JP7788883B2 - Conjugated polymer, film-forming composition, organic thin film, organic semiconductor device, and method for producing conjugated polymer - Google Patents
Conjugated polymer, film-forming composition, organic thin film, organic semiconductor device, and method for producing conjugated polymerInfo
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Description
本発明は、カルコゲノカルコゲノフェン骨格を含んだオリゴヘテロアセンを構造単位として含む共役系高分子とその製造方法、並びに、成膜用組成物、有機薄膜及び有機半導体素子に関する。 The present invention relates to a conjugated polymer containing, as a structural unit, an oligoheteroacene having a chalcogenochalcogenophene skeleton, a method for producing the same, a film-forming composition, an organic thin film, and an organic semiconductor device.
共役系化合物は、有機薄膜太陽電池、有機薄膜トランジスタ、有機EL等に用いられる有機半導体としてよく知られている。共役系化合物は、省エネルギー、低コスト、有機溶媒可溶性、軽量、フレキシブル等の無機化合物に無い特徴を有し、プリンテッドエレクトロニクスへと応用される塗布材料としても用いることができる(特許文献1)。 Conjugated compounds are well known as organic semiconductors used in organic thin-film solar cells, organic thin-film transistors, organic electroluminescence (EL), and other applications. Conjugated compounds have characteristics not found in inorganic compounds, such as energy conservation, low cost, organic solvent solubility, light weight, and flexibility, and can also be used as coating materials for printed electronics (Patent Document 1).
非特許文献1に開示されるペンタセン等のオリゴアセン、並びに、非特許文献2に開示されるチオフェン骨格及びチエノチオフェン骨格等を有するオリゴアセン(以下、オリゴヘテロアセンという。)等の共役系化合物は、有機薄膜トランジスタへの応用研究がなされている。中でもチエノチオフェン骨格を有するオリゴヘテロアセンは高いキャリア移動度を示す傾向にある。 Conjugated compounds such as oligoacenes, such as pentacene, disclosed in Non-Patent Document 1, and oligoacenes having a thiophene skeleton, a thienothiophene skeleton, or the like (hereinafter referred to as oligoheteroacenes), disclosed in Non-Patent Document 2, are being studied for their application to organic thin-film transistors. Among these, oligoheteroacenes having a thienothiophene skeleton tend to exhibit high carrier mobility.
しかしながら、オリゴヘテロアセンは低溶解性、並びに低大気安定性等の問題点が指摘されている(非特許文献3)。そのため、新しい共役系化合物の開発が求められている。
本発明は、上記の問題を解決するために、高キャリア移動度、高耐熱性、高大気安定性、及び高溶解性を併せ持つ新しい共役系高分子、該高分子の製造方法、該高分子を含む成膜用組成物、該高分子を含む有機薄膜、該高分子を含む半導体素子及び有機薄膜トランジスタ素子を提供することを目的とする。
However, oligoheteroacenes have been shown to have problems such as low solubility and low stability in the atmosphere (Non-Patent Document 3), which has led to the need for the development of new conjugated compounds.
In order to solve the above problems, the present invention aims to provide a new conjugated polymer that has high carrier mobility, high heat resistance, high atmospheric stability, and high solubility, a method for producing the polymer, a film-forming composition containing the polymer, an organic thin film containing the polymer, and a semiconductor device and an organic thin film transistor device each containing the polymer.
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討を行った結果、5,5,10,10-テトラアルキル-5,10-ジヒドロカルコゲノ[2’’,3’’:4’,5’]カルコゲノ[2’,3’:4,5]ペンタレノ[1,2-b]カルコゲノ[2,3-d]カルコゲノフェン骨格を構造単位として含む共役系高分子が、高溶解性、高耐熱性、高大気安定性、及び高い成膜性を示すことを見出した。該構造単位を含む共役系高分子は新規であり、その製造方法についても一切報告されていない。また、該構造単位を含む共役系高分子の溶解性、耐熱性といった諸物性、及びそのキャリア移動度等の報告例もない。さらに、該共役系高分子を含む成膜用組成物を用いて簡便に有機薄膜が成膜できること、及び該有機薄膜を用いて作成した有機薄膜トランジスタ素子が安定に駆動することも合わせて見出し、本発明の完成に至った。 To solve the above problems, the inventors conducted extensive research and discovered that conjugated polymers containing a 5,5,10,10-tetraalkyl-5,10-dihydrochalcogeno[2",3":4",5']chalcogeno[2',3':4,5]pentaleno[1,2-b]chalcogeno[2,3-d]chalcogenophene skeleton as a structural unit exhibit high solubility, high heat resistance, high atmospheric stability, and excellent film-forming properties. Conjugated polymers containing this structural unit are novel, and no method for producing them has been reported. Furthermore, there have been no reports on the physical properties of conjugated polymers containing this structural unit, such as solubility and heat resistance, or their carrier mobility. Furthermore, the inventors also discovered that organic thin films can be easily formed using a film-forming composition containing this conjugated polymer, and that organic thin-film transistor devices fabricated using this organic thin film operate stably, leading to the completion of the present invention.
すなわち本発明は以下の要旨から構成される。
[要旨1]
下記一般式(1)で表される構造単位と、
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基、又は、フッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子。
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。)
要旨1に関し、前記一般式(1)で表される構造単位と前記一般式(2)で表される構造単位とを交互に有していてもよい。
要旨1に関し、R1及びR2は各々独立に炭素数1~34のアルキル基であり、R1とR2とは一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよく、R3及びR4は各々独立に炭素数1~34のアルキル基であり、R3とR4とは一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよく、R5及びR6は各々独立に水素原子、炭素数1~34のアルキル基又はフッ素原子であり、J1、J2、J3及びJ4は各々独立に酸素原子、硫黄原子又はセレン原子であってもよい。
要旨1に関し、R5及びR6は水素原子であり、J1、J2、J3及びJ4は硫黄原子であってもよい。
要旨1に関し、X1は、後述する一般式(4)~(8)からなる群より選択される2価の複素芳香族環連結基であってもよい。
要旨1に関し、A1、A2、A3、A4及びA5は各々独立に酸素原子、硫黄原子、セレン原子又は炭素数6~50のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、R7は炭素数6~50のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子からなる群から選択される一つの基であり、R8、R9、R10及びR11は各々独立に炭素数6~50のアルキル基又は水素原子であり、R12及びR13は各々独立に炭素数6~50のアルキル基であってもよい。
要旨1に関し、A1及びA2は硫黄原子であり、A3は酸素原子又は炭素数6~34のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、A4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子であり、A5は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又は炭素数6~34のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、R7は炭素数6~34のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子からなる群から選択される一つの基であり、R8、R9、R10及びR11は各々独立に炭素数6~34のアルキル基又は水素原子であり、R12及びR13は各々独立に炭素数6~34のアルキル基であってもよい。
[要旨2]
下記一般式(mono-hal)で表されるモノマーに、
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又はフッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。M1-hal及びM2-halは各々独立にハロゲン原子を表す。)
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-B)で表されるモノマーを反応させる、
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。M3-B及びM4-Bは各々独立にホウ素含有基を表す。)
下記一般式(1)で表される構造単位と、
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3及びJ4は前記と同様の意味を表す。)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
(式中、X1は前記と同様の意味を表す。)
[要旨3]
下記一般式(mono-hal)で表されるモノマーに、
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又はフッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。M1-hal及びM2-halは各々独立にハロゲン原子を表す。)
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-Sn)で表されるモノマーを反応させる、
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。M3-Sn及びM4-Snは各々独立にスズ含有基を表す。)
下記一般式(1)で表される構造単位と、
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3及びJ4は前記と同様の意味を表す。)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
(式中、X1は前記と同様の意味を表す。)
[要旨4]
下記一般式(mono-B)で表されるモノマーに、
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又はフッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。M1-B及びM2-Bは各々独立にホウ素含有基を表す。)
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-hal)で表されるモノマーを反応させる、
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。M3-hal及びM4-halは各々独立にハロゲン原子を表す。)
下記一般式(1)で表される構造単位と、
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3及びJ4は前記と同様の意味を表す。)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
(式中、X1は前記と同様の意味を表す。)
[要旨5]
下記一般式(mono-Sn)で表されるモノマーに、
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又はフッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。M1-Sn及びM2-Snは各々独立にスズ含有基を表す。)
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-hal)で表されるモノマーを反応させる、
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。M3-hal及びM4-halは各々独立にハロゲン原子を表す。)
下記一般式(1)で表される構造単位と、
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3及びJ4は前記と同様の意味を表す。)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
(式中、X1は前記と同様の意味を表す。)
[要旨6]
要旨1に記載の共役系高分子を含む成膜用組成物。
[要旨7]
要旨1に記載の共役系高分子を含む有機薄膜。
[要旨8]
要旨1に記載の共役系高分子を含む有機半導体素子。
[要旨9]
要旨1に記載の共役系高分子を含む有機トランジスタ素子。
That is, the present invention comprises the following gist.
[Summary 1]
A structural unit represented by the following general formula (1),
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom.)
A conjugated polymer comprising a structural unit represented by the following general formula (2):
(wherein X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms).
Regarding the aspect 1, the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2) may be alternately arranged.
In Summary 1, R1 and R2 are each independently an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms, and R1 and R2 may be joined together to form a ring with the carbon atom to which they are attached; R3 and R4 are each independently an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms, and R3 and R4 may be joined together to form a ring with the carbon atom to which they are attached; R5 and R6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms, or a fluorine atom; and J1 , J2 , J3 , and J4 may each independently be an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
Regarding Aspect 1, R 5 and R 6 may be hydrogen atoms, and J 1 , J 2 , J 3 and J 4 may be sulfur atoms.
In the above aspect 1, X 1 may be a divalent heteroaromatic ring linking group selected from the group consisting of general formulae (4) to (8) described later.
In Summary 1, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms; R 7 is a group selected from the group consisting of an alkoxy group having 6 to 50 carbon atoms, a fluorine atom or a hydrogen atom; R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom; and R 12 and R 13 each independently represent an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms.
In Summary 1, A1 and A2 are sulfur atoms, A3 is an oxygen atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms, A4 is an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom, A5 is an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms, R7 is a group selected from the group consisting of an alkoxy group having 6 to 34 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom, R8 , R9 , R10 , and R11 are each independently an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms or a hydrogen atom, and R12 and R13 may each independently be an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms.
[Summary 2]
A monomer represented by the following general formula (mono-hal):
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom. M1-hal and M2 -hal each independently represent a halogen atom.)
A monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -B) is reacted in the presence of a transition metal catalyst:
(In the formula, X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms. M3-B and M4 -B each independently represent a boron-containing group.)
A structural unit represented by the following general formula (1),
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 and J 4 have the same meanings as defined above.)
and a structural unit represented by the following general formula (2):
(In the formula, X1 has the same meaning as above.)
[Summary 3]
A monomer represented by the following general formula (mono-hal):
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom. M1-hal and M2 -hal each independently represent a halogen atom.)
A monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -Sn) is reacted in the presence of a transition metal catalyst:
(In the formula, X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms. M3-Sn and M4 -Sn each independently represent a tin-containing group.)
A structural unit represented by the following general formula (1),
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 and J 4 have the same meanings as defined above.)
and a structural unit represented by the following general formula (2):
(In the formula, X1 has the same meaning as above.)
[Summary 4]
A monomer represented by the following general formula (mono-B):
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom. M1-B and M2 -B each independently represent a boron-containing group.)
A monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -hal) is reacted in the presence of a transition metal catalyst:
(In the formula, X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms; M3-hal and M4 -hal each independently represent a halogen atom.)
A structural unit represented by the following general formula (1),
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 and J 4 have the same meanings as defined above.)
and a structural unit represented by the following general formula (2):
(In the formula, X1 has the same meaning as above.)
[Summary 5]
A monomer represented by the following general formula (mono-Sn):
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom. M1-Sn and M2 -Sn each independently represent a tin-containing group.)
A monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -hal) is reacted in the presence of a transition metal catalyst:
(In the formula, X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms; M3-hal and M4 -hal each independently represent a halogen atom.)
A structural unit represented by the following general formula (1),
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 and J 4 have the same meanings as defined above.)
and a structural unit represented by the following general formula (2):
(In the formula, X1 has the same meaning as above.)
[Summary 6]
A film-forming composition comprising the conjugated polymer according to aspect 1.
[Summary 7]
10. An organic thin film comprising the conjugated polymer according to claim 1.
[Abstract 8]
10. An organic semiconductor device comprising the conjugated polymer according to claim 1.
[Abstract 9]
10. An organic transistor device comprising the conjugated polymer according to claim 1.
本発明の共役系高分子は高キャリア移動度、高耐熱性、高大気安定性、及び高溶解性を併せ持つ有機半導体であり、これを活性層とする有機薄膜トランジスタ素子を効率よく駆動させることができる。 The conjugated polymer of the present invention is an organic semiconductor that combines high carrier mobility, high heat resistance, high atmospheric stability, and high solubility, and can efficiently drive organic thin-film transistor elements that use this as the active layer.
以下、本発明の実施の形態に関して詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態に関しても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope described. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments. In this specification, unless otherwise specified, "A to B" representing a numerical range means "greater than or equal to A and less than or equal to B."
〔共役系高分子〕
本発明の一実施形態に係る共役系高分子(本明細書中では、「本実施形態の共役系高分子」と称することもある。)は、一般式(1)で表される構造単位と、一般式(2)で表される構造単位とから構成される。
[Conjugated polymers]
A conjugated polymer according to one embodiment of the present invention (sometimes referred to herein as the "conjugated polymer of the present embodiment") is composed of a structural unit represented by general formula (1) and a structural unit represented by general formula (2).
(式中、R1及びR2は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R3及びR4は各々独立に炭素数1~50のアルキル基を表す。R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。R5及びR6は各々独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基、又は、フッ素原子を表す。J1、J2、J3及びJ4は各々独立にカルコゲン原子を表す。)
(In the formula, R1 and R2 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R1 and R2 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R3 and R4 may be combined together to form a ring with the carbon atom to which they are bonded. R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a fluorine atom. J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent a chalcogen atom.)
(式中、X1は炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を表す。)
(wherein X1 represents a divalent heteroaromatic ring linking group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms).
(一般式(1)で表される構造単位)
R1、R2、R3、R4、R5及びR6で表される炭素数1~50のアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基等の直鎖アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基、3-デシルペンタデシル基、3-ドデシルヘプタデシル基、3-テトラデシルノナコシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-ドデシルオクタデシル基、4-テトラデシルイコシル基等の分岐アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基;を例示することができる。
(Structural unit represented by general formula (1))
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R The alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, represented by 6, may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl, henicosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl, triacontyl, hentriacontyl, dodoriacontyl, tritriacontyl, tetratriacontyl, pentatriacontyl, hexatriacontyl, tetracontyl, and hentetracosyl. Examples of such alkyl groups include linear alkyl groups such as ethyl, dotetracontyl, tritetracontyl, tetratetracontyl, and pentacontyl; branched alkyl groups such as isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, 3,7-dimethyloctyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldodecyl, 2-decyltetradecyl, 2-dodecyltetradecyl, 2-dodecylhexadecyl, 2-tetradecylhexadecyl, 3-decylpentadecyl, 3-dodecylheptadecyl, 3-tetradecylnonacosyl, 4-decylhexadecyl, 4-dodecyloctadecyl, and 4-tetradecylicosyl; and cyclic alkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl.
R1、R2、R3及びR4で表されるアルキル基として、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で炭素数6~50のアルキル基が好ましく、炭素数1~34のアルキル基がより好ましく、炭素数6~34のアルキル基がさらに好ましく、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基、3-デシルペンタデシル基、3-ドデシルヘプタデシル基、3-テトラデシルノナコシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-ドデシルオクタデシル基、又は4-テトラデシルイコシル基がよりさらに好ましく、ヘキシル基又はデシル基がことさら好ましい。 The alkyl group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is preferably an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms, in terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, and is preferably a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, a docosyl group, a tricosyl group, a tetracosyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a hentriacontyl group, a dodoriacontyl group, a tritriacontyl group, or a tetratriacontyl group. More preferred are a pentatriacontyl group, a hexatriacontyl group, a tetracontyl group, a hentetracontyl group, a dotetracontyl group, a tritetracontyl group, a tetratetracontyl group, a pentacontyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-octyldodecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, a 2-tetradecylhexadecyl group, a 3-decylpentadecyl group, a 3-dodecylheptadecyl group, a 3-tetradecylnonacosyl group, a 4-decylhexadecyl group, a 4-dodecyloctadecyl group, or a 4-tetradecylicosyl group, and a hexyl group or a decyl group is particularly preferred.
R1及びR2は、一体となってこれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。当該の環としては、シクロプロパン-1,1-ジイル基、シクロブタン-1,1-ジイル基、シクロペンタン-1,1-ジイル基、シクロヘキサン-1,1-ジイル基、シクロヘプタン-1,1-ジイル基、シクロオクタン-1,1-ジイル基、インデン-1,1-ジイル又はフルオレン-9,9-ジイル基等を例示することができる。本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、当該の環は、シクロペンタン-1,1-ジイル基、シクロヘキサン-1,1-ジイル基、インデン-1,1-ジイル又はフルオレン-9,9-ジイル基が好ましく、シクロヘキサン-1,1-ジイル基又はフルオレン-9,9-ジイル基がより好ましい。R3及びR4は、一体となってこれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよい。当該環としては、シクロプロパン-1,1-ジイル基、シクロブタン-1,1-ジイル基、シクロペンタン-1,1-ジイル基、シクロヘキサン-1,1-ジイル基、シクロヘプタン-1,1-ジイル基、シクロオクタン-1,1-ジイル基、インデン-1,1-ジイル又はフルオレン-9,9-ジイル基等を例示することができる。本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、当該環は、シクロペンタン-1,1-ジイル基、シクロヘキサン-1,1-ジイル基、インデン-1,1-ジイル又はフルオレン-9,9-ジイル基が好ましく、シクロヘキサン-1,1-ジイル基又はフルオレン-9,9-ジイル基がより好ましい。 R1 and R2 may combine together to form a ring with the carbon atoms to which they are bonded. Examples of such a ring include a cyclopropane-1,1-diyl group, a cyclobutane-1,1-diyl group, a cyclopentane-1,1-diyl group, a cyclohexane-1,1-diyl group, a cycloheptane-1,1-diyl group, a cyclooctane-1,1-diyl group, an indene-1,1-diyl group, or a fluorene-9,9-diyl group. In terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, the ring is preferably a cyclopentane-1,1-diyl group, a cyclohexane-1,1-diyl group, an indene-1,1-diyl group, or a fluorene-9,9-diyl group, and more preferably a cyclohexane-1,1-diyl group or a fluorene-9,9-diyl group. R3 and R4 may combine together to form a ring with the carbon atoms to which they are bonded. Examples of the ring include a cyclopropane-1,1-diyl group, a cyclobutane-1,1-diyl group, a cyclopentane-1,1-diyl group, a cyclohexane-1,1-diyl group, a cycloheptane-1,1-diyl group, a cyclooctane-1,1-diyl group, an indene-1,1-diyl group, or a fluorene-9,9-diyl group. In terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, the ring is preferably a cyclopentane-1,1-diyl group, a cyclohexane-1,1-diyl group, an indene-1,1-diyl group, or a fluorene-9,9-diyl group, and more preferably a cyclohexane-1,1-diyl group or a fluorene-9,9-diyl group.
R5及びR6は、本実施形態の共役系高分子のキャリア移動度が高くなる点で、水素原子、フッ素原子、炭素数6~50のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、炭素数6~34のアルキル基がより好ましく、水素原子、フッ素原子、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基、3-デシルペンタデシル基、3-ドデシルヘプタデシル基、3-テトラデシルノナコシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-ドデシルオクタデシル基、又は4-テトラデシルイコシル基がさらに好ましい。中でも、本実施形態の共役系高分子のキャリア移動度がより高くなる点で、R5及びR6は、水素原子又はフッ素原子であることがことさら好ましい。 R5 and R6 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms, in that the carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment is increased, and are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, a docosyl group, a tricosyl group, a tetracosyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a hentriacontyl group, a dodoriacontyl group, or a tritriacontyl group. More preferred are a tetratriacontyl group, a pentatriacontyl group, a hexatriacontyl group, a tetracontyl group, a hentetracontyl group, a dotetracontyl group, a tritetracontyl group, a tetratetracontyl group, a pentacontyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-octyldodecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, a 2-tetradecylhexadecyl group, a 3-decylpentadecyl group, a 3-dodecylheptadecyl group, a 3-tetradecylnonacosyl group, a 4-decylhexadecyl group, a 4-dodecyloctadecyl group, or a 4-tetradecylicosyl group. Among these, it is particularly preferable that R5 and R6 are hydrogen atoms or fluorine atoms, since this will further increase the carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment.
J1、J2、J3及びJ4で表されるカルコゲン原子として、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、酸素原子、硫黄原子、セレン原子が好ましく、酸素原子、硫黄原子がより好ましく、硫黄原子がさらに好ましい。 As the chalcogen atoms represented by J 1 , J 2 , J 3 and J 4 , an oxygen atom, a sulfur atom and a selenium atom are preferred, an oxygen atom and a sulfur atom are more preferred, and a sulfur atom is even more preferred, in terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment.
一般式(1)で表される構成単位として、成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、具体的には下記式(1-1)~式(1-20)で表される構造単位を例示することができる。 Specific examples of structural units represented by general formula (1) include structural units represented by the following formulas (1-1) to (1-20), which have high film-forming properties and carrier mobility.
前記式(1-1)~(1-20)において、CnH(2n+1)で示しているアルキル基は、炭素数nの直鎖アルキル基である。本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、一般式(1)で表される構成単位は、式(1-6)~式(1-20)で表されるいずれかの構成単位であることが好ましく、式(1-6)~式(1-16)で表されるいずれかの構成単位であることがより好ましく、式(1-10)で表される構成単位がさらに好ましい。 In the formulas (1-1) to (1-20), the alkyl group represented by C n H (2n+1) is a linear alkyl group having n carbon atoms. In terms of improving the film formability and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment, the constitutional unit represented by general formula (1) is preferably any of the constitutional units represented by formulas (1-6) to (1-20), more preferably any of the constitutional units represented by formulas (1-6) to (1-16), and even more preferably a constitutional unit represented by formula (1-10).
(一般式(2)で表される構造単位)
X1としては、炭素数1~50のアルキル基又は炭素数1~50のアルコキシ基で置換されていてもよい2価の複素芳香族環連結基を例示することができる。該2価の複素芳香族環連結基として好ましい具体例としては、下記一般式(4)~(8)からなる群より選ばれる2価の複素芳香族環連結基を挙げることができる。
(Structural unit represented by general formula (2))
Examples of X1 include divalent heteroaromatic ring linking groups which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms. Specific preferred examples of the divalent heteroaromatic ring linking groups include divalent heteroaromatic ring linking groups selected from the group consisting of the following general formulae (4) to (8):
(式中、A1はカルコゲン原子又は炭素数1~50のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子を表す。R7は炭素数1~50のアルキル基、炭素数1~50のアルコキシ基、フッ素原子及び水素原子からなる群から選択される一つの基を表す。複数のR7は同一又は相異なっていてもよい。R8は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR8は同一又は相異なっていてもよい。p1及びq1は、各々独立に、0又は1を表す。)
(In the formula, A 1 represents a chalcogen atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R 7 represents one group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, a fluorine atom, and a hydrogen atom. Multiple R 7s may be the same or different. R 8 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R 8s may be the same or different. p 1 and q 1 each independently represent 0 or 1.)
