toluene, xylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene and the like, and mixtures of these in any ratio may be used.

再結晶法では、加熱により芳香族化合物の溶液を調製し(その際の溶液の濃度は、不純物を効率よく除去するため、0.01~10.0重量%の範囲が好ましく、0.05~5.0重量%の範囲がさらに好ましい。)、該溶液を冷却することで芳香族化合物の結晶を析出させ単離するが、単離する際の最終的な冷却温度は、純度及び回収率向上のため、-20℃から40℃の範囲にあることが好ましい。なお、純度を測定する際には液体クロマトグラフィーにより分析することが可能である。 In the recrystallization method, a solution of the aromatic compound is prepared by heating (the concentration of the solution at that time is preferably in the range of 0.01 to 10.0% by weight in order to efficiently remove impurities, and 0.05 to The range of 5.0% by weight is more preferable.), and the solution is cooled to precipitate and isolate crystals of the aromatic compound. Therefore, it is preferably in the range of -20°C to 40°C. In addition, it is possible to analyze by liquid chromatography when measuring the purity.

本発明の芳香族化合物の製造方法としては、下記一般式(10-I)または(10-II)で示される化合物を直鎖アルキルリチウムと反応させて、下記一般式(9-I)または(9-II)で示される芳香族化合物の製造方法であってもよい。 As a method for producing the aromatic compound of the present invention, a compound represented by the following general formula (10-I) or (10-II) is reacted with a straight-chain alkyllithium to obtain the following general formula (9-I) or ( It may be a method for producing an aromatic compound shown in 9-II).

Figure 0007159586000032
Figure 0007159586000032

(ここで、A、A~A、R、R、及びR~Rは、上記一般式(1-I)、(1-II)における、A、A~A、R、R、及びR~Rと同意義を示す。) (Here, A, A 1 to A 3 , R 1 , R 2 and R 5 to R 8 are A, A 1 to A 3 , have the same meanings as R 1 , R 2 , and R 5 to R 8. )

Figure 0007159586000033
Figure 0007159586000033

(ここで、X及びXは、それぞれ独立してハロゲンを示す。A、A~A、R、R、及びR~Rは、上記一般式(1-I)、(1-II)における、A、A~A、R、R、及びR~Rと同意義を示す。)
上記の製造方法について、以下に詳細に説明する。
( Here , X 3 and X 4 each independently represent a halogen . have the same meanings as A, A 1 to A 3 , R 1 , R 2 , and R 5 to R 8 in (1-II).)
The above manufacturing method will be described in detail below.

上記一般式(9-I)、(9-II)、(10-I)、及び(10-II)のAは、共有結合、酸素、硫黄、セレン、NR14、またはCR15=CR16を示し、反応の収率が高いことから共有結合が好ましい。 A in the above general formulas (9-I), (9-II), (10-I) and (10-II) is a covalent bond, oxygen, sulfur, selenium, NR 14 or CR 15 =CR 16 Covalent bonding is preferred because of the high yield of the reaction and the high yield of the reaction.

はCR=CR、酸素、硫黄、またはセレン、AはCR=CR、酸素、硫黄、またはセレン、AはCR=CR、酸素、硫黄、またはセレンを示すが、反応が進行しやすいことから、AがCR=CR、硫黄、AがCR=CR、硫黄、AがCR=CR、硫黄であることが好ましく、AがCR=CR、AがCR=CR、AがCR=CRであることがさらに好ましい。 A 1 is CR 3 =CR 4 , oxygen, sulfur or selenium, A 2 is CR 7 =CR 8 , oxygen, sulfur or selenium, A 3 is CR 5 =CR 6 , oxygen, sulfur or selenium , Since the reaction proceeds easily, it is preferable that A 1 is CR 3 = CR 4 and sulfur, A 2 is CR 7 = CR 8 and sulfur, A 3 is CR 5 = CR 6 and sulfur, and A 1 is More preferably, CR 3 =CR 4 , A 2 is CR 7 =CR 8 and A 3 is CR 5 =CR 6 .

及びXにおけるハロゲンは、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示し、反応活性中間体のベンザインが安定に発生することから、Xは、フッ素、塩素、臭素が好ましく、Xは臭素が好ましい。 The halogen in X 3 and X 4 is, for example, fluorine, chlorine, bromine, or iodine, and X 3 is preferably fluorine, chlorine, or bromine, since the reactive intermediate benzyne is stably generated, and X 4 is Bromine is preferred.

は、反応活性中間体のベンザインを発生しやすいことから、ハロゲンまたは水素が好ましく、臭素、水素がさらに好ましい。 R 1 is preferably halogen or hydrogen, more preferably bromine or hydrogen, because it readily generates a reactive intermediate, benzyne.

上記一般式(10-I)または(10-II)で示される化合物と反応させる直鎖アルキルリチウムとしては、例えば、n-ブチルリチウム、メチルリチウム、n-プロピルリチウム、n-ペンチルリチウム、n-ヘキシルリチウム、n-ヘプチルリチウム、n-オクチルリチウム、n-ノニルリチウム、n-デシルリチウム等が挙げられ、入手性が良好なことからn-ブチルリチウムが好ましい。 Linear alkyllithium to be reacted with the compound represented by the general formula (10-I) or (10-II) includes, for example, n-butyllithium, methyllithium, n-propyllithium, n-pentyllithium, n- Examples include hexyllithium, n-heptyllithium, n-octyllithium, n-nonyllithium, n-decyllithium, and n-butyllithium is preferred because of its good availability.

該直鎖アルキルリチウムは、一般式(10-I)または(10-II)で示される化合物と反応し、該化合物のジリチウム塩を生成させることから、該化合物に対して、2.0から7.0当量の範囲で使用するが、高収率なため、2.2から6.0当量が好ましい。 The straight-chain alkyllithium reacts with the compound represented by the general formula (10-I) or (10-II) to produce a dilithium salt of the compound. A range of .0 equivalents is used, but 2.2 to 6.0 equivalents are preferred for high yields.

該反応は溶媒中で行うが、該溶媒としては該化合物のジリチウム塩が安定に存在できる溶媒であれば特に限定はないが、反応が進行しやすいことから、THF、ジエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテル、ターシャリーブチルエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジメトキシプロパン、ジオキサン等のエーテル系溶媒が好ましく、THFがさらに好ましい。 The reaction is carried out in a solvent, and the solvent is not particularly limited as long as the dilithium salt of the compound can stably exist. Ether solvents such as ether, tert-butyl ethyl ether, dimethoxyethane, dimethoxypropane and dioxane are preferred, and THF is more preferred.

該反応の温度は、例えば、-80℃~40℃が挙げられ、反応活性中間体のベンザインが発生しやすいことから-70℃~20℃が好ましい。 The temperature of the reaction is, for example, −80° C. to 40° C., preferably −70° C. to 20° C., since benzyne, which is a reactive intermediate, is likely to be generated.

本発明の芳香族化合物の製造方法としては、下記一般式(12-I)または(12-II)で示される化合物を用い、下記一般式(11-I)または(11-II)で示される芳香族化合物を製造する製造方法であってもよい。 As a method for producing the aromatic compound of the present invention, a compound represented by the following general formula (12-I) or (12-II) is used, and a compound represented by the following general formula (11-I) or (11-II) is used. It may be a production method for producing an aromatic compound.

Figure 0007159586000034
Figure 0007159586000034

(ここで、A、R、R、及びR~Rは、上記一般式(1-I)、(1-II)におけるA、R、R、及びR~Rと同意義を示す。R10及びR11は、上記一般式(3)におけるR10及びR11と同意義を示す。R21及びR25は、上記一般式(5)におけるX、R21及びR25と同意義を示す。) (Here, A 1 , R 1 , R 2 and R 5 to R 8 are A 1 , R 1 , R 2 and R 5 to R in general formulas (1-I) and (1-II) above. 8. R 10 and R 11 have the same meanings as R 10 and R 11 in general formula (3) above, and R 21 and R 25 have the same meanings as X 2 and R in general formula (5) above. 21 and have the same meaning as R 25. )

Figure 0007159586000035
Figure 0007159586000035

(ここで、X及びXは、それぞれ独立して、ハロゲンを示し、A、R、R、R~R、R10、R11、X、R21、及びR25は、上記一般式(11-I)、(11-II)における、A、R、R、R~R、R10、R11、X、R21、及びR25と同意義を示す。)
上記一般式(11-I)、(11-II)、(12-I)、及び(12-II)のAは、反応が進行しやすいことから、CR=CR、硫黄であることが好ましく、CR=CRであることがさらに好ましい。Xは、反応が進行しやすいことから、CR22=CR23、硫黄であることが好ましく、CR22=CR23であることがさらに好ましい。
(Here, X 3 and X 4 each independently represent halogen, A 1 , R 1 , R 2 , R 5 to R 8 , R 10 , R 11 , X 2 , R 21 and R 25 are the same as A 1 , R 1 , R 2 , R 5 to R 8 , R 10 , R 11 , X 2 , R 21 and R 25 in the general formulas (11-I) and (11-II) indicate significance.)
A 1 in the general formulas (11-I), (11-II), (12-I), and (12-II) is CR 3 =CR 4 and sulfur because the reaction proceeds easily. is preferred, and more preferably CR 3 =CR 4 . X 2 is preferably CR 22 =CR 23 and sulfur, more preferably CR 22 =CR 23 , since the reaction proceeds easily.

、R、R11、及びR25は、反応活性中間体のベンザインを発生しやすいことから、ハロゲンまたは水素が好ましく、臭素、水素がさらに好ましい。 R 1 , R 8 , R 11 , and R 25 are preferably halogen or hydrogen, more preferably bromine or hydrogen, because they readily generate benzyne, which is a reactive intermediate.

一般式(12-I)または(12-II)で示される化合物を直鎖アルキルリチウムと反応させる場合、該直鎖アルキルリチウムは、該化合物に対して、高収率なため、3.5から6.5当量の範囲で使用することが好ましく、3.8から6.0当量がさらに好ましい。 When the compound represented by general formula (12-I) or (12-II) is reacted with straight-chain alkyllithium, the straight-chain alkyllithium gives a high yield with respect to the compound, so 3.5 to It is preferably used in the range of 6.5 equivalents, more preferably 3.8 to 6.0 equivalents.

本発明の芳香族化合物は、適当な溶媒に溶解させることで該芳香族化合物を含有する有機半導体層形成用溶液とすることができる。該溶媒としては、一般式(1)で示される芳香族化合物を溶解することが可能な溶媒であれば如何なる溶媒を使用してもよく、有機半導体層を形成する際、溶媒の乾燥速度を好適なものとすることができることから、常圧での沸点が100℃以上である有機溶媒が好ましい。 The aromatic compound of the present invention can be made into an organic semiconductor layer forming solution containing the aromatic compound by dissolving it in an appropriate solvent. As the solvent, any solvent may be used as long as it is a solvent capable of dissolving the aromatic compound represented by the general formula (1). An organic solvent having a boiling point of 100° C. or higher at normal pressure is preferable.

本発明で用いることが可能な溶媒として、特に制限はなく、例えば、トルエン、メシチレン、o-キシレン、イソプロピルベンゼン、ペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン等の芳香族炭化水素類;アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2-メチレンジオキシベンゼン、1,2-エチレンジオキシベンゼン等の芳香族エーテル類;クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、1,2-ジフルオロベンゼン、1,3-ジフルオロベンゼン、1,4-ジフルオロベンゼン等の芳香族ハロゲン化合物;チオフェン、3-クロロチオフェン、2-クロロチオフェン、3-メチルチオフェン、2-メチルチオフェン、ベンゾチオフェン、2-メチルベンゾチオフェン、2,3-ジヒドロベンゾチオフェン、フラン、3-メチルフラン、2-メチルフラン、2,5-ジメチルフラン、ベンゾフラン、2-メチルベンゾフラン、2,3-ジヒドロベンゾフラン、チアゾール、オキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、ピリジン等のヘテロ芳香族類;ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、デカリン等の飽和炭化水素類;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール類;フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、テレフタル酸ジメチル、酢酸フェニル、シクロヘキサノールアセテート、3-メトキシブチルアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、テトラヒドロフルフリルプロピオネート、γ-ブチロラクトン等のエステル類;THF、2-メトキシメチルテトラヒドロフラン等の環状エーテルなどを挙げられることができ、その中でも適度な乾燥速度を持つことから、好ましくはトルエン、o-キシレン、メシチレン、1,2,4-トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン、オクタン、ノナン、デカン、アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2-メチレンジオキシベンゼン、1,2-エチレンジオキシベンゼン、クロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、3-メチルチオフェン、ベンゾチアゾールであり、さらに好ましくは、トルエン、o-キシレン、メシチレン、テトラリン、インダン、オクタン、ノナン、デカン、アニソール、2-メチルアニソール、3-メチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール、2,6-ジメチルアニソールである。 Solvents that can be used in the present invention are not particularly limited. group hydrocarbons; anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 2,6-dimethylanisole, ethylphenyl ether, butylphenyl ether, 1,2- aromatic ethers such as methylenedioxybenzene and 1,2-ethylenedioxybenzene; chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, 1,2-difluorobenzene, Aromatic halogen compounds such as 1,3-difluorobenzene and 1,4-difluorobenzene; thiophene, 3-chlorothiophene, 2-chlorothiophene, 3-methylthiophene, 2-methylthiophene, benzothiophene, 2-methylbenzothiophene , 2,3-dihydrobenzothiophene, furan, 3-methylfuran, 2-methylfuran, 2,5-dimethylfuran, benzofuran, 2-methylbenzofuran, 2,3-dihydrobenzofuran, thiazole, oxazole, benzothiazole, benzo heteroaromatics such as oxazole and pyridine; saturated hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane and decalin; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl- n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethylene glycol Glycols such as monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl terephthalate, phenyl acetate, cyclohexanol acetate, 3-methoxybutyl acetate, tetrahydrofurfuryl acetate, tetrahydro esters such as drofurfuryl propionate and γ-butyrolactone; and cyclic ethers such as THF and 2-methoxymethyltetrahydrofuran. - xylene, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, tetralin, indane, octane, nonane, decane, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 2,6-dimethylanisole, ethylphenyl ether, butylphenyl ether, 1,2-methylenedioxybenzene, 1,2-ethylenedioxybenzene, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1 , 4-dichlorobenzene, 3-methylthiophene, benzothiazole, more preferably toluene, o-xylene, mesitylene, tetralin, indane, octane, nonane, decane, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole and 2,6-dimethylanisole.

なお、本発明で用いる溶媒は、1種類の溶媒を単独で使用、または沸点、極性、溶解度パラメーターなど性質の異なる溶媒を2種類以上混合して使用することが可能である。 As the solvent used in the present invention, one type of solvent can be used alone, or two or more types of solvents having different properties such as boiling points, polarities, and solubility parameters can be used in combination.

一般式(1)で示される芳香族化合物を溶媒に混合溶解する際の温度としては、溶解を促進させる目的のため、0~80℃の温度範囲で行うことが好ましく、10~60℃の温度範囲で行うことが更に好ましい。 The temperature at which the aromatic compound represented by the general formula (1) is mixed and dissolved in the solvent is preferably in the temperature range of 0 to 80 ° C. for the purpose of promoting dissolution, and the temperature is 10 to 60 ° C. It is more preferable to carry out in the range.

また、一般式(1)で示される芳香族化合物を有機溶媒に溶解混合する時間は、均一溶液を得るため、1分~1時間で溶解することが好ましい。 The time for dissolving and mixing the aromatic compound represented by the general formula (1) in the organic solvent is preferably 1 minute to 1 hour in order to obtain a uniform solution.

本発明では本発明の有機半導体層形成用溶液における一般式(1)で示される芳香族化合物の濃度が0.1~10.0重量%の範囲であると、取り扱い容易になり、有機半導体層を形成する際の効率により優れるものとなる。また、有機半導体層形成用溶液の粘度が0.3~10mPa・sの範囲であると、より好適な塗工性を発現するものとなる。 In the present invention, when the concentration of the aromatic compound represented by the general formula (1) in the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is in the range of 0.1 to 10.0% by weight, handling becomes easy, and the organic semiconductor layer is more efficient in forming the Moreover, when the viscosity of the organic semiconductor layer-forming solution is in the range of 0.3 to 10 mPa·s, more suitable coatability is exhibited.

