[go: up one dir, main page]

JP5624020B2 - 縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法 - Google Patents

縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5624020B2
JP5624020B2 JP2011502943A JP2011502943A JP5624020B2 JP 5624020 B2 JP5624020 B2 JP 5624020B2 JP 2011502943 A JP2011502943 A JP 2011502943A JP 2011502943 A JP2011502943 A JP 2011502943A JP 5624020 B2 JP5624020 B2 JP 5624020B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
formula
alkyl
compound
aryl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011502943A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011516474A (ja
Inventor
ハァ,ミンチエン
レスリー,トーマス エム
エム レスリー,トーマス
ヂャン,フェイシア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JP2011516474A publication Critical patent/JP2011516474A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5624020B2 publication Critical patent/JP5624020B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/655Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only sulfur as heteroatom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/12Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains three hetero rings
    • C07D495/14Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/22Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/22Tin compounds
    • C07F7/2208Compounds having tin linked only to carbon, hydrogen and/or halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3491Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having sulfur as hetero atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/40Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • C08G2261/3243Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. benzothiophene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/36Oligomers, i.e. comprising up to 10 repeat units
    • C08G2261/364Oligomers, i.e. comprising up to 10 repeat units containing hetero atoms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Description

関連出願の説明
本出願は、その内容をここに全て引用する、2008年3月31日に出願された、「縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法」と題する米国仮特許出願第61/072468号への優先権の恩恵を主張するものである。
本発明は、広く、複素環式有機化合物に関し、より詳しくは、縮合チオフェン化合物およびその製造方法と使用方法に関する。
現在、高度に共役した有機材料が、主にその興味深い電子的性質および光電子的性質のために、多大な研究活動の焦点となっている。それらの材料は、電界効果トランジスタ(FET)、薄膜トランジスタ(TFT)、有機発光ダイオード(OLED)、電気光学(EO)用途、導電性材料、2光子混合材料、有機半導体、および非線形光学(NLO)材料を含む様々な用途に使用するために研究されている。高度に共役した有機材料には、無線周波数識別(RFID)タグなどの素子、フラットパネルディスプレイにおけるエレクトロルミネセント素子、および光起電素子とセンサ素子への用途が見出されるであろう。
ペンタセン、ポリ(チオフェン)、ポリ(チオフェン−コ−ビニレン)、ポリ(p−フェニレン−コ−ビニレン)およびオリゴ(3−ヘキシルチオフェン)などの材料が、様々な電子用途および光電子用途に使用するために徹底的に研究されてきた。ごく最近、縮合チオフェン化合物が都合の良い性質を有することが判明した。例えば、ビスジチオフェン[2,3−b:2’,3’−d]チオフェン(1,j=2)が、固体状態において効率的にπスタックし、高い移動性(0.05cm2/V−sまで)を有し、高いオン/オフ比(108まで)を有することが判明した。オリゴ−またはポリ(チエノ[3,2−b]チオフェン)(2)およびオリゴ−またはポリ(ジチエノ[3,2−b:2’−3’−d]チオフェン)(1)
