【実施例】
【0156】
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。合成化合物の物性値の測定方法は、以下のとおりである。
【0157】
融点は、メトラー社製Toledo MP70自動融点測定システムを用いて測定した。
1H−NMRスペクトルおよび
13C−NMRスペクトルは、日本電子(株)製ECA-600、およびECS400スペクトロメーターを用いて測定した。
元素分析には、(株)ジェイ・サイエンス・ラボ製JM10 MICRO CORDERを用いた。
質量分析には、日本電子(株)製JMS-T100LC APCI/ESI質量分析計、およびブルカーダルトニクス社製ultraflex III TOF/TOFを用いた。
なお、以下の実施例の表題化合物において、アルキルはいずれも直鎖状基である。
【0158】
[実施例1]
2,10−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]フランの合成
【0159】
(第1工程)
7,7’−ジデシル−3,3’−ジメトキシ−2,2’−ビナフタレンの合成【0160】
【化30】
【0161】
2−デシル−6−メトキシナフタレン(11.4g、38.1mmol)のテトラヒドロフラン溶液(153mL)に、0℃でn−ブチルリチウム(1.62Mヘキサン溶液、47mL、76.14mmol)を10mL/分の速度で滴下した。0℃で一時間撹拌した後、シアン化銅(3.43g、38.3mmol)を加えた。温度を室温に戻し、1時間撹拌した後、0℃でテトラメチルベンゾキノン(デュロキノン;12.5g、76.3mmol)を加えた。温度を室温に戻し、2時間撹拌した後、1N塩酸を加えて中和した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=7:3(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(7.47g、12.6mmol、66%)を得た。
【0162】
融点: 65.5-66.5 ℃.
1H NMR (400 MHz, CD
3Cl): δ 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.35 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.69 (quin, J = 6.8 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.74 (t, J = 7.6 Hz, 4H, ArCH
2), 3.86 (s, 6H, OCH
3), 7.19 (s, 2H, ArH), 7.30 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.55 (s, 2H, ArH), 7.68 (s, 2H, ArH), 7.70 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.3, 22.9, 29.48, 29.51, 29.7, 29.80 (two carbons), 31.7, 32.1, 36.1, 55.8, 105.3, 126.3, 126.4, 127.9, 129.0, 129.9, 130.1, 132.8, 138.3, 155.9. TOF HRMS (APCI): Calcd for C
42H
59O
2 [M+H] 595.4515, found, 595.4509. Anal. Calcd for C
42H
58O
2: C, 84.79; H, 9.83. Found: C, 84.73; H, 9.56.
【0163】
(第2工程)
7,7’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジオールの合成【0164】
【化31】
【0165】
7,7’−ジデシル−3,3’−ジメトキシ−2,2’−ビナフタレン(1.49g、2.50mmol)のジクロロメタン溶液(DCM;10mL)に、0℃で三臭化ホウ素(1.0Mジクロロメタン溶液、5.50mL、5.50mmol)を2mL/分の速度で滴下した。温度を室温に戻し、一時間撹拌した後、反応溶液を氷水に加えた。酢酸エチルで有機層を抽出した後、食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=8:2(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(1.38g、2.43mmol、97%)を得た。
【0166】
融点: 108.5-109.5 ℃.
1H NMR (400 MHz, CD
3Cl): δ 0.88 (t, J = 6.4 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.35 (m, 28H), 1.72 (m, 4H), 2.76 (t, J = 7.6 Hz, 4H, ArCH
2), 5.63 (s, 2H, OH), 7.34 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.39 (s, 2H, ArH), 7.58 (s, 2H, ArH), 7.69 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.79 (s, 2H, ArH).
【0167】
(第3工程)
2,10−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]フランの合成【0168】
【化32】
【0169】
7,7’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジオール(1.19g、2.10mmol)のo−ジクロロベンゼン溶液(ODCB;42mL)に、ゼオライトTosoh HSZ-360HUA(357mg)を加え、160℃で16時間撹拌した。温度を室温に戻し、セライト濾過し、ゼオライトを濾分した。この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンとジクロロメタンとの混合溶媒(ヘキサン:ジクロロメタン=8:2(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(1.13g、2.06mmol、98%)を得た。
【0170】
融点: 175-176 ℃.
1H NMR (400 MHz, CD
3Cl): δ 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.40 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.75 (quin, J = 6.8 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.40 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.81 (s, 2H, ArH), 7.83 (s, 2H, ArH), 7.88 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.43 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
2CDCl
2): δ 14.4, 22.9, 29.5, 29.6, 29.70, 29.77, 29.79, 31.5, 32.0, 36.1, 106.5, 119.6, 125.1, 126.8, 127.6, 128.3, 130.3, 132.0, 139.3, 155.4. TOF HRMS (APCI): Calcd for C
40H
53O [M+H] 549.4096, Found 549.4093. Anal. Calcd for C
40H
52O: C, 87.37; H, 9.72. Found: C, 87.61; H, 9.50.