なお該溶液は、該芳香族化合物自体が適度の凝集性を有することから比較的に低温で調製することが可能、且つ耐酸化性があることから、塗布法による有機薄膜の製造に好適に適用できる。即ち、雰囲気から空気を除く必要がないことから塗布工程を簡略化することができる。さらに該溶液は、例えば、ポリスチレン、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリ(4-メチルスチレン)、ポリ(1-ビニルナフタレン)、ポリ(2-ビニルナフタレン)、ポリ(スチレン-ブロック-ブタジエン-ブロック-スチレン)、ポリ(スチレン-ブロック-イソプレン-ブロック-スチレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリ(スチレン-コ-2,4-ジメチルスチレン)、ポリ(クロロスチレン)、ポリ(スチレン-コ-α-メチルスチレン)、ポリ(スチレン-コ-ブタジエン)、ポリ(エチレン-コ-ノルボルネン)、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリカルバゾール、ポリトリアリールアミン、ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-コ-ジメチルトリアリールアミン)、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、ポリメタクリル酸メチル、ポリ(スチレン-コ-メタクリル酸メチル)、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸n-プロピル、ポリメタクリル酸イソプロピル、ポリメタクリル酸n-ブチル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸n-プロピル等が挙げることができ、好ましくはポリスチレン、ポリ(α-メチルスチレン)、ポリ(エチレン-コ-ノルボルネン)、ポリメタクリル酸メチル等のポリマーをバインダーとして存在させることもできる。これらのポリマーバインダーの濃度は、適度な溶液の粘度のため、0.001~10.0重量%であることが好ましい。 The solution can be prepared at a relatively low temperature because the aromatic compound itself has moderate cohesiveness, and it has oxidation resistance, so it is suitable for the production of organic thin films by a coating method can. That is, the coating process can be simplified because there is no need to remove air from the atmosphere. Further, the solution is, for example, polystyrene, poly(α-methylstyrene), poly(4-methylstyrene), poly(1-vinylnaphthalene), poly(2-vinylnaphthalene), poly(styrene-block-butadiene-block -styrene), poly(styrene-block-isoprene-block-styrene), poly(vinyltoluene), poly(styrene-co-2,4-dimethylstyrene), poly(chlorostyrene), poly(styrene-co-α -methylstyrene), poly(styrene-co-butadiene), poly(ethylene-co-norbornene), polyphenylene ether, polycarbonate, polycarbazole, polytriarylamine, poly(9,9-dioctylfluorene-co-dimethyltriaryl amine), poly(N-vinylcarbazole), polymethyl methacrylate, poly(styrene-co-methyl methacrylate), polyethyl methacrylate, polyn-propyl methacrylate, polyisopropyl methacrylate, polyn-butyl methacrylate , polyphenyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyn-propyl acrylate, etc., preferably polystyrene, poly(α-methylstyrene), poly(ethylene-co-norbornene), A polymer such as polymethyl methacrylate can also be present as a binder. The concentration of these polymer binders is preferably 0.001 to 10.0% by weight for reasonable solution viscosity.

該ポリマーバインダーのガラス転移温度(Tg)は、電子デバイス製造時のプロセス温度への対応により好適であることから105℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがさらに好ましく、150℃以上であることが特に好ましい。 The glass transition temperature (Tg) of the polymer binder is preferably 105° C. or higher, more preferably 120° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, because it is more suitable for handling process temperatures during electronic device production. is particularly preferred.

また、該ポリマーの分子量は、よりキャリア移動度の大きい有機薄膜トランジスタを得るのに好適であるため、5,000~1,000,000であることが好ましく、10,000~500,000がさらに好ましく、20,000~100,000が特に好ましい。なお、本発明において、ポリマーの分子量はポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)をいうものである。 Further, the molecular weight of the polymer is preferably 5,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000, since it is suitable for obtaining an organic thin film transistor having a higher carrier mobility. , 20,000 to 100,000 are particularly preferred. In the present invention, the molecular weight of the polymer refers to the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene.

該ポリマーは、一般的なポリマーバインダーとしての効果を有し、得られる有機半導体層の成膜性を向上させるものであり、絶縁性ポリマー及び半導体性ポリマーも用いることができる。 The polymer has an effect as a general polymer binder and improves the film formability of the resulting organic semiconductor layer, and insulating polymers and semiconducting polymers can also be used.

本発明でポリマーバインダーとして用いることが可能なポリマーの具体的な例としては、上記で挙げたポリマー以外に、例えば、極性環状ポリオレフィン類、ポリスルホン類、アクリロニトリル-スチレン共重合体、メチルメタクリレート-スチレン共重合体類等を挙げることができる。 Specific examples of polymers that can be used as the polymer binder in the present invention include, in addition to the polymers listed above, polar cyclic polyolefins, polysulfones, acrylonitrile-styrene copolymers, and methyl methacrylate-styrene copolymers. Polymers etc. can be mentioned.

該極性環状ポリオレフィン類はより具体的には下記一般式(13)で示されるポリマーがさらに好ましい。 More specifically, the polar cyclic polyolefins are more preferably polymers represented by the following general formula (13).

Figure 0007159586000036
Figure 0007159586000036

(ここで、R27~R29は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示し、Xは、ハロゲン原子、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示す。pは20~5,000の整数を示し、q及びrはそれぞれ独立して0~2の整数を示す。実線と点線からなる結合は、単結合又は2重結合を示す。)
一般式(13)におけるR27~R29は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示し、高耐熱性のため、水素原子、炭素数1~20のアルキル基が好ましい。
(Here, R 27 to R 29 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms. , C7-20 aryloxycarbonyl group, cyano group, nitro group, C1-20 alkoxy group, C6-20 aryloxy group, hydroxyl group, amino group, or C1-20 represents an alkylamino group, X 3 is a halogen atom, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms, p is an integer of 20 to 5,000, q and r are each independently 0; represents an integer of ~2.A bond consisting of a solid line and a dotted line represents a single bond or a double bond.)
R 27 to R 29 in general formula (13) each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an alkyloxy group having 2 to 20 carbon atoms. carbonyl group, aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, cyano group, nitro group, alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, hydroxyl group, amino group, or 1 to 1 carbon atoms A hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferred because of its high heat resistance.

27~R29における炭素数1~20のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。炭素数6~20のアリール基は、例えば、フェニル基、p-トリル基、p-(n-ヘキシル)フェニル基、p-(n-オクチル)フェニル基、p-(2-エチルヘキシル)フェニル基等が挙げられる。炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基は、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、n-プロピルオキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基は、例えば、フェノキシカルボニル基、4-メチルフェノキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数1~20のアルコキシ基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基等が挙げられる。炭素数6~20のアリールオキシ基は、例えば、フェノキシ基、4-メチルフェノキシ等が挙げられる。炭素数1~20のアルキルアミノ基は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、n-プロピルアミノ基等が挙げられる。そして、その中でも高耐熱性のため、置換基R27はメチル基、エチル基、n-プロピル基であることが好ましく、置換基R28及びR29は水素原子であることが好ましい。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 27 to R 29 is, for example, a linear group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, n-pentyl group, etc. or a branched alkyl group. Aryl groups having 6 to 20 carbon atoms include, for example, phenyl group, p-tolyl group, p-(n-hexyl)phenyl group, p-(n-octyl)phenyl group, p-(2-ethylhexyl)phenyl group and the like. is mentioned. The alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms includes, for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, n-propyloxycarbonyl group and the like. The aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms includes, for example, a phenoxycarbonyl group, a 4-methylphenoxycarbonyl group and the like. The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group and the like. The aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms includes, for example, a phenoxy group, 4-methylphenoxy and the like. The alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methylamino group, ethylamino group, n-propylamino group and the like. Among them, the substituent R 27 is preferably a methyl group, an ethyl group, or an n-propyl group, and the substituents R 28 and R 29 are preferably hydrogen atoms because of high heat resistance.

一般式(13)におけるXは、ハロゲン原子、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数6~20のアリールオキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、又は炭素数1~20のアルキルアミノ基を示す。 X 3 in general formula (13) is a halogen atom, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, It represents an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms.

置換基Xにおける炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基は、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、n-ヘキシロキシカルボニル基、シクロヘキシロキシカルボニル基等が挙げられ、炭素数7~20のアリールオキシカルボニル基は、例えば、フェノキシカルボニル基、4-メチルフェノキシカルボニル基、2,4-ジメチルフェニキシカルボニル基、4-エチルフェノキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数1~20のアルコキシ基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。炭素数6~20のアリールオキシ基は、例えば、フェノキシ基、4-メチルフェノキシ等が挙げられる。炭素数1~20のアルキルアミノ基は、例えば、メチルアミノ基、エチルアミノ基、n-プロピルアミノ基等が挙げられる。高溶解性及び高耐熱性のため、炭素数2~20のアルキルオキシカルボニル基であることが好ましい。 The alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms in the substituent X 3 is, for example, a methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl group and the like, and the aryloxycarbonyl group having 7 to 20 carbon atoms includes, for example, a phenoxycarbonyl group, a 4-methylphenoxycarbonyl group, a 2,4-dimethylphenoxycarbonyl group, a 4-ethylphenoxycarbonyl group, and the like. . The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methoxy group, ethoxy group and the like. The aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms includes, for example, a phenoxy group, 4-methylphenoxy and the like. The alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms includes, for example, methylamino group, ethylamino group, n-propylamino group and the like. An alkyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms is preferred for its high solubility and high heat resistance.

pは20~5,000の整数を示し、よりキャリア移動度の大きい有機薄膜トランジスタを得るのに好適であるため、好ましくは40~2,000である。qは0~2の整数を示し、好ましくは1である。rは0~2の整数を示し、好ましくは0または1である。さらに好ましくは0である。 p represents an integer of 20 to 5,000, and is preferably 40 to 2,000 because it is suitable for obtaining an organic thin film transistor with higher carrier mobility. q represents an integer of 0 to 2, preferably 1; r represents an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1; It is more preferably 0.

実線と点線からなる結合は単結合又は2重結合を示し、熱的安定性のため、好ましくは単結合である。 A bond consisting of a solid line and a dotted line indicates a single bond or a double bond, preferably a single bond for thermal stability.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるポリスルホン類はポリスルホン構造を有していれば特に制限がなく、より具体的には下記ポリスルホン1~5で示されるポリスルホン類が挙げられる。 The polysulfones used as the polymer binder in the present invention are not particularly limited as long as they have a polysulfone structure.

Figure 0007159586000037
Figure 0007159586000037

(ここで、置換基R30~R33は、それぞれ独立して、炭素数1~20のアルキル基を示し、sは10~20,000の整数を示す。)
置換基R30~R33における炭素数1~20のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ドデシル基、n-テトラデシル基、n-オクタデシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘプチル基、3-エチルデシル基、2-ヘキシルデシル基等の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。
(Here, the substituents R 30 to R 33 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and s represents an integer of 10 to 20,000.)
The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the substituents R 30 to R 33 is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3- Linear or branched alkyl groups such as ethyldecyl group and 2-hexyldecyl group can be mentioned.

sは10~20,000の整数を示し、好ましくは10~10,000の整数である。 s represents an integer of 10 to 20,000, preferably an integer of 10 to 10,000.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるアクリロニトリル-スチレン共重合体は、アクリロニトリルとスチレンの任意の比率の共重合体であり、良好な電気特性を示し、バイアスストレスをかけた時の閾値電圧の変化がより小さいものになるなど信頼性が向上することから、アクリロニトリルとスチレン重量比で10:90~50:50の比率であることが好ましく、20:80~40:60であることがさらに好ましい。 The acrylonitrile-styrene copolymer used as the polymer binder in the present invention is a copolymer of acrylonitrile and styrene in an arbitrary ratio, exhibits good electrical properties, and exhibits a greater change in threshold voltage when bias stress is applied. The weight ratio of acrylonitrile to styrene is preferably 10:90 to 50:50, more preferably 20:80 to 40:60, because the weight ratio of acrylonitrile to styrene is 10:80 to 40:60.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるメチルメタクリレート-スチレン共重合体は、メチルメタクリレートとスチレンの任意の比率の共重合体であり、良好な電気特性を示し、バイアスストレスをかけた時の閾値電圧の変化がより小さいものになるなど信頼性が向上することから、メチルメタクリレートとスチレンのモル比で1:99~90:10であることが好ましく、1:99~70:30であることがさらに好ましい。 The methyl methacrylate-styrene copolymer used as the polymer binder in the present invention is a copolymer of methyl methacrylate and styrene in an arbitrary ratio, exhibits good electrical properties, and changes in threshold voltage when bias stress is applied. The molar ratio of methyl methacrylate to styrene is preferably from 1:99 to 90:10, more preferably from 1:99 to 70:30, because the reliability is improved such that the ratio becomes smaller.

本発明でポリマーバインダーとして用いられるポリマーは、表面処理剤により表面エネルギーを調整したものを用いることができる。表面処理剤としては、シランカップリング剤を用いることができ、その具体例としては、例えば、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、フェニルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。なお、本発明で用いるポリマーは、1種類のポリマーを単独で使用、または2種類以上のポリマーの混合物として使用することが可能である。更に、異なる分子量のポリマーを混合して使用することも可能である。 The polymer used as the polymer binder in the present invention can be used after adjusting the surface energy with a surface treatment agent. A silane coupling agent can be used as the surface treatment agent, and specific examples thereof include 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane, phenyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. As for the polymer used in the present invention, one type of polymer can be used alone, or two or more types of polymer can be used as a mixture. Furthermore, it is also possible to use a mixture of polymers with different molecular weights.

本発明の有機半導体層形成用溶液を用いて有機半導体層を形成する際の塗布方法としては、有機半導体層を形成可能な方法であれば特に制限はなく、例えば、スピンコート、ドロップキャスト、ディップコート、キャストコート等の簡易塗工法;ディスペンサー、インクジェット、スリットコート、ブレードコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷法を挙げることができ、中でも容易に効率よく有機半導体層とすることが可能となることから、スピンコート、ドロップキャスト、インクジェットであることが好ましい。 The coating method for forming an organic semiconductor layer using the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of forming an organic semiconductor layer, and examples thereof include spin coating, drop casting, and dipping. simple coating methods such as coating and cast coating; printing methods such as dispenser, inkjet, slit coating, blade coating, flexographic printing, screen printing, gravure printing and offset printing; Spin coating, drop casting, and inkjet are preferable because they can be applied.

本発明の有機半導体層形成用溶液を塗布後、溶媒を乾燥除去することにより、該有機半導体層形成用溶液を用いてなる有機半導体層を形成することが可能である。 After applying the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention, the organic semiconductor layer can be formed using the solution for forming an organic semiconductor layer by removing the solvent by drying.

塗布した有機半導体層から溶媒を乾燥除去する際、乾燥する条件に特に制限はなく、例えば、常圧下、又は減圧下で溶媒の乾燥除去を行うことが可能である。 When removing the solvent from the applied organic semiconductor layer by drying, the drying conditions are not particularly limited. For example, the solvent can be removed by drying under normal pressure or under reduced pressure.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する温度に特に制限はないが効率よく塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去することができ、有機半導体層を形成することが可能であるため、10~150℃の温度範囲で行うことが好ましい。 Although there is no particular limitation on the temperature for drying and removing the organic solvent from the coated organic semiconductor layer, the organic solvent can be efficiently removed by drying from the coated organic semiconductor layer, and the organic semiconductor layer can be formed. It is preferable to carry out in the temperature range of 10 to 150°C.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する際、除去する有機溶媒の気化速度を調節することで、一般式(1)で示される芳香族化合物体の結晶成長を制御することが可能である。 When removing the organic solvent from the applied organic semiconductor layer by drying, it is possible to control the crystal growth of the aromatic compound represented by the general formula (1) by adjusting the vaporization rate of the removed organic solvent. .