Figure 0005624020
などの縮合チオフェンのオリゴマーおよびポリマーも、電子素子および光電子素子に使用するために提案されており、許容される導電率および非線形光学特性を有することが示されている。
本出願人は、Heの特許文献1およびHeの特許文献2にいくつかの縮合チオフェン系材料を記載した。
米国特許出願第2007/0161776号明細書 国際公開第2006/031893号パンフレット
新たな縮合チオフェンおよび縮合チオフェンを製造する方法が引き続き必要とされており、本発明は、一部には、この必要性に対処することに向けられる。
本発明は、以下の式11または12:
Figure 0005624020
の内の一方を有する化合物であって、
Xが芳香族求核置換離脱基であり;R1が水素、アルキル基、またはアリール基であり;Q1がカルボキシル保護基またはアルデヒド保護基である化合物に関する。
本発明は、以下の式14,15,16または17:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物であって、
1およびR2が、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Q3およびQ4が、独立して、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択され;Q2が、以下の式18,19,20,21Aまたは21B:
Figure 0005624020
の内の1つ、または以下の式22A,22B,22C,22Dまたは22E:
Figure 0005624020
の内の1つを有し、R3およびR4が、同じかまたは異なり、アルキルおよびアリールから選択される化合物に関する。
本発明は、以下の式23:
Figure 0005624020
を有する化合物であって、
1が、以下の式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29または30:
Figure 0005624020
Figure 0005624020
の内の1つを有し、nが3,4または5であり;Gが−Se−,−Te−,−B(R3)−,−P(R3)−および−Si(R3)(R4)−から選択され;各々のTが、SおよびSO2から独立して選択され;R1およびR2が、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Z1が式24Aまたは24Bを有する場合には、Q5およびQ6の少なくとも一方がチオエステル、オキサゾリン部分またはアセタールであるという条件で、Q5およびQ6が、同じかまたは異なり、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択されるものである化合物にも関する。
本発明は、以下の式37,38,39または40:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物であって、
10およびQ11が、同じかまたは異なり、式:
Figure 0005624020
を有し、R12、R13、およびR14が、アルキルおよびアリールから独立して選択されるものである化合物にも関する。
本発明は、以下の式41,42,43,44,45または45:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物であって、
15が、水素、アルキルおよびアリールから選択され;Q12が、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択され;Q13が、式:
Figure 0005624020
を有し、R12、R13、およびR14が、アルキルおよびアリールから独立して選択されるものである化合物にも関する。
本発明のこれらと追加の特徴および実施の形態が、以下の図面と詳細な説明においてより十分に説明され、検討される。
本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 縮合チオフェンを調製するための従来技術の方法を示す合成スキームの概略図 縮合チオフェンを調製するための従来技術の方法と化合物を、本発明のある方法と化合物と比較した合成スキームの概略図 縮合チオフェンを調製するための従来技術の方法と化合物を、本発明のある方法と化合物と比較した合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図 本発明のある化合物を調製するのに使用できる合成スキームの概略図
図面に記載された実施の形態は、当然ながら説明のためであり、特許請求の範囲により定義された本発明を制限することを意図したものではない。図面と本発明の個々の特徴が、以下の詳細な説明により詳しく検討されている。
本材料、物品、および/または方法を開示し説明する前に、以下に記載する態様は、特定の化合物、合成方法、または使用に限られず、本発明の説明であると理解すべきである。また、ここに使用した用語法は、特定の態様を説明する目的のためだけであり、制限を意図したものではないことが理解されよう。
本明細書において、また以下の特許請求の範囲において、以下の意味を有するように定義される多数の用語に言及する。
本明細書よび特許請求の範囲を通じて、文脈がそうではないと要求していない限り、「含む」という単語または「含んでいる」などの変形は、述べられた要素、整数、または工程もしくは要素、整数または工程の群を含むことを意味するものと理解され、任意の他の要素、整数、または工程もしくは要素、整数、または工程の群の排除を意味するものではない。
