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JPH0674244B2 - 新規なtcnq錯体 - Google Patents
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JPH0674244B2 - 新規なtcnq錯体 - Google Patents

新規なtcnq錯体

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Publication number
JPH0674244B2
JPH0674244B2 JP60280430A JP28043085A JPH0674244B2 JP H0674244 B2 JPH0674244 B2 JP H0674244B2 JP 60280430 A JP60280430 A JP 60280430A JP 28043085 A JP28043085 A JP 28043085A JP H0674244 B2 JPH0674244 B2 JP H0674244B2
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JP
Japan
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tcnq
complex
salt
cation
acetonitrile
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JP60280430A
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幹晃 田中
文良 浦野
正明 中畑
守 名古屋
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Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
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Wako Pure Chemical Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性材料等として有用な新規な構造のTCNQ
(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)錯体に関す
る。
〔発明の背景〕
TCNQ錯体は、有機半導体として知られる電荷移動型錯化
合物であり、その構成成分であるTCNQが電子を受け入れ
やすく、陽イオンと極めて安定なラジカル塩を作り、TC
NQ自身が独自に積み重なるという構造的特徴を有するこ
とに起因して高導電性を示す。
TCNQ錯体は、軽量、電導の異方性、溶融性、フィルム形
成性、加工及び成形の容易さ等、有機化合物のもつ特徴
的性質を金属として活かすことができる有利な点を有
し、このため、高機能導電性分子膜、非線形光学材料、
帯電防止剤、分子素子、生物素子への応用、電子機能を
もつ高秩序分子集合体の設計に、或は電解コンデンサや
電池の固体電解質等、様々な有機半導体分野に、その利
用が大いに期待されている化合物である。
TCNQ錯体に関しては、これまでに多数の含窒素複素環化
合物カチオンTCNQ錯体が合成されているが、それらはい
ずれも下記二つの方法のいずれかで製造されたものばか
りである。即ち、その一つはヨードイオンI-の還元性を
利用し合窒素複素環化合物カチオンアイオダイドD+I-
中性TCNQとを例えばアセトニトリル、ジクロルメタン等
適当な溶媒の存在下反応させる方法であり、他の一つ
は、同カチオンD+のハロゲン化物とTCNQのLi塩とをメタ
ノール等の溶媒中で反応させて なる単塩を得、これにアセトニトリル等の溶媒中、中性
TCNQをドーピングさせる方法である。
しかしながら、これら従来から行われている自体公知の
方法では、用いた溶媒中での最も安定した構造のTCNQ錯
体しか得られず、従って、その構成成分である含窒素複
素環化合物のカチオン(D+)とTCNQアニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)との構成比は用いた含窒素複素環
化合物と用いた溶媒とにより自から定まり、目的に応じ
て種々の錯体構成比のTCNQ錯体を製造するというような
ことは到底不可能であり、従って、通常の方法により得
られる錯体構成比以外の特殊な錯体構成比を有するTCNQ
錯体は、これまでに全く存在しなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、各種半導体分野に於て新たな可能性が期待し
得る、特殊な錯体構成比を有有する新規なTCNQ錯体を提
供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、下記〜からなる群より選ばれた1種又は
2種以上の含窒素複素環化合物のカチオン(D+)と7,7,
8,8−テトラシアノキノジメタンアニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)とからなる、式 (式中、mは0<m<1又は1<m≦3.5なる数を表わ
す。但し、D+がN−n−プロピルキノリニウムカチオン
の場合にはm=0.9のときは除く。) で示されるTCNQ錯体。
即ち、本発明者らは、含窒素複素環化合物(D+)とTCNQ
アニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)とからなるTCNQ錯体 に於て従来法では得られない。mの値を種々変えた、種
々の錯体構成比を有するTCNQ錯体を得るべく鋭意研究を
重ねた結果、下記(i)〜(v)に記載のいずれかの組
合せからなる混合物を無溶媒下加熱融解反応させること