【0171】
[実施例2]
2,10−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0172】
(第1工程)
O,O’−(7,7’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)の合成【0173】
【化33】
【0174】
7,7’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジオール(2.0g、3.5mmol)のテトラヒドロフラン溶液(THF;21mL)に、トリエチルアミン(1.1mL)、ピリジン(2.8mL)、N,N−ジメチルチオカルバモイルクロリド(1.38g、10.5mmol)を加え、65℃で20時間撹拌した。この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=8:2(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色液体の表題化合物(1.90g、2.57mmol、73%)を得た。
【0175】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 0.88 (t, J = 6.0 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.35 (m, 28H), 1.68 (m, 4H), 2.76 (t, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2), 2.99 (s, 6H, NCH
3), 3.15 (s, 6H, NCH
3), 7.35 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.59 (s, 2H, ArH), 7.60 (s, 2H, ArH), 7.77 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.88 (s, 2H, ArH).
【0176】
(第2工程)
2,10−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成【0177】
【化34】
【0178】
O,O’−(7,7’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)(1.90g、2.57mmol)をパイレックチューブに封管し、300℃で4時間加熱した。温度を室温に戻した後、トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒(トルエン:2−プロパノール=8:2(体積比))による熱再結晶により、淡黄色固体の表題化合物(1.01g、1.79mmol、70%)を得た。
【0179】
融点: 122-123 ℃.
1H NMR (400 MHz, CD
3Cl): δ 0.88 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.40 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.75 (quin, J = 6.8 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.83 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.39 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.81 (s, 2H, ArH), 7.82 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 8.17 (s, 2H, ArH), 8.64 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.3, 22.9, 29.52, 29.54, 29.74, 29.81 (two carbons), 31.5, 32.1, 36.3, 120.0, 120.3, 126.8, 126.9, 128.2, 131.3, 131.9, 134.9, 137.3, 140.0. TOF HRMS (APCI): Calcd for C
40H
53S [M+H] 565.3868, found 565.3876. Anal. Calcd for C
40H
52S: C, 85.05; H, 9.28. Found: C, 85.26; H, 9.30.
【0180】
[実施例3]
3,9−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]フランの合成
【0181】
【化35】
【0182】
実施例1において、出発原料を6,6’−ジデシル−3,3’−ジメトキシ−2,2’−ビナフタレンに変更したこと以外は実施例1に準拠して、白色固体の表題化合物(収率:94%)を得た。物性値を以下に示す。
【0183】
融点: 216-217 ℃.
1H NMR (600 MHz, CDCl
2CDCl
2): δ 0.82 (t, J = 6.6 Hz, 6H, CH
3), 1.22-1.36 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.68 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.75 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.31 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.67 (s, 2H, ArH), 7.75 (s, 2H, ArH), 7.90 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.40 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
2CDCl
2, 100℃): δ 14.0, 22.6, 29.3, 29.4, 29.51, 29.59 (two carbons), 31.1, 31.9, 36.2, 106.1, 119.6, 124.6, 126.1, 126.3, 128.3, 128.9, 134.1, 141.2, 156.2. TOF HRMS (APCI): Calcd for C
40H
53O [M+H] 549.4096, found 549.4095. Anal. Calcd for C
40H
52O: C, 87.37; H, 9.72. Found: C, 87.61; H, 9.50.
【0184】
[実施例4]
3,9−ジブチルジナフト[2,3-b:2',3'-d]フランの合成
【0185】
【化36】
【0186】
実施例1において、出発原料を6,6’−ジブチル−3,3’−ジメトキシ−2,2’−ビナフタレンに変更したこと以外は実施例1に準拠して、白色固体の表題化合物(収率:97%)を得た。物性値を以下に示す。
【0187】
融点: 264.0-265.0 ℃.
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.98 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.43 (sext, J = 7.2 Hz, 4H, CH
2CH
3), 1.74 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.83 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.34 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.73 (s, 2H, ArH), 7.80 (s, 2H, ArH), 7.95 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 8.44 (s, 2H, ArH).
【0188】
[実施例5]
3,9−ジヘキシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]フランの合成
【0189】
【化37】
【0190】
実施例1において、出発原料を6,6’−ジヘキシル−3,3’−ジメトキシ−2,2’−ビナフタレンに変更したこと以外は実施例1に準拠して、白色固体の表題化合物(収率:88%)を得た。物性値を以下に示す。
【0191】
融点: 198.7-199.1 ℃.
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.91 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.33-1.43 (m, 12H, (CH
2)
3), 1.75 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.34 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.73 (s, 2H, ArH), 7.80 (s, 2H, ArH), 7.95 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 8.45 (s, 2H, ArH). TOF HRMS (APCI): Calcd for C
32H
37O [M+H] 437.2844, found 437.2837. Anal. Calcd for C
32H
36O: C, 88.03; H, 8.31. Found: C, 88.06; H, 8.26.
【0192】
[実施例6]
3,9−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0193】
(第1工程)
O,O’−(6,6’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)の合成【0194】
【化38】
【0195】
6,6’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジオール(1.02g、1.80mmol)のテトラヒドロフラン溶液(10.9mL)に、トリエチルアミン(0.56mL)、ピリジン(1.5mL)、N,N−ジメチルチオカルバモイルクロリド(890mg、7.20mmol)を加え、65℃で20時間撹拌した。この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=8:2(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色液体の表題化合物(1.00g、1.35mmol、75%)を得た。
【0196】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 0.89 (t, J = 6.0 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.39 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.68 (quin, J = 6.8 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.77 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 3.00 (s, 6H, NCH
3), 3.17 (s, 6H, NCH
3), 7.32 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.56 (s, 2H, ArH), 7.61 (s, 2H, ArH), 7.75 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.90 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.3, 22.8, 29.47, 29.56, 29.69, 29.73, 29.76, 31.5, 32.0, 36.3, 38.5, 43.2, 120.4, 126.0, 127.6, 127.9, 129.4, 129.9, 131.1, 133.4, 141.4, 149.9 187.4. TOF HRMS (APCI+): Calcd for C
46H
65N
2O
2S
2 [M+H] 741.4487, Found 741.4487. Anal. Calcd for C
46H
64N
2O
2S
2: C, 74.55; H, 8.70; N, 3.78. Found: C, 74.68; H, 8.61; N, 3.70.