(式中、A2はカルコゲン原子又は炭素数1~50のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子を表す。A3はカルコゲン原子を表す。R9は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR9は同一又は相異なっていてもよい。p2及びq2は、各々独立に、0又は1を表す。)
(In the formula, A2 represents a chalcogen atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. A3 represents a chalcogen atom. R9 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R9s may be the same or different. p2 and q2 each independently represent 0 or 1.)
(式中、A4及びA5は、各々独立にカルコゲン原子又は炭素数1~50のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子を表す。R10は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR10は同一又は相異なっていてもよい。R11は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR11は同一又は相異なっていてもよい。p3及びq3は、各々独立に、0又は1を表す。)
(In the formula, A4 and A5 each independently represent a chalcogen atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms. R10 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R10s may be the same or different. R11 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R11s may be the same or different. p3 and q3 each independently represent 0 or 1.)
(式中、R12は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR12は同一又は相異なっていてもよい。p4及びq4は、各々独立に、0又は1を表す。)
(In the formula, R 12 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R 12 may be the same or different. p 4 and q 4 each independently represent 0 or 1.)
(式中、R13は炭素数1~50のアルキル基又は水素原子を表す。複数のR13は同一又は相異なっていてもよい。p5及びq5は、各々独立に、0又は1を表す。)
(In the formula, R 13 represents an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom. Multiple R 13s may be the same or different. p 5 and q 5 each independently represent 0 or 1.)
R7で表される炭素数1~50のアルキル基としては、R1~R6の説明で例示したアルキル基が挙げられるが、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、炭素数6~50のアルキル基が好ましく、炭素数6~34のアルキル基がより好ましく、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基、3-デシルペンタデシル基、3-ドデシルヘプタデシル基、3-テトラデシルノナコシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-ドデシルオクタデシル基、又は4-テトラデシルイコシル基がさらに好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 50 carbon atoms represented by R7 include the alkyl groups exemplified in the description of R1 to R6. However, in terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms is preferred, and an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms is more preferred, and examples thereof include a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, a docosyl group, a tricosyl group, a tetracosyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a hentriacontyl group, a dodoriacontyl group, a tritriacontyl group, a tetratriacontyl group, a tetratriacontyl group, a hexyl group, a hexyl group, a hexyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a tritriacontyl group, a tetratriacontyl group, a hexyl group, a hexyl group, a hexyl group, a hexacos ... More preferred are a contyl group, a pentatriacontyl group, a hexatriacontyl group, a tetracontyl group, a hentetracontyl group, a dotetracontyl group, a tritetracontyl group, a tetratetracontyl group, a pentacontyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-octyldodecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, a 2-tetradecylhexadecyl group, a 3-decylpentadecyl group, a 3-dodecylheptadecyl group, a 3-tetradecylnonacosyl group, a 4-decylhexadecyl group, a 4-dodecyloctadecyl group, or a 4-tetradecylicosyl group.
R7で表される炭素数1~50のアルコキシ基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれでもよく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基、ヘンイコシルオキシ基、ドコシルオキシ基、トリコシルオキシ基、テトラコシルオキシ基、ペンタコシルオキシ基、ヘキサコシルオキシ基、ヘプタコシルオキシ基、オクタコシルオキシ基、ノナコシルオキシ基、トリアコンチルオキシ基、ヘントリアコンチルオキシ基、ドドリアコンチルオキシ基、トリトリアコンチルオキシ基、テトラトリアコンチルオキシ基、ペンタトリアコンチルオキシ基、ヘキサトリアコンチルオキシ基、テトラコンチルオキシ基、ヘンテトラコンチルオキシ基、ドテトラコンチルオキシ基、トリテトラコンチルオキシ基、テトラテトラコンチルオキシ基、ペンタコンチルオキシ基等の直鎖アルコキシ基;イソプロポキシ基、1-(2-メチルプロピル)オキシ基、2-ブチルオキシ基、tert-ブトキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、2-ドデシルテトラデシルオキシ基、2-ドデシルヘキサデシルオキシ基、2-テトラデシルヘキサデシルオキシ基等の分岐アルコキシ基;シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の環状アルコキシ基;を例示することができる。 The alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms represented by R7 may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a nonyloxy group, a decyloxy group, an undecyloxy group, a dodecyloxy group, a tridecyloxy group, a tetradecyloxy group, a pentadecyloxy group, a hexadecyloxy group, a heptadecyloxy group, an octadecyloxy group, a nonadecyloxy group, an icosyloxy group, a henicosyloxy group, a docosyloxy group, a tricosyloxy group, a tetracosyloxy group, a pentacosyloxy group, a hexacosyloxy group, a heptacosyloxy group, an octacosyloxy group, a nonacosyloxy group, a triacontyloxy group, a hentriacontyloxy group, a dodecyloxy group, a triacont ... Examples of alkoxy groups include linear alkoxy groups such as a silyl group, a tritriacontyloxy group, a tetratriacontyloxy group, a pentatriacontyloxy group, a hexatriacontyloxy group, a tetracontyloxy group, a hentetracontyloxy group, a dotetracontyloxy group, a tritetracontyloxy group, a tetratetracontyloxy group, and a pentacontyloxy group; branched alkoxy groups such as an isopropoxy group, a 1-(2-methylpropyl)oxy group, a 2-butyloxy group, a tert-butoxy group, a 2-ethylhexyloxy group, a 3,7-dimethyloctyloxy group, a 2-decyltetradecyloxy group, a 2-dodecyltetradecyloxy group, a 2-dodecylhexadecyloxy group, and a 2-tetradecylhexadecyloxy group; and cyclic alkoxy groups such as a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group.
R7で表される炭素数1~50のアルコキシ基として、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、炭素数6~50のアルコキシ基が好ましく、炭素数6~34のアルコキシ基がより好ましく、ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、2-ドデシルテトラデシルオキシ基、2-ドデシルヘキサデシルオキシ基又は2-テトラデシルヘキサデシルオキシ基がさらに好ましく、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2-デシルテトラデシルオキシ基、又は2-ドデシルテトラデシルオキシ基がことさら好ましい。 As the alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms represented by R7 , an alkoxy group having 6 to 50 carbon atoms is preferable, and an alkoxy group having 6 to 34 carbon atoms is more preferable, from the viewpoint of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, and a butyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a nonyloxy group, a decyloxy group, a dodecyloxy group, a 2-decyltetradecyloxy group, a 2-dodecyltetradecyloxy group, a 2-dodecylhexadecyloxy group, or a 2-tetradecylhexadecyloxy group is even more preferable, and a hexyloxy group, an octyloxy group, a 2-decyltetradecyloxy group, or a 2-dodecyltetradecyloxy group is particularly preferable.
R7は、本実施形態の共役系高分子のキャリア移動度が高くなる点で、水素原子、フッ素原子、又は炭素数4~50のアルコキシ基が好ましく、水素原子又はフッ素原子がさらに好ましく、水素原子がことさら好ましい。 R7 is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkoxy group having 4 to 50 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a fluorine atom, and particularly preferably a hydrogen atom, in that the carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment is increased.
R8、R9、R10、R11、R12及びR13で表される炭素数1~50のアルキル基としては、R1~R6の説明で例示したアルキル基が挙げられるが、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、炭素数6~50のアルキル基が好ましく、炭素数6~34のアルキル基がより好ましく、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-オクチルドデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基、3-デシルペンタデシル基、3-ドデシルヘプタデシル基、3-テトラデシルノナコシル基、4-デシルヘキサデシル基、4-ドデシルオクタデシル基、又は4-テトラデシルイコシル基がさらに好ましい。 The alkyl group having 1 to 50 carbon atoms represented by R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 includes R 1 to R Examples of alkyl groups include the alkyl groups exemplified in the description of No. 6 , but in terms of increasing the solubility of the conjugated polymer of this embodiment, an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms is preferred, and an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms is more preferred, and examples thereof include a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, a docosyl group, a tricosyl group, a tetracosyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a hentriacontyl group, a dodoriacontyl group, a tritriacontyl group, and a tetratriacontyl group. More preferred are a contyl group, a pentatriacontyl group, a hexatriacontyl group, a tetracontyl group, a hentetracontyl group, a dotetracontyl group, a tritetracontyl group, a tetratetracontyl group, a pentacontyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-octyldodecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, a 2-tetradecylhexadecyl group, a 3-decylpentadecyl group, a 3-dodecylheptadecyl group, a 3-tetradecylnonacosyl group, a 4-decylhexadecyl group, a 4-dodecyloctadecyl group, or a 4-tetradecylicosyl group.
R8、R9、R10、R11、R12及びR13は、本実施形態の共役系高分子のキャリア移動度が高くなる点で、水素原子又は炭素数6~50のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, in that the carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment is increased.
A1、A2、A3、A4及びA5で表されるカルコゲン原子としては、酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はテルル原子が好ましく、酸素原子又は硫黄原子がより好ましく、硫黄原子がさらに好ましい。 The chalcogen atoms represented by A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 are preferably oxygen atoms, sulfur atoms, selenium atoms or tellurium atoms, more preferably oxygen atoms or sulfur atoms, and even more preferably sulfur atoms.
A1、A2、A4及びA5で表される炭素数1~50のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子において、該炭素数1~50のアルキル基としては、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基、ヘントリアコンチル基、ドドリアコンチル基、トリトリアコンチル基、テトラトリアコンチル基、ペンタトリアコンチル基、ヘキサトリアコンチル基、テトラコンチル基、ヘンテトラコンチル基、ドテトラコンチル基、トリテトラコンチル基、テトラテトラコンチル基、ペンタコンチル基等の直鎖アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、2-テトラデシルヘキサデシル基等の分岐アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基;を例示することができる。本実施形態の共役系高分子の成膜性及び溶解性の向上の点で、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、2-エチルヘキシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルテトラデシル基、2-ドデシルヘキサデシル基又は2-テトラデシルヘキサデシル基が好ましく、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、2-エチルヘキシル基又は3,7-ジメチルオクチル基がより好ましく、オクチル基、ドデシル基又は2-エチルヘキシル基がさらに好ましく、オクチル基がことさら好ましい。 In the nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, represented by A 1 , A 2 , A 4 and A 5 , the alkyl group having 1 to 50 carbon atoms may be any of linear, branched and cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, a henicosyl group, a docosyl group, a tricosyl group, a tetracosyl group, a pentacosyl group, a hexacosyl group, a heptacosyl group, an octacosyl group, a nonacosyl group, a triacontyl group, a hentriacontyl group, a dodoli group, a cyclohexyl ... Examples include straight-chain alkyl groups such as an acontyl group, a tritriacontyl group, a tetratriacontyl group, a pentatriacontyl group, a hexatriacontyl group, a tetracontyl group, a hentetracontyl group, a dotetracontyl group, a tritetracontyl group, a tetratetracontyl group, and a pentacontyl group; branched alkyl groups such as an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, and a 2-tetradecylhexadecyl group; and cyclic alkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. In terms of improving the film-forming properties and solubility of the conjugated polymer of this embodiment, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a 2-ethylhexyl group, a 3,7-dimethyloctyl group, a 2-hexyldecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, or a 2-tetradecylhexadecyl group is preferred, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a 2-ethylhexyl group, or a 3,7-dimethyloctyl group is more preferred, an octyl group, a dodecyl group, or a 2-ethylhexyl group is even more preferred, and an octyl group is particularly preferred.
A1、A2、A4及びA5としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、硫黄原子、酸素原子又は炭素数6~34のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子が好ましく、硫黄原子又は酸素原子がより好ましく、硫黄原子がさらに好ましい。 A 1 , A 2 , A 4 and A 5 are preferably a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms, more preferably a sulfur atom or an oxygen atom, and even more preferably a sulfur atom, in that the film-forming property and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
A3としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、硫黄原子、酸素原子又はセレン原子が好ましく、硫黄原子又は酸素原子がより好ましく、硫黄原子がさらに好ましい。 A3 is preferably a sulfur atom, an oxygen atom, or a selenium atom, more preferably a sulfur atom or an oxygen atom, and even more preferably a sulfur atom, in that the film-forming property and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
p1、p2及びp3としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、0又は1が好ましく、0がより好ましい。 p 1 , p 2 and p 3 are preferably 0 or 1, and more preferably 0, in that the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
p4及びp5としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、0又は1が好ましく、1がより好ましい。 p4 and p5 are preferably 0 or 1, and more preferably 1, in that the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
q1、q2及びq3としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、0又は1が好ましく、0がより好ましい。 q 1 , q 2 and q 3 are preferably 0 or 1, and more preferably 0, in that the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
q4及びq5としては、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、0又は1が好ましく、1がより好ましい。 q4 and q5 are preferably 0 or 1, and more preferably 1, in that the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved.
一般式(2)で表される構造単位として、本実施形態の共役系高分子の溶解性が高くなる点で、更に具体的には、式(11-1)~(11-261)を例示することができる。 More specifically, examples of structural units represented by general formula (2) include formulas (11-1) to (11-261), which increase the solubility of the conjugated polymer of this embodiment.
前記式(11-1)~(11-261)において、CnH(2n+1)で示しているアルキル基は、炭素数nの直鎖アルキル基である。 In the formulas (11-1) to (11-261), the alkyl group represented by C n H (2n+1) is a linear alkyl group having n carbon atoms.
一般式(2)で表される構造単位として、本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、式(11-1)~式(11-26)、式(11-43)~式(11-98)、式(11-112)~式(11-137)、式(11-221)~式(11-228)又は式(11-256)~式(11-261)で表されるいずれかの構造単位が好ましく、式(11-1)、式(11-2)、式(11-26)、式(11-73)、式(11-74)、式(11-98)、式(11-112)、式(11-113)、式(11-137)、式(11-222)、式(11-223)、式(11-256)、式(11-257)、式(11-258)、式(11-259)、式(11-260)又は式(11-261)で表されるいずれかの構造単位がより好ましい。 As the structural unit represented by general formula (2), any of the structural units represented by formulas (11-1) to (11-26), (11-43) to (11-98), (11-112) to (11-137), (11-221) to (11-228), or (11-256) to (11-261) is preferred, in that the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment are improved, and formula (11-1), Any structural unit represented by formula (11-2), formula (11-26), formula (11-73), formula (11-74), formula (11-98), formula (11-112), formula (11-113), formula (11-137), formula (11-222), formula (11-223), formula (11-256), formula (11-257), formula (11-258), formula (11-259), formula (11-260), or formula (11-261) is more preferred.
本実施形態の共役系高分子は、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位を含んでいれば構造単位の順序に特に制限はなく、例えば交互、ランダム又はグラジエント等が挙げられる。本実施形態の共役系高分子の成膜性及び移動度が高くなる点で、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位が交互に繰り返される構造を有する共役系高分子が好ましく、該構造は一般式(3)で表すことができる。
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3、J4、及びX1は前記と同様の意味を表す。)
The conjugated polymer of this embodiment is not particularly limited in the order of the structural units as long as it contains a structural unit represented by general formula (1) and a structural unit represented by general formula (2), and examples thereof include alternating, random, gradient, etc. In terms of improving the film-forming property and mobility of the conjugated polymer of this embodiment, a conjugated polymer having a structure in which the structural unit represented by general formula (1) and the structural unit represented by general formula (2) are alternately repeated is preferred, and this structure can be represented by general formula (3).
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 , J 4 , and X 1 have the same meanings as defined above.)
一般式(3)で表される構造単位として、成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、具体的には式(3-1)~式(3-680)で表される構造単位を例示することができる。 Specific examples of structural units represented by general formula (3) include structural units represented by formulas (3-1) to (3-680), which have high film-forming properties and carrier mobility.
前記式(3-1)~(3-680)において、CnH(2n+1)で示しているアルキル基は、炭素数nの直鎖アルキル基である。本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、一般式(3)で表される構造単位は、式(3-6)~式(3-20)、式(3-26)~式(3-40)、式(3-46)~式(3-60)、式(3-66)~式(3-80)、式(3-86)~式(3-100)、式(3-106)~式(3-120)、式(3-126)~式(3-140)、式(3-146)~式(3-160)、式(3-166)~式(3-180)、式(3-186)~式(3-200)、式(3-206)~式(3-220)、式(3-226)~式(3-240)、式(3-246)~式(3-260)、式(3-266)~式(3-280)、式(3-286)~式(3-300)、式(3-306)~式(3-320)、式(3-326)~式(3-340)、式(3-346)~式(3-360)、式(3-366)~式(3-380)、式(3-386)~式(3-400)、式(3-406)~式(3-420)、式(3-426)~式(3-440)、式(3-446)~式(3-480)、式(3-486)~式(3-500)、式(3-506)~式(3-520)、式(3-526)~式(3-540)、式(3-546)~式(3-560)、式(3-566)~式(3-580)、式(3-586)~式(3-600)、式(3-606)~式(3-620)、式(3-626)~式(3-640)、式(3-646)~式(3-660)、及び式(3-666)~式(3-680)で表されるいずれかの構造単位が好ましく、式(3-6)~式(3-16)、式(3-26)~式(3-36)、式(3-46)~式(3-56)、式(3-66)~式(3-76)、式(3-86)~式(3-96)、式(3-106)~式(3-116)、式(3-126)~式(3-136)、式(3-146)~式(3-156)、式(3-166)~式(3-176)、式(3-186)~式(3-296)、式(3-206)~式(3-216)、式(3-226)~式(3-236)、式(3-246)~式(3-256)、式(3-266)~式(3-276)、式(3-286)~式(3-296)、式(3-306)~式(3-316)、式(3-326)~式(3-336)、式(3-346)~式(3-356)、式(3-366)~式(3-376)、式(3-386)~式(3-396)、式(3-406)~式(3-416)、式(3-426)~式(3-436)、式(3-446)~式(3-476)、式(3-486)~式(3-496)、式(3-506)~式(3-516)、式(3-526)~式(3-536)、式(3-546)~式(3-556)、式(3-566)~式(3-576)、式(3-586)~式(3-596)、式(3-606)~式(3-616)、式(3-626)~式(3-636)で表されるいずれかの構造単位がより好ましく、式(3-10)、式(3-6)、式(3-646)、式(3-650)、及び式(3-666)で表される構造単位がさらに好ましい。 In the formulas (3-1) to (3-680), the alkyl group represented by C n H (2n+1) is a linear alkyl group having n carbon atoms. In order to improve the film formability and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment, the structural unit represented by general formula (3) is preferably one of the structural units represented by formulas (3-6) to (3-20), formulas (3-26) to (3-40), formulas (3-46) to (3-60), formulas (3-66) to (3-80), formulas (3-86) to (3-100), formulas (3-106) to (3-120), and formulas (3-126) to (3 -140), formula (3-146) to formula (3-160), formula (3-166) to formula (3-180), formula (3-186) to formula (3-200), formula (3-206) to formula (3-220), formula ( 3-226) ~ formula (3-240), formula (3-246) ~ formula (3-260), formula (3-266) ~ formula (3-280), formula (3-286) ~ formula (3-300), formula (3-306) ~ formula ( 3-320), formula (3-326) to formula (3-340), formula (3-346) to formula (3-360), formula (3-366) to formula (3-380), formula (3-386) to formula (3-400), formula (3-406) to formula (3-420), formula (3-426) to formula (3-440), formula (3-446) to formula (3-480), formula (3-486) to formula (3-500), formula (3-506) to Any of the formulas represented by formula (3-520), formula (3-526) to formula (3-540), formula (3-546) to formula (3-560), formula (3-566) to formula (3-580), formula (3-586) to formula (3-600), formula (3-606) to formula (3-620), formula (3-626) to formula (3-640), formula (3-646) to formula (3-660), and formula (3-666) to formula (3-680) The structural units of formula (3-6) to formula (3-16), formula (3-26) to formula (3-36), formula (3-46) to formula (3-56), formula (3-66) to formula (3-76), formula (3-86) to formula (3-96), formula (3-106) to formula (3-116), formula (3-126) to formula (3-136), formula (3-146) to formula (3-156), formula (3-166) to formula (3-1 76), formula (3-186) to formula (3-296), formula (3-206) to formula (3-216), formula (3-226) to formula (3-236), formula (3-246) to formula (3-256), formula (3- 266) ~ Formula (3-276), Formula (3-286) ~ Formula (3-296), Formula (3-306) ~ Formula (3-316), Formula (3-326) ~ Formula (3-336), Formula (3-346) ~ Formula (3- 356), formula (3-366) to formula (3-376), formula (3-386) to formula (3-396), formula (3-406) to formula (3-416), formula (3-426) to formula (3-436), formula (3 -446) to formula (3-476), formula (3-486) to formula (3-496), formula (3-506) to formula (3-516), formula (3-526) to formula (3-536), formula (3-546) to formula ( 3-556), any structural unit represented by formula (3-566) to formula (3-576), formula (3-586) to formula (3-596), formula (3-606) to formula (3-616), formula (3-626) to formula (3-636) is more preferred, and structural units represented by formula (3-10), formula (3-6), formula (3-646), formula (3-650), and formula (3-666) are even more preferred.
本実施形態の共役系高分子は、本発明の効果を損なわない範囲で、本実施形態の共役系高分子は、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位以外の他の構造単位を含んでいてもよい。本実施形態の共役系高分子における一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位の合計の含有割合が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。 The conjugated polymer of this embodiment may contain structural units other than the structural units represented by general formula (1) and the structural units represented by general formula (2), as long as the effects of the present invention are not impaired. The total content of the structural units represented by general formula (1) and the structural units represented by general formula (2) in the conjugated polymer of this embodiment is preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.
本実施形態の共役系高分子の末端構造に特に制限はないが、例えば、水素原子、ボロン酸、ボロン酸エステル等のホウ素含有基;トリメチルスタニル、トリブチルスタニル等のスズ含有基;塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;フェニル基、チエニル基等の芳香族基;等が挙げられ、両末端の構造は同一又は相異なっていてもよい。 The terminal structure of the conjugated polymer of this embodiment is not particularly limited, but examples include boron-containing groups such as hydrogen atoms, boronic acids, and boronic acid esters; tin-containing groups such as trimethylstannyl and tributylstannyl; halogen atoms such as chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms; and aromatic groups such as phenyl and thienyl groups. The structures of both terminals may be the same or different.
本実施形態の共役系高分子の重量平均分子量(Mw)は3000~10000000が好ましく、3000~1000000がより好ましく、3000~500000がさらに好ましい。 The weight-average molecular weight (Mw) of the conjugated polymer of this embodiment is preferably 3,000 to 10,000,000, more preferably 3,000 to 1,000,000, and even more preferably 3,000 to 500,000.