本発明の有機半導体層形成用溶液により形成される有機半導体層の膜厚に制限はなく、良好なキャリア移動が得られることから、1nm~1μmの範囲であることが好ましく、10nm~300nmの範囲であることが更に好ましい。 The film thickness of the organic semiconductor layer formed by the organic semiconductor layer forming solution of the present invention is not limited, and is preferably in the range of 1 nm to 1 μm, more preferably in the range of 10 nm to 300 nm, since good carrier transfer can be obtained. is more preferable.

また、得られる有機半導体層は、有機半導体層を形成後、40~180℃でアニール処理を行ってもよい。 Further, the obtained organic semiconductor layer may be annealed at 40 to 180° C. after forming the organic semiconductor layer.

本発明の有機半導体層形成用溶液より形成される有機半導体層は、該有機半導体層を含んでなる有機半導体デバイス、特に該有機半導体層を含んでなる有機薄膜トランジスタとして使用することが可能である。 The organic semiconductor layer formed from the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention can be used as an organic semiconductor device containing the organic semiconductor layer, particularly as an organic thin film transistor containing the organic semiconductor layer.

有機薄膜トランジスタは、基板上に、ソース電極及びドレイン電極を付設した有機半導体層とゲート電極とを絶縁層を介し積層することにより得ることができ、該有機半導体層に本発明の有機半導体層形成用溶液により形成した有機半導体層を用いることにより、優れた半導体・電気特性を発現する有機薄膜トランジスタとすることが可能である。 An organic thin film transistor can be obtained by laminating an organic semiconductor layer having a source electrode and a drain electrode and a gate electrode on a substrate with an insulating layer interposed therebetween. By using an organic semiconductor layer formed from a solution, it is possible to obtain an organic thin film transistor exhibiting excellent semiconductor and electrical characteristics.

図1に一般的な有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す。ここで、(A)は、ボトムゲート-トップコンタクト型、(B)は、ボトムゲート-ボトムコンタクト型、(C)は、トップゲート-トップコンタクト型、(D)は、トップゲート-ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタであり、1は有機半導体層、2は基板、3はゲート電極、4はゲート絶縁層、5はソース電極、6はドレイン電極を示し、本発明の有機半導体層形成用溶液より形成される有機半導体層は、いずれの有機薄膜トランジスタにも適用することが可能である。 FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a general organic thin film transistor. Here, (A) is a bottom gate-top contact type, (B) is a bottom gate-bottom contact type, (C) is a top gate-top contact type, and (D) is a top gate-bottom contact type. 1 is an organic semiconductor layer, 2 is a substrate, 3 is a gate electrode, 4 is a gate insulating layer, 5 is a source electrode, and 6 is a drain electrode, formed from the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention. The organic semiconductor layer can be applied to any organic thin film transistor.

本発明に係る基板としては特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、フッ素化環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリ(ジイソプロピルマレエート)、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、セルローストリアセテート等のプラスチック基板;ガラス、石英、酸化アルミニウム、シリコン、ハイドープシリコン、酸化シリコン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物等の無機材料基板;金、銅、クロム、チタン、アルミニウム等の金属基板等を挙げることができる。なお、ハイドープシリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることができる。 The substrate according to the present invention is not particularly limited. Plastic substrates such as polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), poly(diisopropyl maleate), polyethersulfone, polyphenylene sulfide, cellulose triacetate; glass, quartz, aluminum oxide, silicon, high-doped silicon , silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, and indium tin oxide; and metal substrates such as gold, copper, chromium, titanium, and aluminum. Note that when highly doped silicon is used for the substrate, the substrate can also serve as a gate electrode.

本発明に係るゲート電極としては特に制限はなく、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ハイドープシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、クロム、チタン、タンタル、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機材料;ドープされた導電性高分子(例えばPEDOT-PSS)等の有機材料を挙げることができる。 The gate electrode according to the present invention is not particularly limited. organic materials such as doped conductive polymers (eg PEDOT-PSS).

また、上記の無機材料は、金属のナノ粒子インクとしても差し支えなく使用することができる。この場合の溶媒は、適度の分散性のため、水、メタノール、エタノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール等の極性溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6~14の脂肪族炭化水素溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、オクチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、インダン、アニソール、1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、1,2-ジメチルアニソール、2,3-ジメチルアニソール、3,4-ジメチルアニソール等の炭素数7~14の芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。該ナノ粒子インクを塗布後、導電性向上のため、80℃~200℃の温度範囲でアニール処理することが好ましい。 In addition, the inorganic materials described above can also be used as a metal nanoparticle ink without any problem. Polar solvents such as water, methanol, ethanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol; carbon number such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane, etc. 6-14 aliphatic hydrocarbon solvents; Aromatic hydrocarbon solvents having 7 to 14 carbon atoms such as 1,2-dimethylanisole, 2,3-dimethylanisole and 3,4-dimethylanisole are preferred. After applying the nanoparticle ink, it is preferable to perform an annealing treatment in a temperature range of 80° C. to 200° C. in order to improve conductivity.

本発明に係るゲート絶縁層としては特に制限はなく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス等の無機材料;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリイミド、ポリアミド酸ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリけい皮酸エチル、ポリけい皮酸メチル、ポリクロトン酸エチル、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン-コ-1-ブテン、ポリイソブチレン、ポリプロピレン、ポリシクロペンタン、ポリシクロヘキサン、ポリシクロヘキサン-エチレン共重合体、ポリフッ素化シクロペンタン、ポリフッ素化シクロヘキサン、ポリフッ素化シクロヘキサン-エチレン共重合体、BCB樹脂(商品名:サイクロテン、ダウ・ケミカル社製)、Cytop(商標)、Teflon(商標)、パリレンC等のパリレン(商標)類のポリマー絶縁材料を挙げることができ、製法が簡便であることから、塗布法が適用できるポリマー絶縁材料(ポリマーゲート絶縁層)であることが好ましい。 The gate insulating layer according to the present invention is not particularly limited, and examples include silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, tin oxide, vanadium oxide and titanium. Inorganic materials such as barium oxide and bismuth titanate; phthalate, polyethyl cinnamate, polymethyl cinnamate, polyethyl crotonate, polyethersulfone, polypropylene-co-1-butene, polyisobutylene, polypropylene, polycyclopentane, polycyclohexane, polycyclohexane-ethylene copolymer, Polyfluorinated cyclopentane, polyfluorinated cyclohexane, polyfluorinated cyclohexane-ethylene copolymer, BCB resin (trade name: Cycloten, Dow Chemical Co.), Cytop (trademark), Teflon (trademark), Parylene C, etc. and the polymer insulating material (polymer gate insulating layer) to which the coating method can be applied because the manufacturing method is simple.

該ポリマー材料を溶解させるに用いる溶媒としては特に制限がなく、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6~14の脂肪族炭化水素溶媒;THF、1,2-ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-エチルヘキサノール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテート、3-メトキシブチルアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、テトラヒドロフルフリルプロピオネート等のエステル系溶媒;DMF、NMP等のアミド系溶媒;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;パーフルオロヘキサン、パーフルオロオクタン、2-(ペンタフルオロエチル)ヘキサン、3-(ペンタフルオロエチル)ヘプタン等のフッ素化溶媒等が挙げられる。 The solvent used for dissolving the polymer material is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents having 6 to 14 carbon atoms such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and tetradecane; Ether solvents such as ethane and dioxane; Alcohol solvents such as ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, 2-ethylhexanol, and tetrahydrofurfuryl alcohol; Acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone, acetophenone, etc. Ketone solvents; ester solvents such as ethyl acetate, γ-butyrolactone, cyclohexanol acetate, 3-methoxybutyl acetate, tetrahydrofurfuryl acetate, tetrahydrofurfuryl propionate; amide solvents such as DMF and NMP; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate Glycol solvents such as acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; perfluorohexane, perfluorooctane, 2-(pentafluoroethyl ) fluorinated solvents such as hexane and 3-(pentafluoroethyl)heptane.

該ポリマー絶縁材料の濃度は、例えば、20~40℃の温度において0.1~10.0重量%である。当該濃度において得られる絶縁層の膜厚に制限はなく、耐絶縁性の観点から、好ましくは100nm~1μm、さらに好ましくは150nm~900nmである。 The concentration of the polymeric insulating material is, for example, 0.1-10.0% by weight at a temperature of 20-40.degree. The film thickness of the insulating layer obtained at this concentration is not limited, and is preferably 100 nm to 1 μm, more preferably 150 nm to 900 nm, from the viewpoint of insulation resistance.

そして、これらのゲート絶縁層の表面は、例えば、オクタデシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、β-フェネチルトリクロロシラン、β-フェネチルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン等のシラン類;オクタデシルホスホン酸、デシルホスホン酸、オクチルホスホン酸等のホスホン酸類;ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン類で修飾処理したものであっても使用することができる。一般的にゲート絶縁層の表面処理を行うことにより、有機半導体材料の結晶粒径の増大及び分子配向の向上のため、キャリア移動度、電流オン・オフ比の向上、及び閾値電圧の低下という好ましい結果が得られる。 The surfaces of these gate insulating layers are, for example, octadecyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane. Those modified with silanes such as chlorosilane and phenyltrimethoxysilane; phosphonic acids such as octadecylphosphonic acid, decylphosphonic acid and octylphosphonic acid; and silylamines such as hexamethyldisilazane can also be used. In general, surface treatment of the gate insulating layer increases the crystal grain size of the organic semiconductor material and improves the molecular orientation, which is preferable for improving carrier mobility, improving the current on/off ratio, and lowering the threshold voltage. You get results.

本発明の有機薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の材料としては特に制限がなく、ゲート電極と同様の材料を用いることができ、ゲート電極の材料と同じであっても異なっていてもよく、異種材料を積層してもよい。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極材料に表面処理を実施することもできる。表面処理に用いる表明処理剤としては、例えば、ベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオール、4-フルオロベンゼンチオール、4-メトキシベンゼンチオール等を挙げることができる。 The material of the source electrode and the drain electrode of the organic thin film transistor of the present invention is not particularly limited, and the same material as that of the gate electrode can be used. may be laminated. Moreover, in order to increase the efficiency of carrier injection, these electrode materials can be subjected to surface treatment. Examples of surface treatment agents used for surface treatment include benzenethiol, pentafluorobenzenethiol, 4-fluorobenzenethiol, and 4-methoxybenzenethiol.

本発明の有機薄膜トランジスタは、速い動作性のため、キャリア移動度が、0.20cm/V・sec以上であることが好ましい。また、高いスイッチ特性のため、電流オン・オフ比が、1.0×10以上であることが好ましい。 The organic thin film transistor of the present invention preferably has a carrier mobility of 0.20 cm 2 /V·sec or more for fast operability. Also, the current on/off ratio is preferably 1.0×10 6 or more for high switching characteristics.

本発明の有機薄膜トランジスタは、電子ペーパー、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、ICタグ(RFIDタグ)、圧力センサー、バイオセンサー等のトランジスタの有機半導体層用途;有機ELディスプレイ材料;有機半導体レーザー材料;有機薄膜太陽電池材料;フォトニック結晶材料等の電子材料に利用することができ、一般式(1)で示される芳香族化合物が結晶性の薄膜となるため、有機薄膜トランジスタの半導体層用途として用いられることが好ましい。 The organic thin film transistor of the present invention is used for organic semiconductor layer of transistors such as electronic paper, organic EL display, liquid crystal display, IC tag (RFID tag), pressure sensor, biosensor; organic EL display material; organic semiconductor laser material; organic thin film Solar cell material; It can be used for electronic materials such as photonic crystal materials, and since the aromatic compound represented by the general formula (1) forms a crystalline thin film, it can be used as a semiconductor layer for organic thin-film transistors. preferable.

本発明の新規な芳香族化合物は、高いキャリア移動度を与えると共に高耐熱性及び適当な溶解性及びHOMOレベルを持っている。従って、塗布で優れた半導体特性を発現する有機薄膜トランジスタを提供することが可能となり、その効果は極めて高いものである。 The novel aromatic compounds of the present invention provide high carrier mobility while possessing high heat resistance and suitable solubility and HOMO levels. Therefore, it is possible to provide an organic thin film transistor exhibiting excellent semiconductor characteristics by coating, and the effect is extremely high.

;有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す図である。; It is a figure which shows the structure by the cross-sectional shape of an organic thin-film transistor.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

生成物の同定にはH NMRスペクトル、ガスクロマトグラフィー-マススペクトル(GCMS)、及び液体クロマトグラフィー-マススペクトル(LCMS)分析を用いた。 1 H NMR spectrum, gas chromatography-mass spectrum (GCMS), and liquid chromatography-mass spectrum (LCMS) analysis were used for product identification.

H NMRスペクトル分析>
装置;日本電子製、(商品名)Delta V5(400MHz)
測定温度;23℃(温度指定がない場合)
<ガスクロマトグラフィー-マススペクトル分析>
装置;パーキンエルマー製、(商品名)オートシステムXL(MS部;ターボマスゴールド)(合成例1、2、4、6)
装置;島津製作所製、(商品名)QP-2010 Ultra(合成例9、11)
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB-1,30m。
MSイオン化;電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)
<直接導入マススペクトル分析>
装置;島津製作所製、(商品名)QP-2010 Ultra
MSイオン化;電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)
<液体クロマトグラフィー-マススペクトル(LCMS)分析>
装置;ブルカー・ダルトニクス、(商品名)microTOF focus
MSイオン化;大気圧化学イオン化(APCI)法
LC条件;下記液体クロマトグラフィー分析の項目にて記載の条件
反応の進行の確認等は薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)分析を用いた。ビフェニレン誘導体の純度測定についても液体クロマトグラフィー分析を用いた実施した。
< 1 H NMR spectrum analysis>
Apparatus; JEOL, (trade name) Delta V5 (400 MHz)
Measurement temperature; 23°C (if no temperature is specified)
<Gas Chromatography-Mass Spectrum Analysis>
Apparatus; (trade name) Autosystem XL (MS part; Turbomass Gold) manufactured by Perkin Elmer (Synthesis Examples 1, 2, 4, 6)
Apparatus; manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) QP-2010 Ultra (Synthesis Examples 9 and 11)
Column; J&W Scientific, (trade name) DB-1, 30m.
MS ionization; electron impact (EI) method (70 electron volts)
<Direct introduction mass spectrum analysis>
Apparatus; manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) QP-2010 Ultra
MS ionization; electron impact (EI) method (70 electron volts)
<Liquid chromatography-mass spectrum (LCMS) analysis>
Apparatus; Bruker Daltonics, (trade name) microTOF focus
MS ionization; atmospheric pressure chemical ionization (APCI) method LC conditions; conditions described in the liquid chromatography analysis section below. ) analysis was used. Purity determination of biphenylene derivatives was also carried out using liquid chromatography analysis.

<薄層クロマトグラフィー分析>
メルク社の薄層クロマトグラフィー用PLCシリカゲル60F254 0.5mmを使用し、展開溶媒として、ヘキサン及び/又はトルエンを用いた。
<Thin layer chromatography analysis>
PLC silica gel 60F254 0.5 mm for thin layer chromatography manufactured by Merck was used, and hexane and/or toluene was used as a developing solvent.

<ガスクロマトグラフィー分析>
装置;島津製作所製、(商品名)GC2014
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB-1,30m
<液体クロマトグラフィー分析>
装置;東ソー製(コントローラー;PX-8020、ポンプ;CCPM-II、デガッサー;SD-8022)
カラム;東ソー製、(商品名)ODS-100V、5μm、4.6mm×250mm
カラム温度;33℃
溶離液;ジクロロメタン:アセトニトリル=2:8(容積比)
流速;1.0ml/分
検出器;UV(東ソー製、(商品名)UV-8020、波長;254nm)。
<Gas chromatography analysis>
Apparatus; manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC2014
Column; manufactured by J&W Scientific, (trade name) DB-1, 30m
<Liquid chromatography analysis>
Apparatus; manufactured by Tosoh (controller; PX-8020, pump; CCPM-II, degasser; SD-8022)
Column; manufactured by Tosoh, (trade name) ODS-100V, 5 μm, 4.6 mm × 250 mm
Column temperature; 33°C
Eluent; dichloromethane: acetonitrile = 2: 8 (volume ratio)
Flow rate: 1.0 ml/min Detector: UV (manufactured by Tosoh, (trade name) UV-8020, wavelength: 254 nm).