【0197】
(第2工程)
3,9−ジデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成【0198】
【化39】
【0199】
O,O’−(6,6’−ジデシル−2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)(751mg、1.01mmol)をパイレックチューブに封管し、300℃で4時間加熱した。温度を室温に戻した後、ヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=95:5(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、淡黄色固体の表題化合物(440mg、0.779mmol、77%)を得た。
【0200】
融点: 182-183 ℃ (TG-DTA).
1H NMR (600 MHz, CD
3Cl): δ 0.88 (t, J = 6.6 Hz, 6H, CH
3), 1.26-1.40 (m, 28H, (CH
2)
3), 1.74 (quin, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2), 7.37 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.3, 22.9, 29.51, 29.54, 29.73, 29.78, 29.80, 31.5, 32.1, 36.4, 120.0, 120.2, 125.4, 127.2, 128.4, 129.6, 133.5, 134.2, 138.2, 141.2. TOF HRMS (APCI+): Calcd for C
40H
53S [M+H] 565.3868, Found 565.3864. Anal. Calcd for C
40H
52S: C, 85.05; H, 9.28. Found: C, 84.84; H, 9.31.
【0201】
[実施例7]
3,9−ジヘキシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0202】
【化40】
【0203】
実施例6において、出発原料のデシルをヘキシルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:72%)を得た。物性値を以下に示す。
【0204】
融点: 202.0-202.4 ℃.
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 0.88 (t, J = 7.8 Hz, 6H, CH
3), 1.27-1.40 (m, 20H, (CH
2)
3)), 1.74 (quin, J = 7.8 Hz, 2H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2), 7.38 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.6 Hz, 2H, ArH), 8.14 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.3, 22.8, 29.2, 31.4, 31.9, 36.4, 120.0, 120.2, 125.4, 127.2, 128.4, 129.7, 133.6, 134.3, 138.3, 141.2. TOF HRMS (APCI+): Calcd for C
32H
37S [M+H] 453.2616, found 453.2615. Anal. Calcd for C
32H
36S: C, 84.90; H, 8.02. Found: C, 85.09; H, 8.02.
【0205】
[実施例8]
3,9−ジオクチルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0206】
【化41】
【0207】
実施例6において、出発原料のデシルをオクチルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:73%)を得た。物性値を以下に示す。
【0208】
融点: 193.7-194.8 ℃.
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 0.88 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.27-1.38 (m, 20H, (CH
2)
5), 1.73 (quin, J = 7.8 Hz, 2H, ArCH
2CH
2), 2.81 (t, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2), 7.37 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CDCl
3): δ 14.1, 22.7, 29.3, 29.4, 29.5, 31.3, 31.9, 36.3, 119.9, 120.0, 125.3, 127.0, 128.2, 129.7, 133.5, 134.2, 138.2, 141.1. TOF HRMS (APCI+): Calcd for C
36H
45S [M+H] 509.3242, found 509.3242. Anal. Calcd for C
36H
44S: C, 84.98; H, 8.72. Found: C, 85.15; H, 8.69.
【0209】
[実施例9]
3,9−ジブチルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0210】
【化42】
【0211】
実施例6において、出発原料のデシルをブチルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:81%)を得た。物性値を以下に示す。
【0212】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.97 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.43 (sext, J = 7.2 Hz, 4H, CH
2CH
3), 1.75 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.38 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH), 8.64 (s, 2H, ArH).
【0213】
[実施例10]
3,9−ジペンチルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0214】
【化43】
【0215】
実施例6において、出発原料のデシルをペンチルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:73%)を得た。物性値を以下に示す。
【0216】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.92 (t, J = 6.4 Hz, 6H, CH
3), 1.37-1.41 (m, 8H, (CH
2)
2), 1.75 (quin, J = 7.6 Hz, 2H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.6 Hz, 4H, ArCH
2), 7.37 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH).
【0217】
[実施例11]
3,9−ジヘプチルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0218】
【化44】
【0219】
実施例6において、出発原料のデシルをヘプチルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:75%)を得た。物性値を以下に示す。
【0220】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.90 (t, J = 6.4 Hz, 6H, CH
3), 1.27-1.40 (m, 16H, (CH
2)
4), 1.77 (quin, J = 7.2 Hz, 2H, ArCH
2CH
2), 2.82 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.37 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.0 Hz, 2H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH).
【0221】
[実施例12]
3,9−ジドデシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
【0222】
【化45】
【0223】
実施例6において、出発原料のデシルをドデシルに変更したこと以外は実施例6に準拠して、淡黄色固体の表題化合物(収率:83%)を得た。物性値を以下に示す。
【0224】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 0.88 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.27-1.38 (m, 36H, (CH
2)
9), 1.73 (quin, J = 7.8 Hz, 2H, ArCH
2CH
2), 2.81 (t, J = 7.8 Hz, 4H, ArCH
2), 7.36 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.66 (s, 2H, ArH), 7.96 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.14 (s, 2H, ArH), 8.65 (s, 2H, ArH). TOF HRMS (APCI+): Calcd for C
44H
60S [M+H] 621.4494, found 621.4493.