本実施形態の共役系高分子の分子量分布(PDI)は1.05~20.0が好ましく、1.2~10.0がより好ましく、1.4~9.0がさら好ましく、1.4~7.0がことさら好ましい。 The molecular weight distribution (PDI) of the conjugated polymer of this embodiment is preferably 1.05 to 20.0, more preferably 1.2 to 10.0, even more preferably 1.4 to 9.0, and particularly preferably 1.4 to 7.0.
本実施形態の共役系高分子における、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構成単位のモル比率(一般式(1)で表される構造単位:一般式(2)で表される構成単位)は特に制限は無いが、10:1~1:10の範囲であることが好ましく、5:1~1:5の範囲であることが好ましく、2:1~1:2の範囲にあることがより好ましく、1.2:1~1:1.2の範囲にあることが更に好ましく、1:1がことさら好ましい。 In the conjugated polymer of this embodiment, the molar ratio of the structural units represented by general formula (1) to the structural units represented by general formula (2) (structural units represented by general formula (1):structural units represented by general formula (2)) is not particularly limited, but is preferably in the range of 10:1 to 1:10, more preferably in the range of 5:1 to 1:5, more preferably in the range of 2:1 to 1:2, even more preferably in the range of 1.2:1 to 1:1.2, and particularly preferably 1:1.
〔共役系高分子の製造方法〕
次に本実施形態の共役系高分子の製造方法(以下、「本実施形態の製造方法」という。)に関して説明する。本実施形態の共役系高分子の製造方法は、以下に示す製造工程(A)~(D)に示す通りである。
[Method for producing conjugated polymers]
Next, a method for producing the conjugated polymer of this embodiment (hereinafter referred to as the "production method of this embodiment") will be described. The method for producing the conjugated polymer of this embodiment is as shown in the following production steps (A) to (D).
<製造工程(A)>
製造工程(A)は、一般式(mono-hal)で表される化合物(モノマー)を遷移金属触媒存在下、一般式(mono-X1-B)で表される化合物(モノマー)とカップリングさせて、本実施形態の共役系高分子を製造する方法である。
<Manufacturing process (A)>
The production process (A) is a method for producing the conjugated polymer of this embodiment by coupling a compound (monomer) represented by the general formula (mono-hal) with a compound (monomer) represented by the general formula (mono-X 1 -B) in the presence of a transition metal catalyst.
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3、J4、及びX1は前記と同様の意味を表す。M1-hal及びM2-halは各々独立にハロゲン原子を表す。M3-B及びM4-Bは各々独立にホウ素含有基を表す。) (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 , J 4 , and X 1 are as defined above. M 1-hal and M 2-hal each independently represent a halogen atom. M 3-B and M 4-B each independently represent a boron-containing group.)
M1-hal及びM2-halで表されるハロゲン原子としては、本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が好ましく、臭素原子又はヨウ素原子がより好ましく、臭素原子がさらに好ましい。 As the halogen atom represented by M 1-hal and M 2-hal , a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom is preferable, a bromine atom or an iodine atom is more preferable, and a bromine atom is even more preferable, in terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment.
M3-B及びM4-Bで表されるホウ素含有基としては、本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、ボロン酸、ボロン酸エステル又はボレート塩等が好ましく、下記式(12-1)~(12-6)で表されるいずれかの基がより好ましく、式(12-1)、式(12-3)、式(12-5)又は式(12-6)で表される基がさらに好ましく、式(12-1)又は式(12-3)がよりさらに好ましく、式(12-3)がことさら好ましい。 As the boron-containing group represented by M 3-B and M 4-B , in terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment, boronic acid, boronic acid ester, borate salt, or the like is preferred, any of the groups represented by the following formulas (12-1) to (12-6) is more preferred, a group represented by formula (12-1), formula (12-3), formula (12-5) or formula (12-6) is even more preferred, formula (12-1) or formula (12-3) is still more preferred, and formula (12-3) is particularly preferred.
一般式(mono-hal)で表される化合物として、下記一般式(mono-hal-1)~(mono-hal-60)を例示することができる。 Examples of compounds represented by the general formula (mono-hal) include the following general formulas (mono-hal-1) to (mono-hal-60):
本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、一般式(mono-hal)で表される化合物は、式(mono-hal-1)~式(mono-hal-48)で表されるいずれかの化合物が好ましく、式(mono-hal-1)~式(mono-hal-35)で表されるいずれかの化合物がより好ましく、式(mono-hal-1)、式(mono-hal-2)、式(mono-hal-4)、式(mono-hal-5)、式(mono-hal-7)、式(mono-hal-8)、式(mono-hal-10)、式(mono-hal-11)、式(mono-hal-13)、式(mono-hal-14)、式(mono-hal-16)、式(mono-hal-17)、式(mono-hal-19)、式(mono-hal-20)、式(mono-hal-22)、式(mono-hal-23)、式(mono-hal-25)、式(mono-hal-26)、式(mono-hal-28)、式(mono-hal-29)、式(mono-hal-31)、式(mono-hal-32)、式(mono-hal-34)又は式(mono-hal-35)で表される化合物がさらに好ましく、式(mono-hal-28)又は式(mono-hal-29)で表される化合物がことさら好ましい。 In terms of improving the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment, the compound represented by general formula (mono-hal) is preferably any of the compounds represented by formulas (mono-hal-1) to (mono-hal-48), more preferably any of the compounds represented by formulas (mono-hal-1) to (mono-hal-35), and more preferably any of formulas (mono-hal-1), (mono-hal-2), (mono-hal-4), (mono-hal-5), (mono-hal-7), (mono-hal-8), (mono-hal-10), (mono-hal-11), (mono-hal-13), and (mono-hal-14). Compounds represented by formula (mono-hal-14), formula (mono-hal-16), formula (mono-hal-17), formula (mono-hal-19), formula (mono-hal-20), formula (mono-hal-22), formula (mono-hal-23), formula (mono-hal-25), formula (mono-hal-26), formula (mono-hal-28), formula (mono-hal-29), formula (mono-hal-31), formula (mono-hal-32), formula (mono-hal-34) or formula (mono-hal-35) are more preferred, and compounds represented by formula (mono-hal-28) or formula (mono-hal-29) are especially preferred.
製造工程(A)は遷移金属触媒存在下に行うことが必須であり、用いることのできる遷移金属触媒としては例えば、パラジウム触媒、ニッケル触媒、白金触媒等を挙げることができる。これらの遷移金属触媒は、「金属」、「担持金属」、「金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩若しくは酸化物等の金属塩」又は「オレフィン錯体、ホスフィン錯体、アミド錯体、アミン錯体、カルベン錯体若しくはアセチルアセトナト錯体等の錯化合物」を用いることができる。さらに、これらの金属、担持金属、金属塩及び錯化合物と第3級リン化合物又はカルベン化合物等を組み合わせて用いることもできる。収率が良い点で、遷移金属触媒としてパラジウム触媒又はニッケル触媒を用いることが好ましく、パラジウム触媒がより好ましい。 Production step (A) must be carried out in the presence of a transition metal catalyst. Examples of transition metal catalysts that can be used include palladium catalysts, nickel catalysts, and platinum catalysts. These transition metal catalysts can be "metals," "supported metals," "metal salts such as metal chlorides, bromides, iodides, nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, acetates, or oxides," or "complex compounds such as olefin complexes, phosphine complexes, amide complexes, amine complexes, carbene complexes, and acetylacetonato complexes." Furthermore, these metals, supported metals, metal salts, and complex compounds can also be used in combination with tertiary phosphorus compounds or carbene compounds. In terms of high yield, palladium catalysts or nickel catalysts are preferred as the transition metal catalyst, with palladium catalysts being more preferred.
パラジウム触媒としては特に限定するものではないが、パラジウム黒、パラジウムスポンジ等のパラジウム金属が例示できる。また、パラジウム触媒として、パラジウム/アルミナ、パラジウム/炭素、パラジウム/シリカ、パラジウム/Y型ゼオライト等の担持パラジウム金属も例示できる。また、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、酢酸パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、硝酸パラジウム等の金属塩、π-アリルパラジウムクロリドダイマー、パラジウムアセチルアセトナト、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ジクロロジアンミンパラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、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[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム、ジクロロ[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]パラジウム、ジクロロ[1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン]パラジウム及びジクロロ[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン](3-クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド(Pd-PEPPSI-IPent)、[1,3-ビス(2,6-ジ-3-ペンチルフェニル)イミダゾール-2-イリデン](3-クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド(Pd-PEPPSI-IPr)、[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジン-2-イリデン](3-クロロピリジル)パラジウム(II)ジクロリド(Pd-PEPPSI-SIPr)等のパラジウム触媒を例示できる。 Palladium catalysts are not particularly limited, but examples include palladium metal such as palladium black and palladium sponge. Other examples of palladium catalysts include supported palladium metal such as palladium on alumina, palladium on carbon, palladium on silica, and palladium on Y-type zeolite. Further, metal salts such as palladium chloride, palladium bromide, palladium iodide, palladium acetate, palladium trifluoroacetate, and palladium nitrate, π-allylpalladium chloride dimer, palladium acetylacetonate, dichlorobis(acetonitrile)palladium, dichlorobis(benzonitrile)palladium, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, dichlorodiamminepalladium, dichlorobis(triphenylphosphine)palladium, dichlorobis(tricyclohexylphosphine)palladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium, dichloro[1,2-bis(diphenylphosphino)ethane]palladium, dichloro[1,3-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,4-bis(diphenylphosphine)palladium], dichloro[1,4-bis(diphenylphosphine)palladium], dichloro[1,5-bis(diphenylphosphino)ethane]palladium, dichloro[1,6-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,7-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,8-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,9-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,4-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,5-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,6-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,8-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,9-bis(diphenylphosphino)propane]palladium, dichloro[1,4-bis( Examples of palladium catalysts include [1,1'-bis(diphenylphosphino)butane]palladium and dichloro[1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene]palladium, bis(tri-tert-butylphosphine)palladium, bis(tricyclohexylphosphine)palladium, [1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene](3-chloropyridyl)palladium(II) dichloride (Pd-PEPPSI-IPent), [1,3-bis(2,6-di-3-pentylphenyl)imidazol-2-ylidene](3-chloropyridyl)palladium(II) dichloride (Pd-PEPPSI-IPr), and [1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazolidine-2-ylidene](3-chloropyridyl)palladium(II) dichloride (Pd-PEPPSI-SIPr).
収率が良い点で、パラジウム触媒として、酢酸パラジウム、パラジウムアセチルアセトナト、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh3)4)、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウムを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use, as the palladium catalyst, palladium acetate, palladium acetylacetonate, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium (Pd(PPh 3 ) 4 ), or bis(tri-tert-butylphosphine)palladium.
ニッケル触媒としては特に限定するものではないが、具体的には、塩化ニッケル(II)、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(II)ジクロリド、ビス(2,4-ペンタンジオナト)ニッケル(II)水和物、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル(0)、ジクロロ(1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン)ニッケル、ジクロロ(1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン)ニッケル、[1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン]トリフェニルホスフィンニッケル(II)ジクロリド等のニッケル触媒を例示できる。 The nickel catalyst is not particularly limited, but specific examples include nickel(II) chloride, bis(triphenylphosphine)nickel(II) dichloride, bis(2,4-pentanedionato)nickel(II) hydrate, bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0), dichloro(1,1'-bis(diphenylphosphino)ethane)nickel, dichloro(1,1'-bis(diphenylphosphino)propane)nickel, and [1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene]triphenylphosphinenickel(II) dichloride.
これらのパラジウム触媒又はニッケル触媒は単独で用いてもよいが、第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いてもよい。用いることのできる第三級リン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、トリオクチルホスフィン、9,9-ジメチル-4,5-ビス(ジフェニルホスフィノ)キサンテン、2-(ジ-tert-ブチルホスフィノ)ビフェニル、2-(ジシクロヘキシルホスフィノ)ビフェニル、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、tert-ブチルジフェニルホスフィン、2-(ジフェニルホスフィノ)-2’-(N,N-ジメチルアミノ)ビフェニル、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、トリ(2-フリル)ホスフィン、トリス(2,5-キシリル)ホスフィン、(R)-(+)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル、(S)-(-)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル、及び、(±)-2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル等が例示できる。用いることのできるカルベン化合物としては、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジン-2-イリデン、1,3-ジ-tert-ブチルイミダゾール-2-イリデン、又は1,3-ジメシチルイミダゾール-2-イリデン等が例示できる。 These palladium or nickel catalysts may be used alone or in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound. Examples of tertiary phosphorus compounds that can be used include triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, tri(o-tolyl)phosphine, trioctylphosphine, 9,9-dimethyl-4,5-bis(diphenylphosphino)xanthene, 2-(di-tert-butylphosphino)biphenyl, 2-(dicyclohexylphosphino)biphenyl, 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, 1,3-bis(diphenylphosphino)propane, 1,4-bis(diphenylphosphino)butane, and 1,5-bis(diphenylphosphino)butane. ,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene, tert-butyldiphenylphosphine, 2-(diphenylphosphino)-2'-(N,N-dimethylamino)biphenyl, bis(diphenylphosphino)methane, 1,4-bis(diphenylphosphino)butane, tri(2-furyl)phosphine, tris(2,5-xylyl)phosphine, (R)-(+)-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl, (S)-(-)-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl, and (±)-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl can be exemplified. Examples of carbene compounds that can be used include 1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-ylidene, 1,3-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazolidine-2-ylidene, 1,3-di-tert-butylimidazol-2-ylidene, and 1,3-dimesitylimidazol-2-ylidene.
収率が良い点で、第三級リン化合物として、トリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use triphenylphosphine, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, or tri(o-tolyl)phosphine as the tertiary phosphorus compound.
第三級リン化合物と遷移金属触媒とのモル比(第三級リン化合物:遷移金属触媒)は1:10~10:1の範囲にあることが好ましく、収率が良い点で1:5~5:1の範囲にあることがより好ましい。 The molar ratio of the tertiary phosphorus compound to the transition metal catalyst (tertiary phosphorus compound:transition metal catalyst) is preferably in the range of 1:10 to 10:1, and from the standpoint of good yield, a range of 1:5 to 5:1 is even more preferable.
第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いる場合の遷移金属触媒としては、収率が良い点でトリフェニルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを配位子として有するパラジウム触媒が好ましい。 When used in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound, a palladium catalyst having triphenylphosphine or tri(o-tolyl)phosphine as a ligand is preferred as it provides good yields.
遷移金属触媒の使用量は特に制限はないが、収率が良い点で、一般式(mono-hal)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of transition metal catalyst used, but in terms of good yield, an amount of 0.001 to 50 mol percent relative to the compound represented by the general formula (mono-hal) is preferred, and 0.001 to 20 mol percent is even more preferred.
製造工程(A)は助触媒を使用することも可能である。助触媒としては特に限定するものではないが、具体的には、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅等の一価、又は二価の銅塩等を例示することができる。収率が良い点で、一価のヨウ化銅が好ましい。 A promoter can also be used in production step (A). There are no particular limitations on the promoter, but specific examples include monovalent or divalent copper salts such as copper fluoride, copper chloride, copper bromide, copper iodide, and copper oxide. Monovalent copper iodide is preferred due to its high yield.
助触媒の使用量は特に制限はないが、収率が良い点で、一般式(mono-hal)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of co-catalyst used, but in terms of good yield, an amount of 0.001 to 50 mol percent relative to the compound represented by the general formula (mono-hal) is preferred, and 0.001 to 20 mol percent is even more preferred.
製造工程(A)は溶媒中で実施することができる。用いることのできる溶媒としては、反応を阻害しないものであれば特に制限は無く、ヘキサン、ヘプタン、デカン、トリデカン等の脂肪族炭化水素溶媒;ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、4-フルオロエチレンカーボネート等の炭酸エステル溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、γ-ラクトン等のエステル溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)等のアミド溶媒;N,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)、N,N’-ジメチルプロピレンウレア(DMPU)等のウレア溶媒;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド溶媒;メタノール、エタノール、2-プロパノール、ブタノール、オクタノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、2,2,2-トリフルオロエタノール等のアルコール溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン溶媒;ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)=N,N-ジイソプロピルホスホロアミダート(PF-37)、リン酸=トリス(2,2,2-トリフルオロエチル)(TFEP)等のフッ素溶媒;ニトロメタン;水;等を例示することができ、これらを任意の比で混合して用いてもよい。これらのうち、収率が良い点で脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、フッ素溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒が好ましく、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒がより好ましく、テトラリン、トルエン、モノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、THF、トルエンと水の混合溶媒、テトラリンと水の混合溶媒がさらに好ましい。 Production step (A) can be carried out in a solvent. There are no particular restrictions on the solvent that can be used as long as it does not inhibit the reaction, and examples include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, decane, and tridecane; ether solvents such as diisopropyl ether, dibutyl ether, cyclopentyl methyl ether (CPME), tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and 1,2-dimethoxyethane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, and tetralin; carbonate ester solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and 4-fluoroethylene carbonate; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, and γ-lactone; N,N-dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and N-methylpyrrolidone (N urea solvents such as N,N,N',N'-tetramethylurea (TMU) and N,N'-dimethylpropyleneurea (DMPU); sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO); alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, octanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 2,2,2-trifluoroethanol; halogenated solvents such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, and orthodichlorobenzene; fluorinated solvents such as bis(2,2,2-trifluoroethyl)=N,N-diisopropylphosphoramidate (PF-37) and phosphoric acid=tris(2,2,2-trifluoroethyl) (TFEP); nitromethane; water; and the like, and these may be mixed and used in any ratio. Among these, in terms of good yield, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, fluorinated solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogenated solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogenated solvents and sulfoxide solvents, ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are preferred, and aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents are preferred. More preferred are halogen solvents, ether solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogen solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogen solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorine solvents, mixed solvents of halogen solvents and fluorine solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorine solvents, and even more preferred are tetralin, toluene, monochlorobenzene, orthodichlorobenzene, THF, mixed solvents of toluene and water, and mixed solvents of tetralin and water.
溶媒の使用量に特に制限はないが、一般式(mono-hal)で表される化合物の重量に対して、0.001~100mL/mgの範囲にあることが好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used, but it is preferable that it be in the range of 0.001 to 100 mL/mg relative to the weight of the compound represented by the general formula (mono-hal).
製造工程(A)は相間移動触媒を添加して実施することも可能である。用いることができる相間移動触媒としては、エチルトリメチルアンモニウムヨージド、ジドデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムヨージド、ジメチルジオクチルアンモニウムブロミド、ジデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジメチルジミリスチルアンモニウムブロミド、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロミド、4-ジメチルアミノ-1-ネオペンチルピリジニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、1,1-ジメチル-4-フェニルピペラジニウムヨージド、デカメトニウムヨージド、デカメトニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウムブロミド、(3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド、カルバコール、コリンクロリド、クロロコリンクロリド、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウムクロリド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムクロリド二水和物、ジクロロヨウ素酸ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムブロミド、ブロモコリンブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、ベンジルジメチルフェニルアンモニウムクロリド、塩化ベンザルコニウム、ベンゾイルチオコリンヨージド、ベンジルジメチルヘキサデシルアンモニウムクロリド水和物、ベンゾイルコリンヨージド、ベンゾイルコリンクロリド、ベンゾイルコリンブロミド、ゼフィランクロリド水和物、テトラブチルアンモニウムp-トルエンスルホナート、テトラブチルアンモニウムヒトラート、テトラヘキシルアンモニウム硫酸水素塩、テトラエチルアンモニウムニトラート、トリブチルアンモニウムクロリド、トリメチルプロピルアンモニウムブロミド、トリメチルノニルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムアセタート、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボラート、トリメチル[2-[(トリメチルシリル)メチル]ベンジル]アンモニウムヨージド、トリエチルアンモニウムテトラフルオロボラート、トリス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホナート、テトラ-n-オクチルアンモニウムブロミド、テトラベプチルアンモニウムブロミド、テトラヘキシルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムトリフラート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボラート、テトラペンチルアンモニウムクロリド、テトラペンチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムアセタート、テトラヘプチルアンモニウムヨージド、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート、テトラブチルアンモニウムビフルオリド、テトラブチルアンモニウムトリブロミド、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート、テトラブチルアンモニウムチオシアナート、テトラブチルアンモニウムトリヨージド、テトラメチルアンモニウムスルファート、テトラ-n-オクチルアンモニウムヨージド、テトラ(デシル)アンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムアセタート、テトラヘキシルアンモニウムヨージド、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムp-トルエンスルホナート、トリメチルテトラデシルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボラート、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボラート、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(Aliquat336)、テトラプロピルアンモニウムブロミド、テトラプロピルアンモニウムヨージド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムヨージド、(フェロセニルメチル)トリメチルアンモニウムブロミド、(フェロセニルメチル)ドデシル、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキシルトリメチルアンモニウムブロミド、トリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリ-n-オクチルアンモニウム硫酸水素塩、トリメチル-n-オクチルアンモニウムブロミド、トリメチル-n-オクチルアンモニウムクロリド、トリメチルフェニルアンモニウムブロミド、トリメチルフェニルアンモニウムクロリド、トリメチルフェニルアンモニウムトリブロミド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド等のアンモニウム塩、テトラブチルホスホニウムテトラフェニルボラート、テトラブチルホスホニウムヘキサフルオロホスファート、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボラート、テトラエチルホスホニウムテトラフルオロボラート、テトラエチルホスホニウムヘキサフルホロホスファート、テトラ-n-オクチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラエチルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムスルファート、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムクロリド、トリブチル-n-オクチルホスホニウムブロミド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、トリブチルドデシルホスホニウムブロミド、(2-カルボキシエチル)トリフェニルホスホニウムブロミド、トリブチル(シアノメチル)ホスホニウムクロリド等のホスホニウム塩等を例示することができ、これらを任意の比で混合してもよい。これらのうち、反応収率がよい点で、アンモニウム塩が好ましく、Aliquat336がより好ましい。 Production step (A) can also be carried out with the addition of a phase transfer catalyst. Usable phase transfer catalysts include ethyltrimethylammonium iodide, didodecyldimethylammonium chloride, dimethyldioctadecylammonium iodide, dimethyldioctylammonium bromide, didecyldimethylammonium bromide, dimethyldimyristylammonium bromide, dihexadecyldimethylammonium bromide, diallyldimethylammonium chloride, dimethyldioctadecylammonium chloride, didodecyldimethylammonium bromide, 4-dimethylamino-1-neopentylpyridinium chloride, dodecyltrimethylammonium bromide, decyltrimethylammonium bromide, 1,1-dimethyl-4-phenylpiperazinium iodide, decamethonium iodide, and decamethonium bromide. Benzyltrimethylammonium chloride, decyltrimethylammonium chloride, ethylhexadecyldimethylammonium bromide, (3-chloro-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride, carbachol, choline chloride, chlorocholine chloride, bis(2-hydroxyethyl)dimethylammonium chloride, benzyldodecyldimethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium bromide, benzyldodecyldimethylammonium chloride dihydrate, benzyltrimethylammonium dichloroiodate, benzyltributylammonium chloride, benzyltributylammonium bromide, bromocholine bromide, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium iodide, benzyltrimethylammonium chloride, Dimethyltriethylammonium hydroxide, benzyltriethylammonium chloride, benzyltriethylammonium bromide, benzyldimethylphenylammonium chloride, benzalkonium chloride, benzoylthiocholine iodide, benzyldimethylhexadecylammonium chloride hydrate, benzoylcholine iodide, benzoylcholine chloride, benzoylcholine bromide, zephiran chloride hydrate, tetrabutylammonium p-toluenesulfonate, tetrabutylammonium nitrate, tetrahexylammonium hydrogen sulfate, tetraethylammonium nitrate, tributylammonium chloride, trimethylpropylammonium bromide, trimethylnonylammonium bromide, tetrabutylammonium acetate , tetrabutylammonium tetrafluoroborate, trimethyl[2-[(trimethylsilyl)methyl]benzyl]ammonium iodide, triethylammonium tetrafluoroborate, tris(2-hydroxyethyl)methylammonium hydroxide, tetrapropylammonium chloride, tetraethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetra-n-octylammonium bromide, tetraheptylammonium bromide, tetrahexylammonium bromide, tetrabutylammonium triflate, tetrabutylammonium tetraphenylborate, tetrapentylammonium chloride, tetrapentylammonium bromide, tetramethylammonium acetate, tetraheptylammonium iodide, methyltri -n-octylammonium chloride, tetramethylammonium hexafluorophosphate, tetrabutylammonium bifluoride, tetrabutylammonium tribromide, tetrabutylammonium hexafluorophosphate, tetrabutylammonium thiocyanate, tetrabutylammonium triiodide, tetramethylammonium sulfate, tetra-n-octylammonium iodide, tetra(decyl)ammonium bromide, tetramethylammonium acetate, tetrahexylammonium iodide, tetraethylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium p-toluenesulfonate, trimethyltetradecylammonium chloride, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, tetradecylammonium iodide Tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium tetrafluoroborate, tetrabutylammonium perchlorate, tetrabutylammonium hydrogen sulfate, trioctylmethylammonium chloride (Aliquat 336), tetrapropylammonium bromide, tetrapropylammonium iodide, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium iodide, tetraethylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, tetraethylammonium iodide, tetramethylammonium bromide, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium iodide, (ferrocenylmethyl)trimethylammonium bromide, (ferrocenylmethyl)dodecyl, hexadecyltrimethylammonium bromide ammonium salts such as tetrabutylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium chloride, hexyltrimethylammonium bromide, triethylammonium chloride, methyltri-n-octylammonium hydrogen sulfate, trimethyl-n-octylammonium bromide, trimethyl-n-octylammonium chloride, trimethylphenylammonium bromide, trimethylphenylammonium chloride, trimethylphenylammonium tribromide, octadecyltrimethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylphosphonium tetraphenylborate, tetrabutylphosphonium hexafluorophosphate, tetrabutylphosphonium tetrafluoroborate, tetraethylphosphonium tetrafluoroborate, tetramethylammonium bromide ... Examples of phosphonium salts include tetraethylphosphonium hexafluorophosphate, tetra-n-octylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium chloride, tetraethylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium sulfate, tetraphenylphosphonium bromide, tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride, tributyl-n-octylphosphonium bromide, hexadecyltributylphosphonium bromide, tributyldodecylphosphonium bromide, (2-carboxyethyl)triphenylphosphonium bromide, and tributyl(cyanomethyl)phosphonium chloride, and these may be mixed in any ratio. Of these, ammonium salts are preferred due to their good reaction yield, and Aliquat 336 is more preferred.