ビフェニレン誘導体の融点測定はDSC(示差走査熱量計)を用いた。 A DSC (differential scanning calorimeter) was used to measure the melting point of the biphenylene derivative.

<DSC測定>
装置;エスアイアイナノテクノロジー社製、型式;DSC6220
昇降温速度;10℃/min
走査範囲;-10℃~300℃
合成例1(2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルの合成)(A1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、1-ブロモ-4-フルオロ-2-ヨードベンゼン(東京化成工業)3.95g(13.1mmol)及びTHF(脱水グレード)15mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液6.8ml(13.6mmol)を滴下した。この混合物を0℃で15分間熟成し、1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。
<DSC measurement>
Apparatus; manufactured by SII Nanotechnology, model; DSC6220
Temperature increase/decrease rate; 10°C/min
Scanning range; -10°C to 300°C
Synthesis Example 1 (Synthesis of 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl) (Step A1)
Under a nitrogen atmosphere, 3.95 g (13.1 mmol) of 1-bromo-4-fluoro-2-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo) and 15 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. The solution was cooled to 0° C. and 6.8 ml (13.6 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. The mixture was aged at 0° C. for 15 minutes to prepare 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、別の100mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)2.42g(17.7mmol)及びTHF(脱水グレード)19mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)2mlを用いて100mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した1-ブロモ-4-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドのスラリー液に、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼン(東京化成工業)3.18g(10.5mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)115mg(0.0995mmol、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンに対し0.948モル%)を添加した。50℃で7時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエン及び食塩水を添加し、有機相を分相し、有機相を食塩水で洗浄し、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カラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒:ヘキサン)。2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニルの無色オイル3.48gを得た(収率94%)。 On the other hand, 2.42 g (17.7 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries) and 19 ml of THF (dehydrated grade) were added to another 100 ml Schlenk reactor under a nitrogen atmosphere and cooled to 0°C. The 1-bromo-4-fluorophenyl-2-magnesium chloride solution previously prepared was added dropwise to the obtained white fine slurry solution using a Teflon (registered trademark) cannula, and 2 ml of THF (dehydrated grade) was added. A 100 ml Schlenk reaction vessel and a Teflon (registered trademark) cannula were charged with washing. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. To the resulting slurry of 1-bromo-4-fluorophenyl-2-zinc chloride, 3.18 g (10.5 mmol) of 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and tetrakis ( Triphenylphosphine)palladium (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 115 mg (0.0995 mmol, 0.948 mol % relative to 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene) was added. After carrying out the reaction at 50° C. for 7 hours, the reaction was stopped by cooling the vessel with water and adding 1 M hydrochloric acid. Toluene and brine were added, the organic phase was separated, the organic phase was washed with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 3.48 g of colorless oil of 2,2'-dibromo-4,5'-difluorobiphenyl were obtained (yield 94%).

MS m/z: 350(M+2、51%)、348(M、100%)、346(M-2、53)。 MS m/z: 350 (M + +2, 51%), 348 (M + , 100%), 346 (M + -2, 53).

H NMR(CDCl):δ=7.62(dd,J=8.7Hz,5.4Hz,1H),7.43(dd,J=8.2Hz,2.3Hz,1H),7.27~7.19(m,1H),7.11(dt,J=8.2Hz,2.7Hz,1H),7.04~6.96(m,2H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.62 (dd, J=8.7 Hz, 5.4 Hz, 1 H), 7.43 (dd, J=8.2 Hz, 2.3 Hz, 1 H),7. 27-7.19 (m, 1H), 7.11 (dt, J=8.2Hz, 2.7Hz, 1H), 7.04-6.96 (m, 2H).

合成例2 (2,6-ジフルオロビフェニレンの合成)(B1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例1で合成した2,2’-ジブロモ-4,5’-ジフルオロビフェニル3.30g(9.48mmol)及びTHF(脱水グレード)160mlを添加した。この混合物を-78℃に冷却し、n-ブチルリチウム(関東化学、1.6M)のヘキサン溶液12.5ml(20.0mmol)を滴下した。この混合物を-78℃で1時間熟成した。ここへ、-78℃下で、塩化銅(II)(和光純薬工業製)3.75g(27.9mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物に1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を食塩水で2回洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン)。2,6-ジフルオロビフェニレンの淡黄色固体1.48gを得た(収率91%)。
Synthesis Example 2 (Synthesis of 2,6-difluorobiphenylene) (Step B1)
In a nitrogen atmosphere, 3.30 g (9.48 mmol) of 2,2′-dibromo-4,5′-difluorobiphenyl synthesized in Synthesis Example 1 and 160 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor. This mixture was cooled to −78° C., and 12.5 ml (20.0 mmol) of hexane solution of n-butyllithium (Kanto Kagaku, 1.6 M) was added dropwise. The mixture was aged at -78°C for 1 hour. 3.75 g (27.9 mmol) of copper (II) chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was introduced into the flask at -78°C. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. After adding 1M hydrochloric acid to the reaction mixture, toluene was added to separate the phases. The organic phase was washed twice with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 1.48 g of a pale yellow solid of 2,6-difluorobiphenylene was obtained (91% yield).

MS m/z: 188(M、100%)。 MS m/z: 188 (M + , 100%).

H NMR(CDCl):δ=6.56(dd,J=11Hz,4.0Hz,2H),6.42~6.35(m,4H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=6.56 (dd, J=11 Hz, 4.0 Hz, 2H), 6.42-6.35 (m, 4H).

合成例3 (2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンの合成)(C1工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、ジイソプロピルアミン516mg(5.10mmol)及びTHF(脱水グレード)9mlを添加した。この混合物を-40℃に冷却し、n-ブチルリチウム(関東化学、1.6M)のヘキサン溶液3.1ml(5.0mmol)を滴下し、LDAを調製した。この混合物を-78℃に冷却し、ここへ、合成例2で合成した2,6-ジフルオロビフェニレン380mg(2.02mmol)を少しずつ投入し、-78℃~-60℃で2.5時間攪拌した。得られた混合物を-78℃とし、ヨウ素1.26g(4.96mmol)及びTHF(脱水グレード)4mlからなる溶液を滴下した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物0℃に冷却後、水及びトルエンを添加し、分相した。水相をトルエン抽出し、合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、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)、2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンの淡黄色固体471mgを得た(収率53%)。
Synthesis Example 3 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene) (Step C1)
Under a nitrogen atmosphere, 516 mg (5.10 mmol) of diisopropylamine and 9 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. This mixture was cooled to −40° C., and 3.1 ml (5.0 mmol) of hexane solution of n-butyllithium (Kanto Kagaku, 1.6 M) was added dropwise to prepare LDA. This mixture was cooled to −78° C., 380 mg (2.02 mmol) of 2,6-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 2 was gradually added thereto, and the mixture was stirred at −78° C. to −60° C. for 2.5 hours. did. The resulting mixture was brought to −78° C. and a solution consisting of 1.26 g (4.96 mmol) of iodine and 4 ml of THF (dehydrated grade) was added dropwise. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. After cooling the reaction mixture to 0° C., water and toluene were added and the phases were separated. The aqueous phase was extracted with toluene, and the combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 471 mg of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene as a pale yellow solid (yield 53%).

H NMR(CDCl):δ=6.68(dd,J=7.3Hz,3.6Hz,2H),6.44(dd,J=9.6Hz,7.3Hz,2H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.68 (dd, J = 7.3 Hz, 3.6 Hz, 2H), 6.44 (dd, J = 9.6 Hz, 7.3 Hz, 2H).

合成例4 (2,6-ジフルオロ-1,5-ジオクチニルビフェニレンの合成)(D1工程)
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2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレン453mg(1.02mmol)、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)64.3mg(0.0916mol)、ヨウ化銅(I)(和光純薬工業)35.9mg(0.188mmol)、トルエン9ml、及びトリエチルアミン9mlを添加した。さらに1-オクチン(和光純薬工業)337mg(3.06mmol)を添加した。この混合物を30℃で10時間反応を実施した。得られた反応混合物にトルエン及び水を添加し、分相後、有機相を水で洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン)。2,6-ジフルオロ-1,5-ジオクチニルビフェニレンの黄色固体293mgを得た(収率71%)。
Synthesis Example 4 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-dioctinylbiphenylene) (Step D1)
Under a nitrogen atmosphere, 453 mg (1.02 mmol) of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene synthesized in Synthesis Example 3 and 64 dichlorobis(triphenylphosphine)palladium (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 100 ml Schlenk reaction vessel. 3 mg (0.0916 mol), copper (I) iodide (Wako Pure Chemical Industries) 35.9 mg (0.188 mmol), toluene 9 ml, and triethylamine 9 ml were added. Further, 337 mg (3.06 mmol) of 1-octyne (Wako Pure Chemical Industries) was added. The mixture was reacted at 30° C. for 10 hours. Toluene and water were added to the resulting reaction mixture, and after phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 293 mg of a yellow solid of 2,6-difluoro-1,5-dioctinylbiphenylene was obtained (yield 71%).

MS m/z: 406(M+2、6.0%),405(M+1、34%),404(M、100%)。 MS m/z: 406 (M + +2, 6.0%), 405 (M + +1 , 34%), 404 (M + , 100%).

H NMR(CDCl):δ=6.54(dd,J=7.3Hz,4.1Hz,2H),6.40(dd,J=11Hz,7.7Hz,2H),2.44(t,J=7.7Hz,4H),1.61(m,4H),1.46(m,4H),1.32(m,8H),0.89(t,J=7.7Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.54 (dd, J = 7.3 Hz, 4.1 Hz, 2H), 6.40 (dd, J = 11 Hz, 7.7 Hz, 2H), 2.44 ( t, J = 7.7Hz, 4H), 1.61 (m, 4H), 1.46 (m, 4H), 1.32 (m, 8H), 0.89 (t, J = 7.7Hz, 6H).

実施例1 (芳香族化合物(1-1a、R=C13))の合成(E1工程)
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2,6-ジフルオロ-1,5-ジオクチニルビフェニレン287mg(0.709mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)613mg(2.55mmol)、及びDMSO(和光純薬工業)6mlを添加した。混合物を80℃に加熱し、5時間攪拌した。得られた反応混合物を0℃に冷却後、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を水で洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン)。さらにヘキサンから2回再結晶を行い、2,7-ジヘキシルジチエノビフェニレン(1-1a、化合物1)の黄色固体184mgを得た(収率61%)。LC分析より純度は99.3%であった。
Example 1 Synthesis of (aromatic compound (1-1a, R 9 =C 6 H 13 )) (step E1)
Under a nitrogen atmosphere, 287 mg (0.709 mmol) of 2,6-difluoro-1,5-dioctinylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 4 and sodium sulfide nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 100 ml Schlenk reaction vessel. 613 mg (2.55 mmol) and 6 ml of DMSO (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was heated to 80° C. and stirred for 5 hours. After cooling the resulting reaction mixture to 0° C., water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). Further, recrystallization from hexane was performed twice to obtain 184 mg of yellow solid of 2,7-dihexyldithienobiphenylene (1-1a, compound 1) (yield 61%). Purity was 99.3% by LC analysis.

融点:155℃
MS m/z: 434(M+2、14%),433(M+1、34%),432(M、100%),361(M-C11、90%),290(M-2C11、55%)。
Melting point: 155°C
MS m/z: 434 (M + +2, 14%), 433 (M + +1 , 34%), 432 (M + , 100%), 361 (M + -C 5 H 11 , 90%), 290 ( M + -2C 5 H 11 , 55%).

H NMR(CDCl):δ=7.04(d,J=7.3Hz,2H),6.60(s,2H),6.54(d,J=7.3Hz,2H),2.78(t,J=7.2Hz,4H),1.70(m,4H),1.39(m,4H),1.32(m,8H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.04 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 6.60 (s, 2H), 6.54 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 2 .78 (t, J = 7.2 Hz, 4H), 1.70 (m, 4H), 1.39 (m, 4H), 1.32 (m, 8H), 0.90 (t, J = 6 .8Hz, 6H).

CV測定よりHOMOレベルは、-5.31eVであった。 The HOMO level was -5.31 eV from the CV measurement.

合成例5 (2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンの合成)(C4工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例2で合成した2,6-ジフルオロビフェニレン351mg(1.86mmol)及びDMF(脱水グレード)7mlを添加した。ここへ、室温下、NBS(和光純薬工業)954mg(5.36mmol)を投入した。40℃で10時間攪拌後、得られた反応混合物を室温まで冷却した。水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をヘキサン:トルエン=1:2の混合溶媒から再結晶し、2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレンの黄色針状結晶302mgを得た(収率47%)。
Synthesis Example 5 (Synthesis of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene) (Step C4)
In a nitrogen atmosphere, 351 mg (1.86 mmol) of 2,6-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 2 and 7 ml of DMF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor. Here, 954 mg (5.36 mmol) of NBS (Wako Pure Chemical Industries) was added at room temperature. After stirring at 40° C. for 10 hours, the resulting reaction mixture was cooled to room temperature. Water and toluene were added and the phases separated. The organic phase was washed twice with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was recrystallized from a mixed solvent of hexane:toluene=1:2 to obtain 302 mg of yellow needle crystals of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene (yield 47%).

H NMR(CDCl):δ=6.82(d,J=5.9Hz,2H),6.49(d,J=6.4Hz,2H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.82 (d, J = 5.9 Hz, 2H), 6.49 (d, J = 6.4 Hz, 2H).

合成例6 (2,6-ジフルオロ-3,7-ジオクチニルビフェニレンの合成)(D4工程)
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2,6-ジブロモ-3,7-ジフルオロビフェニレン270mg(0.780mmol)、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)45.3mg(0.0645mol)、ヨウ化銅(I)(和光純薬工業)26.0mg(0.136mmol)、トルエン3ml、及びトリエチルアミン5mlを添加した。さらに1-オクチン(和光純薬工業)560mg(5.08mmol)を添加した。この混合物を60℃で35時間反応を実施した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、トルエン及び水を添加した。分相後、有機相を水で2回洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン)。2,6-ジフルオロ-3,7-ジオクチニルビフェニレンの黄色固体303mgを得た(収率96%)。
Synthesis Example 6 (Synthesis of 2,6-difluoro-3,7-dioctinylbiphenylene) (Step D4)
Under a nitrogen atmosphere, 270 mg (0.780 mmol) of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 5 and 45.0 mg (0.780 mmol) of 2,6-dibromo-3,7-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 5 and dichlorobis(triphenylphosphine)palladium (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 100 ml Schlenk reaction vessel under a nitrogen atmosphere. 3 mg (0.0645 mol), copper (I) iodide (Wako Pure Chemical Industries) 26.0 mg (0.136 mmol), toluene 3 ml, and triethylamine 5 ml were added. Further, 560 mg (5.08 mmol) of 1-octyne (Wako Pure Chemical Industries) was added. The mixture was reacted at 60° C. for 35 hours. The resulting reaction mixture was cooled to room temperature and toluene and water were added. After phase separation, the organic phase was washed twice with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 303 mg of a yellow solid of 2,6-difluoro-3,7-dioctinylbiphenylene was obtained (yield 96%).

MS m/z: 406(M+2、5.0%),405(M+1、36%),404(M、100%)。 MS m/z: 406 (M + +2, 5.0%), 405 (M + +1 , 36%), 404 (M + , 100%).