【0225】
[実施例13]
ジナフト[2,3-b:2',3'-d]セレノフェンの合成
(第1工程)
[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイルビス(トリフルオロメタンスルホナト)の合成【0226】
【化46】
【0227】
[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジオール(2.86g、10.0mmol)の脱水ジクロロメタン溶液(50mL)に、0℃でピリジン(2.98mL、37.0mmol)を加えた後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(Tf
2O;3.69mL、22.0mmol)を滴下した。室温で8時間撹拌した後、0℃でピリジン(2.98mL、37.0mmol)を加えた後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(3.69mL、22.0mmol)を滴下した。室温で4時間撹拌した後、水を加えて反応を停止した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=90:10〜70:30(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(2.92g、2.07mmol)を得た。収率:53%。
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 7.62-7.68 (m, 4H, ArH), 7.92 (s, 2H, ArH), 7.94-7.97 (m, 4H, ArH), 8.04 (s, 2H, ArH).
【0228】
(第2工程)
3,3'-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラニル)-2,2'-ビナフタレンの合成【0229】
【化47】
【0230】
[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイルビス(トリフルオロメタンスルホナト)(1.49g、2.70mmol)の脱水1,4-ジオキサン溶液(13.5mL)に、トリエチルアミン(2.26mL、16.2mmol)、1,1′-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン-パラジウム(II)ジクロリド(PdCl
2(dppf)-ジクロロメタン錯体(132mg、0.162mmol)、および4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(1.17mL、8.10mmol)を室温で加えた。昇温し、12時間加熱還流した後、水を加えて反応を停止した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=7:3〜4:6(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(983mg、1.94mmol)を得た。収率:72%。
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 1.08 (s, 24H, CH
3), 7.48 (dd, J = 8.4Hz, 8.4Hz, 2H, ArH), 7.51 (dd, J = 8.4Hz, 8.4Hz, 2H, ArH), 7.79 (s, 2H, ArH), 7.82 (d, J = 8.4Hz, ArH), 7.92 (d, J = 8.4Hz, ArH), 8.27 (s, 2H, ArH).
【0231】
(第3工程)
3,3'-ジブロモ-2,2'-ビナフタレンの合成【0232】
【化48】
【0233】
3,3'-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラニル)-2,2'-ビナフタレン(861mg、1.70mmol)の脱水1,4-ジオキサン溶液(21.3mL)にメタノール(8.5mL)、水(4.3mL)、臭化銅(II)(2.28g、10.2mmol)を室温で加えた。加熱還流し、26時間撹拌した後、室温に戻し反応を停止した。水を加え、クロロホルムで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=95:5〜85:15(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(441mg、10.7mmol)を得た。収率:63%。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 7.53-7.59 (m, 4H, ArH), 7.81 (s, 2H, ArH), 7.83-7.87 (m, 4H, ArH), 8.22 (s, 2H, ArH).
【0234】
(第4工程)
ジナフト[2,3-b:2',3'-d]セレノフェンの合成【0235】
【化49】
【0236】
セレン(7.9mg、0.100mmol)に塩化スルフリル(13.4mg、0.100mmol)を加え5分間室温で撹拌した後、脱水テトラヒドロフラン溶液(0.2mL)を加えた。室温で1時間撹拌し赤色溶液のセレニウムジクロリドを調製した。3,3'-ジブロモ-2,2'-ビナフタレン(41.2mg、0.100mmol)の脱水テトラヒドロフラン溶液(0.50mL)に−78℃でt-ブチルリチウム(1.65Mペンタン溶液、0.242mL、0.4mmol)を滴下した。20分撹拌した後、調製したセレニウムジクロリドを−78℃で加え室温に昇温し2時間撹拌した。水を加え、クロロホルムで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=95:5〜90:10(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、ゲル浸透クロマトグラフィーで精製することで淡黄色固体(18.2mg、0.0673mmol)を得た。収率:67%。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 7.51-7.57 (m, 4H, ArH), 7.86-7.90 (m, 2H, ArH), 8.02-8.06 (m, 2H, ArH), 7.81 (s, 2H, ArH), 8.28 (s, 2H, ArH), 8.71 (s, 2H, ArH).
【0237】
[実施例14]
3,9-ジヘキシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]セレノフェンの合成
(第1工程)
6,6'-ジヘキシル-[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイルビス(トリフルオロメタンスルホナト)の合成【0238】
【化50】
【0239】
6,6'-ジヘキシル- [2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジオール(16.8g、37.0mmol)の脱水ジクロロメタン溶液(148mL)に、0℃でトリエチルアミン(30.9mL、222mmol)とN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP;633mg、5.18mmol)を加えた後、0℃でトリフルオロメタンスルホン酸無水物(18.6mL、111mmol)の脱水ジクロロメタン溶液(50mL)を滴下した。室温で12時間撹拌した後、水を加えて反応を停止した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=98:2〜90:10(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(21.8g、30.3mmol)を得た。収率:82%。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.93 (t, J = 6.8 Hz, 6H, CH
3), 1.32-1.43 (m, 12H, (CH
2)
3), 1.75 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.83 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2), 7.47 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.71 (s, 2H, ArH), 7.83 (s, 2H, ArH), 7.85 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.97 (s, 2H, ArH).