により目的を達成し得ることを見出し本発明を完成する
に到った。
(i)含窒素複素環化合物のカチオン(D+)と7,7,8,8
−テトラシアノキノジメタンアニオンラジカル とからなるTCNQ単塩 の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上と、TCNQ
(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)。
(ii)含窒素複素環化合物のカチオン(D+)と7,7,8,8
−テトラシアノキノジメタンアニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)とからなるTCNQ錯塩 の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上と、TCN
Q。
(iii)TCNQ単塩 の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上と、TCNQ
錯塩 の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上と、TCN
Q。
(iv)TCNQ錯塩 の互いに異なっていてもよい2種以上。
(v)TCNQ単塩 の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上と、TCNQ
錯塩の1種又は互いに異なっていてもよい2種以上。
本発明の新規TCNQ錯体は、 で表わされるTCNQ錯体の製法として通常行なわれている
自体公知の方法、即ち、ヨードイオンI-の還元性を利用
し含窒素複素環化合物カチオンアイオダイドD+I-と中性
TCNQとを例えばアセトニトリル、ジクロルメタン等適当
な溶媒の存在下反応させる方法、或は、同カチオンD+
ハロゲン化物とTCNQのLi塩とをメタノール等の溶媒中で
反応させて なる単塩を得、これにアセトニトリル等の溶媒中、中性
TCNQをドーピングさせる方等によっては、中性TCNQの量
をいかに増量、或は減量したとしても、これを得ること
は到底不可能である。
本発明の新規TCNQ錯体の具体例を挙げると例えば下記の
如くなる。
(0<n<1(但し、n≠0.9)又は 1<n≦3.5) (0<n<1又は1<n≦3.5) (0<n<1又は1<n≦3.5) (0<n<1又は1<n≦3.5) (0<n<1又は1<n≦3.5) 本発明の新規TCNQ錯体の製造に用いられるTCNQ単塩は含
窒素複素環化合物カチオンのハロゲン化物とTCNQのLi塩
とをメタノール等の溶媒中で加熱反応させることにより
容易に得られるから、このようにして得られたものを用
いることで足りる。
また、本発明の新規TCNQ錯体の製造に用いられるTCNQ錯
体は、ヨードイオンI-の還元性を利用し含窒素複素環化
合物カチオンアイオダイドD+I-と中性TCNQをモル比3:4
で反応させる方法、或は同カチオンD+のハロゲン化物と
TCNQのLi塩とを反応させて を得、これに中性TCNQをドーピングさせる方法等、自体
公知の方法により合成したものが例外なく用いられる。
前記(i)から(v)に記載のいずれかの組合せからな
る混合物を加熱融解反応させる本発明の新規TCNQ錯体の
製造法によれば例えば式 で示されるTCNQ錯体に於てmが0<m≦3.5の範囲の任
意の値のものを任意に製造することができる。
即ち、例えば、1<m≦3.5のものが欲しい場合には通
常前記(i),(ii)又は(iii)の組合せからなる混
合物を無溶媒下加熱融解反応させることによりこれが得
られるし、また、0<m≦1のものが欲しい場合には、
通常前記(i)又は(v)の組合せからなる混合物を用
い上記と同様に処理することにより目的とする錯体が容
易に得られる。前記(iv)の組合せからなる混合物を用
いた場合には、用いるTCNQ錯塩の種類及びその組合せに
よって0<m≦1のものをつくることもできるし、ま
た、1<m≦3.5のものをつくることもできる。
本発明の (但し、mは0<m<1又は1<m≦3.5なる数)なるT
CNQ錯体は、高機能導電性分子膜、非線光学材料、帯電
防止剤、分子素子,生物素子への応用、電子機能をもつ
高秩序分子集合体の設計に、或は電解コンデンサや電池
の固体電解質等、様々な有機半導体分野にその利用が大
いに期待される。
以下に参考例及び実施例を示すが、本発明はこれら参考
例及び実施例により何ら制約されるものではない。
〔実施例〕
参考例1.TCNQ単塩の合成 (1)TCNQリチウム塩の合成 TCNQ 20.4g(0.1mol)をアセトニトリル 1.5に加温溶解し、これにヨウ化リチウム26.8g(0.2m
ol)をアセトニトリル 200mlに溶解した溶液を滴下
し、1時間還流反応させた。反応後、冷却して結晶を
取し、乾燥して紫色粉末晶 20.0gを得た。収率94.8
%。
(2)含窒素複素環化合物カチオンのアイオダイド(N
−アルキル第4級アンモニウムアイオダイド)の合成 等モルの有機塩基とアルキルアイオダイドとを無溶媒又
は要すれば適当な有機溶媒中で混合し、溶媒の沸点〜13
0℃で0.5〜10時間反応を行なった。反応後冷却して析出
晶を取し、夫々適当な溶媒で再結晶した。結果を表1
に示す。
(3)TCNQ単塩の合成 (1)で得たTCNQのリチウム塩 4.22g(20mmol)をメ
タノール 175mlに加温溶解し、これに、含窒素複素環
化合物カチオンのアイオダイド 20mmolをメタノール
50mlに溶解した溶液を滴下し、1時間還流反応させた。
反応後冷却して結晶を取し、これをアセトニトリルで
再結晶してTCNQ単塩を得た。結果を表2に示す。
表中の比抵抗値は、試料粉末をペレットに成型し、25℃
に於て二端子法で電流電圧を測定して抵抗値Rを算出
し、次式から求めた。
ρ=R・A/l 但し、ρは比抵抗値(Ω・cm)、Rは抵抗(Ω)、Aは
電極接触面積(cm2)、lは試料の厚さ(cm)である。