H NMR(CDCl):δ=6.60(d,J=6.0Hz,2H),6.42(d,J=7.3Hz,2H),2.42(t,J=6.9Hz,4H),1.59(m,4H),1.44(m,4H),1.32(m,8H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.60 (d, J = 6.0 Hz, 2H), 6.42 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 2.42 (t, J = 6.0 Hz). 9Hz, 4H), 1.59 (m, 4H), 1.44 (m, 4H), 1.32 (m, 8H), 0.90 (t, J = 6.8Hz, 6H).

実施例2 (芳香族化合物(1-3a、R=C13))の合成(E4工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例6で合成した2,6-ジフルオロ-3,7-ジオクチニルビフェニレン107mg(0.264mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)252mg(1.05mmol)、及びDMSO(和光純薬工業)3mlを添加した。混合物を80℃に加熱し、5時間攪拌した。得られた反応混合物を0℃に冷却後、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を水で洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン/トルエン=1/1~0:1)。さらにトルエンから2回再結晶を行い、2,7-ジヘキシルジチエノビフェニレン(1-3a、化合物2)の黄色固体72mgを得た(収率62%)。LC分析より純度は99.2%であった。
Example 2 Synthesis of (aromatic compound (1-3a, R 9 =C 6 H 13 )) (step E4)
Under a nitrogen atmosphere, 107 mg (0.264 mmol) of 2,6-difluoro-3,7-dioctinylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 6 and sodium sulfide nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 100 ml Schlenk reaction vessel. 252 mg (1.05 mmol) and 3 ml of DMSO (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was heated to 80° C. and stirred for 5 hours. After cooling the resulting reaction mixture to 0° C., water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/toluene=1/1 to 0:1). Further, recrystallization from toluene was performed twice to obtain 72 mg of yellow solid of 2,7-dihexyldithienobiphenylene (1-3a, compound 2) (yield 62%). Purity was 99.2% by LC analysis.

融点:>300℃
MS m/z: 434(M+2、13%),433(M+1、36%),432(M、100%),361(M-C11、88%),290(M-2C11、52%)。
Melting point: >300°C
MS m/z: 434 (M + +2, 13%), 433 (M + +1 , 36%), 432 (M + , 100%), 361 (M + -C 5 H 11 , 88%), 290 ( M + -2C 5 H 11 , 52%).

H NMR(CDCl):δ=7.04(s,2H),6.95(s,2H),6.79(s,2H),2.81(t,J=7.2Hz,4H),1.70(m,4H),1.38(m,4H),1.32(m,8H),0.89(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.04 (s, 2H), 6.95 (s, 2H), 6.79 (s, 2H), 2.81 (t, J = 7.2 Hz, 4H ), 1.70 (m, 4H), 1.38 (m, 4H), 1.32 (m, 8H), 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 6H).

CV測定よりHOMOレベルは、-5.40eVであった。 The HOMO level was -5.40 eV from the CV measurement.

合成例7 (2,6-ジフルオロ-1,5-ジデシニルビフェニレンの合成)(D1工程)
合成例4で、1-オクチンの代わりに1-デシン(和光純薬工業)を用いた以外は、合成例4と同じ操作を繰り返して2,6-ジフルオロ-1,5-ジデシニルビフェニレンの黄色固体を得た(収率71%)。
Synthesis Example 7 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-didecynylbiphenylene) (Step D1)
In Synthesis Example 4, the same procedure as in Synthesis Example 4 was repeated except that 1-decyne (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 1-octyne to obtain a yellow color of 2,6-difluoro-1,5-didecynylbiphenylene. A solid was obtained (71% yield).

H NMR(CDCl):δ=6.53(dd,J=7.3Hz,4.1Hz,2H),6.39(dd,J=11Hz,7.7Hz,2H),2.43(t,J=7.7Hz,4H),1.60(m,4H),1.46(m,4H),1.32(m,16H),0.89(t,J=7.7Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.53 (dd, J = 7.3 Hz, 4.1 Hz, 2H), 6.39 (dd, J = 11 Hz, 7.7 Hz, 2H), 2.43 ( t, J = 7.7Hz, 4H), 1.60 (m, 4H), 1.46 (m, 4H), 1.32 (m, 16H), 0.89 (t, J = 7.7Hz, 6H).

実施例3 (芳香族化合物(1-1a、R=C17))の合成(E1工程)
実施例1で、2,6-ジフルオロ-1,5-ジオクチニルビフェニレンの代わりに合成例7で合成した2,6-ジフルオロ-1,5-ジデシニルビフェニレンを用いた以外は、実施例1と同じ操作を繰り返して2,7-ジオクチルジチエノビフェニレン(1-1a、化合物3)の黄色固体を得た(収率61%)。LC分析より純度は99.3%であった。
Example 3 Synthesis of (aromatic compound (1-1a, R 9 =C 8 H 17 )) (Step E1)
Example 1 except that 2,6-difluoro-1,5-didecynylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 7 was used instead of 2,6-difluoro-1,5-dioctinylbiphenylene. 2,7-dioctyldithienobiphenylene (1-1a, compound 3) as a yellow solid was obtained by repeating the same operation (yield 61%). Purity was 99.3% by LC analysis.

融点:140℃
MS(APCI) m/z: 489(M+H)。
Melting point: 140°C
MS (APCI + ) m/z: 489 (M + +H).

H NMR(CDCl):δ=7.03(d,J=7.3Hz,2H),6.60(s,2H),6.54(d,J=7.3Hz,2H),2.77(t,J=7.2Hz,4H),1.68(m,4H),1.40-1.20(m,20H),0.87(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.03 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 6.60 (s, 2H), 6.54 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 2 .77 (t, J = 7.2Hz, 4H), 1.68 (m, 4H), 1.40-1.20 (m, 20H), 0.87 (t, J = 6.8Hz, 6H) .

CV測定よりHOMOレベルは、-5.29eVであった。 The HOMO level was -5.29 eV from the CV measurement.

合成例8 (2,6-ジフルオロ-1,5-ジドデシニルビフェニレンの合成)(D1工程)
合成例4で、1-オクチンの代わりに1-ドデシン(和光純薬工業)を用いた以外は、合成例4と同じ操作を繰り返して2,6-ジフルオロ-1,5-ジドデシニルビフェニレンの黄色固体を得た(収率78%)。
Synthesis Example 8 (Synthesis of 2,6-difluoro-1,5-didodecynylbiphenylene) (Step D1)
In Synthesis Example 4, the same procedure as in Synthesis Example 4 was repeated except that 1-dodecine (Wako Pure Chemical Industries) was used instead of 1-octyne to obtain 2,6-difluoro-1,5-didodecynylbiphenylene. A yellow solid was obtained (78% yield).

H NMR(CDCl):δ=6.52(dd,J=7.3Hz,4.1Hz,2H),6.38(dd,J=11Hz,7.7Hz,2H),2.42(t,J=7.7Hz,4H),1.59(m,4H),1.46(m,4H),1.32(m,24H),0.88(t,J=7.7Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.52 (dd, J = 7.3 Hz, 4.1 Hz, 2H), 6.38 (dd, J = 11 Hz, 7.7 Hz, 2H), 2.42 ( t, J = 7.7Hz, 4H), 1.59 (m, 4H), 1.46 (m, 4H), 1.32 (m, 24H), 0.88 (t, J = 7.7Hz, 6H).

実施例4 (芳香族化合物(1-1a、R=C1021))の合成(E1工程)
実施例1で、2,6-ジフルオロ-1,5-ジオクチニルビフェニレンの代わりに合成例8で合成した2,6-ジフルオロ-1,5-ジドデシニルビフェニレンを用いた以外は、実施例1と同じ操作を繰り返して2,7-ジデシルジチエノビフェニレン(1-1a、化合物4)の黄色固体を得た(収率61%)。LC分析より純度は99.3%であった。
Example 4 Synthesis of (aromatic compound (1-1a, R 9 =C 10 H 21 )) (step E1)
Example 1, except that 2,6-difluoro-1,5-didodecynylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 8 was used instead of 2,6-difluoro-1,5-dioctynylbiphenylene. The same operation as in 1 was repeated to obtain a yellow solid of 2,7-didecyldithienobiphenylene (1-1a, compound 4) (yield 61%). Purity was 99.3% by LC analysis.

融点:132℃
MS(APCI) m/z: 545(M+H)。
Melting point: 132°C
MS (APCI + ) m/z: 545 (M + +H).

H NMR(CDCl):δ=7.02(d,J=7.3Hz,2H),6.59(s,2H),6.53(d,J=7.3Hz,2H),2.76(t,J=7.2Hz,4H),1.68(m,4H),1.40-1.20(m,28H),0.87(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.02 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 6.59 (s, 2H), 6.53 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 2 .76 (t, J = 7.2Hz, 4H), 1.68 (m, 4H), 1.40-1.20 (m, 28H), 0.87 (t, J = 6.8Hz, 6H) .

CV測定よりHOMOレベルは、-5.27eVであった。 The HOMO level was -5.27 eV from the CV measurement.

合成例9 (2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンの合成)
窒素雰囲気下、500mlシュレンク反応容器に、ジイソプロピルアミン5.76g(56.9mmol)及びTHF(脱水グレード)115.0mlを添加した。この溶液を-50℃に冷却し、n-ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液34.0ml(54.4mmol)を滴下し、LDAを調製した。この混合物を-78℃に冷却し、1-フルオロ-3-ヨードベンゼン(東京化成工業)11.5g(51.8mmol)を添加し、-78℃で2時間保持した。ここへ、-78℃下、テトラブロモメタン(東京化成工業)34.4g(103.6mmol)をTHF(脱水グレード)160.0mlに溶解した溶液を滴下し、室温まで徐々に昇温した。得られた反応混合物に水及びトルエンを添加し、分相した。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)。メタノール(和光純薬工業)3.0gを加え、50℃に昇温して再結晶することで2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンの白色固体7.43gを得た(収率43.3%)。
Synthesis Example 9 (Synthesis of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene)
Under a nitrogen atmosphere, 5.76 g (56.9 mmol) of diisopropylamine and 115.0 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 500 ml Schlenk reaction vessel. This solution was cooled to −50° C., and 34.0 ml (54.4 mmol) of hexane solution of n-butyllithium (1.6M, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise to prepare LDA. The mixture was cooled to −78° C., 11.5 g (51.8 mmol) of 1-fluoro-3-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added, and the mixture was kept at −78° C. for 2 hours. A solution prepared by dissolving 34.4 g (103.6 mmol) of tetrabromomethane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 160.0 ml of THF (dehydrated grade) was added dropwise thereto at −78° C., and the temperature was gradually raised to room temperature. Water and toluene were added to the resulting reaction mixture and the phases were separated. The organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 3.0 g of methanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was recrystallized by raising the temperature to 50° C. to obtain 7.43 g of a white solid of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene (yield: 43 .3%).

MS m/z: 302(M+2、75%)、300(M、78%)、175(M+2-I、38%)、173(M-I、39%)、94(M-BrI、100%)。 MS m/z: 302 (M + +2, 75%), 300 (M + , 78%), 175 (M + +2-I, 38%), 173 (M + -I, 39%), 94 (M + -BrI, 100%).

H NMR(CDCl):δ=7.68~7.64(m,1H),7.12~7.08(m,1H),7.05~7.00(m,1H)
合成例10 (2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルの合成)(A2工程)
窒素雰囲気下、200mlシュレンク反応容器に、1-ブロモ-3-フルオロ-2-ヨードベンゼン(東京化成工業)4.89g(16.3mmol)及びTHF(脱水グレード)50.0mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液8.4ml(19.8mmol)を滴下した。この混合物を0℃で20分間熟成し、1-ブロモ-3-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。
1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.68-7.64 (m, 1H), 7.12-7.08 (m, 1H), 7.05-7.00 (m, 1H)
Synthesis Example 10 (Synthesis of 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl) (Step A2)
Under a nitrogen atmosphere, 4.89 g (16.3 mmol) of 1-bromo-3-fluoro-2-iodobenzene (Tokyo Kasei Kogyo) and 50.0 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 200 ml Schlenk reactor. The solution was cooled to 0° C. and 8.4 ml (19.8 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. The mixture was aged at 0° C. for 20 minutes to prepare 1-bromo-3-fluorophenyl-2-magnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、別の300mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)3.28g(24.1mmol)及びTHF(脱水グレード)30mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した1-ブロモ-3-フルオロフェニル-2-マグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)2mlを用いて100mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した1-ブロモ-3-フルオロフェニル-2-亜鉛クロライドのスラリー液に、合成例9で合成した2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼン3.51g(11.7mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)1.40g(1.2mmol、2-ブロモ-1-フルオロ-3-ヨードベンゼンに対し10モル%)を添加した。60℃で3時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエンを添加し、有機相を分相し、有機相を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カラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒:ヘキサン)。2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニルの無色固体2.90gを得た(収率71.3%)。 On the other hand, 3.28 g (24.1 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries) and 30 ml of THF (dehydrated grade) were added to another 300 ml Schlenk reactor under a nitrogen atmosphere and cooled to 0°C. Into this obtained white fine slurry solution, the previously prepared 1-bromo-3-fluorophenyl-2-magnesium chloride solution was added dropwise using a Teflon (registered trademark) cannula, and 2 ml of THF (dehydrated grade) was added. A 100 ml Schlenk reaction vessel and a Teflon (registered trademark) cannula were charged with washing. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. To the resulting slurry of 1-bromo-3-fluorophenyl-2-zinc chloride was added 3.51 g (11.7 mmol) of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene synthesized in Synthesis Example 9 and tetrakis as a catalyst. 1.40 g (1.2 mmol, 10 mol % of 2-bromo-1-fluoro-3-iodobenzene) of (triphenylphosphine) palladium (Tokyo Chemical Industry) was added. After carrying out the reaction at 60° C. for 3 hours, the reaction was terminated by cooling the vessel with water and adding 1 M hydrochloric acid. Toluene was added, the organic phase was separated and the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 2.90 g of a colorless solid of 2,2'-dibromo-3,6'-difluorobiphenyl was obtained (yield 71.3%).

H NMR(CDCl):δ=7.50(d,J=8.2Hz,1H),7.42~7.36(m,1H),7.33~7.26(m,1H),7.23~7.18(m,1H),7.17~7.12(m,1H),7.05~6.96(d,J=7.3Hz1H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.50 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.42-7.36 (m, 1H), 7.33-7.26 (m, 1H) , 7.23-7.18 (m, 1H), 7.17-7.12 (m, 1H), 7.05-6.96 (d, J=7.3 Hz 1H).

合成例11 (1,5-ジフルオロビフェニレンの合成)(B3工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例10で合成した2,2’-ジブロモ-3,6’-ジフルオロビフェニル395.5mg(1.1mmol)及びTHF(脱水グレード)20mlを添加した。この混合物を-78℃に冷却し、n-ブチルリチウム(関東化学、1.6M)のヘキサン溶液2.9ml(4.6mmol)を滴下した。この混合物を-78℃で1時間熟成した後、-40℃に10分かけて昇温し1時間熟成させた。ここへ、N-フルオロベンゼンスルホンイミド(東京化成工業)1.50g(4.8mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物に1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を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た(溶媒;ヘキサン)。1,5-ジフルオロビフェニレンの淡黄色固体130.0mgを得た(収率51.7%)。
Synthesis Example 11 (Synthesis of 1,5-difluorobiphenylene) (Step B3)
In a nitrogen atmosphere, 395.5 mg (1.1 mmol) of 2,2′-dibromo-3,6′-difluorobiphenyl synthesized in Synthesis Example 10 and 20 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor. The mixture was cooled to −78° C., and 2.9 ml (4.6 mmol) of hexane solution of n-butyllithium (Kanto Kagaku, 1.6 M) was added dropwise. This mixture was aged at -78°C for 1 hour, then heated to -40°C over 10 minutes and aged for 1 hour. 1.50 g (4.8 mmol) of N-fluorobenzenesulfonimide (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to this. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. After adding 1M hydrochloric acid to the reaction mixture, toluene was added to separate the phases. The organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 130.0 mg of pale yellow solid of 1,5-difluorobiphenylene was obtained (yield 51.7%).

