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POLYACENE DERIVATIVE AND PRODUCTION METHOD THEREOF commons achieved

Patent code P110004160
File No. A122P80-2
Posted date Jul 7, 2011
Application number P2008-008005
Publication number P2008-163031A
Patent number P4768760
Date of filing Jan 17, 2008
Date of publication of application Jul 17, 2008
Date of registration Jun 24, 2011
Priority data
  • PCT/JP00/05768 (Aug 25, 2000) JP
  • P2000-054666 (Feb 29, 2000) JP
Inventor
  • (In Japanese)高橋 保
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title POLYACENE DERIVATIVE AND PRODUCTION METHOD THEREOF commons achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polyacene derivatives represented by general formula (I) (wherein, R1 to R10 and the like are each a hydrogen atom, a hydrocarbon group, or an alkoxy group; A1 and A2 are each a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, an alkoxy group, cyano group or the like; and n is an integer of not less than 1; and R6 and R7 may form a ring), to provide a process for producing the polyacene derivatives from polyhydro compounds, and to provide electrically conductive materials comprising the polyacene derivatives.
SOLUTION: Optional substituents can be introduced into optional carbon atoms of the polyacene to increase the number of condensed aromatic rings.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


有機導電材料としてポリアセチレン、ポリピロール、ポリアリレンビニレン、ポリチエニレンビニレンなどの共役系高分子に電子供与性分子または電子受容性分子をドーピングすることによって導電材料が得られることが知られている。またテトラチアフルバレン、ビスエチレンジチオテトラチアフルバレンなどの電子供与性分子とテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレンなどの電子受容性分子の組合せによる電荷移動錯体が導電性を示すことも知られている。これらの有機導電材料中には高い電導度を有するものもあるが薄膜を形成することが難しく、また、これらの導電材料は大気中で酸化しやすいため安定性に問題があった。



また、アントラセン、ナフタセン、ペンタセン等のポリアセンのような縮合多環芳香族化合物も共役系高分子であるため、電子供与性分子または電子受容性分子をドーピングすることによって導電性を示すことが知られており、電子材料として用いることが期待されている。また、ポリアセンは、縮合しているベンゼン環の数が増加するにつれて、理論的には、HOMOとLUMOのバンドギャップが減少するので、導電性が増大することが期待される。従って、ドーパントの濃度が小さくても、十分な導電性を示す可能性がある。



しかし、ポリアセンのような縮合多環芳香族化合物は、置換基が導入されていない場合、溶解度が非常に悪く、ほとんど不溶である。このため、このような縮合多環芳香族化合物を使用する合成方法も限られており、また、その加工は極めて困難であった。このため、縮合多環芳香族化合物の側鎖に、置換基を導入することにより溶解度を飛躍的に改善し、しかも合成や加工が容易になるポリアセンを得ることが望まれていた。特に、縮合しているベンゼン環の数を置換基を導入しながら順次、増加する合成方法は知られていなかった。



従来、アントラセン、ナフタセン、ペンタセン等のポリアセンの任意の位置に任意の置換基を導入する手法としては、Diels-Alder反応に限られていた。
たとえば、Harold Hart et. al, 「デカメチルアントラセン及びその9,10-デワール異性体」(Decamethylanthracene and its 10-'Dewar' Isomer)、テトラヒドロン・レター、No. 36, pp 3143-3146には、デカメチルアントラセンの製造方法が記載されている。この製造方法では、Diels-Alder反応を応用してメチル基をアントラセンに導入していた。同様に、Tetrahedron Vol. 43, No. 22,5403ページから5214ページにもDiels-Alder反応を応用してメチル基等をポリアセンに導入していた。



Diels-Alder反応では、側鎖に導入することができる置換基が限られていた。また、側鎖に導入することができる炭素原子についても自由度が限られていた。更に、Diels-Alder反応では、縮合しているベンゼン環の数を順次、増加することはできない。Diels-Alder反応では、ターゲットとなる化合物の個別の構造を考慮して、個々に合成スキームを検討することが求められる。