製造工程(A)は塩基存在下で実施することができる。用いることのできる塩基としては、ナトリウムブトキシド、カリウムブトキシド等の金属アルコキシド;ブチルリチウム等の金属アルキル;リチウムヘキサメチルジシラジド、リチウムジイソプロピルアミド、2,2,6,6-テトラメチルピペリジニルリチウム、2,2,6,6-テトラメチルピペリジニルマグネシウムクロリドリチウムクロリド錯体等の金属アミド;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム等の無機塩基;トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、ルチジン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(TBD)、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(MTBD)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)等の有機塩基;等を例示することができ、これらを任意の比で混合してもよい。これらのうち、反応収率が良い点で無機塩が好ましく、炭酸ナトリウム、又は炭酸カリウムがより好ましい。 Production step (A) can be carried out in the presence of a base. Examples of bases that can be used include metal alkoxides such as sodium butoxide and potassium butoxide; metal alkyls such as butyllithium; metal amides such as lithium hexamethyldisilazide, lithium diisopropylamide, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyllithium, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidinylmagnesium chloride lithium chloride complex; lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, sodium carbonate, and carbon dioxide. Examples of suitable bases include inorganic bases such as potassium carbonate and cesium carbonate; and organic bases such as triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, lutidine, diazabicycloundecene (DBU), 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (TBD), 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene (MTBD), and 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO). These bases may be mixed in any ratio. Of these, inorganic salts are preferred due to their good reaction yield, and sodium carbonate or potassium carbonate is more preferred.
製造工程(A)は、0℃~240℃から適宜選択された温度にて実施することができ、収率が良い点で70℃~220℃から適宜選択された温度にて実施することが好ましく、100℃~200℃から適宜選択された温度にて実施することがより好ましい。 Production step (A) can be carried out at a temperature appropriately selected from the range of 0°C to 240°C. From the perspective of achieving a good yield, it is preferably carried out at a temperature appropriately selected from the range of 70°C to 220°C, and more preferably at a temperature appropriately selected from the range of 100°C to 200°C.
製造工程(A)は、マイクロウェーブ反応装置を用いて実施することも可能である。 Production step (A) can also be carried out using a microwave reactor.
製造工程(A)は、アルゴンガス若しくは窒素ガスといった不活性ガス雰囲気下、又は真空下で行うことが好ましい。 Preparation step (A) is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas, or in a vacuum.
反応時間は、使用する化合物(一般式(mono-hal)又は一般式(mono-X1-B)で表される化合物)並びに溶媒及び反応温度により異なるが、通常は0.1~100時間が好ましく、1~78時間がより好ましい。 The reaction time varies depending on the compound used (a compound represented by the general formula (mono-hal) or the general formula (mono-X 1 -B)), the solvent, and the reaction temperature, but is usually preferably 0.1 to 100 hours, more preferably 1 to 78 hours.
本実施形態の共役系高分子は、製造工程(A)の終了後に通常の処理をすることで得られる。必要に応じて、洗浄、沈殿、ろ過、透析、カラムクロマトグラフィー、分取HPLC、ソックスレー抽出等の当業者が高分子化合物の精製に用いる汎用的な手段を適宜用いて精製してもよい。 The conjugated polymer of this embodiment can be obtained by carrying out conventional treatments after completion of production step (A). If necessary, it may be purified using any of the commonly used methods used by those skilled in the art for purifying polymer compounds, such as washing, precipitation, filtration, dialysis, column chromatography, preparative HPLC, or Soxhlet extraction.
移動度又は溶解性を向上させる目的で、反応中又は反応後に有機ホウ素化合物又は有機スズ化合物を添加することで、本実施形態の共役系高分子の末端にチエニル基又はフェニル基等の官能基が導入された共役系高分子を製造することもできる。官能基は公知の方法を組み合わせて導入してもよく、例えば、Macromolecules,48巻,6994-7006ページ,2015年等に開示されている方法に従って導入できる。 For the purpose of improving mobility or solubility, an organoboron compound or an organotin compound can be added during or after the reaction to produce a conjugated polymer of this embodiment in which a functional group such as a thienyl group or a phenyl group is introduced at the end. The functional group may be introduced by combining known methods, for example, according to the method disclosed in Macromolecules, Vol. 48, pp. 6994-7006, 2015.
製造工程(A)で使用する一般式(mono-hal)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society,134巻,19254-19259ページ,2012年.やJournal of the American Chemical Society,143巻,4281-4289ページ,2021年.等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by the general formula (mono-hal) used in production step (A) may be obtained by any method, but can be produced by referring to methods described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 19254-19259, 2012, Journal of the American Chemical Society, Vol. 143, pp. 4281-4289, 2021, etc.). Commercially available products may also be used.
製造工程(A)で使用する一般式(mono-X1-B)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば、文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society、134巻、3498-3507ページ、2012年等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by the general formula (mono-X 1 -B) used in the production step (A) may be obtained by any method, and may be produced by referring to, for example, a method described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 3498-3507, 2012, etc.). Alternatively, a commercially available product may be used.
<製造工程(B)>
製造工程(B)は、一般式(mono-hal)で表される化合物(モノマー)を遷移金属触媒存在下、一般式(mono-X1-Sn)で表される化合物(モノマー)とカップリングさせて、本実施形態の共役系高分子を製造する方法である。
<Manufacturing process (B)>
The production process (B) is a method for producing the conjugated polymer of this embodiment by coupling a compound (monomer) represented by the general formula (mono-hal) with a compound (monomer) represented by the general formula (mono-X 1 -Sn) in the presence of a transition metal catalyst.
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3、J4、X1、M1-hal及びM2-halは前記と同様の意味を表す。M3-Sn、及びM4-Snは各々独立にスズ含有基を表す。) (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 , J 4 , X 1 , M 1-hal and M 2-hal are as defined above. M 3-Sn and M 4-Sn each independently represent a tin-containing group.)
M3-Sn、及びM4-Snで表されるスズ含有基としては、トリアルキルスタニル基、ジアルキルアリールスタニル基、アルキルジアリールスタニル基又はトリアリールスタニル基等が例示できる。本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、トリアルキルスタニル基、又はトリアリールスタニル基が好ましく、式(13-1)~式(13-5)で表されるいずれかの基がより好ましく、式(13-1)で表される基がさらに好ましい。 Examples of the tin-containing groups represented by M 3-Sn and M 4-Sn include a trialkylstannyl group, a dialkylarylstannyl group, an alkyldiarylstannyl group, a triarylstannyl group, etc. In terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment, a trialkylstannyl group or a triarylstannyl group is preferred, any of the groups represented by formulas (13-1) to (13-5) is more preferred, and a group represented by formula (13-1) is even more preferred.
製造工程(B)は遷移金属触媒存在下に行うことが必須であり、用いることのできる遷移金属触媒としては例えば、パラジウム触媒、ニッケル触媒、白金触媒等を挙げることができる。これらの遷移金属触媒は、「金属」、「担持金属」、「金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩若しくは酸化物等の金属塩」又は「オレフィン錯体、ホスフィン錯体、アミド錯体、アミン錯体、カルベン錯体若しくはアセチルアセトナート錯体等の錯化合物」を用いることができる。さらに、これらの金属、担持金属、金属塩及び錯化合物と第3級リン化合物又はカルベン化合物等を組み合わせて用いることもできる。収率が良い点で、遷移金属触媒としてパラジウム触媒又はニッケル触媒を用いることが好ましく、パラジウム触媒がより好ましい。 Production step (B) must be carried out in the presence of a transition metal catalyst. Examples of transition metal catalysts that can be used include palladium catalysts, nickel catalysts, and platinum catalysts. These transition metal catalysts can be "metals," "supported metals," "metal salts such as metal chlorides, bromides, iodides, nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, acetates, or oxides," or "complex compounds such as olefin complexes, phosphine complexes, amide complexes, amine complexes, carbene complexes, and acetylacetonate complexes." Furthermore, these metals, supported metals, metal salts, and complex compounds can also be used in combination with tertiary phosphorus compounds or carbene compounds. In terms of high yield, palladium catalysts or nickel catalysts are preferred as the transition metal catalyst, with palladium catalysts being more preferred.
パラジウム触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したパラジウム触媒を例示できる。 The palladium catalyst is not particularly limited, but examples include the palladium catalysts exemplified in the description of production process (A).
収率が良い点で、パラジウム触媒として、酢酸パラジウム、パラジウムアセチルアセトナト、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh3)4)、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウムを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use, as the palladium catalyst, palladium acetate, palladium acetylacetonate, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium (Pd(PPh 3 ) 4 ), or bis(tri-tert-butylphosphine)palladium.
ニッケル触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したニッケル触媒を例示できる。 The nickel catalyst is not particularly limited, but examples include the nickel catalysts exemplified in the description of production process (A).
これらのパラジウム触媒又はニッケル触媒は単独で用いてもよいが、第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いてもよい。用いることのできる第三級リン化合物又はカルベン化合物としては、製造工程(A)の説明で例示した第三級リン化合物又はカルベン化合物を例示できる。 These palladium or nickel catalysts may be used alone or in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound. Examples of tertiary phosphorus compounds or carbene compounds that can be used include the tertiary phosphorus compounds or carbene compounds exemplified in the description of production step (A).
収率が良い点で、第三級リン化合物として、トリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use triphenylphosphine, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, or tri(o-tolyl)phosphine as the tertiary phosphorus compound.
第三級リン化合物と遷移金属触媒とのモル比(第三級リン化合物:遷移金属触媒)は1:10~10:1の範囲にあることが好ましく、収率が良い点で1:5~5:1の範囲にあることがより好ましい。 The molar ratio of the tertiary phosphorus compound to the transition metal catalyst (tertiary phosphorus compound:transition metal catalyst) is preferably in the range of 1:10 to 10:1, and from the standpoint of good yield, a range of 1:5 to 5:1 is even more preferable.
第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いる場合の遷移金属触媒としては、収率が良い点でトリフェニルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを配位子として有するパラジウム触媒が好ましい。 When used in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound, a palladium catalyst having triphenylphosphine or tri(o-tolyl)phosphine as a ligand is preferred as it provides good yields.
遷移金属触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-hal)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of transition metal catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mole percent, and more preferably 0.001 to 20 mole percent, relative to the compound represented by the general formula (mono-hal).
製造工程(B)は助触媒を使用することも可能である。助触媒としては特に限定するものではないが、具体的には、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅等の一価、又は二価の銅塩等を例示することができる。収率が良い点で、一価のヨウ化銅が好ましい。 A promoter can also be used in production step (B). There are no particular limitations on the promoter, but specific examples include monovalent or divalent copper salts such as copper fluoride, copper chloride, copper bromide, copper iodide, and copper oxide. Monovalent copper iodide is preferred due to its good yield.
助触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-hal)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of co-catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mol percent, and more preferably 0.001 to 20 mol percent, relative to the compound represented by the general formula (mono-hal).
製造工程(B)は溶媒中で実施することができる。用いることのできる溶媒としては、反応を阻害しないものであれば特に制限は無く、製造工程(A)の説明で例示した溶媒を例示できる。収率が良い点で脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、フッ素溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒が好ましく、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒がより好ましく、テトラリン、トルエン、モノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、THFがさらに好ましい。 Production step (B) can be carried out in a solvent. There are no particular restrictions on the solvent that can be used as long as it does not inhibit the reaction, and examples include the solvents exemplified in the description of production step (A). From the perspective of good yield, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, fluorinated solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogenated solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogenated solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are preferred. Aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are more preferred. Tetralin, toluene, monochlorobenzene, orthodichlorobenzene, and THF are even more preferred.
溶媒の使用量に特に制限はないが、一般式(mono-hal)で表される化合物)の重量に対して、0.001~100mL/mgの範囲にあることが好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used, but it is preferable that it be in the range of 0.001 to 100 mL/mg relative to the weight of the compound represented by the general formula (mono-hal).
製造工程(B)は塩基存在下で実施することができる。用いることのできる塩基としては、製造工程(A)の説明で例示した塩基を例示できる。反応収率が良い点で無機塩が好ましく、炭酸ナトリウム、又は炭酸カリウムがより好ましい。 Production step (B) can be carried out in the presence of a base. Examples of bases that can be used include the bases exemplified in the description of production step (A). Inorganic salts are preferred because they provide a good reaction yield, and sodium carbonate or potassium carbonate is more preferred.
製造工程(B)は、0℃~240℃から適宜選択された温度にて実施することができ、収率が良い点で70℃~220℃から適宜選択された温度にて実施することが好ましく、100℃~200℃から適宜選択された温度にて実施することがより好ましい。 Production step (B) can be carried out at a temperature appropriately selected from the range of 0°C to 240°C. From the perspective of achieving a good yield, it is preferably carried out at a temperature appropriately selected from the range of 70°C to 220°C, and more preferably at a temperature appropriately selected from the range of 100°C to 200°C.
製造工程(B)は、マイクロウェーブ反応装置を用いて実施することも可能である。 Production step (B) can also be carried out using a microwave reactor.
製造工程(B)は、アルゴンガス若しくは窒素ガスといった不活性ガス雰囲気下、又は空下で行うことが好ましい。 Preparation step (B) is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas, or in the open air.
反応時間は、使用する化合物(一般式(mono-hal)又は一般式(mono-X1-Sn)で表される化合物)並びに溶媒及び反応温度により異なるが、0.1~100時間が好ましく、1~78時間がより好ましい。 The reaction time varies depending on the compound used (compound represented by general formula (mono-hal) or general formula (mono-X 1 -Sn)), solvent and reaction temperature, but is preferably 0.1 to 100 hours, more preferably 1 to 78 hours.
本実施形態の共役系高分子は、製造工程(B)の終了後に通常の処理をすることで得られる。必要に応じて、洗浄、沈殿、ろ過、透析、カラムクロマトグラフィー、分取HPLC、ソックスレー抽出等の当業者が高分子化合物の精製に用いる汎用的な手段を適宜用いて精製してもよい。 The conjugated polymer of this embodiment can be obtained by carrying out conventional treatments after completion of production step (B). If necessary, it may be purified using any of the commonly used methods used by those skilled in the art for purifying polymer compounds, such as washing, precipitation, filtration, dialysis, column chromatography, preparative HPLC, or Soxhlet extraction.
移動度又は溶解性を向上させる目的で、反応中又は反応後に有機ホウ素化合物又は有機スズ化合物を添加することで、本実施形態の共役系高分子の末端にチエニル基又はフェニル基等の官能基が導入された共役系高分子を製造することもできる。官能基は公知の方法を組み合わせて導入してもよく、例えば、Macromolecules,48巻,6994-7006ページ,2015年等に開示されている方法に従って導入できる。 For the purpose of improving mobility or solubility, an organoboron compound or an organotin compound can be added during or after the reaction to produce a conjugated polymer of this embodiment in which a functional group such as a thienyl group or a phenyl group is introduced at the end. The functional group may be introduced by combining known methods, for example, according to the method disclosed in Macromolecules, Vol. 48, pp. 6994-7006, 2015.
製造工程(B)で使用する一般式(mono-hal)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society,134巻,19254-19259ページ,2012年.やJournal of the American Chemical Society,143巻,4281-4289ページ,2021年.等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by general formula (mono-hal) used in production step (B) may be obtained by any method, but can be produced by reference to methods described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 19254-19259, 2012, Journal of the American Chemical Society, Vol. 143, pp. 4281-4289, 2021, etc.). Commercially available products may also be used.
製造工程(B)で使用する一般式(mono-X1-Sn)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば、文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society、134巻、3498-3507ページ、2012年等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by the general formula (mono-X 1 -Sn) used in the production step (B) may be obtained by any method, and may be produced by referring to, for example, a method described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 3498-3507, 2012, etc.). Alternatively, a commercially available product may be used.
<製造工程(C)>
製造工程(C)は、一般式(mono-B)で表される化合物(モノマー)を遷移金属触媒存在下、一般式(mono-X1-hal)で表される化合物(モノマー)とカップリングさせて、本実施形態の共役系高分子を製造する方法である。
<Manufacturing process (C)>
The production process (C) is a method for producing the conjugated polymer of this embodiment by coupling a compound (monomer) represented by the general formula (mono-B) with a compound (monomer) represented by the general formula (mono-X 1 -hal) in the presence of a transition metal catalyst.
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3、J4、及びX1は前記と同様の意味を表す。M1-B及びM2-Bは各々独立にホウ素含有基を表す。M3-hal及びM4-halは各々独立にハロゲン原子を表す。) (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 , J 4 , and X 1 are as defined above. M 1-B and M 2-B each independently represent a boron-containing group. M 3-hal and M 4-hal each independently represent a halogen atom.)
M1-B及びM2-Bで表されるホウ素含有基としては、本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、ボロン酸、ボロン酸エステル又はボレート塩等が好ましく、式(12-1)~(12-6)で表されるいずれかの基がより好ましく、式(12-1)、式(12-3)、式(12-5)又は式(12-6)で表される基がさらに好ましく、式(12-1)又は式(12-3)がよりさらに好ましく、式(12-3)がことさら好ましい。 As the boron-containing group represented by M 1-B and M 2-B , in terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment, boronic acid, boronic acid ester, borate salt, or the like is preferred, any of the groups represented by formulas (12-1) to (12-6) is more preferred, a group represented by formula (12-1), formula (12-3), formula (12-5) or formula (12-6) is even more preferred, formula (12-1) or formula (12-3) is still more preferred, and formula (12-3) is particularly preferred.
M3-hal、及びM4-halで表されるハロゲン原子としては、本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が好ましく、臭素原子又はヨウ素原子がより好ましく、臭素原子がさらに好ましい。 As the halogen atom represented by M 3-hal and M 4-hal , a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom is preferable, a bromine atom or an iodine atom is more preferable, and a bromine atom is even more preferable, in terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment.
一般式(mono-B)で表される化合物として、下記一般式(mono-B-1)~(mono-B-60)で表される化合物を例示することができる。 Examples of compounds represented by general formula (mono-B) include compounds represented by the following general formulas (mono-B-1) to (mono-B-60).
本実施形態の共役系高分子の成膜性及びキャリア移動度が高くなる点で、一般式(mono-B)で表される化合物は、式(mono-B-1)~式(mono-B-48)で表されるいずれかの化合物が好ましく、式(mono-B-1)~式(mono-B-35)で表されるいずれかの化合物がより好ましく、式(mono-B-1)、式(mono-B-2)、式(mono-B-4)、式(mono-B-5)、式(mono-B-7)、式(mono-B-8)、式(mono-B-10)、式(mono-B-11)、式(mono-B-13)、式(mono-B-14)、式(mono-B-16)、式(mono-B-17)、式(mono-B-19)、式(mono-B-20)、式(mono-B-22)、式(mono-B-23)、式(mono-B-25)、式(mono-B-26)、式(mono-B-28)、式(mono-B-29)、式(mono-B-31)、式(mono-B-32)、式(mono-B-34)又は式(mono-B-35)で表される化合物がさら好ましく、式(mono-B-28)又は式(mono-B-29)で表される化合物がことさら好ましい。 In terms of improving the film-forming properties and carrier mobility of the conjugated polymer of this embodiment, the compound represented by general formula (mono-B) is preferably any of the compounds represented by formulas (mono-B-1) to (mono-B-48), more preferably any of the compounds represented by formulas (mono-B-1) to (mono-B-35), and more preferably any of formulas (mono-B-1), (mono-B-2), (mono-B-4), (mono-B-5), (mono-B-7), (mono-B-8), (mono-B-10), (mono-B-11), (mono-B-13), and (mono-B-14). Compounds represented by formula (mono-B-14), formula (mono-B-16), formula (mono-B-17), formula (mono-B-19), formula (mono-B-20), formula (mono-B-22), formula (mono-B-23), formula (mono-B-25), formula (mono-B-26), formula (mono-B-28), formula (mono-B-29), formula (mono-B-31), formula (mono-B-32), formula (mono-B-34) or formula (mono-B-35) are more preferred, and compounds represented by formula (mono-B-28) or formula (mono-B-29) are particularly preferred.