【0240】
(第2工程)
2,2'-(6,6'-ジヘキシル-[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイル)ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン)の合成【0241】
【化51】
【0242】
6,6'-ジヘキシル-[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイルビス(トリフルオロメタンスルホナト)(12.9g、18.0mmol)の脱水1,4-ジオキサン溶液(90mL)に、トリエチルアミン(15.1mL、108mmol)、1,1′-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン-パラジウム(II)ジクロリド-ジクロロメタン錯体(588mg、0.720mmol)、および4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(7.84mL、54.0mmol)を室温で加えた。昇温し、14時間加熱還流した後、水を加えて反応を停止した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=8:2〜7:4(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(8.99g、13.3mmol)を得た。収率:74%。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 0.90 (t, J = 6.8 Hz, 6H, CH
3), 1.08 (s, 24H, CH
3), 1.31-1.43 (m, 12H, (CH
2)
3), 1.71 (quin, J = 7.6 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.79 (t, J = 7.6 Hz, 4H, ArCH
2), 7.35 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.67 (s, 2H, ArH), 7.72 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH),7.73 (s, 2H, ArH), 8.18 (s, 2H, ArH).
【0243】
(第3工程)
3,3'-ジブロモ-6,6'-ジヘキシル-2,2'-ビナフタレンの合成【0244】
【化52】
【0245】
シールドチューブに2,2'-(6,6'-ジヘキシル-[2,2'-ビナフタレン]-3,3'-ジイル)ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン)(675mg、1.00mmol)のN-メチル-2-ピロリドン溶液(NMP;15mL)を調製し、メタノール(6mL)、水(6mL)、臭化銅(II)(1.34g、6.00mmol)を室温で加えた。150℃に加熱し、6時間撹拌した後、室温に戻し臭化銅(II)(670mg、3.00mmol)を加えた。150℃に加熱し、6時間撹拌した後、水を加え反応を停止した。酢酸エチルで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をヘキサンを展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体(442mg、0.76mmol)を得た。収率:76%。
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ0.91 (t, J = 6.6 Hz, 6H, CH
3), 1.31-1.40 (m, 12H, (CH
2)
3), 1.72 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.79 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2),7.38 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.59 (s, 2H, ArH), 7.75-7.76 (m, 4H, ArH), 8.13 (s, 2H, ArH).
【0246】
(第4工程)
3,9-ジヘキシルジナフト[2,3-b:2',3'-d]セレノフェンの合成【0247】
【化53】
【0248】
セレン(33.2mg、0.420mmol)に塩化スルフリル(34.0μL、0.420mmol)を加え10分間室温で撹拌した後、脱水テトラヒドロフラン溶液(1.05mL)を加えた。室温で1時間撹拌し赤色溶液のセレニウムジクロリドを調製した。3,3'-ジブロモ-6,6'-ジヘキシル-2,2'-ビナフタレン(232mg、0.400mmol)の脱水テトラヒドロフラン溶液(1.6mL)に−78℃でt-ブチルリチウム(1.65Mペンタン溶液、0.970mL、1.60mmol)を滴下した。−78℃で20分撹拌した後、調製したセレニウムジクロリドを−78℃で加え3時間かけて室温に昇温し2時間撹拌した。水を加え、クロロホルムで有機層を抽出した後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。粗生成物をジクロロメタンに溶解させ、貧溶媒としてメタノールを加え淡黄色固体(148mg、0.296mmol)を得た。収率:74%。
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ0.90 (t, J = 6.6 Hz, 6H, CH
3), 1.29-1.40 (m, 12H, (CH
2)
3), 1.72 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 2.81 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2),7.37 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.62 (s, 2H, ArH), 7.94 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.18 (s, 2H, ArH), 8.63 (s, 2H, ArH).
【0249】
[実施例15]
5,9−ジ(2−チエニル)ジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0250】
(第1工程)
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成【0251】
【化54】
【0252】
ジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(5.00g、18.6mmol)の酢酸(AcOH;100mL)懸濁液に、臭素(6.55g、41.0mmol)を加え、80℃で4時間撹拌した。温度を室温に戻した後、反応混合物を水酸化カリウム水溶液に加え、析出物をろ別し、トルエンで熱再結晶することで、白色固体の表題化合物(6.32g、80%)を得た。
【0253】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 9.09 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.52 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.19 (s, 2H, ArH), 7.80 (dd, J = 7.8 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.71 (dd, J = 7.8 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH). ESI-MS [M+H] m/z = 425. Anal. Calcd for C
20H
10Br
2O: C, 56.37; H, 2.37; Found: C, 56.50; H, 2.62.
【0254】
(第2工程)
5,9−ジ(2−チエニル)ジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成【0255】
【化55】
【0256】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(426mg、1.00mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF;10mL)懸濁液に、トリブチル(2−チエニル)スズ(764mg、2.04mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(58mg、0.05mmol)を加え,130℃で10分間撹拌した。温度を室温に戻した後、反応溶液をフッ化カリウム水溶液に加え、析出した無機塩をろ別した。ろ液を水で洗い、トルエンで有機層を三回抽出した。あわせた有機層を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をクロロホルムに溶解させてシリカゲルを通した後、さらにクロロホルムを展開溶媒としてゲル濾過クロマトグラフィーを行うことで、黄色固体の表題化合物(355mg、82%)を得た。
【0257】
1H NMR (600 MHz, CDCl
2CDCl
2): δ 9.15 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.41 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.92 (s, 2H, ArH), 7.76 (dd, J = 7.2 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.57 (dd, J = 7.2 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.48 (d, J = 4.8 Hz, 2H, thiophene), 7.33 (d, J = 3.6 Hz, 2H, thiophene), 7.23-7.21 (dd, J = 3.6 Hz, 4.8 Hz, 2H, thiophene). ESI-MS [M+H] m/z = 433. Anal. Calcd for C
28H
16OS
2: C, 77.75; H, 3.73; Found: C, 77.53; H, 3.89.