また、特開平4-335087号公報、特開平6-167807号公報、特開平6-330032号公報、特開平10-36832号公報には、置換基を有するナフタセンが開示されており、特開平11-354277号公報には、置換基を有するペンタセンが開示されている。しかしながら、これらはいずれも古典的な合成方法に基づいて合成されており、導入できる置換基や導入できる部位が限られていた。また、縮合しているベンゼン環の数を置換基を導入しながら順次、増加する合成方法についての開示はなかった。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ポリアセン誘導体及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記式(Ia)で示されることを特徴とするポリアセン誘導体。
【化1】
 


(式中、R1、R2、R4R5b、R6、R7、R8b及びR9は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいC1~C40アルキル基であり、
R3、R5a、R8a及びR10は、水素原子であり、
A1及びA2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいC2~C40アルコキシカルボニル基であ。)

【請求項2】
 
下記式(Ia)で示されることを特徴とするポリアセン誘導体。
【化2】
 


(式中、R1、R2、R4R5b、R6、R7、R8b及びR9は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいC1~C40アルキル基であり、
R3、R5a、R8a及びR10は、水素原子であり、
A1及びA2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいC1~C40アルキル基である。)

【請求項3】
 
下記式(Ia)で示されることを特徴とするポリアセン誘導体。
【化3】
 


(式中、R1、R2、R4R5b、R6、R7、R8b及びR9は、水素原子であり、
R3、R5a、R8a及びR10は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、置換基を有していてもよいC1~C40アルキル基であり、
A1及びA2は、それぞれ、互いに独立し、同一または異なって、ハロゲン原子である。)

【請求項4】
 
請求項1に記載されるポリアセン誘導体の製造方法であって、
下記式(IIa)で示される炭化水素縮合環を
【化4】
 


(式中、R1、R2、R3、R4、R5a、R5b、R6、R7、R8a、R8b、R9、R10、A1及びA2は、請求項1における式(Ia)と同じ意味を有する。
下記式に示される結合は、単結合又は2重結合を示す。
【化5】
 


但し、単結合の場合には、R5a、R5b、R6、R7、R8a及びR8bに直接結合している炭素原子には、更に水素原子が直接結合している。)
アルキルリチウムとハロゲン化アルキルとの組合せから選ばれる脱水素試薬の存在下、芳香族化することを特徴とするポリアセン誘導体の製造方法。

【請求項5】
 
請求項2に記載されるポリアセン誘導体の製造方法であって、
下記式(IIa)で示される炭化水素縮合環を
【化6】
 


(式中、R1、R2、R3、R4、R5a、R5b、R6、R7、R8a、R8b、R9、R10、A1及びA2は、請求項2における式(Ia)と同じ意味を有する。
下記式に示される結合は、単結合又は2重結合を示す。
【化7】
 


但し、単結合の場合には、R5a、R5b、R6、R7、R8a及びR8bに直接結合している炭素原子には、更に水素原子が直接結合している。)
アルキルリチウムとハロゲン化アルキルとの組合せから選ばれる脱水素試薬の存在下、芳香族化することを特徴とするポリアセン誘導体の製造方法。

【請求項6】
 
請求項3に記載されるポリアセン誘導体の製造方法であって、
下記式(IIa)で示される炭化水素縮合環を
【化8】
 


(式中、R1、R2、R3、R4、R5a、R5b、R6、R7、R8a、R8b、R9、R10、A1及びA2は、請求項3における式(Ia)と同じ意味を有する。
下記式に示される結合は、単結合又は2重結合を示す。
【化9】
 


但し、単結合の場合には、R5a、R5b、R6、R7、R8a及びR8bに直接結合している炭素原子には、更に水素原子が直接結合している。)
アルキルリチウムとハロゲン化アルキルとの組合せから選ばれる脱水素試薬の存在下、芳香族化することを特徴とするポリアセン誘導体の製造方法。

【請求項7】
 
請求項1~3の何れかに記載のポリアセン誘導体を含む導電材料。

【請求項8】
 
請求項1~3の何れかに記載のポリアセン誘導体と、その他の合成有機ポリマーとを含有する樹脂組成物。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Creation and Functions of New Molecules and Molecular Assemblies AREA
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