製造工程(C)は遷移金属触媒存在下に行うことが必須であり、用いることのできる遷移金属触媒としては例えば、パラジウム触媒、ニッケル触媒、白金触媒等を挙げることができる。これらの遷移金属触媒は、「金属」、「担持金属」、「金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩若しくは酸化物等の金属塩」又は「オレフィン錯体、ホスフィン錯体、アミド錯体、アミン錯体、カルベン錯体若しくはアセチルアセトナート錯体等の錯化合物」を用いることができる。さらにこれらの金属、担持金属、金属塩及び錯化合物と第3級リン化合物又はカルベン化合物等を組み合わせて用いることもできる。収率が良い点で、遷移金属触媒としてパラジウム触媒又はニッケル触媒を用いることが好ましく、パラジウム触媒がより好ましい。 Production step (C) must be carried out in the presence of a transition metal catalyst. Examples of transition metal catalysts that can be used include palladium catalysts, nickel catalysts, and platinum catalysts. These transition metal catalysts can be "metals," "supported metals," "metal salts such as metal chlorides, bromides, iodides, nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, acetates, or oxides," or "complex compounds such as olefin complexes, phosphine complexes, amide complexes, amine complexes, carbene complexes, or acetylacetonate complexes." Furthermore, these metals, supported metals, metal salts, and complex compounds can also be used in combination with tertiary phosphorus compounds or carbene compounds. In terms of high yield, palladium or nickel catalysts are preferred as the transition metal catalyst, with palladium catalysts being more preferred.
パラジウム触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したパラジウム触媒を例示できる。 The palladium catalyst is not particularly limited, but examples include the palladium catalysts exemplified in the description of production process (A).
収率が良い点で、パラジウム触媒として、酢酸パラジウム、パラジウムアセチルアセトナト、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh3)4)、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウムを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use, as the palladium catalyst, palladium acetate, palladium acetylacetonate, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium (Pd(PPh 3 ) 4 ), or bis(tri-tert-butylphosphine)palladium.
ニッケル触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したニッケル触媒を例示できる。 The nickel catalyst is not particularly limited, but examples include the nickel catalysts exemplified in the description of production process (A).
これらのパラジウム触媒又はニッケル触媒は単独で用いてもよいが、第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いてもよい。用いることのできる第三級リン化合物又はカルベン化合物としては、製造工程(A)の説明で例示した第三級リン化合物又はカルベン化合物を例示できる。 These palladium or nickel catalysts may be used alone or in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound. Examples of tertiary phosphorus compounds or carbene compounds that can be used include the tertiary phosphorus compounds or carbene compounds exemplified in the description of production step (A).
収率が良い点で、第三級リン化合物として、トリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use triphenylphosphine, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, or tri(o-tolyl)phosphine as the tertiary phosphorus compound.
第三級リン化合物と遷移金属触媒とのモル比(第三級リン化合物:遷移金属触媒)は1:10~10:1の範囲にあることが好ましく、収率が良い点で1:5~5:1の範囲にあることがよりに好ましい。 The molar ratio of the tertiary phosphorus compound to the transition metal catalyst (tertiary phosphorus compound:transition metal catalyst) is preferably in the range of 1:10 to 10:1, and from the standpoint of good yield, a range of 1:5 to 5:1 is even more preferable.
第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いる場合の遷移金属触媒としては、収率が良い点でトリフェニルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを配位子として有するパラジウム触媒が好ましい。 When used in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound, a palladium catalyst having triphenylphosphine or tri(o-tolyl)phosphine as a ligand is preferred as it provides good yields.
遷移金属触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-B)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of transition metal catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mol percent, and more preferably 0.001 to 20 mol percent, relative to the compound represented by general formula (mono-B).
製造工程(C)は助触媒を使用することも可能である。助触媒としては特に限定するものではないが、具体的には、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅等の一価、又は二価の銅塩等を例示することができる。収率が良い点で、一価のヨウ化銅が好ましい。 A promoter can also be used in production step (C). There are no particular limitations on the promoter, but specific examples include monovalent or divalent copper salts such as copper fluoride, copper chloride, copper bromide, copper iodide, and copper oxide. Monovalent copper iodide is preferred due to its good yield.
助触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-B)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of co-catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mol percent, and more preferably 0.001 to 20 mol percent, relative to the compound represented by general formula (mono-B).
製造工程(C)は溶媒中で実施することができる。用いることのできる溶媒としては、反応を阻害しないものであれば特に制限は無く製造工程(A)の説明で例示した溶媒を例示できる。収率が良い点で脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、フッ素溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒が好ましく、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒がより好ましく、テトラリン、トルエン、モノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、THF、トルエンと水の混合溶媒、テトラリンと水の混合溶媒、テトラリンとDMSOの混合溶媒がさらに好ましい。 Production step (C) can be carried out in a solvent. There are no particular restrictions on the solvents that can be used as long as they do not inhibit the reaction, and examples include the solvents exemplified in the description of production step (A). In terms of good yield, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, fluorinated solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogenated solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogenated solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are preferred. Also preferred are aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, Ether solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogenated solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogenated solvents and sulfoxide solvents, ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are more preferred, and tetralin, toluene, monochlorobenzene, orthodichlorobenzene, THF, mixed solvents of toluene and water, mixed solvents of tetralin and water, and mixed solvents of tetralin and DMSO are even more preferred.
溶媒の使用量に特に制限はないが、一般式(mono-B)で表される化合物の重量に対して、0.001~100mL/mgの範囲にあることが好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used, but it is preferably in the range of 0.001 to 100 mL/mg relative to the weight of the compound represented by general formula (mono-B).
製造工程(C)は相間移動触媒を添加して実施することも可能である。用いることができる相間移動触媒としては、製造工程(A)の説明で例示した相間移動触媒を例示できる。反応収率がよい点で、アンモニウム塩が好ましく、Aliquat336がより好ましい。 Production step (C) can also be carried out with the addition of a phase transfer catalyst. Examples of phase transfer catalysts that can be used include those exemplified in the description of production step (A). Ammonium salts are preferred, with Aliquat 336 being more preferred, due to their high reaction yield.
製造工程(C)は塩基存在下で実施することができる。用いることのできる塩基としては、製造工程(A)の説明で例示した塩基を例示できる。反応収率が良い点で無機塩が好ましく、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムがより好ましい。 Production step (C) can be carried out in the presence of a base. Examples of bases that can be used include the bases exemplified in the description of production step (A). Inorganic salts are preferred because they provide a good reaction yield, and sodium carbonate or potassium carbonate is more preferred.
製造工程(C)は、0℃~240℃から適宜選択された温度にて実施することができ、収率が良い点で70℃~220℃から適宜選択された温度にて実施することが好ましく、100℃~200℃から適宜選択された温度にて実施することがより好ましい。 Production step (C) can be carried out at a temperature appropriately selected from the range of 0°C to 240°C. From the perspective of achieving a good yield, it is preferably carried out at a temperature appropriately selected from the range of 70°C to 220°C, and more preferably at a temperature appropriately selected from the range of 100°C to 200°C.
製造工程(C)は、マイクロウェーブ反応装置を用いて実施することも可能である。 Production step (C) can also be carried out using a microwave reactor.
製造工程(C)は、アルゴンガス若しくは窒素ガスといった不活性ガス雰囲気下、又は真空下で行うことが好ましい。 Preparation step (C) is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas, or in a vacuum.
反応時間は、使用する化合物(一般式(mono-B)又は一般式(mono-X1-hal)で表される化合物)並びに溶媒及び反応温度により異なるが、通常は0.1~100時間が好ましく、1~78時間がより好ましい。 The reaction time varies depending on the compound used (compound represented by general formula (mono-B) or general formula (mono-X 1 -hal)), solvent and reaction temperature, but is usually preferably 0.1 to 100 hours, more preferably 1 to 78 hours.
本実施形態の共役系高分子は、製造工程(C)の終了後に通常の処理をすることで得られる。必要に応じて、洗浄、沈殿、ろ過、透析、カラムクロマトグラフィー、分取HPLC、ソックスレー抽出等の当業者が高分子化合物の精製に用いる汎用的な手段を適宜用いて精製してもよい。 The conjugated polymer of this embodiment can be obtained by carrying out conventional treatments after completion of production step (C). If necessary, it may be purified using any of the commonly used methods used by those skilled in the art for purifying polymer compounds, such as washing, precipitation, filtration, dialysis, column chromatography, preparative HPLC, or Soxhlet extraction.
移動度又は溶解性を向上させる目的で、反応中又は反応後に有機ホウ素化合物又は有機スズ化合物を添加することで、本実施形態の共役系高分子の末端にチエニル基又はフェニル基等の官能基が導入された共役系高分子を製造することもできる。官能基は公知の方法を組み合わせて導入してもよく、例えば、Macromolecules,48巻,6994-7006ページ,2015年等に開示されている方法に従って導入できる。 For the purpose of improving mobility or solubility, an organoboron compound or an organotin compound can be added during or after the reaction to produce a conjugated polymer of this embodiment in which a functional group such as a thienyl group or a phenyl group is introduced at the end. The functional group may be introduced by combining known methods, for example, according to the method disclosed in Macromolecules, Vol. 48, pp. 6994-7006, 2015.
製造工程(C)で使用する一般式(mono-B)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society,134巻,19254-19259ページ,2012年.やJournal of the American Chemical Society,143巻,4281-4289ページ,2021年.等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by general formula (mono-B) used in production step (C) may be obtained by any method, but can be produced by referring to methods described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 19254-19259, 2012, Journal of the American Chemical Society, Vol. 143, pp. 4281-4289, 2021, etc.). Commercially available products may also be used.
製造工程(C)で使用する一般式(mono-X1-hal)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば、文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society、134巻、3498-3507ページ、2012年等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by the general formula (mono-X 1 -hal) used in the production step (C) may be obtained by any method, and may be produced by referring to, for example, a method described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 3498-3507, 2012, etc.). Alternatively, a commercially available product may be used.
<製造工程(D)>
製造工程(D)は、一般式(mono-Sn)で表される化合物(モノマー)を遷移金属触媒存在下、一般式(mono-X1-hal)で表される化合物(モノマー)とカップリング反応させて、本実施形態の共役系高分子を製造する方法である。
<Manufacturing process (D)>
The production process (D) is a method for producing the conjugated polymer of this embodiment by coupling a compound (monomer) represented by the general formula (mono-Sn) with a compound (monomer) represented by the general formula (mono-X 1 -hal) in the presence of a transition metal catalyst.
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、J1、J2、J3、J4、X1、M3-hal及びM4-halは前記と同様の意味を表す。M1-Sn及びM2-Snは各々独立にスズ含有基を表す。) (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , J 1 , J 2 , J 3 , J 4 , X 1 , M 3-hal and M 4-hal are as defined above. M 1-Sn and M 2-Sn each independently represent a tin-containing group.)
M1-Sn及びM2-Snで表されるスズ含有基としては、トリアルキルスタニル基、ジアルキルアリールスタニル基、アルキルジアリールスタニル基又はトリアリールスズ基等が例示できる。本実施形態の共役系高分子の製造効率が良くなる点で、トリアルキルスタニル基又はトリアリールスタニル基が好ましく、式(13-1)~式(13-5)で表されるいずれかの基がより好ましく、式(13-1)で表される基がさらに好ましい。 Examples of the tin-containing groups represented by M 1-Sn and M 2-Sn include a trialkylstannyl group, a dialkylarylstannyl group, an alkyldiarylstannyl group, a triaryltin group, etc. In terms of improving the production efficiency of the conjugated polymer of this embodiment, a trialkylstannyl group or a triarylstannyl group is preferred, any of the groups represented by formulas (13-1) to (13-5) is more preferred, and a group represented by formula (13-1) is even more preferred.
一般式(mono-Sn)で表される化合物として、下記一般式(mono-Sn-1)~(mono-Sn-60)で表される化合物を例示することができる。 Examples of compounds represented by the general formula (mono-Sn) include compounds represented by the following general formulas (mono-Sn-1) to (mono-Sn-60):
製造工程(D)は遷移金属触媒存在下に行うことが必須であり、用いることのできる遷移金属触媒としては例えば、パラジウム触媒、ニッケル触媒、白金触媒等を挙げることができる。これらの遷移金属触媒は、「金属」、「担持金属」、「金属の塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩若しくは酸化物等の金属塩」又は「オレフィン錯体、ホスフィン錯体、アミド錯体、アミン錯体、カルベン錯体若しくはアセチルアセトナート錯体等の錯化合物」を用いることができる。さらにこれらの金属、担持金属、金属塩及び錯化合物と第3級リン化合物又はカルベン化合物等を組合わせて用いることもできる。収率が良い点で、遷移金属触媒としてパラジウム触媒又はニッケル触媒を用いることが好ましく、パラジウム触媒がより好ましい。 Production step (D) must be carried out in the presence of a transition metal catalyst. Examples of transition metal catalysts that can be used include palladium catalysts, nickel catalysts, and platinum catalysts. These transition metal catalysts can be "metals," "supported metals," "metal salts such as metal chlorides, bromides, iodides, nitrates, sulfates, carbonates, oxalates, acetates, or oxides," or "complex compounds such as olefin complexes, phosphine complexes, amide complexes, amine complexes, carbene complexes, or acetylacetonate complexes." Furthermore, these metals, supported metals, metal salts, and complex compounds can also be used in combination with tertiary phosphorus compounds or carbene compounds. From the perspective of good yield, palladium catalysts or nickel catalysts are preferred as the transition metal catalyst, with palladium catalysts being more preferred.
パラジウム触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したパラジウム触媒を例示できる。 The palladium catalyst is not particularly limited, but examples include the palladium catalysts exemplified in the description of production process (A).
収率が良い点で、パラジウム触媒として、酢酸パラジウム、パラジウムアセチルアセトナト、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(Pd(PPh3)4)、ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウムを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use, as the palladium catalyst, palladium acetate, palladium acetylacetonate, bis(dibenzylideneacetone)palladium, tris(dibenzylideneacetone)dipalladium, tetrakis(triphenylphosphine)palladium (Pd(PPh 3 ) 4 ), or bis(tri-tert-butylphosphine)palladium.
ニッケル触媒としては特に限定するものではないが、製造工程(A)の説明で例示したパラジウム触媒を例示できる。 The nickel catalyst is not particularly limited, but examples include the palladium catalyst exemplified in the description of production process (A).
これらのパラジウム触媒又はニッケル触媒は単独で用いてもよいが、第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いてもよい。用いることのできる第三級リン化合物又はカルベン化合物としては、製造工程(A)の説明で例示した第三級リン化合物又はカルベン化合物を例示できる。 These palladium or nickel catalysts may be used alone or in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound. Examples of tertiary phosphorus compounds or carbene compounds that can be used include the tertiary phosphorus compounds or carbene compounds exemplified in the description of production process (A).
収率が良い点で、第三級リン化合物として、トリフェニルホスフィン、トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを用いることが好ましい。 In terms of good yield, it is preferable to use triphenylphosphine, tri(tert-butyl)phosphine, tricyclohexylphosphine, or tri(o-tolyl)phosphine as the tertiary phosphorus compound.
第三級リン化合物と遷移金属触媒とのモル比(第三級リン化合物:遷移金属触媒)は1:10~10:1の範囲にあることが好ましく、収率がよい点で1:5~5:1の範囲にあることがより好ましい。 The molar ratio of the tertiary phosphorus compound to the transition metal catalyst (tertiary phosphorus compound:transition metal catalyst) is preferably in the range of 1:10 to 10:1, and from the standpoint of good yield, a range of 1:5 to 5:1 is even more preferable.
第三級リン化合物又はカルベン化合物と組み合わせて用いる場合の遷移金属触媒としては、収率が良い点でトリフェニルホスフィン又はトリ(o-トリル)ホスフィンを配位子として有するパラジウム触媒が好ましい。 When used in combination with a tertiary phosphorus compound or a carbene compound, a palladium catalyst having triphenylphosphine or tri(o-tolyl)phosphine as a ligand is preferred as it provides good yields.
遷移金属触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-Sn)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of transition metal catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mole percent, and more preferably 0.001 to 20 mole percent, relative to the compound represented by the general formula (mono-Sn).
製造工程(D)は助触媒を使用することも可能である。助触媒としては特に限定するものではないが、具体的には、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅等の一価、又は二価の銅塩等を例示することができる。収率が良い点で、一価のヨウ化銅が好ましい。 A promoter can also be used in production step (D). There are no particular limitations on the promoter, but specific examples include monovalent or divalent copper salts such as copper fluoride, copper chloride, copper bromide, copper iodide, and copper oxide. Monovalent copper iodide is preferred due to its good yield.
助触媒の使用量は特に制限はないが、収率がよい点で、一般式(mono-Sn)で表される化合物に対して0.001~50モルパーセントが好ましく、0.001~20モルパーセントがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of co-catalyst used, but in terms of good yield, it is preferably 0.001 to 50 mol percent, and more preferably 0.001 to 20 mol percent, relative to the compound represented by the general formula (mono-Sn).
製造工程(D)は溶媒中で実施することができる。用いることのできる溶媒としては、反応を阻害しないものであれば特に制限は無く、製造工程(A)の説明で例示した溶媒を例示できる。収率が良い点で脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、フッ素溶媒、芳香族炭化水素溶媒と水の混合溶媒、ハロゲン溶媒と水の混合溶媒、エーテル溶媒と水の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とスルホキシド溶媒の混合溶媒、芳香族炭化水素溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、ハロゲン溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒が好ましく、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン溶媒、エーテル溶媒、エーテル溶媒とフッ素溶媒の混合溶媒がより好ましく、テトラリン、トルエン、モノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、THFがさらに好ましい。 Production step (D) can be carried out in a solvent. There are no particular limitations on the solvent that can be used as long as it does not inhibit the reaction, and examples include the solvents exemplified in the description of production step (A). From the perspective of good yield, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, fluorinated solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and water, mixed solvents of halogenated solvents and water, mixed solvents of ether solvents and water, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of halogenated solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of ether solvents and sulfoxide solvents, mixed solvents of aromatic hydrocarbon solvents and fluorinated solvents, mixed solvents of halogenated solvents and fluorinated solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are preferred. Aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated solvents, ether solvents, and mixed solvents of ether solvents and fluorinated solvents are more preferred. Tetralin, toluene, monochlorobenzene, orthodichlorobenzene, and THF are even more preferred.
溶媒の使用量に特に制限はないが、一般式(mono-Sn)で表される化合物の重量に対して、0.001~100mL/mgの範囲にあることが好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used, but it is preferable that it be in the range of 0.001 to 100 mL/mg relative to the weight of the compound represented by the general formula (mono-Sn).
製造工程(D)は、0℃~240℃から適宜選択された温度にて実施することができ、収率が良い点で70℃~220℃から適宜選択された温度にて実施することが好ましく、100℃~200℃から適宜選択された温度にて実施することがより好ましい。 Production step (D) can be carried out at a temperature appropriately selected from the range of 0°C to 240°C. From the perspective of achieving a good yield, it is preferably carried out at a temperature appropriately selected from the range of 70°C to 220°C, and more preferably at a temperature appropriately selected from the range of 100°C to 200°C.
製造工程(D)は、マイクロウェーブ反応装置を用いて実施することも可能である。 Production step (D) can also be carried out using a microwave reactor.
製造工程(D)は、アルゴンガス若しくは窒素ガスといった不活性ガス雰囲気下、又は真空下で行うことが好ましい。 Preparation step (D) is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas, or in a vacuum.
反応時間は、使用する化合物(一般式(mono-Sn)又は一般式(mono-X1-hal)で表される化合物)並びに溶媒及び反応温度により異なるが、通常は0.1~100時間が好ましく、1~78時間がより好ましい。 The reaction time varies depending on the compound used (a compound represented by the general formula (mono-Sn) or the general formula (mono-X 1 -hal)), the solvent, and the reaction temperature, but is usually preferably 0.1 to 100 hours, more preferably 1 to 78 hours.
本実施形態の共役系高分子は、製造工程(D)の終了後に通常の処理をすることで得られる。必要に応じて、洗浄、沈殿、ろ過、透析、カラムクロマトグラフィー、分取HPLC、ソックスレー抽出等の当業者が高分子化合物の精製に用いる汎用的な手段を適宜用いて精製してもよい。 The conjugated polymer of this embodiment can be obtained by carrying out conventional treatments after completion of production step (D). If necessary, it may be purified using any of the commonly used methods used by those skilled in the art for purifying polymer compounds, such as washing, precipitation, filtration, dialysis, column chromatography, preparative HPLC, or Soxhlet extraction.
移動度又は溶解性を向上させる目的で、反応中又は反応後に有機ホウ素化合物又は有機スズ化合物を添加することで、本実施形態の共役系高分子の末端にチエニル基又はフェニル基等の官能基が導入された共役系高分子を製造することもできる。官能基は公知の方法を組み合わせて導入してもよく、例えば、Macromolecules,48巻,6994-7006ページ,2015年等に開示されている方法に従って導入できる。 For the purpose of improving mobility or solubility, an organoboron compound or an organotin compound can be added during or after the reaction to produce a conjugated polymer of this embodiment in which a functional group such as a thienyl group or a phenyl group is introduced at the end. The functional group may be introduced by combining known methods, for example, according to the method disclosed in Macromolecules, Vol. 48, pp. 6994-7006, 2015.
製造工程(D)で使用する一般式(mono-Sn)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society,134巻,19254-19259ページ,2012年.やJournal of the American Chemical
Society,143巻,4281-4289ページ,2021年.等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。
The compound represented by the general formula (mono-Sn) used in the production step (D) may be obtained by any method, but may be obtained by, for example, the method described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 19254-19259, 2012, or Journal of the American Chemical Society,
Society, Vol. 143, pp. 4281-4289, 2021. etc.) Commercially available products may also be used.
製造工程(D)で使用する一般式(mono-X1-hal)で表される化合物は、その入手方法に限定はないが、例えば、文献記載の方法(Journal of the American Chemical Society、134巻、3498-3507ページ、2012年等)を参考に製造できる。また、市販品を用いてもよい。 The compound represented by the general formula (mono-X 1 -hal) used in the production step (D) may be obtained by any method, and may be produced by referring to, for example, a method described in the literature (Journal of the American Chemical Society, Vol. 134, pp. 3498-3507, 2012, etc.). Alternatively, a commercially available product may be used.
〔成膜用組成物〕
次に本実施形態の共役系高分子を含む成膜用組成物(以下、「本実施形態の成膜用組成物」と称する。)の製造方法について説明する。
[Film-forming composition]
Next, a method for producing a film-forming composition containing the conjugated polymer of this embodiment (hereinafter referred to as the "film-forming composition of this embodiment") will be described.