【0258】
[実施例16]
5,9−ジ(2−フリル)ジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0259】
【化56】
【0260】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(426mg、1.00mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(10mL)懸濁液に、トリブチル(2−フリル)スズ(742mg、2.08mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(58mg、0.05mmol)を加え、130℃で10分間撹拌した。温度を室温に戻した後、反応溶液をフッ化カリウム水溶液に加え、析出した無機塩をろ別した。ろ液を水で洗い、トルエンで有機層を三回抽出した。あわせた有機層を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をクロロホルムに溶解させてシリカゲルを通した後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮し、再度最小量のクロロホルムに溶解させ、メタノールで再沈殿を行うことで、白色固体の表題化合物(318mg、80%)を得た。
【0261】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 9.20 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.62 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.10 (s, 2H, ArH), 7.78 (dd, J = 7.2 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.70 (d, J = 1.2 Hz, 2H, furan), 7.64 (dd, J = 7.2 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 6.86 (d, J = 3.6 Hz, 2H, furan), 6.66 (d, J = 1.2 Hz, 3.6 Hz, 2H, furan). ESI-MS [M+H] m/z = 401.
【0262】
[実施例17]
5,9−ジ(2−チアゾリル)ジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0263】
【化57】
【0264】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(426mg、1.00mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド(10mL)懸濁液に、トリブチル(2−チアゾリル)スズ(775mg、2.07mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(58mg、0.05mmol)を加え、130℃で1時間撹拌した。温度を室温に戻した後、反応溶液をフッ化カリウム水溶液に加え、析出した無機塩をろ別した。ろ液を水で洗い、トルエンで有機層を三回抽出した。あわせた有機層を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンで洗い、ろ別することで、黄色固体の表題化合物(383mg、88%)を得た。
【0265】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 9.23 (d, J = 9.0 Hz, 2H, ArH), 8.95 (d, J = 9.0 Hz, 2H, ArH), 8.20 (s, 2H, ArH), 8.12 (d, J = 4.2 Hz, 2H, thiazole), 7.82 (dd, J = 6.6 Hz, 9.0 Hz, 2H, ArH), 7.69 (dd, J = 6.6 Hz, 9.0 Hz, 2H, ArH), 7.57 (d, J = 4.2 Hz, thiazole). MALDI-TOF-MS (positive) m/z = 435. Anal. Calcd for C
26H
14N
2OS
2: C, 71.87; H, 3.25; N, 6.45; Found: C, 71.58; H, 3.31; N, 6.44.
【0266】
[実施例18]
5,9−ジオクチルジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0267】
【化58】
【0268】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(951mg、2.23mmol)のテトラヒドロフラン(4.5mL)溶液に、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンパラジウム(II)ジクロリド−ジクロロメタン錯体(36mg、0.045mmol)を加え、0℃で1.0Mオクチルマグネシウムブロミドのテトラヒドロフラン溶液(5.80mL、5.80mmol)を2mL/分の速度で滴下した。室温で24時間撹拌した後、塩酸で反応を停止した。トルエンで有機層を三回抽出した。あわせた有機層を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンを展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(595mg、54%)を得た。
【0269】
1H NMR (600 MHz, CDCl
3): δ 9.17 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.26 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.72-7.70 (m, 4H, ArH), 7.61 (dd, J = 6.6 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 3.23 (t, J = 6.6 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 1.86 (quin, J = 6.6 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 1.53-1.48 (m, 4H, CH
2CH
2CH
2), 1.43-1.37 (m, 4H, CH
2CH
2CH
2), 1.35-1.25 (m, 12H, (CH
2)
3), 0.89 (t, J = 6.6 Hz, 6H, CH
3). MALDI-TOF-MS (positive) m/z = 492.
【0270】
この化合物の溶解度を評価した結果、室温下クロロホルムに381g/L(20.5wt%)、トルエンに137g/L(13.6wt%)溶解した。この化合物は、いずれの溶媒に対しても塗布プロセスに使用可能な高い溶解度を示すことが明らかとなった。
【0271】
[実施例19]
5,9−ジドデシルジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0272】
【化59】
【0273】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(775mg、1.82mmol)のテトラヒドロフラン(3.6mL)溶液に、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセンパラジウム(II)ジクロリド−ジクロロメタン錯体(30mg、0.036mmol)を加え、0℃で1.0Mドデシルマグネシウムブロミドのジエチルエーテル溶液(4.73mL、4.73mmol)を2mL/分の速度で滴下した。室温で24時間撹拌した後、塩酸で反応を停止した。トルエンで有機層を三回抽出した。あわせた有機層を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤除去後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=9:1(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(831mg、76%)を得た。
【0274】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 9.17 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.26 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.72-7.70 (m, 4H, ArH), 7.61 (dd, J = 6.6 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 3.23 (t, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 1.86 (quin, J = 7.2 Hz, 4H, ArCH
2CH
2), 1.51-1.46 (m, 4H, CH
2CH
2CH
2), 1.43-1.39 (m, 4H, CH
2CH
2CH
2), 1.34-1.20 (m, 28H, (CH
2)
7), 0.89 (t, J = 8.0 Hz, 6H, CH
3). MALDI-TOF-MS (positive) m/z = 604.