MS m/z: 188(M、100%)、168(M-HF、15%)94(M-CF、15%)。 MS m/z: 188 (M + , 100%), 168 (M + -HF, 15%) 94 (M + -C 6 H 3 F, 15%).

H NMR(CDCl):δ=6.80(ddd,2H)δ=6.56~6.50(m,4H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=6.80 (ddd, 2H) δ=6.56-6.50 (m, 4H).

合成例12 (ビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)の合成(C3工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例11で合成した1,5-ジフルオロビフェニレン57.6mg(0.31mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)398.0mg(1.65mmol)、及びNMP(和光純薬工業)4mlを添加した。混合物を110℃で、6時間攪拌した。得られた反応混合物に2-ブロモアセトアルデヒドジメチルアセタール(東京化成工業)578.2mg(3.42mmol)を添加し、100℃で、3時間加熱攪拌した。得られた反応混合物を室温に冷却後、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を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た(溶媒;ヘキサン/酢酸エチル=10/1~10/2)。さらに低沸分を減圧除去し、ビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)の黄色固体65.4mgを得た(収率64.7%)。
Synthesis Example 12 (Synthesis of biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal) (step C3)
Under a nitrogen atmosphere, 57.6 mg (0.31 mmol) of 1,5-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 11 and 398.0 mg (1. 65 mmol) and 4 ml of NMP (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was stirred at 110° C. for 6 hours. 578.2 mg (3.42 mmol) of 2-bromoacetaldehyde dimethylacetal (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the obtained reaction mixture, and the mixture was heated and stirred at 100° C. for 3 hours. After cooling the resulting reaction mixture to room temperature, water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/ethyl acetate=10/1-10/2). Further, low-boiling components were removed under reduced pressure to obtain 65.4 mg of a yellow solid of biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal) (yield 64.7%).

H NMR(CDCl):δ=6.70(d,J=5.5Hz,2H),6.69(d,J=1.4Hz,2H),6.54(dd,J=5.5Hz,1.4Hz,2H),4.53(t,J=5.9Hz,2H),3.38(s,12H),3.10(d,J=5.9,Hz,4H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.70 (d, J = 5.5 Hz, 2H), 6.69 (d, J = 1.4 Hz, 2H), 6.54 (dd, J = 5.5 Hz). 5 Hz, 1.4 Hz, 2 H), 4.53 (t, J=5.9 Hz, 2 H), 3.38 (s, 12 H), 3.10 (d, J=5.9, Hz, 4 H).

実施例5 (ジチエノビフェニレン誘導体の合成(D3工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例12で合成したビフェニレン-1,5-ビス(チオアセトアルデヒドジメチルアセタール)57.7mg(0.15mmol)、ポリリン酸(和光純薬工業)109.4mg、及びクロロベンゼン(和光純薬工業)4mlを添加した。混合物を130℃で、5時間攪拌した。得られた反応混合物を室温に冷却後、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を水で洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン/酢酸エチル=10/1~10/2)、ジチエノビフェニレン誘導体の黄色固体22.5mgを得た(収率55%)。
Example 5 (Synthesis of dithienobiphenylene derivative (D3 step)
Under a nitrogen atmosphere, 57.7 mg (0.15 mmol) of biphenylene-1,5-bis(thioacetaldehyde dimethylacetal) synthesized in Synthesis Example 12, 109.4 mg of polyphosphoric acid (Wako Pure Chemical Industries) were placed in a 50 ml Schlenk reaction vessel. and 4 ml of chlorobenzene (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was stirred at 130° C. for 5 hours. After cooling the resulting reaction mixture to room temperature, water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent; hexane/ethyl acetate = 10/1 to 10/2) to obtain 22.5 mg of a yellow solid of dithienobiphenylene derivative ( 55% yield).

MS m/z: 264(M)。 MS m/z: 264 (M + ).

実施例6 (芳香族化合物(1-2a、R=C17))の合成(E3工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、実施例5で合成したジチエノビフェニレン誘導体22.5mg(0.085mmol)及びTHF(脱水グレード)4mlを添加した。この混合物を0℃に冷却し、n-ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液0.20ml(0.32mmol)を滴下した。この混合物を60℃で2時間熟成した後、1-ヨードオクタン(和光純薬工業)136mg(0.567mmol)を投入した。得られた混合物を60℃で7時間、攪拌した。反応混合物氷冷し、1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を水洗浄し、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)、2,7-ジオクチルジチエノビフェニレン((1-2a)、化合物5))の黄色固体17mgを得た(収率41%)。
Example 6 Synthesis of (aromatic compound (1-2a, R 9 =C 8 H 17 )) (Step E3)
Under a nitrogen atmosphere, 22.5 mg (0.085 mmol) of the dithienobiphenylene derivative synthesized in Example 5 and 4 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 50 ml Schlenk reactor. The mixture was cooled to 0° C., and 0.20 ml (0.32 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (1.6M, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise. After aging this mixture at 60° C. for 2 hours, 136 mg (0.567 mmol) of 1-iodooctane (Wako Pure Chemical Industries) was added. The resulting mixture was stirred at 60° C. for 7 hours. The reaction mixture was ice-cooled, 1M hydrochloric acid was added, and then toluene was added to separate the phases. The organic phase was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 17 mg of a yellow solid of 2,7-dioctyldithienobiphenylene ((1-2a), compound 5) (yield 41%). .

MS(APCI) m/z: 489(M+H)。 MS (APCI + ) m/z: 489 (M + +H).

CV測定よりHOMOレベルは、-5.30eVであった。 The HOMO level was -5.30 eV from the CV measurement.

合成例13 (1,5-ビス(3-クロロ-2-チエニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンの合成)(D5工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、3-クロロチオフェン4.96g(41.9mmol)、クロロホルム23ml、及び酢酸23mlを添加した。ここへ、NBS(和光純薬工業)8.16g(45.8mmol)を投入した。室温で8時間攪拌後、得られた反応混合物を氷冷し、飽和重曹水30mlを添加し、クエンチした。ジクロロメタンで2回抽出し、合わせた有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をダイヤフタムポンプを用い1700Paの減圧下で乾燥し、2-ブロモ-3-クロロチオフェンの薄赤色オイル7.94gを得た(収率96%)。
Synthesis Example 13 (Synthesis of 1,5-bis(3-chloro-2-thienyl)-2,6-difluorobiphenylene) (Step D5)
Under a nitrogen atmosphere, 4.96 g (41.9 mmol) of 3-chlorothiophene, 23 ml of chloroform, and 23 ml of acetic acid were added to a 100 ml Schlenk reactor. 8.16 g (45.8 mmol) of NBS (Wako Pure Chemical Industries) was put into this. After stirring at room temperature for 8 hours, the resulting reaction mixture was ice-cooled and quenched by adding 30 ml of saturated sodium bicarbonate water. It was extracted twice with dichloromethane, and the combined organic phases were washed with saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was dried under reduced pressure of 1700 Pa using a diaphragm pump to obtain 7.94 g of pale red oil of 2-bromo-3-chlorothiophene (yield 96%).

H NMR(CDCl):δ=6.82(d,J=5.9Hz,2H),6.49(d,J=6.4Hz,2H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.82 (d, J = 5.9 Hz, 2H), 6.49 (d, J = 6.4 Hz, 2H).

窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、上記で合成した2-ブロモ-3-クロロチオフェン71.2mg(0.361mmol)及びTHF(脱水グレード)3mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液0.20ml(0.40mmol)を滴下した。この混合物を0℃で10分間熟成し、3-クロロ-2-チエニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。 Under a nitrogen atmosphere, 71.2 mg (0.361 mmol) of 2-bromo-3-chlorothiophene synthesized above and 3 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 50 ml Schlenk reaction vessel. The solution was cooled to 0° C. and 0.20 ml (0.40 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. The mixture was aged at 0° C. for 10 minutes to prepare 3-chloro-2-thienyl-2-magnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)87.8mg(0.644mmol)及びTHF(脱水グレード)2mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した3-クロロ-2-チエニル-2-マグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)1mlを用いて50mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した3-クロロ-2-チエニル-2-亜鉛クロライドのスラリー液に、合成例3で合成した2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレン49.3mg(0.112mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)3.4mg(0.00294mmol、2,6-ジフルオロ-1,5-ジヨードビフェニレンに対し 2.63モル%)を添加した。60℃で7時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエン及び食塩水を添加し、有機相を分相し、有機相を水および食塩水で洗浄し、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カラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒;ヘキサン/トルエン=1/0~95/5)。1,5-ビス(3-クロロ-2-チエニル)-2,6-ジフルオロビフェニレンの黄色固体 15.1mgを得た(収率32%)。 Meanwhile, 87.8 mg (0.644 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries) and 2 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 50 ml Schlenk reactor under a nitrogen atmosphere, and cooled to 0°C. Into this obtained white fine slurry solution, the previously prepared 3-chloro-2-thienyl-2-magnesium chloride solution was added dropwise using a Teflon (registered trademark) cannula, and further THF (dehydration grade) 1 ml was added. A 50 ml Schlenk reaction vessel and a Teflon (registered trademark) cannula were charged while washing. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. To the resulting slurry of 3-chloro-2-thienyl-2-zinc chloride was added 49.3 mg (0.112 mmol) of 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene synthesized in Synthesis Example 3 and tetrakis as a catalyst. 3.4 mg (0.00294 mmol, 2.63 mol % relative to 2,6-difluoro-1,5-diiodobiphenylene) of (triphenylphosphine) palladium (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. After carrying out the reaction at 60° C. for 7 hours, the reaction was stopped by cooling the vessel with water and adding 1M hydrochloric acid. Toluene and brine were added, the organic phase was separated, the organic phase was washed with water and brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent; hexane/toluene=1/0 to 95/5). 15.1 mg of yellow solid of 1,5-bis(3-chloro-2-thienyl)-2,6-difluorobiphenylene was obtained (32% yield).

H NMR(CDCl):δ=7.42(d,J=5.2Hz,2H),7.04(d,J=5.2Hz,2H),6.55~6.51(m,4H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.42 (d, J = 5.2 Hz, 2H), 7.04 (d, J = 5.2 Hz, 2H), 6.55-6.51 (m, 4H).

実施例7 (ビス(ジチエノ)ビフェニレン誘導体)の合成(E5工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例13で合成した1,5-ビス(3-クロロ-2-チエニル)-2,6-ジフルオロビフェニレン15.1mg(0.0358mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)44.2mg(0.184mmol)、及びNMP(和光純薬工業)2mlを添加した。混合物を170℃に加熱し、4時間攪拌した。得られた反応混合物を0℃に冷却後、水及びトルエンを添加した。分相後、有機相を水、食塩水で洗浄し、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/トルエン=1/1)、ビス(ジチエノ)ビフェニレン誘導体の黄色固体7.6mgを得た(収率56.7%)。
Example 7 Synthesis of (Bis(dithieno)biphenylene derivative) (Step E5)
Under a nitrogen atmosphere, 15.1 mg (0.0358 mmol) of 1,5-bis(3-chloro-2-thienyl)-2,6-difluorobiphenylene synthesized in Synthesis Example 13, sodium sulfide 9 44.2 mg (0.184 mmol) of hydrate (Wako Pure Chemical Industries) and 2 ml of NMP (Wako Pure Chemical Industries) were added. The mixture was heated to 170° C. and stirred for 4 hours. After cooling the resulting reaction mixture to 0° C., water and toluene were added. After phase separation, the organic phase was washed with water, brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/toluene = 1/1) to obtain 7.6 mg of a yellow solid of bis(dithieno)biphenylene derivative (yield: 56 .7%).

H NMR(CDCl):δ=7.55(d,J=4.8Hz,2H),7.01(d,J=6.8Hz,2H),6.82(d,J=8.0Hz,2H),6.58(d,J=6.8Hz,2H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.55 (d, J=4.8 Hz, 2H), 7.01 (d, J=6.8 Hz, 2H), 6.82 (d, J=8. 0 Hz, 2H), 6.58 (d, J = 6.8 Hz, 2H).

実施例8 (芳香族化合物(1-11a、R=C17))の合成(F5工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例14で合成したビス(ジチエノ)ビフェニレン誘導体7.3mg(0.0194mmol)及びTHF(脱水グレード)3mlを添加した。この混合物を0℃に冷却し、n-ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液0.05ml(0.08mmol)を滴下した。この混合物を60℃で2時間熟成した後、1-ヨードオクタン(和光純薬工業)57.7mg(0.240mmol)を投入した。得られた混合物を60℃で8時間、攪拌した。反応混合物を氷冷し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を水および飽和食塩水で洗浄し、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)、2,8-ジオクチルビス(ジチエノ)ビフェニレン((1-11a)、化合物6)の赤色固体を7.0mgを得た(収率60.1%)。
Example 8 Synthesis of (aromatic compound (1-11a, R 9 =C 8 H 17 )) (step F5)
In a nitrogen atmosphere, 7.3 mg (0.0194 mmol) of the bis(dithieno)biphenylene derivative synthesized in Synthesis Example 14 and 3 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 50 ml Schlenk reactor. The mixture was cooled to 0° C., and 0.05 ml (0.08 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (1.6 M, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise. After aging this mixture at 60° C. for 2 hours, 57.7 mg (0.240 mmol) of 1-iodooctane (Wako Pure Chemical Industries) was added. The resulting mixture was stirred at 60° C. for 8 hours. The reaction mixture was ice-cooled, a saturated aqueous solution of sodium hydrogencarbonate was added, and then toluene was added to separate the phases. The organic phase was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 7.0 mg of 2,8-dioctylbis(dithieno)biphenylene ((1-11a), compound 6) as a red solid (yield: rate 60.1%).

H NMR(CDCl):δ=7.16(d,J=8.0Hz,2H),6.91(s,2H),6.74(d,J=8.0Hz,2H),2.92(t,J=7.6Hz,4H),1.74(m,J=7.2Hz,J=8.4Hz,4H),1.41~1.27(m,20H),0.88(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.16 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 6.91 (s, 2H), 6.74 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 2 .92 (t, J = 7.6 Hz, 4H), 1.74 (m, J = 7.2 Hz, J = 8.4 Hz, 4H), 1.41 to 1.27 (m, 20H), 0.92. 88 (t, J = 6.8 Hz, 6H).

CV測定よりHOMOレベルは、-5.12eVであった。 The HOMO level was -5.12 eV from the CV measurement.

合成例14 (1-ブロモ-5-ヘキシル-2-ヨードベンゼンの合成)
窒素雰囲気下、300ml一口ナスフラスコ反応容器に、酢酸アンモニウム444mg(5.78mmol)、アセトニトリル170ml、及び4-ヘキシルアニリン(東京化成工業)10.6g(59.7mmol)を添加した。氷冷後、NBS(和光純薬工業)11.2g(62.7mmol)を添加し、室温で7時間攪拌した。得られた反応混合物をロータリーエバポレーターで濃縮し、低沸分を除去した。トルエン及び水を添加し、分相後、有機相を水洗浄し、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=10/1~2/1)、2-ブロモ-4-ヘキシルアニリンの赤色オイル11.9gを得た(収率78%)。
Synthesis Example 14 (Synthesis of 1-bromo-5-hexyl-2-iodobenzene)
Under a nitrogen atmosphere, 444 mg (5.78 mmol) of ammonium acetate, 170 ml of acetonitrile, and 10.6 g (59.7 mmol) of 4-hexylaniline (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) were added to a 300 ml single-neck eggplant flask reaction vessel. After cooling with ice, 11.2 g (62.7 mmol) of NBS (Wako Pure Chemical Industries) was added and stirred at room temperature for 7 hours. The resulting reaction mixture was concentrated on a rotary evaporator to remove low boilers. Toluene and water were added and after phase separation, the organic phase was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane/toluene = 10/1 to 2/1) to obtain 11.9 g of red oil of 2-bromo-4-hexylaniline (yield 78% ).