本実施形態の成膜組成物は、本実施形態の共役系高分子を溶媒に溶解又は分散させて得られる、本実施形態の共役系高分子と溶媒を含む成膜用組成物である。 The film-forming composition of this embodiment is a film-forming composition containing the conjugated polymer of this embodiment and a solvent, obtained by dissolving or dispersing the conjugated polymer of this embodiment in a solvent.
前記溶媒としては、本実施形態の共役系高分子を溶媒に溶解、又は分散させることができれば特に制限はないが、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン等のエーテル溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン等の芳香族炭化水素溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、4-フルオロエチレンカーボネート等の炭酸エステル溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、γ-ラクトン等のエステル溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)等のアミド溶媒;N,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)、N,N’-ジメチルプロピレンウレア(DMPU)等のウレア溶媒;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド溶媒;メタノール、エタノール、2-プロパノール、ブタノール、オクタノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、2,2,2-トリフルオロエタノール等のアルコール溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン(o-DCB)等のハロゲン溶媒;ニトロメタン;水;等を例示することができ、これらを任意の比で混合して用いてもよい。これらのうち、沸点が高く穏やかに揮発する点で、芳香族炭化水素、ハロゲン溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、3,4-ジメチルアニソール、クロロベンゼン、o-DCBがより好ましい。 The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the conjugated polymer of this embodiment in the solvent. Examples of suitable solvents include ether solvents such as diisopropyl ether, dibutyl ether, cyclopentyl methyl ether (CPME), tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and dimethoxyethane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, and tetralin; carbonate ester solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and 4-fluoroethylene carbonate; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, and γ-lactone; N,N-dimethylformamide (DMF), N, Examples of solvents include amide solvents such as N-dimethylacetamide (DMAc) and N-methylpyrrolidone (NMP); urea solvents such as N,N,N',N'-tetramethylurea (TMU) and N,N'-dimethylpropyleneurea (DMPU); sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO); alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, octanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 2,2,2-trifluoroethanol; halogen solvents such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, and orthodichlorobenzene (o-DCB); nitromethane; water; and the like, and these may be mixed and used in any ratio. Of these, aromatic hydrocarbons and halogenated solvents are preferred because they have high boiling points and volatility, with toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, tetralin, 3,4-dimethylanisole, chlorobenzene, and o-DCB being more preferred.
溶媒の使用量に特に制限はなく、本実施形態の共役系高分子の濃度が、0.001~95重量パーセントであり、0.01~30重量パーセントから適宜選ばれた濃度となるように溶媒を加えることがより好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of solvent used, and it is more preferable to add the solvent so that the concentration of the conjugated polymer of this embodiment is 0.001 to 95 weight percent, or a concentration appropriately selected from 0.01 to 30 weight percent.
本実施形態の共役系高分子を溶媒に溶解又は分散させる方法は、例えば、撹拌、振盪、ボールミル等の当業者のよく知る方法を用いることができる。この際、加熱を行ってもよい。 The conjugated polymer of this embodiment can be dissolved or dispersed in a solvent using methods well known to those skilled in the art, such as stirring, shaking, or ball milling. Heating may also be used during this process.
本実施形態の成膜用組成物には成膜性を向上させるためのバインダーを含んでもよい。このようなバインダーとしては、例えば、ポリスチレン、ポリ-α-メチルスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリ(エチレン-コ-ノルボルネン)、ポリメチルメタクリレート、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-ジメチルトリフェニルアミン)等のポリマーを例示することができる。該バインダーの濃度に特に制限はないが、塗布性が良い点で0.1~10.0重量パーセントが好ましい。 The film-forming composition of this embodiment may contain a binder to improve film-forming properties. Examples of such binders include polymers such as polystyrene, poly-α-methylstyrene, polyvinylnaphthalene, poly(ethylene-co-norbornene), polymethyl methacrylate, polytriarylamine, and poly(9,9-dioctylfluorene-co-dimethyltriphenylamine). There are no particular restrictions on the concentration of the binder, but a concentration of 0.1 to 10.0 weight percent is preferred in terms of good coatability.
〔有機薄膜〕
次に、本実施形態の共役系高分子を含む有機薄膜(以下、「本実施形態の有機薄膜」と称する。)、より具体的には前記成膜用組成物を用いて成膜する有機薄膜の成膜方法について説明する。
[Organic thin film]
Next, an organic thin film containing the conjugated polymer of this embodiment (hereinafter referred to as the "organic thin film of this embodiment"), more specifically, a method for forming an organic thin film using the film-forming composition, will be described.
本実施形態の成膜用組成物を用いて、本実施形態の有機薄膜を形成させる方法に特に制限はなく、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;等を挙げることができる。中でも、効率よく成膜できる点で、スピンコート、ドロップキャスト、インクジェットが好ましい。 The method for forming the organic thin film of this embodiment using the film-forming composition of this embodiment is not particularly limited, and examples include simple coating methods such as spin coating, drop casting, dip coating, and cast coating; and printing methods such as dispenser, inkjet, slit coating, blade coating, flexographic printing, screen printing, gravure printing, and offset printing. Among these, spin coating, drop casting, and inkjet are preferred because they allow for efficient film formation.
本実施形態の有機薄膜の膜厚に特に制限は無いが、キャリア移動度が高くなる点で1nm~1000nmが好ましく、10nm~500nmがより好ましい。 There are no particular limitations on the film thickness of the organic thin film of this embodiment, but a thickness of 1 nm to 1000 nm is preferred, and 10 nm to 500 nm is more preferred, in terms of increasing carrier mobility.
本実施形態の有機薄膜は成膜後、溶媒を乾燥させることで得ることができる。必要に応じて、40~400℃の範囲から適宜選択された温度にてアニールを行ってもよい。 The organic thin film of this embodiment can be obtained by drying the solvent after film formation. If necessary, annealing may be performed at a temperature appropriately selected from the range of 40 to 400°C.
〔有機半導体素子〕
本実施形態の共役系高分子を含む有機半導体素子としては、例えば有機トランジスタ素子、有機熱電変換素子、有機光電変換素子、有機撮像素子等を挙げることができ、有機トランジスタ素子及び有機光電変換素子が好ましく、有機トランジスタ素子がより好ましい。
[Organic semiconductor element]
Examples of organic semiconductor elements containing the conjugated polymer of this embodiment include organic transistor elements, organic thermoelectric conversion elements, organic photoelectric conversion elements, and organic imaging elements. Of these, organic transistor elements and organic photoelectric conversion elements are preferred, and organic transistor elements are more preferred.
本実施形態の共役系高分子を含む有機薄膜トランジスタ素子(以下、「本実施形態の有機薄膜トランジスタ素子」と称する)、特に、活性層に共役系高分子を含む有機薄膜トランジスタ素子の作製方法について説明する。 This section describes a method for fabricating an organic thin-film transistor element containing the conjugated polymer of this embodiment (hereinafter referred to as the "organic thin-film transistor element of this embodiment"), particularly an organic thin-film transistor element containing a conjugated polymer in the active layer.
本実施形態の有機薄膜トランジスタ素子は、基板上に絶縁層及び活性層として本実施形態の有機薄膜を成膜し、これにソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を付設することにより得られる。 The organic thin-film transistor element of this embodiment is obtained by depositing the organic thin film of this embodiment as an insulating layer and an active layer on a substrate, and then attaching a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode to this.
図1に、本実施形態の有機薄膜トランジスタ素子に含まれる素子の構造を示す。ここで、1001は、ボトムゲート-トップコンタクト型、1002は、ボトムゲート-ボトムコンタクト型、1003は、トップゲート-トップコンタクト型、1004は、トップゲート-ボトムコンタクト型のトランジスタ素子である。1は活性層(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す。 Figure 1 shows the structure of an element included in the organic thin-film transistor element of this embodiment. Here, 1001 is a bottom gate-top contact type, 1002 is a bottom gate-bottom contact type, 1003 is a top gate-top contact type, and 1004 is a top gate-bottom contact type transistor element. 1 is the active layer (organic semiconductor layer), 2 is the substrate, 3 is the gate electrode, 4 is the gate insulating layer, 5 is the source electrode, and 6 is the drain electrode.
基板としては、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、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-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、インジウムスズ酸化物等の無機基板;金、銅、クロム、チタン、アルムニウム等の金属基板;等を挙げることができる。これらのうち、トランジスタ性能が良い点で、ガラス、シリコン、ハイドープシリコンが好ましく、ガラスがより好ましい。 Examples of substrates include plastic substrates such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, cyclic polyolefin, polyimide, polycarbonate, polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), poly(diisopropyl maleate), polyethersulfone, polyphenylene sulfide, and cellulose triacetate; inorganic substrates such as glass, quartz, aluminum oxide, silicon, highly doped silicon, silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, and indium tin oxide; and metal substrates such as gold, copper, chromium, titanium, and aluminum. Among these, glass, silicon, and highly doped silicon are preferred due to their excellent transistor performance, with glass being more preferred.
ゲート電極としては、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、クロム、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機電極、又は、ドープされた導電性高分子(PEDOT-PSS)等の有機電極等を挙げることができる。これらのうち、導電性が良い点で無機電極が好ましく、金がより好ましい。 Examples of gate electrodes include inorganic electrodes such as aluminum, gold, silver, copper, highly doped silicon, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, chromium, titanium, tantalum, chromium, graphene, and carbon nanotubes, as well as organic electrodes such as doped conductive polymers (PEDOT-PSS). Of these, inorganic electrodes are preferred due to their good conductivity, and gold is more preferred.
絶縁層としては、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、インジウムスズ酸化物、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絶縁層;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、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、ポリシクロペンタン、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ベンタン、サイトップ、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、パリレンN、パリレンC、パリレンD、パリレンHT、パリレンC-UVF等の有機絶縁層;等を挙げることができる。これらのうち、絶縁性が良い点で有機絶縁層が好ましく、パリレンCがより好ましい。また、これらの絶縁層の表面は、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アミン類;等で修飾処理してもよい。これらのうち、本実施形態の有機薄膜トランジスタ素子のキャリア移動度及び電流オン・オフ比が向上し、並びに閾値電圧の低下する点で、オクタデシルトリクロロシラン、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、オクタデシルホスホン酸、オクチルホスホン酸、又はヘキサメチルジシラザンによる修飾処理が好ましい。 Examples of insulating layers include inorganic insulating layers such as silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium titanate, and bismuth titanate; and organic insulating layers such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, cyclic polyolefins, polyimide, polycarbonate, polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, poly(diisopropyl fumarate), poly(diethyl fumarate), poly(diisopropyl maleate), polyethersulfone, polyphenylene sulfide, cellulose triacetate, polycyclopentane, polycyclohexane-ethylene copolymer, polyfluorinated cyclopentane, Cytop, polyfluorinated cyclohexane, polyfluorinated cyclohexane-ethylene copolymer, Parylene N, Parylene C, Parylene D, Parylene HT, and Parylene C-UVF. Of these, organic insulating layers are preferred due to their excellent insulating properties, and parylene C is more preferred. The surfaces of these insulating layers may also be modified with, for example, silanes such as octadecyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane, and phenyltrimethoxysilane; phosphonic acids such as octadecylphosphonic acid, decylphosphonic acid, and octylphosphonic acid; and amines such as hexamethyldisilazane. Of these, modification with octadecyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, β-phenethyltrichlorosilane, octadecylphosphonic acid, octylphosphonic acid, or hexamethyldisilazane is preferred due to the improved carrier mobility and current on/off ratio and lower threshold voltage of the organic thin-film transistor element of this embodiment.
ソース電極及びドレイン電極としては、ゲート電極で例示したものと同様の電極を例示することができる。これらのうち、導電性が良い点で無機電極が好ましく、金がより好ましい。また、キャリアの注入効率を上げる為に、これらの電極に表面処理材を用いて表面処理を実施することができる。このような表面処理材としては、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等を挙げることができる。 Examples of the source electrode and drain electrode include the same electrodes as those exemplified for the gate electrode. Of these, inorganic electrodes are preferred due to their good conductivity, and gold is more preferred. Furthermore, to improve carrier injection efficiency, these electrodes can be surface-treated using a surface treatment material. Examples of such surface treatment materials include benzenethiol and pentafluorobenzenethiol.
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例で原料として用いたモノマー及びその前駆体は、1H-NMR測定により構造解析を行った。実施例で得られた共役系高分子の分子量と分子量分布はGel Permeation Chro,atography(GPC)測定により見積もった。試薬類は市販品を用いた。 The monomers and their precursors used as raw materials in the examples were subjected to structural analysis by 1 H-NMR measurement. The molecular weight and molecular weight distribution of the conjugated polymers obtained in the examples were estimated by gel permeation chromatography (GPC) measurement. Commercially available reagents were used.
<NMR測定条件>
測定装置:Bruker ASCENDTM ADVANCE III HD(400MHz)
測定溶媒:重クロロホルム(CDCl3)、重ジメチルスルホキシド(DMSO-d6)、重ベンゼン(C6D6)
内部標準物質:テトラメチルシラン(TMS)
<NMR measurement conditions>
Measurement equipment: Bruker ASCEND ™ ADVANCE III HD (400 MHz)
Measurement solvent: deuterated chloroform (CDCl 3 ), deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ), deuterated benzene (C 6 D 6 )
Internal standard: tetramethylsilane (TMS)
<GPC測定条件>
測定装置:東ソー株式会社 高速GPC装置 HLC-8320GPC EcoSEC
カラム:TSKgel SuperMultiporeHZ-H、TSKgel SuperHZ2000
測定溶媒:THF
測定温度:25℃
校正曲線:ポリスチレンスタンダード
<GPC measurement conditions>
Measurement equipment: Tosoh Corporation high-speed GPC equipment HLC-8320GPC EcoSEC
Column: TSKgel SuperMultiporeHZ-H, TSKgel SuperHZ2000
Measurement solvent: THF
Measurement temperature: 25℃
Calibration curve: polystyrene standards
<高温GPC測定条件>
測定装置:東ソー株式会社 高温GPC装置 HLC-8321GPC/HT
カラム:TSKgel GMHHR-H(20)HT
測定溶媒:1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)
測定温度:140℃
校正曲線:ポリスチレンスタンダード
<High-temperature GPC measurement conditions>
Measurement equipment: Tosoh Corporation high temperature GPC equipment HLC-8321GPC/HT
Column: TSKgel GMH HR -H(20)HT
Measurement solvent: 1,2,4-trichlorobenzene (TCB)
Measurement temperature: 140℃
Calibration curve: polystyrene standards
<TGA測定条件>
測定装置:SII株式会社 EXSTAR6000 TGA/DTA6200
試料容器:アルミパン
測定雰囲気:窒素
流量:50mL/min
昇温速度:10℃/min
Td3、Td5並びにTd10は3%、5%並びに10%重量減少温度をそれぞれ表す。
<TGA measurement conditions>
Measurement equipment: SII Corporation EXSTAR6000 TGA/DTA6200
Sample container: aluminum pan Measurement atmosphere: nitrogen Flow rate: 50 mL/min
Temperature increase rate: 10°C/min
T d3 , T d5 and T d10 represent the 3%, 5% and 10% weight loss temperatures, respectively.
<DSC測定条件>
測定装置:SII株式会社 EXSTAR6000 DSC6220
試料容器:アルミパン
測定条件:窒素雰囲気、10℃/min、0~300℃、結果は三回目のHeatingScanを採用。
<DSC measurement conditions>
Measuring device: SII Corporation EXSTAR6000 DSC6220
Sample container: Aluminum pan Measurement conditions: Nitrogen atmosphere, 10°C/min, 0 to 300°C, results obtained using the third HeatingScan.
<イオン化ポテンシャル測定条件>
測定装置:理研計器株式会社 大気中光電子分光装置 AC-5
測定条件: 大気下測定、光量 3nW
<Ionization potential measurement conditions>
Measurement equipment: Riken Keiki Co., Ltd. atmospheric photoelectron spectrometer AC-5
Measurement conditions: Measurement in air, light intensity 3 nW
[参考例1] [Reference example 1]
チエノ[3,2-b]チオフェン(500mg,3.56mmol)とテトラヒドロフラン(35mL)の混合物に、0℃でn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(2.3mL,3.56mmol)を加え、1時間撹拌した。その後、トリイソプロピルシリルクロリド(0.83mL,756mg,3.92mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応溶液に水を加えてヘキサンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、無色固体の2-トリイソプロピルシリルチエノ[3,2-b]チオフェンを得た(924mg,88%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.39(d,J=5.2Hz,1H),7.37(d,J=0.4Hz,1H),7.25(dd,J=5.2Hz,0.4Hz,2H),1.37(sep,J=7.6Hz,3H),1.13(d,J=7.6Hz,18H)。
A hexane solution of n-butyllithium (2.3 mL, 3.56 mmol) was added to a mixture of thieno[3,2-b]thiophene (500 mg, 3.56 mmol) and tetrahydrofuran (35 mL) at 0°C, and the mixture was stirred for 1 hour. Subsequently, triisopropylsilyl chloride (0.83 mL, 756 mg, 3.92 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Water was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with hexane. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered. The solvent was then distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give 2-triisopropylsilylthieno[3,2-b]thiophene (924 mg, 88%) as a colorless solid.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.39 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.37 (d, J=0.4Hz, 1H), 7.25 (dd, J= 5.2Hz, 0.4Hz, 2H), 1.37 (sep, J=7.6Hz, 3H), 1.13 (d, J=7.6Hz, 18H).
[参考例2] [Reference example 2]
参考例1で得た2-トリイソプロピルシリルチエノ[3,2-b]チオフェン(1.00g,3.37mmol)とTHF(34mL)の混合物にN-ブロモスクシンイミド(660mg,3.71mmol)を加えて室温で22.5時間撹拌した。得られた混合物に水を加えてヘキサンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、無色固体の2-ブロモ-5-トリイソプロピルシリルチエノ[3,2-b]チオフェンを得た(900mg,71%)。
1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ7.66(s,1H),7.56(s,1H),1.40-1.30(m,3H),1.08(d,J=7.6Hz,18H)。
N-Bromosuccinimide (660 mg, 3.71 mmol) was added to a mixture of 2-triisopropylsilylthieno[3,2-b]thiophene (1.00 g, 3.37 mmol) obtained in Reference Example 1 and THF (34 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 22.5 hours. Water was added to the resulting mixture, which was then extracted with hexane. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give 2-bromo-5-triisopropylsilylthieno[3,2-b]thiophene (900 mg, 71%) as a colorless solid.
1 H-NMR (DMSO-d6, 400MHz) δ7.66 (s, 1H), 7.56 (s, 1H), 1.40-1.30 (m, 3H), 1.08 (d, J = 7.6Hz, 18H).
[参考例3] [Reference example 3]
11-ヘンエイコサノン(12.9g,41.7mmol)とテトラヒドロフラン(83mL)の混合物に、0℃でエチニルマグネシウムブロミド(100mL,50.0mmol)を滴下して室温で22.5時間撹拌した。得られた混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えてジエチルエーテルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去することで淡黄色液体の11-エチニル-ヘンエイコサン-11-オール(14.0g)を得た。 Ethynylmagnesium bromide (100 mL, 50.0 mmol) was added dropwise to a mixture of 11-heneicosanone (12.9 g, 41.7 mmol) and tetrahydrofuran (83 mL) at 0°C, and the mixture was stirred at room temperature for 22.5 hours. Saturated aqueous ammonium chloride solution was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with diethyl ether. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered. The solvent was then distilled off under reduced pressure to obtain 11-ethynyl-heneicosan-11-ol (14.0 g) as a pale yellow liquid.
参考例2で得た2-ブロモ-5-トリイソプロピルシリルチエノ[3,2-b]チオフェン(3.75g,10.0mmol)と、11-エチニル-ヘンエイコサン-11-オール(3.70g)と、トリエチルアミン(200mL)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、アルゴン気流下でヨウ化銅(I)(190mg,1.00mmol)及びPd(PPh3)4(578mg,0.500mmol)を加えて100℃で107時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちに飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=4/1→3/1→2/1)で精製することで淡黄色液体の11-(5-トリイソプロピルシリル-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イルエチニル)-ヘンエイコサン-11-オールを得た(5.05g,80%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.31(d,J=0.8Hz,1H),7.28(d,J=0.4Hz,1H),1.77-1.70(m,4H),1.56-1.51(m,4H),1.43-1.27(m,31H),1.12(d,J=7.2Hz,18H),0.90-0.86(m,6H)。
A mixture of 2-bromo-5-triisopropylsilylthieno[3,2-b]thiophene (3.75 g, 10.0 mmol) obtained in Reference Example 2, 11-ethynyl-heneicosan-11-ol (3.70 g), and triethylamine (200 mL) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture, copper(I) iodide (190 mg, 1.00 mmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (578 mg, 0.500 mmol) were added under an argon stream, and the mixture was stirred at 100°C for 107 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature, and then saturated aqueous ammonium chloride solution was added, followed by extraction with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=4/1→3/1→2/1) to give a pale yellow liquid of 11-(5-triisopropylsilyl-thieno[3,2-b]thiophen-2-ylethynyl)-heneicosan-11-ol (5.05 g, 80%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.31 (d, J=0.8Hz, 1H), 7.28 (d, J=0.4Hz, 1H), 1.77-1.70 (m, 4H), 1.5 6-1.51 (m, 4H), 1.43-1.27 (m, 31H), 1.12 (d, J=7.2Hz, 18H), 0.90-0.86 (m, 6H).
[参考例4] [Reference example 4]
参考例3で得た11-(5-トリイソプロピルシリル-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イルエチニル)-ヘンエイコサン-11-オール(2.71g,4.29mmol)とジクロロメタン(86mL)の混合物に、-15℃でヨウ素(1.63g,6.44mmol)を加えて-15℃で5時間撹拌した。得られた混合物に飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、赤褐色液体の2-トリイソプロピルシリル-5,6-ジヨード-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(2.87g,77%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.40(s,1H),1.94-1.86(m,2H),1.68-1.61(m,2H),1.43-1.11(m,47H),0.90-0.84(m,10H),0.61-0.55(m,2H)。
To a mixture of 11-(5-triisopropylsilyl-thieno[3,2-b]thiophen-2-ylethynyl)-heneicosan-11-ol (2.71 g, 4.29 mmol) obtained in Reference Example 3 and dichloromethane (86 mL) was added iodine (1.63 g, 6.44 mmol) at −15° C., and the mixture was stirred at −15° C. for 5 hours. A saturated aqueous solution of sodium thiosulfate was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give 2-triisopropylsilyl-5,6-diiodo-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (2.87 g, 77%) as a reddish-brown liquid.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.40 (s, 1H), 1.94-1.86 (m, 2H), 1.68-1.61 (m, 2H), 1.43-1.11 (m, 47H), 0.90-0.84 (m, 10H), 0.61-0.55 (m, 2H).