【0275】
[実施例20]
5,9−ジフェニルジナフト[2,1-b:1',2'-d]フランの合成
【0276】
【化60】
【0277】
5,9−ジブロモジナフト[2,1-b:1',2'-d]フラン(426mg、1.00mmol)のトルエン溶液(3mL)に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd
2dba
3)クロロホルム錯体(52mg、0.05mmol)、2−ジシクロへキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(S−Phos;41mg、0.10mmol)、リン酸三カリウム(1.27g、6.00mmol)およびフェニルボロン酸(366mg、3.00mmol)を加え、110℃で90分間撹拌した。温度を室温に戻し、シリカゲルを通して無機物をろ別した後、ロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンとクロロホルムとの混合溶媒(ヘキサン:クロロホルム=4:1(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、白色固体の表題化合物(373mg、89%)を得た。
【0278】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3): δ 9.25 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 8.11 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.83 (s, 2H, ArH), 7.77 (dd, J = 7.2 Hz, 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.63-7.48 (m, 12H, ArH).
【0279】
この化合物の溶解度を評価した結果、室温下クロロホルムに43g/L(2.8wt%)、トルエンに23g/L(2.6wt%)溶解した。この化合物は、いずれの溶媒に対しても塗布プロセスに使用可能な高い溶解度を示すことが明らかとなった。
【0280】
[比較例1]
ジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成
特許文献6の実施例に記載された表題化合物を、本発明の方法で合成した。
【0281】
(第1工程)
O,O’−(2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)の合成【0282】
【化61】
【0283】
2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジオール(1.43g、5.0mmol)のテトラヒドロフラン溶液(10.9mL)に、トリエチルアミン(5.32mL)、ピリジン(2.08mL)、N,N−ジメチルチオカルバモイルクロリド(2.47g、20.0mmol)を加え、65℃で44時間撹拌した。この溶液をロータリーエバポレーターで減圧濃縮した。得られた粗生成物をヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒(ヘキサン:酢酸エチル=7:3(体積比))を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色固体の表題化合物1.79g、3.89mmol、78%)を得た。
【0284】
融点: 230.5-231.0 ℃.
1H NMR (400 MHz, CD
3Cl): δ 3.00 (s, 6H, NCH
3), 3.16 (s, 6H, NCH
3), 7.46-7.52 (m, 4H, ArH), 7.54 (s, 2H, ArH), 7.84-7.88 (m, 4H, ArH), 7.98 (s, 2H, ArH).
13C NMR (150 MHz, CD
3Cl): δ 38.5, 43.1, 120.9, 126.0, 126.6, 127.6, 128.0, 130.2, 131.3, 133.2, 149.8, 187.2. TOF HRMS (APCI): Calcd for C
26H
25N
2S
2O
2 [M+H] 461.1357, found, 461.1349.
【0285】
(第2工程)
ジナフト[2,3-b:2',3'-d]チオフェンの合成【0286】
【化62】
【0287】
O,O’−(2,2’−ビナフタレン−3,3’−ジイル)ビス(ジメチルカルバモチオエート)(691mg、1.50mmol)をパイレックチューブに封管し、300℃で4時間加熱した。温度を室温に戻した後、トルエンと2−プロパノールとの混合溶媒(トルエン:2−プロパノール=8:2(体積比))による熱再結晶により、淡黄色固体の表題化合物(310mg、1.09mmol、73%)を得た。
【0288】
融点: 282-283 ℃.
1H NMR (600 MHz, CDCl
2CDCl
2): δ 7.49-7.56 (m, 4H, ArH), 7.87 (d, J = 7.2 Hz, 2H, ArH), 8.03 (d, J = 7.2 Hz, 2H, ArH), 8.19 (s, 2H, ArH), 8.66 (s, 2H, ArH). MS (APCI+): 285 (M+H). Anal. Calcd for C
20H
12S: C, 84.47; H, 4.25. Found: C, 84.89; H, 4.43.