1l一口ナスフラスコに、上記で得られた2-ブロモ-4-ヘキシルアニリン11.7g(45.8mmol)及び水210mlを添加した。この混合物を氷冷し、硫酸(和光純薬工業)23.2gを添加し、10分間攪拌した。この混合物を5℃に冷却し、亜硝酸ナトリウム(和光純薬工業)4.17g(60.4mmol)と水140mlからなる水溶液を投入し、5~10℃で3時間、攪拌した。ここへ、ヨウ化カリウム(和光純薬工業)61.8g(372mmol)と水140mlからなる水溶液を5℃下で投入し、室温で2時間攪拌した。さらに、得られた混合物を加熱還流下で20分間、攪拌後、室温に冷却し、亜硫酸ナトリウム4.17g(60.4mmol)と水210mlからなる水溶液を投入した。得られた反応混合物をトルエン抽出し、有機相を水洗浄し、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)、1-ブロモ-5-ヘキシル-2-ヨードベンゼンの薄赤色オイル9.16gを得た(収率54%)。 11.7 g (45.8 mmol) of 2-bromo-4-hexylaniline obtained above and 210 ml of water were added to a 1-liter single-neck eggplant flask. This mixture was ice-cooled, 23.2 g of sulfuric acid (Wako Pure Chemical Industries) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. This mixture was cooled to 5° C., an aqueous solution of 4.17 g (60.4 mmol) of sodium nitrite (Wako Pure Chemical Industries) and 140 ml of water was added, and the mixture was stirred at 5 to 10° C. for 3 hours. An aqueous solution consisting of 61.8 g (372 mmol) of potassium iodide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 140 ml of water was added thereto at 5° C. and stirred at room temperature for 2 hours. Further, the resulting mixture was stirred for 20 minutes while heating under reflux, cooled to room temperature, and an aqueous solution of 4.17 g (60.4 mmol) of sodium sulfite and 210 ml of water was added. The resulting reaction mixture was extracted with toluene, the organic phase was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 9.16 g of pale red oil of 1-bromo-5-hexyl-2-iodobenzene (yield 54%).

H NMR(CDCl):δ=7.72(d,J=7.8Hz,1H),7.45(d,J=1.8Hz,1H),6.81(dd,J=8.0Hz,J=1.8Hz,1H),2.52(t,J=7.8Hz,2H),1.55(m,2H)、1.31(m,6H),0.89(t,J=7.3Hz,3H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.72 (d, J=7.8 Hz, 1 H), 7.45 (d, J=1.8 Hz, 1 H), 6.81 (dd, J=8. 0Hz, J = 1.8Hz, 1H), 2.52 (t, J = 7.8Hz, 2H), 1.55 (m, 2H), 1.31 (m, 6H), 0.89 (t, J=7.3Hz, 3H).

合成例15 (2,2’-ジブロモ-4-ヘキシル-4’-フルオロビフェニルの合成)(A7工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例14で合成した1-ブロモ-5-ヘキシル-2-ヨードベンゼン1.25g(3.40mmol)及びTHF(脱水グレード)7mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液1.8ml(3.6mmol)を滴下した。この混合物を0℃で20分間熟成し、1-ブロモ-5-ヘキシルフェニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。
Synthesis Example 15 (Synthesis of 2,2'-dibromo-4-hexyl-4'-fluorobiphenyl) (Step A7)
In a nitrogen atmosphere, 1.25 g (3.40 mmol) of 1-bromo-5-hexyl-2-iodobenzene synthesized in Synthesis Example 14 and 7 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 50 ml Schlenk reactor. The solution was cooled to 0° C. and 1.8 ml (3.6 mmol) of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) in THF was added dropwise. The mixture was aged at 0° C. for 20 minutes to prepare 1-bromo-5-hexylphenyl-2-magnesium chloride.

一方、窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、塩化亜鉛(和光純薬工業)668mg(4.90mmol)及びTHF(脱水グレード)11mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液中に、先に調製した1-ブロモ-5-ヘキシルフェニル-2-マグネシウムクロライド溶液をテフロン(登録商標)キャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)2mlを用いて100mlシュレンク反応容器及びテフロン(登録商標)キャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。生成した1-ブロモ-5-ヘキシルフェニル-2-亜鉛クロライドのスラリー液に、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼン(東京化成工業)1.19g(3.96mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)28.4mg(0.0245mmol、2-ブロモ-4-フルオロ-1-ヨードベンゼンに対し0.618モル%)を添加した。50℃で 7時間反応を実施した後、容器を水冷し1M塩酸を添加することで反応を停止させた。トルエン及び食塩水を添加し、有機相を分相し、有機相を食塩水で洗浄し、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カラムクロマトグラフィーで精製した(溶媒:ヘキサン)。2,2’-ジブロモ-4-ヘキシル-4’-フルオロビフェニルの無色オイル1.18gを得た(収率72%)。 Meanwhile, 668 mg (4.90 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries) and 11 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor under a nitrogen atmosphere, and cooled to 0°C. Into this resulting fine white slurry solution, the previously prepared 1-bromo-5-hexylphenyl-2-magnesium chloride solution was added dropwise using a Teflon (registered trademark) cannula, and 2 ml of THF (dehydrated grade) was added. A 100 ml Schlenk reaction vessel and a Teflon (registered trademark) cannula were charged with washing. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. To the resulting slurry of 1-bromo-5-hexylphenyl-2-zinc chloride, 1.19 g (3.96 mmol) of 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and tetrakis ( Triphenylphosphine)palladium (Tokyo Kasei Kogyo) 28.4 mg (0.0245 mmol, 0.618 mol % relative to 2-bromo-4-fluoro-1-iodobenzene) was added. After carrying out the reaction at 50° C. for 7 hours, the reaction was terminated by cooling the vessel with water and adding 1 M hydrochloric acid. Toluene and brine were added, the organic phase was separated, the organic phase was washed with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 1.18 g of colorless oil of 2,2'-dibromo-4-hexyl-4'-fluorobiphenyl was obtained (yield 72%).

H NMR(CDCl):δ=7.48(d,J=1.4Hz,1H),7.40(dd,J=8.2Hz,2.4Hz,1H),7.22(dd,J=8.7Hz,6.0Hz,1H),7.18(dd,J=7.8Hz,1.6Hz,1H),7.13(s,1H),7.07(dd,J=8.5Hz,2.4Hz,1H),2.63(t,J=7.9Hz,2H),1.63(m,2H)、1.33(m,6H),0.90(t,J=6.9Hz,3H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 7.48 (d, J = 1.4 Hz, 1 H), 7.40 (dd, J = 8.2 Hz, 2.4 Hz, 1 H), 7.22 (dd, J = 8.7Hz, 6.0Hz, 1H), 7.18 (dd, J = 7.8Hz, 1.6Hz, 1H), 7.13 (s, 1H), 7.07 (dd, J = 8 .5Hz, 2.4Hz, 1H), 2.63 (t, J = 7.9Hz, 2H), 1.63 (m, 2H), 1.33 (m, 6H), 0.90 (t, J = 6.9Hz, 3H).

合成例16 (2-フルオロ-7-ヘキシルビフェニレンの合成)(B7工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例15で合成した2,2’-ジブロモ-4-ヘキシル-4’-フルオロビフェニル1.18g(2.85mmol)及びTHF(脱水グレード)70mlを添加した。この混合物を-78℃に冷却し、n-ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液4.7ml(7.5mmol)を滴下した。この混合物を-78℃~―70℃で1時間熟成した。ここへ、-78℃下で、塩化銅(II)(和光純薬工業製)1.46g(10.8mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら攪拌した。反応混合物に1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を食塩水で2回洗浄し、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た(溶媒;ヘキサン)。2-フルオロ-7-ヘキシルビフェニレンの淡黄色固体485mgを得た(収率67%)。
Synthesis Example 16 (Synthesis of 2-fluoro-7-hexylbiphenylene) (Step B7)
Under a nitrogen atmosphere, 1.18 g (2.85 mmol) of 2,2′-dibromo-4-hexyl-4′-fluorobiphenyl synthesized in Synthesis Example 15 and 70 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor. . The mixture was cooled to −78° C., and 4.7 ml (7.5 mmol) of hexane solution of n-butyllithium (1.6M, Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added dropwise. The mixture was aged at -78°C to -70°C for 1 hour. 1.46 g (10.8 mmol) of copper (II) chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was introduced into the flask at -78°C. The resulting mixture was stirred while gradually warming to room temperature. After adding 1M hydrochloric acid to the reaction mixture, toluene was added to separate the phases. The organic phase was washed twice with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic phase was concentrated under reduced pressure, and the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane). 485 mg of a pale yellow solid of 2-fluoro-7-hexylbiphenylene was obtained (67% yield).

H NMR(CDCl):δ=6.56(d,J=6.9Hz,1H),6.52(s,1H),6.50-6.45(m,2H),6.40(dd,J=7.3Hz,2.2Hz,1H),6.34(m,1H),2.40(t,J=7.8Hz,2H),1.52(m,2H)、1.31(m,6H),0.89(t,J=7.1Hz,3H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=6.56 (d, J=6.9 Hz, 1H), 6.52 (s, 1H), 6.50-6.45 (m, 2H), 6.40 (dd, J = 7.3Hz, 2.2Hz, 1H), 6.34 (m, 1H), 2.40 (t, J = 7.8Hz, 2H), 1.52 (m, 2H), 1 .31 (m, 6H), 0.89 (t, J=7.1 Hz, 3H).

合成例17 (2,7-ジブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシルビフェニレンの合成)(C7工程)
窒素雰囲気下、200ml一口ナスフラスコ反応容器に、合成例16で合成した2-フルオロ-7-ヘキシルビフェニレン481mg(1.89mmol)及びDMF(脱水グレード)12mlを添加した。ここへ、室温下、NBS(和光純薬工業)1.29g(7.24mmol)を投入した。室温で2日間及び40℃で6時間攪拌後、得られた反応混合物を氷冷した。水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を水で2回洗浄し、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)、2,7-ジブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシルビフェニレンの黄色固体284mgを得た(収率36%)。
Synthesis Example 17 (Synthesis of 2,7-dibromo-3-fluoro-6-hexylbiphenylene) (Step C7)
In a nitrogen atmosphere, 481 mg (1.89 mmol) of 2-fluoro-7-hexylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 16 and 12 ml of DMF (dehydrated grade) were added to a 200 ml single-neck eggplant flask reaction vessel. Here, 1.29 g (7.24 mmol) of NBS (Wako Pure Chemical Industries) was added at room temperature. After stirring at room temperature for 2 days and at 40° C. for 6 hours, the resulting reaction mixture was ice-cooled. Water and toluene were added and the phases separated. The organic phase was washed twice with water, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 284 mg of 2,7-dibromo-3-fluoro-6-hexylbiphenylene as a yellow solid (36% yield).

H NMR(CDCl):δ=6.78(s,1H),6.74(d,J=5.8Hz,1H),6.57(s,1H),6.50(d,J=6.9Hz,1H),2.56(d,J=7.8Hz,2H),1.50(m,2H)、1.32(m,6H),0.90(t,J=6.8Hz,3H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.78 (s, 1H), 6.74 (d, J = 5.8 Hz, 1H), 6.57 (s, 1H), 6.50 (d, J = 6.9Hz, 1H), 2.56 (d, J = 7.8Hz, 2H), 1.50 (m, 2H), 1.32 (m, 6H), 0.90 (t, J = 6 .8Hz, 3H).

合成例18 (ビ(7-ブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)の合成)(D7工程)
窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器に、合成例17で合成した2,7-ジブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシルビフェニレン170mg(0.412mmol)及びTHF(脱水グレード)10mlを添加した。この溶液を-10℃に冷却し、イソプロピルマグネシウムクロライド(シグマ-アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液0.70ml(1.4mmol)を滴下した。この混合物を-10℃で70分間熟成し、7-ブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシルビフェニレニル-2-マグネシウムクロライドを調製した。ここへ、0℃下で、塩化銅(II)(和光純薬工業)183mg(1.36mmol)を投入した。得られた混合物を室温まで徐々に昇温しながら一晩攪拌した。反応混合物に1M塩酸を添加後、トルエンを添加し分相した。有機相を食塩水で2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、有機相を減圧濃縮した。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)、ビ(7-ブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)の黄色固体66.4mgを得た(収率48.5%)。
Synthesis Example 18 (Synthesis of bi(7-bromo-3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl)) (Step D7)
In a nitrogen atmosphere, 170 mg (0.412 mmol) of 2,7-dibromo-3-fluoro-6-hexylbiphenylene synthesized in Synthesis Example 17 and 10 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reactor. The solution was cooled to −10° C. and 0.70 ml (1.4 mmol) of THF solution of isopropylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0 M) was added dropwise. The mixture was aged at -10°C for 70 minutes to prepare 7-bromo-3-fluoro-6-hexylbiphenylenyl-2-magnesium chloride. Here, 183 mg (1.36 mmol) of copper (II) chloride (Wako Pure Chemical Industries) was added at 0°C. The resulting mixture was stirred overnight while gradually warming to room temperature. After adding 1M hydrochloric acid to the reaction mixture, toluene was added to separate the phases. The organic phase was washed twice with brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and the organic phase was concentrated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (solvent: hexane) to obtain 66.4 mg of a yellow solid of bi(7-bromo-3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl) (yield 48. 5%).

H NMR(CDCl):δ=6.79(s,2H),6.57(s,2H),6.56-6.50(m,4H),2.56(d,J=7.8Hz,4H),1.52(m,4H)、1.31(m,12H),0.90(t,J=6.8Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.79 (s, 2H), 6.57 (s, 2H), 6.56-6.50 (m, 4H), 2.56 (d, J = 7 .8Hz, 4H), 1.52 (m, 4H), 1.31 (m, 12H), 0.90 (t, J = 6.8Hz, 6H).

合成例19 (ビ(3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)の合成)(E7工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例18で合成したビ(7-ブロモ-3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)33.1mg(0.0498mmol)及びTHF(脱水グレード)3mlを添加した。この溶液を-78℃に冷却し、n-ブチルリチウム(東京化成工業、1.6M)のヘキサン溶液0.110ml(0.176mmol)を滴下した。この混合物を-50℃まで1時間かけて昇温した後、メタノール0.5mlを添加し、反応をクエンチした。得られた反応混合物に水及びトルエンを添加し、分相した。有機相を水および飽和食塩水で洗浄し、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=1/0~9/1)、ビ(3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)の黄色固体15.2mgを得た(収率60.2%)。
Synthesis Example 19 (Synthesis of bi(3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl)) (Step E7)
Under a nitrogen atmosphere, 33.1 mg (0.0498 mmol) of bi(7-bromo-3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl) synthesized in Synthesis Example 18 and 3 ml of THF (dehydrated grade) were placed in a 50 ml Schlenk reaction vessel. added. This solution was cooled to −78° C., and 0.110 ml (0.176 mmol) of a hexane solution of n-butyllithium (1.6 M, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise. After warming the mixture to −50° C. over 1 hour, 0.5 ml of methanol was added to quench the reaction. Water and toluene were added to the resulting reaction mixture and the phases were separated. The organic phase was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (solvent; hexane/toluene = 1/0 to 9/1) to obtain 15.2 mg of a yellow solid of bi(3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl). (Yield 60.2%).

H NMR(CDCl):δ=6.59(d,J=7.2Hz,2H),6.56(s,2H),6.54(d,J=6.8Hz,2H),6.52~6.50(m,2H),6.48~6.46(m,2H),2.41(t,J=7.6Hz,4H),1.58~1.50(m,4H),1.31~1.26(m,12H),0.89(t,J=7.2Hz,6H)。 1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 6.59 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 6.56 (s, 2H), 6.54 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 6 .52 to 6.50 (m, 2H), 6.48 to 6.46 (m, 2H), 2.41 (t, J = 7.6Hz, 4H), 1.58 to 1.50 (m, 4H), 1.31-1.26 (m, 12H), 0.89 (t, J=7.2Hz, 6H).