また、吸熱点及び発熱分解点については示差走査熱量
(DSC)測定で求めた。
参考例2.TCNQ錯体の合成 アセトニトリル150mlにTCNQ 3.06g(15mmol)を加温溶
解し、これに参考例1−(2)で得たN−アルキル第4
級アンモニウムアイオダイド(11.25mmol)を溶解した
アセトニトリル溶液を滴下し、1時間還流を行なった。
冷却後析出した結晶を取し、アセトニトリルより再結
晶してTCNQ錯体を得た。得られたTCNQ錯体の物性値につ
いて表3に示す。
表中、中性TCNQ(TCNQ゜と表示)とアニオンラジカルTC
NQ の錯体構成比 は文献(A.Rembaum etc.,J.Am.Chem.Soc.,93,2532(197
1)に従い紫外線吸収スペクトル測定方法で求めた。ま
た、吸熱点及び発熱分解点については示差走査熱量(DS
C)測定で求めた。電気的特性値については錯体をペレ
ットとし、以下常法に従って試料作製後25℃で電流電圧
測定(二端子法)を行ない、計算式に基づいて比抵抗値
ρ(Ω・cm)を求めた。
実施例1〜14 TCNQ単塩とTCNQの反応 熱伝導性の高いAl(又はpt)の容器にN−n−ブチルイ
ソキノリニウムTCNQ単塩3.9g(0.01mol)とTCNQ4.08g
(0.02mol)を十分に粉砕混合して入れ、240℃で1分間
加熱反応させた。反応後容器を急冷し、固化した結晶を
取り出し、黒紫色粉末として目的のTCNQ錯体 を得た。得られた錯体の比抵抗値(ρ値)は10Ω・cm
(二端子法)であった。
又、本品をアセトニトリルより再結し黒紫色針状晶を得
た。再結晶品の比抵抗値は9Ω・cm, は1.95であった。
以下、同様な操作でTCNQ添加量を変えた場合、又他のTC
NQ単塩を用いた場合、更に複数のTCNQ単塩を用いて実験
した場合の結果を表4に示す。
比較例1 N−n−ブチルイソキノリニウムアイオダイド3.13g
(0.01モル)とTCNQ4.08g(0.02モル)をアセトニトリ
ル200ml中1時間還流を行ない、次いで室温放置し晶析
させたところ、黄色晶と黒紫色短針状晶が析出した。各
々を分別し分析した結果、黄色晶はTCNQであり、黒紫色
短針状晶は 1.0のTCNQ錯体であった。
実施例15〜21 TCNQ錯体とTCNQの反応及びTCNQ錯体同士
の反応 熱伝導性の高いAl(又はPt)の容器にN-n-ブチルイソキ
ノリニウムTCNQ錯体 2.97g(0.005モル)とTCNQ1.02g(0.005モル)を十分に
粉砕混合して入れ240℃で1分間加熱反応させた。反応
後容器を急冷し固化した結晶を取り出し黒紫色粉末とし
て目的のTCNQ錯体 を得た。
本品の比抵抗値は15Ω・cmであった。
又、本品をアセトニトリルより再結し、黒紫色針状晶を
得た。再結晶品の比抵抗値は12Ω・cm, は、1.91であった。
以下、同様な操作でTCNQ添加量を変えた場合、他のTCNQ
錯体を用いた場合、更に複数のTCNQ錯体を用いて実験し
た場合の結果を表5に示す。
実施例22〜25 TCNQ単塩とTCNQ錯体の反応 熱伝導性の高いAl(又はPt)の容器に1,2−ジメチル−
3−n−ブチル−1H−イミダゾリウム単塩1.79g(0.005
モル)と1,2−ジメチル−3−n−ブチル−1H−イミダ
ゾリウム錯体 2.81g(0.005モル)を十分に粉砕混合して入れ、220℃
1分間加熱反応させた。反応後容器を急冷し、固化した
結晶を取り出し黒紫色粉末として、目的のTCNQ錯体 を得た。本品の比抵抗値は30Ω・cmであった。又、本品
をアセトニトリルより再結し黒紫色板状晶を得た。再結
晶品の比抵抗値は25Ω・cm, は0.45であった。
以下、同様な操作でN−n−ブチルイソキノリニウム単
塩及びその錯体を用いて実験し、表6の結果を得た。
〔発明の効果〕 以上述べた如く、本発明は、含窒素複素環化合物(D+
とTCNQアニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)とからなるTCNQ錯体 に於てこれまでにないmの値を有する、即ち、これまで
にない錯体構成比を有する新規なTCNQ錯体を提供するも
のであり、各種半導体分野に於てこれまでにない新規な
可能性が期待し得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 1/12 B 7244−5G (72)発明者 名古屋 守 埼玉県川越市的場1633番地 和光純薬工業 株式会社東京研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−118904(JP,A) J.Am.Chem.Soc.,84 (1962−9−5)P.3374−3387

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記〜からなる群より選ばれた1種又
    は2種以上の含窒素複素環化合物のカチオン(D+)と7,
    7,8,8−テトラシアノキノジメタンアニオンラジカル と中性TCNQ(TCNQ゜)とからなる、式 (式中、mは0<m<1又は1<m≦3.5なる数を表わ
    す。但し、D+がN−n−プロピルキノリニウムカチオン
    の場合にはm=0.9のときは除く。)で示されるTCNQ錯
    体。
JP60280430A 1985-12-13 1985-12-13 新規なtcnq錯体 Expired - Lifetime JPH0674244B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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J.Am.Chem.Soc.,84(1962−9−5)P.3374−3387

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