【0289】
〔化学的安定性の評価〕
実施例3で合成した化合物を0.6951mg秤量し、グローブボックス内でメスフラスコを用いて、脱気したベンゾニトリル(25ml)に溶かした(溶液濃度:4.92×10
-5 M)。この調整した溶液を蓋付きのUVセルに入れ、直ちにUV−Visスペクトル(使用装置:日本分光(株)製、Jasco V-570 spectrometer)を測定した。引き続き、大気下で蓋の開け閉めを数回繰り返し、溶液と空気中の酸素とを接触させた。その後、3時間、24時間、72時間後同様に測定した結果を
図5に示す。その結果、72時間放置した溶液でもスペクトルに変化は見られなかった。
【0290】
また、実施例3で合成した化合物を真空蒸着して形成された厚さ100nmの膜を、大気中に一週間放置した。その間、経時的にUV−Visスペクトル(使用装置:日本分光(株)製、Jasco V-570 spectrometer)を測定した結果を
図6に示す。その結果、一週間放置した膜でもスペクトルに変化は見られなかった。
以上より、実施例3で合成した化合物が化学的に安定であることが明らかとなった。
【0291】
〔有機トランジスタ素子の作製および特性評価〕
〈エッジキャスト法〉
本発明者らが開発した塗布法(エッジキャスト法;Appl. Phys. Exp. 2, 111501 (2009))に準拠し、製膜およびボトムゲート−トップコンタクト型有機FETの作製を行った。本法の概念図を、
図2に示す。
【0292】
シリコン基板(株式会社フジミファインテクノロジー社製)に対してデシルトリエトキシシラン(DTS)により表面処理を行い、熱酸化シリコン絶縁膜(膜厚500nm)付きシリコン基板(以下「基板」ともいう。)を得た。基板上に、溶液保持用のシリコン基板の欠片(以下「溶液保持構造」ともいう。)を置いた。基板を傾けながら、実施例で合成したカルコゲン含有有機化合物のo−キシレン溶液または1,2−ジクロロエタン溶液(カルコゲン含有有機化合物の濃度:0.2質量%)(有機半導体溶液)を、120℃で溶液保持構造のエッジに垂らした。溶媒の蒸発とともに結晶が成長しながら基板に貼り付き、数分で結晶成長が完了した。この状態で60〜100℃のアルゴン雰囲気下一夜(11時間)放置し、結晶膜を完全に乾燥した(膜厚:30〜150nm)。得られた結晶膜上にステンレス製の金属マスクを通してテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのキャリア注入層(膜厚1nm)、続いて金のソース電極およびドレイン電極(同30nm)を真空蒸着して、チャネル長100μm、チャネル幅1mmを形成し、ボトムゲート−トップコンタクト型有機FETを作製した。作製した素子について、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ株式会社製)を用いて、キャリア移動度およびオン/オフ比の測定を行った。
【0293】
〈ギャップキャスト法〉
本発明者らが開発した塗布法(ギャップキャスト法;Adv. Mater. 23, 1626 (2011).)に準拠し、製膜およびボトムゲート−トップコンタクト型有機FETの素子作製を行った。本法の概念図を
図3に示す。
【0294】
上記〈エッジキャスト法〉で用いた表面処理済みの基板上にスペーサーを置き、その上に、F−SAMで表面処理したシリコン基板を溶液保持板として基板上に重ねて、楔形のすき間を形成した。これをホットプレート上で120℃に加熱し、温度安定後、実施例で合成したカルコゲン含有有機化合物のo−ジクロロベンゼン溶液(カルコゲン含有有機化合物の濃度:0.2質量%)(有機半導体溶液)を楔形のすき間に注入した。溶液は楔形のすき間に保持され、溶媒の蒸発とともに結晶が成長する。溶媒蒸発後、この状態で60〜100℃のアルゴン雰囲気下一夜(11時間)放置し、結晶膜を完全に乾燥した(膜厚:150〜250nm)。この後は上記〈エッジキャスト法〉と同様に素子を作製し、FET特性評価を行った。
【0295】
以上の有機トランジスタ素子の作製および特性評価を、実施例で得られた化合物について行った。評価結果を表1に示す。また、実施例7で合成した化合物のFET特性を
図4に示す。
図4によれば、実施例7で合成した化合物は、10〜11cm
2/vsの高いキャリア移動度を示すことが確認された。
【0296】
一方、比較例1の化合物においては、高品質の2次元状の結晶膜が溶液プロセスでは作成できず、上記塗布法による製膜は困難であった。その結果、比較例1の化合物については、上記塗布法による有機トランジスタ素子の作製および特性評価はできなかった。
【0297】
【表1】
【0298】
〈蒸着法によるFET特性の比較〉
比較例1のカルコゲン含有有機化合物については、塗布法による素子作製が不可能であったため、実施例6および比較例1のカルコゲン含有有機化合物について蒸着法で素子を作製し、FET特性の比較を行った。
【0299】
上述の熱酸化シリコン絶縁膜(膜厚500nm)付きシリコン基板に対して、アセトンおよび2−プロパノールで各5分超音波洗浄を行い、続いてUVオゾン処理を30分間行った。洗浄処理した基板表面にDTSの自己組織化単分子膜を蒸気法で製膜した後、カルコゲン含有有機化合物を蒸着速度0.4〜0.6Å/sで真空蒸着し、膜厚が75nmの有機半導体層を形成した。次いで、ステンレス製の金属マスクを通してテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのキャリア注入層(膜厚1nm)、続いて金のソース電極およびドレイン電極(同30nm)を真空蒸着して、チャネル長100μm、チャネル幅1mmを形成し、ボトムゲート−トップコンタクト型有機FETを作製した。
【0300】
作製した素子について、半導体パラメータアナライザー(型番「keithley 4200」、ケースレーインスツルメンツ株式会社製)を用いて、キャリア移動度およびオン/オフ比の測定を行った。その結果、実施例6の有機半導体材料を有機半導体層の形成に用いた場合は、キャリア移動度は5.5cm
2/V・s、オン/オフ比は10
7であった。一方、比較例1の有機半導体材料を有機半導体層の形成に用いた場合は、キャリア移動度は0.4cm
2/V・s、オン/オフ比は10
6であった。
【0301】
以上の結果から、各実施例で合成した有機半導体材料は、比較例で合成した有機半導体材料よりも、(1)溶媒に対する溶解性に優れること、(2)製膜方法によらず、本質的に高いキャリア移動度を示すこと、が明らかとなった。