[参考例5] [Reference example 5]
参考例4で得た2-トリイソプロピルシリル-5,6-ジヨード-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(551mg,0.636mmol)とテトラヒドロフラン(6.4mL)の混合物に、-78℃でn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(0.40mL,0.636mmol)を加え、1.5時間撹拌した。その後、11-ヘンエイコサノン(237mg,0.763mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。得られた混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=10/1→5/1→2/1→1/1)で精製することで無色固体の2-トリイソプロピルシリル-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-ヨード-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(431mg,64%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.36(s,1H),2.39-2.32(m,2H),1.84-1.77(m,2H),1.70-1.58(m,4H),1.47-1.10(m,81H),0.87-0.84(m,14H),0.57-0.48(m,2H)。
To a mixture of 2-triisopropylsilyl-5,6-diiodo-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (551 mg, 0.636 mmol) obtained in Reference Example 4 and tetrahydrofuran (6.4 mL), a hexane solution of n-butyllithium (0.40 mL, 0.636 mmol) was added at −78° C., and the mixture was stirred for 1.5 hours. Thereafter, 11-heneicosanone (237 mg, 0.763 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. A saturated aqueous solution of ammonium chloride was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=10/1→5/1→2/1→1/1) to give a colorless solid, 2-triisopropylsilyl-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-iodo-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (431 mg, 64%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.36 (s, 1H), 2.39-2.32 (m, 2H), 1.84-1.77 (m, 2H), 1.70-1. 58 (m, 4H), 1.47-1.10 (m, 81H), 0.87-0.84 (m, 14H), 0.57-0.48 (m, 2H).
[参考例6] [Reference example 6]
参考例5で得た2-トリイソプロピルシリル-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-ヨード-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(2.04g,1.94mmol)と、チエノ[3,2-b]チオフェン-2-ボロン酸(714mg,3.88mmol)と、1,2-ジメトキシエタン(49mL)と、2M炭酸カリウム水溶液(19mL,38mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、アルゴン気流下で(AMPHOS)2PdCl2(69mg,97μmol)を加えて100℃で37.5時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちに飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=10/1→5/1→2/1)で精製し、黄色個体の2-トリイソプロピルシリル-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(1.06g,52%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.41(s,1H),7.38(d,J=5.2Hz,1H),7.27-7.26(m,1H),7.00(s,1H),1.93-1.83(m,4H),1.76-1.69(m,2H),1.64-1.57(m,2H),1.47-1.14(m,83H),0.88-0.84(m,12H),0.72-0.69(m,2H)。
A mixture of 2-triisopropylsilyl-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-iodo-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (2.04 g, 1.94 mmol) obtained in Reference Example 5, thieno[3,2-b]thiophene-2-boronic acid (714 mg, 3.88 mmol), 1,2-dimethoxyethane (49 mL), and 2 M aqueous potassium carbonate (19 mL, 38 mmol) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture was added (AMPHOS) 2 PdCl 2 (69 mg, 97 μmol) under an argon stream, and the mixture was stirred at 100° C. for 37.5 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature, saturated aqueous ammonium chloride solution was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was removed under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform = 10/1 → 5/1 → 2/1) to give 2-triisopropylsilyl-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (1.06 g, 52%) as a yellow solid.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.41 (s, 1H), 7.38 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.27-7.26 (m, 1H), 7.00 (s, 1H), 1.93-1.83 (m, 4H), 1.76-1.69 (m, 2H), 1.64-1.57 (m, 2H), 1.47-1.14 (m, 83H), 0.88-0.84 (m, 12H), 0.72-0.69 (m, 2H).
[参考例7] [Reference example 7]
参考例6で得た2-トリイソプロピルシリル-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(1.30g,1.22mmol)とテトラヒドロフラン(24mL)の混合物に1M テトラブチルアンモニウムフルオリド テトラヒドロフラン溶液(1.5mL,1.5mmol)を加えて室温で22時間撹拌した得られた混合物に水を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=5/1→2/1)で精製し、黄色固体の5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(0.995g,90%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.39(d,J=5.2Hz,1H),7.31(s,2H),7.27-7.26(m,1H),6.70(s,1H),1.89-1.60(m,8H),1.51-1.13(m,60H),0.88-0.84(m,14H),0.74-0.63(m,2H)。
To a mixture of 2-triisopropylsilyl-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (1.30 g, 1.22 mmol) obtained in Reference Example 6 and tetrahydrofuran (24 mL) was added a 1 M solution of tetrabutylammonium fluoride in tetrahydrofuran (1.5 mL, 1.5 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 22 hours. Water was added to the resulting mixture, which was then extracted with ethyl acetate. The combined organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=5/1→2/1) to give a yellow solid of 5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (0.995 g, 90%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.39 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.31 (s, 2H), 7.27-7.26 (m, 1H), 6.70 (s, 1H), 1.89-1.60 (m, 8H), 1.51-1.13 (m, 60H), 0.88-0.84 (m, 14H), 0.74-0.63 (m, 2H).
[参考例8] [Reference example 8]
参考例7で得た5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(300mg,0.330mmol)とテトラヒドロフラン(6.6mL)の混合物に、0℃でN-ブロモスクシンイミド(129mg,0.727mmol)を加えて室温で23時間撹拌した。得られた混合物に飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=5/1→2/1)で精製し、黄色固体の2-ブロモ-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-(5-ブロモ-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル)-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(268mg,76%)。
1H-NMR(C6D6,400MHz)δ7.00(s,1H),6.74(s,1H),6.67(s,1H),2.00-1.80(m,6H),1.69-1.47(m,8H),1.33-1.21(m,54H),0.92-0.89(m,16H)。
To a mixture of 5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (300 mg, 0.330 mmol) obtained in Reference Example 7 and tetrahydrofuran (6.6 mL), N-bromosuccinimide (129 mg, 0.727 mmol) was added at 0°C, and the mixture was stirred at room temperature for 23 hours. A saturated aqueous solution of sodium thiosulfate was added to the resulting mixture, which was then extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=5/1→2/1) to give a yellow solid, 2-bromo-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-(5-bromo-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl)-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (268 mg, 76%).
1 H-NMR (C 6 D 6 , 400MHz) δ7.00 (s, 1H), 6.74 (s, 1H), 6.67 (s, 1H), 2.00-1.80 (m, 6H), 1.69-1.47 (m, 8H), 1.33-1.21 (m, 54H), 0.92-0.89 (m, 16H).
[参考例9] [Reference example 9]
参考例8で得た2-ブロモ-5-(1-デシル-1-ヒドロキシウンデシル)-6-(5-ブロモ-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル)-7,7-ジデシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(114mg,0.107mmol)とジクロロメタン(4.3mL)の混合物を凍結脱気した。この混合物に、アルゴン気流下で1M 四塩化スズ ジクロロメタン溶液(100μL,100μmol)を加えて-15℃で5時間撹拌した。得られた混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えてヘキサンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、赤色固体の(mono-hal-28)を得た(78mg,70%)。
1H-NMR(C6D6,400MHz)δ6.69(s,2H),2.11-2.03(m,8H),1.28-1.08(m,62H),0.91-0.87(m,14H)。
A mixture of 2-bromo-5-(1-decyl-1-hydroxyundecyl)-6-(5-bromo-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl)-7,7-didecyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (114 mg, 0.107 mmol) obtained in Reference Example 8 and dichloromethane (4.3 mL) was freeze-degassed. To this mixture, a 1 M solution of tin tetrachloride in dichloromethane (100 μL, 100 μmol) was added under an argon atmosphere, and the mixture was stirred at −15°C for 5 hours. A saturated aqueous solution of sodium bicarbonate was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with hexane. The combined organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered. The solvent was then distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give (mono-hal-28) as a red solid (78 mg, 70%).
1 H-NMR (C 6 D 6 , 400 MHz) δ6.69 (s, 2H), 2.11-2.03 (m, 8H), 1.28-1.08 (m, 62H), 0.91-0.87 (m, 14H).
[参考例10] [Reference example 10]
参考例9で得た(mono-hal-28)(200mg,0.191mmol)とテトラヒドロフラン(3.8mL)の混合物に、0℃でn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(0.27mL,0.420mmol)を加え、3時間撹拌した。その後、トリメチルすずクロリド(91.3mg,0.458mmol)を加え、室温で22時間撹拌した。反応溶液に水を加えてヘキサンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣を再沈殿(アセトン)で精製し、赤色固体の(mono-Sn-28)を得た(131mg,56%)。
1H-NMR(C6D6,400MHz)δ6.87(s,2H),2.17-2.07(m,8H),1.28-1.23(m,4H),1.07-0.95(m,60H),0.69(t,J=7.0Hz,12H),0.07(s,18H)。
To a mixture of (mono-hal-28) (200 mg, 0.191 mmol) obtained in Reference Example 9 and tetrahydrofuran (3.8 mL), a hexane solution of n-butyllithium (0.27 mL, 0.420 mmol) was added at 0°C and stirred for 3 hours. Then, trimethyltin chloride (91.3 mg, 0.458 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 22 hours. Water was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with hexane. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by reprecipitation (acetone) to give (mono-Sn-28) as a red solid (131 mg, 56%).
1 H-NMR (C 6 D 6 , 400MHz) δ6.87 (s, 2H), 2.17-2.07 (m, 8H), 1.28-1.23 (m, 4H), 1.07-0.95 (m, 60H), 0.69 (t, J=7.0Hz, 12H), 0.07 (s, 18H).
[実施例1] [Example 1]
参考例9で得た(mono-hal-28)(100mg,95.5μmol)と、4,7-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-2,1,3-ベンゾチアジアゾール(37.0mg,68.3μmol)と、塩化トリ(n-オクチルメチル)アンモニウム(PTC)1滴と、トルエン(3.1mL)と、1M炭酸ナトリウム水溶液(0.64mL、0.64mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、Pd2(dba)3・CHCl3(2.0mg,1.9μmol)とトリ(o-トリル)ホスフィン(2.3mg,7.6μmol)を加えて120℃で60時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール、アセトン及びヘキサンを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をn-デカンに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-10)を得た(65.3mg,67%)。
GPC(THF):Mn=10500g/mol、Mw=17800g/mol、PDI=1.69。
GPC(TCB,140℃):Mn=8900g/mol、Mw=30300g/mol、PDI=3.4。
Td3=396℃,Td5=403℃,Td10=417℃。
DSCで相転移点は観測されなかった。
A mixture of (mono-hal-28) (100 mg, 95.5 μmol) obtained in Reference Example 9, 4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole (37.0 mg, 68.3 μmol), one drop of tri(n-octylmethyl)ammonium chloride (PTC), toluene (3.1 mL), and 1 M aqueous sodium carbonate solution (0.64 mL, 0.64 mmol) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture, Pd 2 (dba) 3.CHCl 3 (2.0 mg, 1.9 μmol) and tri(o-tolyl)phosphine (2.3 mg, 7.6 μmol) were added , and the mixture was stirred at 120° C. for 60 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL), and the precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol, acetone, and hexane to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in n-decane. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was filtered by precipitating it in methanol. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C, yielding black solid (3-10) (65.3 mg, 67%).
GPC (THF): Mn=10500g/mol, Mw=17800g/mol, PDI=1.69.
GPC (TCB, 140°C): Mn=8900g/mol, Mw=30300g/mol, PDI=3.4.
T d3 = 396°C, T d5 = 403°C, T d10 = 417°C.
No phase transition point was observed by DSC.
[実施例2] [Example 2]
参考例10で得た(mono-Sn-28)(100mg,82.3μmol)と、4,7-ジブロモ-2,1,3-ベンゾチアジアゾール(24.2mg,82.3μmol)と、テトラリン(2.5mL)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合溶液に、Pd2(dba)3・CHCl3(1.7mg,1.6μmol)とトリ(o-トリル)ホスフィン(2.0mg,6.6μmol)を加えてマイクロウェーブリアクターを用いて180℃で2時間撹拌した。その後、反応溶液に2-(トリブチルスタンニル)チオフェン(0.23mL,276mg,0.74mmol)を加えてマイクロウェーブリアクターを用いて180℃で10分撹拌した。さらに、2-ブロモチオフェン(0.08mL,134mg,0.82mmol)を加えてマイクロウェーブリアクターを用いて180℃で10分撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール、アセトン及びヘキサンを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をクロロホルムに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-10)を得た(60mg,71%)。
GPC(THF):Mn=21000g/mol、Mw=34000g/mol、PDI=1.62。
GPC(TCB,140℃):Mn=7000g/mol、Mw=21000g/mol、PDI=3.0。
Td3=364℃,Td5=381℃,Td10=397℃。
DSCで相転移点は観測されなかった。
A mixture of (mono-Sn-28) (100 mg, 82.3 μmol) obtained in Reference Example 10, 4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole (24.2 mg, 82.3 μmol), and tetralin (2.5 mL) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture, Pd 2 (dba) 3 ·CHCl 3 (1.7 mg, 1.6 μmol) and tri(o-tolyl)phosphine (2.0 mg, 6.6 μmol) were added, and the mixture was stirred at 180°C for 2 hours using a microwave reactor. Thereafter, 2-(tributylstannyl)thiophene (0.23 mL, 276 mg, 0.74 mmol) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at 180°C for 10 minutes using a microwave reactor. Further, 2-bromothiophene (0.08 mL, 134 mg, 0.82 mmol) was added, and the mixture was stirred at 180°C for 10 minutes using a microwave reactor. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL), and the precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol, acetone, and hexane to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in chloroform. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was precipitated in methanol, and the precipitated solid was filtered. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C, yielding a black solid (3-10) (60 mg, 71%).
GPC (THF): Mn=21000g/mol, Mw=34000g/mol, PDI=1.62.
GPC (TCB, 140°C): Mn=7000g/mol, Mw=21000g/mol, PDI=3.0.
T d3 = 364°C, T d5 = 381°C, T d10 = 397°C.
No phase transition point was observed by DSC.
[実施例3]
実施例1で合成した共役系高分子(3-10)の0.5wt%o-DCB溶液をグローブボックス中、窒素雰囲気下で加熱することで有機薄膜の成膜用組成物を調製した。
[Example 3]
A 0.5 wt % o-DCB solution of the conjugated polymer (3-10) synthesized in Example 1 was heated in a glove box under a nitrogen atmosphere to prepare a composition for forming an organic thin film.
室温に冷却後、0.22μmのフィルターで濾過されたことから溶液状態が保持されており成膜に適した化合物であることを確認した。 After cooling to room temperature, the solution was filtered through a 0.22 μm filter, confirming that the compound remained in solution and was suitable for film formation.
次にガラス基板上に下地層としてパリレンCをCVD法により成膜したのち、該パリレンC層にチャネル長100μm、チャネル幅500μmのシャドウマスクを置き、真空下、金を蒸着することでソース電極及びドレイン電極を付設した。上述で調製した溶液をグローブボックス中、窒素雰囲気下でスピンコートした。これを150℃に加熱し、15分間保持することで共役系高分子(3-10)の有機薄膜を作成した。ゲート絶縁膜としてパリレンCをCVD法により成膜したのちに蒸着法で銀電極を作成し、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素子を作成した(ゲート電極は銀、ゲート絶縁層はパリレンC、ソース電極及びドレイン電極は金)。 Next, a Parylene C film was formed on a glass substrate as an underlayer using the CVD method. A shadow mask with a channel length of 100 μm and a channel width of 500 μm was then placed on the Parylene C layer, and gold was evaporated under vacuum to form source and drain electrodes. The solution prepared above was spin-coated in a glove box under a nitrogen atmosphere. This was heated to 150°C and held for 15 minutes to create an organic thin film of conjugated polymer (3-10). A Parylene C film was then formed as a gate insulating film using the CVD method, and a silver electrode was then formed by evaporation, resulting in a top-gate-bottom-contact organic thin-film transistor device (the gate electrode was silver, the gate insulating layer was Parylene C, and the source and drain electrodes were gold).
大気下、該有機薄膜トランジスタ素子を半導体パラメーターアナライザー(ケースレー製、4200A-SCS型)に接続し、ドレイン電圧(Vd=-100V)で、ゲート電圧(Vg)を+10~-100Vまで1V刻みで走査し、伝達特性を評価した。該有機薄膜トランジスタ素子はp型特性を示し、その正孔のキャリア移動度は0.046cm2/Vsであった。さらに150℃で15分間アニール処理したのちの正孔のキャリア移動度は0.043cm2/Vsであった。このことから熱処理後もキャリア移動度が低下しないことを確認した。 The organic thin-film transistor element was connected to a semiconductor parameter analyzer (Keithley, 4200A-SCS model) in air, and the gate voltage (Vg) was scanned in 1 V increments from +10 to -100 V at a drain voltage (Vd = -100 V) to evaluate the transfer characteristics. The organic thin-film transistor element exhibited p-type characteristics, and the hole carrier mobility was 0.046 cm 2 /Vs. Furthermore, after annealing at 150°C for 15 minutes, the hole carrier mobility was 0.043 cm 2 /Vs. This confirmed that the carrier mobility did not decrease even after heat treatment.
[実施例4]
ソース電極及びドレイン電極を、ペンタフルオロベンゼンチオールを用いて表面処理した以外は実施例3と同じ操作を繰り返した。得られた有機薄膜トランジスタ素子はp型特性を示し、その正孔のキャリア移動度は0.078cm2/Vsであった。さらに150℃で15分間アニール処理したのちの正孔のキャリア移動度は0.074cm2/Vsであった。このことから熱処理後もキャリア移動度が低下しないことを確認した。
[Example 4]
The same operation as in Example 3 was repeated, except that the source electrode and drain electrode were surface-treated with pentafluorobenzenethiol. The obtained organic thin-film transistor element exhibited p-type characteristics, and its hole carrier mobility was 0.078 cm 2 /Vs. Furthermore, after annealing treatment at 150°C for 15 minutes, the hole carrier mobility was 0.074 cm 2 /Vs. This confirmed that the carrier mobility did not decrease even after heat treatment.
[実施例5]
実施例2で合成した共役系高分子(3-10)を用いた以外は実施例3と同じ操作を繰り返した。得られた有機薄膜トランジスタ素子はp型特性を示し、その正孔のキャリア移動度は0.077cm2/Vsであった。さらに150℃で15分間アニール処理したのちの正孔のキャリア移動度は0.075cm2/Vsであった。このことから熱処理後もキャリア移動度が低下しないことを確認した。
[Example 5]
The same procedure as in Example 3 was repeated, except that the conjugated polymer (3-10) synthesized in Example 2 was used. The obtained organic thin-film transistor device exhibited p-type characteristics, and its hole carrier mobility was 0.077 cm 2 /Vs. Furthermore, after annealing at 150°C for 15 minutes, the hole carrier mobility was 0.075 cm 2 /Vs. This confirmed that the carrier mobility did not decrease even after heat treatment.
[実施例6]
実施例1で合成した共役系高分子(3-10)の0.5wt%o-DCB溶液をグローブボックス中、窒素雰囲気下で加熱することで有機薄膜の成膜用組成物を調製した。次にガラス基板上に下地層としてパリレンCをCVD法により成膜したのち、上述で調製した溶液をグローブボックス中、窒素雰囲気下でスピンコートした。これを150℃に加熱し、15分間保持することで共役系高分子(3-10)の有機薄膜を作成した。得られた有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.26ev.であり、大気安定性が高いことが確認できた。
[Example 6]
A 0.5 wt % o-DCB solution of the conjugated polymer (3-10) synthesized in Example 1 was heated in a glove box under a nitrogen atmosphere to prepare a composition for forming an organic thin film. Next, a film of parylene C was formed as an underlayer on a glass substrate by CVD, and then the solution prepared above was spin-coated in a glove box under a nitrogen atmosphere. This was heated to 150°C and held for 15 minutes to produce an organic thin film of the conjugated polymer (3-10). The ionization potential of the resulting organic thin film was 5.26 eV, confirming its high atmospheric stability.
[実施例7]
実施例2で合成した共役系高分子(3-10)を用いた以外は実施例6と同じ操作を繰り返した。得られた有機薄膜のイオン化ポテンシャルは5.15ev.であり、大気安定性が高いことが確認できた。
[Example 7]
The same procedure as in Example 6 was repeated, except that the conjugated polymer (3-10) synthesized in Example 2 was used. The ionization potential of the obtained organic thin film was 5.15 eV, confirming high atmospheric stability.
[参考例11] [Reference example 11]
7-トリデカノン(2.00,g,10.0mmol)とテトラヒドロフラン(20mL)の混合物に、0℃でエチニルマグネシウムブロミド(30.0mL,15.0mmol)を滴下して室温で19時間撹拌した。得られた混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えてジエチルエーテルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去することで淡黄色液体の11-エチニル-ヘンエイコサン-11-オール(1.51g)を得た。 Ethynylmagnesium bromide (30.0 mL, 15.0 mmol) was added dropwise to a mixture of 7-tridecanone (2.00 g, 10.0 mmol) and tetrahydrofuran (20 mL) at 0°C, and the mixture was stirred at room temperature for 19 hours. A saturated aqueous solution of ammonium chloride was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with diethyl ether. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered. The solvent was then distilled off under reduced pressure to obtain 11-ethynyl-heneicosan-11-ol (1.51 g) as a pale yellow liquid.
参考例2で得た2-ブロモ-5-トリイソプロピルシリルチエノ[3,2-b]チオフェン(2.30g,6.12mmol)と、7-エチニル-トリデカン-7-オール(1.51g,6.73mmol)と、トリエチルアミン(123mL)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、アルゴン気流下でヨウ化銅(I)(116mg,612μmol)及びPd(PPh3)4(354mg,306μmol)を加えて100℃で65時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちに飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン→ヘキサン/クロロホルム=1/1)で精製することで黄色液体の7-(5-トリイソプロピルシリル-チエノ[2,3-d]チオフェン-2-イルエチニル)-トリデカン-7-オールを得た(2.80g,88%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.31(s,1H),7.28(s,1H),2.03(s,1H),1.76-1.71(m,4H),1.58-1.51(m,4H),1.40-1.26(m,15H),1.12(d,J=7.4Hz,18H),0.91-0.88(m,6H)。
A mixture of 2-bromo-5-triisopropylsilylthieno[3,2-b]thiophene (2.30 g, 6.12 mmol) obtained in Reference Example 2, 7-ethynyl-tridecan-7-ol (1.51 g, 6.73 mmol), and triethylamine (123 mL) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture, copper(I) iodide (116 mg, 612 μmol) and Pd(PPh 3 ) 4 (354 mg, 306 μmol) were added under an argon stream, and the mixture was stirred at 100°C for 65 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature, and then saturated aqueous ammonium chloride solution was added, followed by extraction with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane → hexane/chloroform = 1/1) to give a yellow liquid of 7-(5-triisopropylsilyl-thieno[2,3-d]thiophen-2-ylethynyl)-tridecan-7-ol (2.80 g, 88%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.31 (s, 1H), 7.28 (s, 1H), 2.03 (s, 1H), 1.76-1.71 (m, 4H), 1.58- 1.51 (m, 4H), 1.40-1.26 (m, 15H), 1.12 (d, J=7.4Hz, 18H), 0.91-0.88 (m, 6H).