実施例9 (芳香族化合物(1-21a、R17=C13))の合成(F7工程)
窒素雰囲気下、50mlシュレンク反応容器に、合成例19で合成したビ(3-フルオロ-6-ヘキシル-2-ビフェニレニル)15.2mg(0.0300mmol)、硫化ナトリウム・9水和物(和光純薬工業)24.9mg(0.104mmol)、及びNMP(和光純薬工業)3mlを添加した。混合物を170℃に加熱し、4時間攪拌した。得られた反応混合物を氷冷後、水及び1N塩酸でクエンチした。得られた橙色懸濁反応液を吸引濾過し、濾取した固体を水、冷メタノール、冷ヘキサンで順次リンス洗浄した。得られた残渣をヘキサン/トルエン=6/4から再結晶精製し、化合物7(1-21a)の黄色固体10.3mgを得た(収率68.6%)。
Example 9 Synthesis of (aromatic compound (1-21a, R 17 =C 6 H 13 )) (step F7)
Under a nitrogen atmosphere, in a 50 ml Schlenk reaction vessel, 15.2 mg (0.0300 mmol) of bi(3-fluoro-6-hexyl-2-biphenylenyl) synthesized in Synthesis Example 19, sodium sulfide nonahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Industry) 24.9 mg (0.104 mmol) and NMP (Wako Pure Chemical Industries) 3 ml. The mixture was heated to 170° C. and stirred for 4 hours. The resulting reaction mixture was ice-cooled and then quenched with water and 1N hydrochloric acid. The obtained orange suspension reaction liquid was suction-filtered, and the filtered solid was rinsed and washed with water, cold methanol, and cold hexane successively. The resulting residue was purified by recrystallization from hexane/toluene=6/4 to obtain 10.3 mg of yellow solid compound 7 (1-21a) (yield 68.6%).

MS(APCI) m/z: 501(M+H)。 MS (APCI + ) m/z: 501 (M + +H).

H NMR(THF-d、50℃):δ=7.21(s,2H),7.00(s,2H),6.67~6.62(m,6H),2.45(t,J=7.6Hz,4H),1.62~1.55(m,4H),1.38~1.30(m,12H),0.90(t,J=7.0Hz,6H)。 1 H NMR (THF-d 8 , 50° C.): δ=7.21 (s, 2H), 7.00 (s, 2H), 6.67-6.62 (m, 6H), 2.45 ( t, J = 7.6Hz, 4H), 1.62 ~ 1.55 (m, 4H), 1.38 ~ 1.30 (m, 12H), 0.90 (t, J = 7.0Hz, 6H ).

CV測定よりHOMOレベルは、-5.16eVであった。 The HOMO level was -5.16 eV from the CV measurement.

実施例10 (有機半導体層形成用溶液の作製)
空気下、10mlサンプル管に、実施例1で合成した2,7-ジヘキシルジチエノビフェニレン(1-1a、化合物1)0.87mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)434mgを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に放冷し、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(化合物1の濃度は0.20重量%)、ドロップキャスト及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 10 (Preparation of Solution for Forming Organic Semiconductor Layer)
Under air, 0.87 mg of 2,7-dihexyldithienobiphenylene (1-1a, compound 1) synthesized in Example 1 and 434 mg of toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pure grade) were added to a 10 ml sample tube. After heating and dissolving at °C, the solution was allowed to cool to room temperature (25 °C) to prepare a solution for forming an organic semiconductor layer. The solution state was maintained even after 10 hours at 25.degree.

実施例11 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
空気下、直径2インチのn型にハイドープしたシリコン基板(ミヨシ、抵抗値;0.004Ω、表面に200nmのシリコン酸化膜付き)上に、実施例10で得られた有機半導体層形成用溶液をシリンジに充填し、0.2μmのフィルターを通した溶液を、空気下、ドロップキャストした。室温下(25℃)で自然乾燥し、膜厚56nmの芳香族化合物(化合物1)の薄膜を作製した。
Example 11 (Preparation of Organic Semiconductor Layer and Organic Thin Film Transistor)
Under air, the solution for forming an organic semiconductor layer obtained in Example 10 was applied on a highly doped n-type silicon substrate (Miyoshi, resistance value: 0.004Ω, with a silicon oxide film of 200 nm on the surface) with a diameter of 2 inches. The syringe-filled, 0.2 μm filtered solution was drop-cast under air. It was air-dried at room temperature (25° C.) to prepare a thin film of an aromatic compound (compound 1) with a film thickness of 56 nm.

該有機半導体層にチャネル長50μm、チャネル幅500μmのシャドウマスクを置き、金を真空蒸着することでソース及びドレイン電極を形成し、ボトムゲート-トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。 A shadow mask having a channel length of 50 μm and a channel width of 500 μm was placed on the organic semiconductor layer, and gold was vacuum-deposited to form source and drain electrodes, thereby fabricating a bottom-gate/top-contact p-type organic thin film transistor.

作製した有機薄膜トランジスタの電気物性を半導体パラメーターアナライザー(ケースレー4200SCS)を用いて、ドレイン電圧(Vd=-50V)で、ゲート電圧(Vg)を+5~-70Vまで1V刻みで走査し、伝達特性の評価を行った。正孔のキャリア移動度は0.31cm/V・sec、電流オン・オフ比は2.0×10であった。 Using a semiconductor parameter analyzer (Keithley 4200SCS), the electrical properties of the fabricated organic thin film transistor are scanned at the drain voltage (Vd = -50 V) and the gate voltage (Vg) from +5 to -70 V in increments of 1 V to evaluate the transfer characteristics. did The hole carrier mobility was 0.31 cm 2 /V·sec, and the current on/off ratio was 2.0×10 6 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを150℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.33cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.9×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 Further, the electrical properties of this organic thin film transistor were measured after annealing at 150° C. for 15 minutes. The hole carrier mobility was 0.33 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 1.9×10 6 , and almost no deterioration in performance due to the heat treatment was observed.

実施例12 (有機半導体層形成用溶液の作製)
実施例2で合成した2,7-ジヘキシルジチエノビフェニレン(1-3a、化合物2)の0.43mgを用いた以外は、実施例10と同様の方法により、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(化合物2の濃度は0.10重量%)、ドロップキャスト及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 12 (Preparation of Solution for Forming Organic Semiconductor Layer)
A solution for forming an organic semiconductor layer was prepared in the same manner as in Example 10, except that 0.43 mg of 2,7-dihexyldithienobiphenylene (1-3a, compound 2) synthesized in Example 2 was used. . The solution state was maintained even after 10 hours at 25.degree.

実施例13 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
実施例12で得られた有機半導体層形成用溶液を用い、実施例11と同様の方法により、膜厚29nmの芳香族化合物(化合物2)の薄膜を作製し、ボトムゲート-トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
Example 13 (Preparation of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Using the organic semiconductor layer forming solution obtained in Example 12, a thin film of an aromatic compound (compound 2) having a thickness of 29 nm was produced in the same manner as in Example 11, and a bottom gate-top contact type p type organic thin film transistors were fabricated.

該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.23cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.0×10であった。 As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the hole carrier mobility was 0.23 cm 2 /V·sec and the current on/off ratio was 1.0×10 6 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを150℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.22cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.0×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 Further, the electrical properties of this organic thin film transistor were measured after annealing at 150° C. for 15 minutes. The hole carrier mobility was 0.22 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 1.0×10 6 , and almost no deterioration in performance due to the heat treatment was observed.

実施例14 (有機半導体層形成用溶液の作製)
実施例3で合成した2,7-ジオクチルジチエノビフェニレン(1-1a、化合物3)の0.88mgを用いた以外は、実施例10と同様の方法により、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(化合物3の濃度は0.20重量%)、ドロップキャスト及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Example 14 (Preparation of Solution for Forming Organic Semiconductor Layer)
A solution for forming an organic semiconductor layer was prepared in the same manner as in Example 10, except that 0.88 mg of 2,7-dioctyldithienobiphenylene (1-1a, compound 3) synthesized in Example 3 was used. . The solution state was maintained even after 10 hours at 25° C. (the concentration of compound 3 was 0.20% by weight), confirming that the compound is suitable for film formation by drop casting and inkjet.

実施例15 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
実施例14で得られた有機半導体層形成用溶液を用い、トップゲート-ボトムコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。各構成部材の材質及び成膜方法を表1に示した。芳香族化合物(化合物3)の薄膜の膜厚は58nmであった。
Example 15 (Preparation of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Using the organic semiconductor layer forming solution obtained in Example 14, a top-gate/bottom-contact p-type organic thin film transistor was fabricated. Table 1 shows the material and film formation method of each component. The film thickness of the thin film of the aromatic compound (compound 3) was 58 nm.

Figure 0007159586000038
Figure 0007159586000038

該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.60cm/V・sec、電流オン・オフ比は3.0×10であった。 As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the hole carrier mobility was 0.60 cm 2 /V·sec and the current on/off ratio was 3.0×10 6 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.58cm/V・sec、電流オン・オフ比は2.8×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 Further, the electrical properties of this organic thin film transistor were measured after annealing at 130° C. for 15 minutes. The hole carrier mobility was 0.58 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 2.8×10 6 , and almost no deterioration in performance due to the heat treatment was observed.

実施例16 (有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
実施例14で得られた有機半導体層形成用溶液を用い、実施例15に示した各構成部材の材質及び成膜方法を用いボトムゲート-ボトムコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。ビフェニレン誘導体(化合物3)の薄膜の膜厚は55nmであった。
Example 16 (Production of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Using the solution for forming an organic semiconductor layer obtained in Example 14, and using the material of each constituent member and the film formation method shown in Example 15, a bottom gate-bottom contact type p-type organic thin film transistor was produced. The thickness of the thin film of the biphenylene derivative (compound 3) was 55 nm.

該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.33cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.5×10であった。 As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the hole carrier mobility was 0.33 cm 2 /V·sec and the current on/off ratio was 1.5×10 6 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.31cm/V・sec、電流オン・オフ比は1.3×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 Further, the electrical properties of this organic thin film transistor were measured after annealing at 130° C. for 15 minutes. The hole carrier mobility was 0.31 cm 2 /V·sec, the current on/off ratio was 1.3×10 6 , and almost no deterioration in performance due to the heat treatment was observed.

比較例1
(有機半導体層形成用溶液の作製)
空気下、10mlサンプル管に、2,7-ジオクチルベンゾチエノベンゾチオフェン(シグマ-アルドリッチ)を用い、実施例10と同様の方法により、有機半導体層形成用溶液を調製した。25℃で10時間後も溶液状態を維持しており(0.20重量%)、ドロップキャスト及びインクジェットによる製膜に適した化合物であることを確認した。
Comparative example 1
(Preparation of Solution for Forming Organic Semiconductor Layer)
An organic semiconductor layer-forming solution was prepared in the same manner as in Example 10 using 2,7-dioctylbenzothienobenzothiophene (Sigma-Aldrich) in a 10 ml sample tube under air. The compound remained in the solution state (0.20% by weight) even after 10 hours at 25°C, confirming that it is a compound suitable for film formation by drop casting and inkjet.

(有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
該有機半導体層形成用溶液を用い、実施例11と同様の方法により、膜厚60nmの2,7-ジオクチルベンゾチエノベンゾチオフェンの薄膜を作製し、ボトムゲート-トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
(Preparation of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
Using the solution for forming an organic semiconductor layer, a thin film of 2,7-dioctylbenzothienobenzothiophene having a film thickness of 60 nm was produced in the same manner as in Example 11, and a bottom gate-top contact p-type organic thin film transistor was produced. made.

該トランジスタ素子の伝達特性の評価を行った結果、正孔のキャリア移動度は0.01cm/V・sec、電流オン・オフ比は3.0×10であった。 As a result of evaluating the transfer characteristics of the transistor element, the hole carrier mobility was 0.01 cm 2 /V·sec and the current on/off ratio was 3.0×10 5 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを150℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。その結果、トランジスタ動作は得られず、熱処理による著しい性能の低下が見られた。顕微鏡観察から有機半導体層が加熱により破壊されていることが確認された。 Further, the electrical properties of this organic thin film transistor were measured after annealing at 150° C. for 15 minutes. As a result, no transistor operation was obtained, and a significant deterioration in performance due to the heat treatment was observed. Microscopic observation confirmed that the organic semiconductor layer was destroyed by heating.

比較例2
(有機半導体層及び有機薄膜トランジスタの作製)
比較例1で作製した有機薄膜トランジスタを130℃で15分間アニール処理した以外は、比較例1と同様の操作を繰り返した。その結果、トランジスタ動作は得られず、熱処理による著しい性能の低下が見られた。顕微鏡観察から有機半導体層が加熱により破壊されていることが確認された。
Comparative example 2
(Preparation of organic semiconductor layer and organic thin film transistor)
The same operation as in Comparative Example 1 was repeated except that the organic thin film transistor produced in Comparative Example 1 was annealed at 130° C. for 15 minutes. As a result, no transistor operation was obtained, and a significant deterioration in performance due to the heat treatment was observed. Microscopic observation confirmed that the organic semiconductor layer was destroyed by heating.

本発明の芳香族化合物は、高いキャリア移動度を与えると共に、耐熱性及び溶解性に優れることから有機薄膜トランジスタに代表される半導体デバイス材料としての適用が期待できる。 The aromatic compound of the present invention can be expected to be applied as a semiconductor device material typified by an organic thin film transistor because it provides high carrier mobility and is excellent in heat resistance and solubility.

(A):ボトムゲート-トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(B):ボトムゲート-ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(C):トップゲート-トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(D):トップゲート-ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
1:有機半導体層
2:基板
3:ゲート電極
4:ゲート絶縁層
5:ソース電極
6:ドレイン電極
(A): Bottom gate-top contact organic thin film transistor (B): Bottom gate-bottom contact organic thin film transistor (C): Top gate-top contact organic thin film transistor (D): Top gate-bottom contact organic thin film transistor 1: Organic semiconductor layer 2: substrate 3: gate electrode 4: gate insulating layer 5: source electrode 6: drain electrode

Claims (5)

芳香族化合物であり、該芳香族化合物が、下記一般式(7)で示されることを特徴とするビフェニレン誘導体
Figure 0007159586000039
[(ここで、R~Rの隣接する二つからなる組合せの内、 ~R の隣接する二つからなる組合せの内、1組のみ、及びR ~R の隣接する二つからなる組合せの内、1組のみが一般式(8)を構成する。下記一般式(8)を構成しなかったR~Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。)
Figure 0007159586000040
(ここで、Xは酸素、硫黄、又はセレンを示し、かつYがCR 13 又は窒素を示す。R 及びR 13 は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキニル基、または炭素数4~26のアリール基を示す。)]
A biphenylene derivative which is an aromatic compound represented by the following general formula (7) .
Figure 0007159586000039
[(Here, among combinations consisting of two adjacent R 1 to R 8 , only one set of combinations consisting of two adjacent R 1 to R 4 and adjacent R 5 to R 8 Only one of the two combinations constitutes the general formula (8).R 1 to R 8 that do not constitute the following general formula (8) are each independently hydrogen, halogen, or carbon number 1 to 20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 to C20 alkynyl group, or C4 to C26 aryl group.)
Figure 0007159586000040
(Here, X represents oxygen, sulfur, or selenium, and Y represents CR 13 or nitrogen. R 9 and R 13 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, represents an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 4 to 26 carbon atoms.)]
とR及びRとRが一般式(8)を構成することを特徴とする請求項に記載のビフェニレン誘導体。 2. The biphenylene derivative according to claim 1 , wherein R1 and R2 and R5 and R6 constitute the general formula ( 8 ). 請求項1又は2に記載のビフェニレン誘導体を含有することを特徴とする有機半導体層形成用溶液。 A solution for forming an organic semiconductor layer, comprising the biphenylene derivative according to claim 1 or 2 . 請求項に記載の有機半導体層形成用溶液を用いてなることを特徴とする有機半導体層。 An organic semiconductor layer formed by using the solution for forming an organic semiconductor layer according to claim 3 . 請求項に記載の有機半導体層を含んでなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor comprising the organic semiconductor layer according to claim 4 .
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