[参考例12] [Reference example 12]
参考例11で得た7-(5-トリイソプロピルシリル-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イルエチニル)-トリデカン-7-オール(2.65g,5.11mmol)とジクロロメタン(103mL)の混合物に、-15℃でヨウ素(1.94g,7.66mmol)を加えて-15℃で5時間撹拌した。得られた混合物に飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、赤褐色液体の2-トリイソプロピルシリル-5,6-ジヨード-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェンを得た(3.21g,83%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.40(s,1H),1.95-1.85(m,2H),1.68-1.61(m,2H),1.43-1.11(m,31H),0.90-0.75(m,10H),0.61-0.52(m,2H)。
To a mixture of 7-(5-triisopropylsilyl-thieno[3,2-b]thiophen-2-ylethynyl)-tridecan-7-ol (2.65 g, 5.11 mmol) obtained in Reference Example 11 and dichloromethane (103 mL) was added iodine (1.94 g, 7.66 mmol) at −15° C., and the mixture was stirred at −15° C. for 5 hours. A saturated aqueous solution of sodium thiosulfate was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give 2-triisopropylsilyl-5,6-diiodo-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (3.21 g, 83%) as a reddish-brown liquid.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.40 (s, 1H), 1.95-1.85 (m, 2H), 1.68-1.61 (m, 2H), 1.43-1.11 (m, 31H), 0.90-0.75 (m, 10H), 0.61-0.52 (m, 2H).
[参考例13] [Reference example 13]
参考例12で得た2-トリイソプロピルシリル-5,6-ジヨード-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[2,3-d]チオフェン(3.06g,4.06mmol)とテトラヒドロフラン(41mL)の混合物に、-78℃でn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(2.60mL,4.06mmol)を加え、1.5時間撹拌した。その後、7-トリデカノン(966mg,4.87mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。得られた混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=9/1)で精製することで褐色液体の2-トリイソプロピルシリル-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-ヨード-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェンを得た(2.04mg,61%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.37(s,1H),2.40-2.33(m,2H),2.04(s,1H),1.85-1.77(m,2H),1.70-1.58(m,4H),1.46-1.09(m,49H),0.90-0.75(m,14H),0.52-0.48(m,2H)。
To a mixture of 2-triisopropylsilyl-5,6-diiodo-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[2,3-d]thiophene (3.06 g, 4.06 mmol) obtained in Reference Example 12 and tetrahydrofuran (41 mL), a hexane solution of n-butyllithium (2.60 mL, 4.06 mmol) was added at −78° C., and the mixture was stirred for 1.5 hours. Thereafter, 7-tridecanone (966 mg, 4.87 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. A saturated aqueous solution of ammonium chloride was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=9/1) to give 2-triisopropylsilyl-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-iodo-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (2.04 mg, 61%) as a brown liquid.
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.37 (s, 1H), 2.40-2.33 (m, 2H), 2.04 (s, 1H), 1.85-1.77 (m, 2H), 1 70-1.58 (m, 4H), 1.46-1.09 (m, 49H), 0.90-0.75 (m, 14H), 0.52-0.48 (m, 2H).
[参考例14] [Reference example 14]
参考例13で得た2-トリイソプロピルシリル-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-ヨード-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェン(1.57g,1.90mmol)と、チエノ[3,2-b]チオフェン-2-ボロン酸(699mg,3.80mmol)と、1,2-ジメトキシエタン(47mL)と、2M炭酸カリウム水溶液(19mL,38mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、アルゴン気流下で(AMPHOS)2PdCl2(67.3mg,95.0μmol)を加えて100℃で72時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちに飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=4/1→1/1)で精製し、黄色個体の2-トリイソプロピルシリル-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェンを得た(1.34g,84%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.41(s,1H),7.38(d,J=5.2Hz,1H),7.27-7.26(m,1H),7.00(s,1H),2.15(s,1H),1.94-1.84(m,4H),1.76-1.69(m,2H),1.65-1.58(m,2H),1.48-1.14(m,50H),0.85-0.77(m,12H),0.75-0.68(m,3H)。
A mixture of 2-triisopropylsilyl-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-iodo-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (1.57 g, 1.90 mmol) obtained in Reference Example 13, thieno[3,2-b]thiophene-2-boronic acid (699 mg, 3.80 mmol), 1,2-dimethoxyethane (47 mL), and 2 M aqueous potassium carbonate (19 mL, 38 mmol) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture was added (AMPHOS) 2 PdCl 2 (67.3 mg, 95.0 μmol) under an argon stream, and the mixture was stirred at 100° C. for 72 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature, saturated aqueous ammonium chloride solution was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The combined organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was removed by distillation under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform = 4/1 → 1/1) to give a yellow solid, 2-triisopropylsilyl-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (1.34 g, 84%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.41 (s, 1H), 7.38 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.27-7.26 (m, 1H), 7.00 (s, 1H), 2.15 (s, 1H), 1.94-1.84 ( m, 4H), 1.76-1.69 (m, 2H), 1.65-1.58 (m, 2H), 1.48-1.14 (m, 50H), 0.85-0.77 (m, 12H), 0.75-0.68 (m, 3H).
[参考例15] [Reference example 15]
参考例14で得た2-トリイソプロピルシリル-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェン(1.42g,1.70mmol)とテトラヒドロフラン(34mL)の混合物に1M テトラブチルアンモニウムフルオリド テトラヒドロフラン溶液(2.2mL,2.2mmol)を加えて室温で17時間撹拌した得られた混合物に水を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=7/3)で精製し、黄褐色液体の5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェンを得た(0.995g,90%)。
1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ7.39(d,J=5.2Hz,1H),7.31(s,2H),7.27(d,J=5.2Hz,1H),7.00(s,1H),2.14(s,1H),1.92-1.71(m,6H),1.65-1.55(m,2H),1.49-1.44(m,2H),1.33-1.13(m,28H),0.85-0.78(m,12H),0.69-0.66(m,2H)。
To a mixture of 2-triisopropylsilyl-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (1.42 g, 1.70 mmol) obtained in Reference Example 14 and tetrahydrofuran (34 mL) was added a 1 M solution of tetrabutylammonium fluoride in tetrahydrofuran (2.2 mL, 2.2 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 17 hours. Water was added to the resulting mixture, which was then extracted with ethyl acetate. The combined organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=7/3) to give a yellow-brown liquid of 5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (0.995 g, 90%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 400MHz) δ7.39 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.31 (s, 2H), 7.27 (d, J=5.2Hz, 1H), 7.00 (s, 1H), 2.14 (s, 1H), 1.92-1.71 (m, 6H), 1.65-1.55 (m, 2H), 1.49-1.44 (m, 2H), 1.33-1.13 (m, 28H), 0.85-0.78 (m, 12H), 0.69-0.66 (m, 2H).
[参考例16] [Reference example 16]
参考例15で得た5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェン(1.02g,1.51mmol)とテトラヒドロフラン(31mL)の混合物に、0℃でN-ブロモスクシンイミド(591mg,3.32mmol)を加えて室温で15時間撹拌した。得られた混合物に飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて酢酸エチルで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=85/15→1/1)で精製し、黄色固体の2-ブロモ-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-(5-ブロモ-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル)-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェン。
1H-NMR(C6D6,400MHz)δ7.04(s,1H),6.81(s,1H),6.71(s,1H),2.04-1.83(m,6H),1.72-1.54(m,8H),1.40-1.18(m,26H),0.99-0.88(m,12H)。
To a mixture of 5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (1.02 g, 1.51 mmol) obtained in Reference Example 15 and tetrahydrofuran (31 mL), N-bromosuccinimide (591 mg, 3.32 mmol) was added at 0°C, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. A saturated aqueous solution of sodium thiosulfate was added to the resulting mixture, which was then extracted with ethyl acetate. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane/chloroform=85/15→1/1) to obtain a yellow solid, 2-bromo-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-(5-bromo-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl)-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene.
1 H-NMR (C 6 D 6 , 400MHz) δ 7.04 (s, 1H), 6.81 (s, 1H), 6.71 (s, 1H), 2.04-1.83 (m, 6H), 1.72-1.54 (m, 8H), 1.40-1.18 (m, 26H), 0.99-0.88 (m, 12H).
[参考例17] [Reference example 17]
参考例16で得た2-ブロモ-5-(1-ヘキシル-1-ヒドロキシへプシル)-6-(5-ブロモ-チエノ[3,2-b]チオフェン-2-イル)-7,7-ジヘキシル-7H-シクロペンタ[b]チエノ[3,2-b]チオフェン(100mg,119μmol)とジクロロメタン(4.8mL)の混合物を凍結脱気した。この混合物に、アルゴン気流下で1M 四塩化スズ ジクロロメタン溶液(130μL,130μmol)を加えて-15℃で1時間撹拌した。得られた混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えてヘキサンで抽出した。集めた有機層を水と飽和食塩水で洗浄したのちに無水硫酸マグネシウムで乾燥してろ別し、減圧下で溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製し、赤色固体の(mono-hal-16)を得た(85mg,87%)。
1H-NMR(C6D6,400MHz)δ6.67(s,2H),2.09-1.98(m,8H),1.28-1.03(m,32H),0.79-0.75(m,12H)。
A mixture of 2-bromo-5-(1-hexyl-1-hydroxyheptyl)-6-(5-bromo-thieno[3,2-b]thiophen-2-yl)-7,7-dihexyl-7H-cyclopenta[b]thieno[3,2-b]thiophene (100 mg, 119 μmol) obtained in Reference Example 16 and dichloromethane (4.8 mL) was freeze-degassed. To this mixture, a 1 M solution of tin tetrachloride in dichloromethane (130 μL, 130 μmol) was added under an argon atmosphere, and the mixture was stirred at −15° C. for 1 hour. A saturated aqueous solution of sodium bicarbonate was added to the resulting mixture, and the mixture was extracted with hexane. The collected organic layer was washed with water and saturated brine, then dried over anhydrous magnesium sulfate and filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel column chromatography (hexane) to give (mono-hal-16) as a red solid (85 mg, 87%).
1 H-NMR (C 6 D 6 , 400 MHz) δ6.67 (s, 2H), 2.09-1.98 (m, 8H), 1.28-1.03 (m, 32H), 0.79-0.75 (m, 12H).
[実施例8] [Example 8]
参考例9で得た(mono-hal-28)(100mg,95.5μmol)と、2,5-ビス(2-オクチルドデシル)-3,6-ビス[5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)チオフェン-2-イル]ピロロ[3,4-c]ピロール-1,4(2H,5H)-ジオン(106mg,95.5μmol)と、テトラヒドロフラン(1.9mL)と、2M炭酸カリウム水溶液(1.0mL、2.0mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、ビス(トリ-t-ブチルホスフィン)パラジウム(0)(2.4mg,4.8μmol)を加えて80℃で62時間撹拌した。その後、反応溶液に2-チオフェンボロン酸(110mg,860μmol)を加えて80℃で4時間撹拌した。さらに、2-ブロモチオフェン(92μL,950μmol)を加えて80℃で4時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール、アセトン及びヘキサンを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をクロロホルムに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-650)を得た(105mg,63%)。
GPC(THF):Mn=24400g/mol、Mw=41500g/mol、PDI=1.70。
A mixture of (mono-hal-28) (100 mg, 95.5 μmol) obtained in Reference Example 9, 2,5-bis(2-octyldodecyl)-3,6-bis[5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)thiophen-2-yl]pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (106 mg, 95.5 μmol), tetrahydrofuran (1.9 mL), and 2 M aqueous potassium carbonate solution (1.0 mL, 2.0 mmol) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture was added bis(tri-t-butylphosphine)palladium(0) (2.4 mg, 4.8 μmol), and the mixture was stirred at 80° C. for 62 hours. Subsequently, 2-thiopheneboronic acid (110 mg, 860 μmol) was added to the reaction solution and stirred at 80°C for 4 hours. Furthermore, 2-bromothiophene (92 μL, 950 μmol) was added and stirred at 80°C for 4 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL). The precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol, acetone, and hexane to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in chloroform. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was filtered by precipitation in methanol. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C to obtain a black solid (3-650) (105 mg, 63%).
GPC (THF): Mn=24400g/mol, Mw=41500g/mol, PDI=1.70.
[実施例9] [Example 9]
参考例17で得た(mono-hal-16)(100mg,121μmol)と、4,7-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-2,1,3-ベンゾチアジアゾール(47.0mg,121μmol)と、塩化トリ(n-オクチルメチル)アンモニウム(PTC)1滴と、トルエン(3.9mL)と、1M炭酸ナトリウム水溶液(0.81mL、0.81mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、Pd2(dba)3・CHCl3(2.5mg,2.4μmol)とトリ(o-トリル)ホスフィン(2.9mg,9.7μmol)を加えて120℃で64時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール、アセトン及びヘキサンを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をクロロホルムに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-166)を得た(47mg,49%)。
GPC(THF):Mn=5200g/mol、Mw=11800g/mol、PDI=2.27。
A mixture of (mono-hal-16) (100 mg, 121 μmol) obtained in Reference Example 17, 4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazole (47.0 mg, 121 μmol), one drop of tri(n-octylmethyl)ammonium chloride (PTC), toluene (3.9 mL), and 1 M aqueous sodium carbonate solution (0.81 mL, 0.81 mmol) was bubbled with argon for 30 minutes. To this mixture, Pd 2 (dba) 3.CHCl 3 (2.5 mg, 2.4 μmol) and tri(o-tolyl)phosphine (2.9 mg, 9.7 μmol) were added , and the mixture was stirred at 120° C. for 64 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL), and the precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol, acetone, and hexane to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in chloroform. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was filtered by precipitating it in methanol. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C to obtain (3-166) as a black solid (47 mg, 49%).
GPC (THF): Mn=5200g/mol, Mw=11800g/mol, PDI=2.27.
[実施例10] [Example 10]
参考例17で得た(mono-hal-16)(100mg,121μmol)と、2,5-ビス(2-オクチルドデシル)-3,6-ビス[5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)チオフェン-2-イル]ピロロ[3,4-c]ピロール-1,4(2H,5H)-ジオン(135mg,121μmol)と、塩化トリ(n-オクチルメチル)アンモニウム(PTC)1滴と、トルエン(3.9mL)と、1M炭酸ナトリウム水溶液(0.81mL、0.81mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、Pd2(dba)3・CHCl3(2.5mg,2.4μmol)とトリ(o-トリル)ホスフィン(2.9mg,9.7μmol)を加えて120℃で66時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール、アセトン及びヘキサンを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をクロロホルムに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-646)を得た(12mg,7%)。
GPC(THF):Mn=14800g/mol、Mw=30000g/mol、PDI=2.03。
A mixture of (mono-hal-16) (100 mg, 121 μmol) obtained in Reference Example 17, 2,5-bis(2-octyldodecyl)-3,6-bis[5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)thiophen-2-yl]pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (135 mg, 121 μmol), one drop of tri(n-octylmethyl)ammonium chloride (PTC), toluene (3.9 mL), and 1 M aqueous sodium carbonate solution (0.81 mL, 0.81 mmol) was subjected to argon bubbling for 30 minutes. To this mixture, Pd 2 (dba) 3 ·CHCl 3 (2.5 mg, 2.4 μmol) and tri(o-tolyl)phosphine (2.9 mg, 9.7 μmol) were added, and the mixture was stirred at 120°C for 66 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL). The precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol, acetone, and hexane to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in chloroform. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was filtered by precipitation in methanol. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C to obtain a black solid (3-646) (12 mg, 7%).
GPC (THF): Mn=14800g/mol, Mw=30000g/mol, PDI=2.03.
[実施例11] [Example 11]
参考例17で得た(mono-hal-16)(100mg,121μmol)と、2,5-ビス(2-デシルテトラデシル)-3,6-ビス[5-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)チオフェン-2-イル]ピロロ[3,4-c]ピロール-1,4(2H,5H)-ジオン(148mg,121μmol)と、塩化トリ(n-オクチルメチル)アンモニウム(PTC)1滴と、トルエン(3.9mL)と、1M炭酸ナトリウム水溶液(0.81mL、0.81mmol)との混合物を30分間アルゴンバブリングした。この混合物に、Pd2(dba)3・CHCl3(2.5mg,2.4μmol)とトリ(o-トリル)ホスフィン(2.9mg,9.7μmol)を加えて120℃で65時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷やしたのちにメタノール/濃塩酸の混合溶液(150mL/15mL)に沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノール及びアセトン及びを用いてソックスレー抽出にてこれらの溶媒に可溶な成分を除去した。さらに、フィルターの残渣をヘキサンに溶解させた。得られた混合物を減圧下で濃縮し、メタノールに沈殿させることで析出した固体をろ過した。得られた固体をメタノールで洗浄したのちに90℃で減圧乾燥することで黒色固体の(3-666)を得た(78mg,40%)。
GPC(THF):Mn=5500g/mol、Mw=8400g/mol、PDI=1.53
A mixture of (mono-hal-16) (100 mg, 121 μmol) obtained in Reference Example 17, 2,5-bis(2-decyltetradecyl)-3,6-bis[5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)thiophen-2-yl]pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4(2H,5H)-dione (148 mg, 121 μmol), one drop of tri(n-octylmethyl)ammonium chloride (PTC), toluene (3.9 mL), and 1 M aqueous sodium carbonate solution (0.81 mL, 0.81 mmol) was subjected to argon bubbling for 30 minutes. To this mixture, Pd 2 (dba) 3 ·CHCl 3 (2.5 mg, 2.4 μmol) and tri(o-tolyl)phosphine (2.9 mg, 9.7 μmol) were added, and the mixture was stirred at 120°C for 65 hours. The resulting mixture was cooled to room temperature and then precipitated in a mixed solution of methanol and concentrated hydrochloric acid (150 mL/15 mL). The precipitated solid was filtered. The resulting solid was subjected to Soxhlet extraction using methanol and acetone to remove components soluble in these solvents. The residue on the filter was then dissolved in hexane. The resulting mixture was concentrated under reduced pressure, and the precipitated solid was filtered. The resulting solid was washed with methanol and then dried under reduced pressure at 90°C to obtain (3-666) as a black solid (78 mg, 40%).
GPC (THF): Mn=5500g/mol, Mw=8400g/mol, PDI=1.53
[比較例1]
ポリ2,5-ビス(3-テトラデシルチオフェン-2-イル)チエノ3,2-bチオフェン(シグマ-アルドリッチ)を用いた以外は実施例5と同じ操作を繰り返した。得られた有機薄膜のイオン化ポテンシャルは4.93ev.であり、大気安定性に劣ることが確認できた。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 5 was repeated, except that poly2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2-yl)thieno-3,2-b-thiophene (Sigma-Aldrich) was used. The ionization potential of the obtained organic thin film was 4.93 eV, and it was confirmed that the film had poor atmospheric stability.
本実施形態により提供される共役系高分子は、高いキャリア移動度を与えるとともに溶媒への溶解性及び耐熱性に優れることから、有機薄膜トランジスタ素子及び有機薄膜太陽電池等に代表される半導体デバイス材料としての適用が期待される。 The conjugated polymer provided by this embodiment provides high carrier mobility and has excellent solubility in solvents and heat resistance, and is therefore expected to be used as a semiconductor device material, such as an organic thin-film transistor element or an organic thin-film solar cell.
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
1 organic semiconductor layer 2 substrate 3 gate electrode 4 gate insulating layer 5 source electrode 6 drain electrode
Claims (17)
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子。
A conjugated polymer comprising a structural unit represented by the following general formula (2):
R1とR2とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよく、
R3及びR4が各々独立に炭素数1~34のアルキル基であり、
R3とR4とが一体となってそれらが結合する炭素原子とともに環を形成してもよく、
R5及びR6が各々独立に水素原子、炭素数1~34のアルキル基又はフッ素原子であり、
J1、J2、J3及びJ4が各々独立に酸素原子、硫黄原子又はセレン原子である、請求項1又は2に記載の共役系高分子。 R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms;
R 1 and R 2 may be joined together to form a ring together with the carbon atoms to which they are attached;
R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms;
R3 and R4 may be joined together to form a ring together with the carbon atoms to which they are attached;
R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 34 carbon atoms, or a fluorine atom;
3. The conjugated polymer according to claim 1, wherein J1 , J2 , J3 , and J4 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
J1、J2、J3及びJ4が硫黄原子である、請求項1~3のいずれか一項に記載の共役系高分子。 R5 and R6 are hydrogen atoms;
4. The conjugated polymer according to claim 1, wherein J 1 , J 2 , J 3 and J 4 are sulfur atoms.
R7が炭素数6~50のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子からなる群から選択される一つの基であり、
R8、R9、R10及びR11が各々独立に炭素数6~50のアルキル基又は水素原子であり、R12及びR13が各々独立に炭素数6~50のアルキル基である、請求項5に記載の共役系高分子。 A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and A 5 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms;
R 7 is a group selected from the group consisting of an alkoxy group having 6 to 50 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom;
6. The conjugated polymer according to claim 5, wherein R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms or a hydrogen atom, and R 12 and R 13 each independently represent an alkyl group having 6 to 50 carbon atoms.
A3が酸素原子又は炭素数6~34のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、
A4が酸素原子、硫黄原子又はセレン原子であり、
A5が酸素原子、硫黄原子、セレン原子又は炭素数6~34のアルキル基で置換されていてもよい窒素原子であり、
R7が炭素数6~34のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子からなる群から選択される一つの基であり、
R8、R9、R10及びR11が各々独立に炭素数6~34のアルキル基又は水素原子であり、
R12及びR13が各々独立に炭素数6~34のアルキル基である、請求項5又は6に記載の共役系高分子。 A 1 and A 2 are sulfur atoms;
A3 is an oxygen atom or a nitrogen atom optionally substituted with an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms,
A4 is an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom,
A5 is an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a nitrogen atom which may be substituted with an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms;
R 7 is a group selected from the group consisting of an alkoxy group having 6 to 34 carbon atoms, a fluorine atom, or a hydrogen atom;
R 8 , R 9 , R 10 and R 11 each independently represent an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms or a hydrogen atom;
7. The conjugated polymer according to claim 5, wherein R 12 and R 13 each independently represent an alkyl group having 6 to 34 carbon atoms.
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-B)で表されるモノマーを反応させることを含む、
下記一般式(1)で表される構造単位と、
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
The method includes reacting a monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -B) in the presence of a transition metal catalyst:
A structural unit represented by the following general formula (1),
and a structural unit represented by the following general formula (2):
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-Sn)で表されるモノマーを反応させることを含む、
下記一般式(1)で表される構造単位と、
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
The method comprises reacting a monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -Sn) in the presence of a transition metal catalyst:
A structural unit represented by the following general formula (1),
and a structural unit represented by the following general formula (2):
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-hal)で表されるモノマーを反応させることを含む、
下記一般式(1)で表される構造単位と、
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
The method comprises reacting a monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -hal) in the presence of a transition metal catalyst:
A structural unit represented by the following general formula (1),
and a structural unit represented by the following general formula (2):
遷移金属触媒存在下、下記一般式(mono-X1-hal)で表されるモノマーを反応させることを含む、
下記一般式(1)で表される構造単位と、
下記一般式(2)で表される構造単位とから構成される、共役系高分子の製造方法。
The method comprises reacting a monomer represented by the following general formula (mono-X 1 -hal) in the presence of a transition metal catalyst:
A structural unit represented by the following general formula (1),
and a structural unit represented by the following general formula (2):
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