本明細書および添付の特許請求の範囲に使用されているように、単数形は、文脈がそうではないと明らかに示していない限り、複数の対照も含むことに留意されたい。それゆえ、例えば、「化合物」への言及は、そのような化合物2つ以上の混合物を含むことを意味し、「部分」への言及は、そのような部分2つ以上の混合物を含むことを意味する。
「随意的」または「必要に応じて」は、その後に記載された事象または環境が起こり得るまたは起こり得ないことを意味し、その記載は、その事象または環境が起こる場合と起こらない場合を含む。
範囲は、「約」ある特定の値から、および/または「約」別の特定の値まで、と表してよい。そのような範囲が表された場合、別の態様は、そのある特定の値から、および/またはその他の特定の値までを含む。同様に、値が、「約」という先行しを使用して近似として表されている場合、その特定の値は別の態様を形成することが理解されよう。範囲の各々の端点は、他の端点に関してと、他の端点とは独立しての両方で有意であることが理解されよう。
ある成分の質量パーセントは、具体的にそうではないと述べられていない限り、その成分が含まれる配合物または組成物の総質量に基づくものである。
「アルキル基」という用語は、ここに用いたように、1から40の炭素原子の飽和炭化水素基である。ここに用いたように、「アルキル」は、直鎖状アルキル、分岐アルキル、およびシクロアルキルを含むことを意味し、それらの各々は置換されていてもいなくても差し支えない。「アルキル」はまた、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、およびn−ヘキシルなどの低級直鎖状アルキル(例えば、C1〜C6直鎖状アルキル);イソプロピル、t−ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、2−メチル−2−エチルプロピル、2−メチル−1−エチルプロピルなどの低級分岐アルキル(例えば、C3〜C8分岐アルキル);シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどの低級シクロアルキル(例えば、C3〜C8シクロアルキル)を含むことも意味する。「アルキル」は、ここに用いたように、炭素と水素以外の原子が存在しない、上述したもののような、未置換アルキルを含むことを意味する。「アルキル」は、ここに用いたように、置換アルキルを含むことも意味する。適切な置換基としては、アリール基(それ自体が置換されていてもよい)、複素環(飽和または非飽和で、必要に応じて、置換されている)、アルコキシ基(アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)を含むことを意味する)、アミン基(例えば、アリールまたはアルキル基により二置換されている)、カルボン酸誘導体(例えば、カルボン酸エステル、アミドなど)、ハロゲン原子(例えば、Cl,BrおよびI)などが挙げられる。さらに、1つ以上のアルケニルまたはアルキニル置換基を有するアルキル基(例えば、ブト−2−エン−1−イル置換基を生成するためのプロプ−1−エン−1−イル基によりそれ自体置換されたメチル基)は、「アルキル」の意味に含まれることを意味する。他の適切な置換基としては、ヒドロキシ基および保護されたヒドロキシ基(例えば、アセトキシ基などのアシルオキシ基;トリメチルシリル(TMS)エーテル基およびtert−ブチルジメチルシリル(TBS)エーテル基などのシリルエーテル基;など)が挙げられる。上述したように、アルキル基は置換されていてもいなくても差し支えない。「未置換アルキル基」という用語は、炭素と水素だけからなるアルキル基とここに定義される。「置換アルキル基」という用語は、以下に限られないが、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基(例えば、未置換アミノ基、一置換アミノ基、または二置換アミノ基)、カルボン酸、アミド、エステル、アルデヒド、ヒドロキシル基、アルコキシ基、チオール基(置換されていなくても、例えば、アルキルまたはアリール基により置換されていてもよい)、ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、アクリレート、またはビニルエーテルを含む基により置換された1つ以上の水素原子を有するアルキル基とここに定義される。上述したように、「アルキル基」という用語は、ここに用いたように、シクロアルキル基も含む。「シクロアルキル基」という用語は、ここに用いたように、少なくとも3つの炭素原子を含む非芳香族炭素系環である。シクロアルキル基の例としては、以下に限られないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。シクロアルキル基という用語は、その環の炭素原子の少なくとも1つが、以下に限られないが、窒素、酸素、硫黄、またはリンなどのヘテロ原子により置換されている、ヘテロシクロアルキル基も含む。上述したように、「アルキル基」という用語は、ここに用いたように、アラルキル基も含む。「アラルキル」という用語は、ここに用いたように、アルキル基にアリール基(ここに定義したような)を有するアルキル基である。アラルキル基の例は、ベンジル基である。
ここに用いたように、「アルコキシ」は、式−O−Rを有する基を含むことを意味し、ここで、Rはアルキルまたはアリール基である。その基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、4−メチルフェノキシなどを含む。
ここに用いたように、「アリール」は、芳香族環、例えば、フェニル環などの4から12員の芳香族環を含むことを意味する。これらの芳香族環は、必要に応じて、1つ以上のヘテロ原子(例えば、N,O,SおよびPの内の1つ以上)を含有して差し支えなく、それゆえ、「アリール」は、ここに用いたように、チエニル環、ピリジル環、およびフラニル環などのヘテロアリール部分を含むことを意味する。芳香族環は必要に応じて置換されていても差し支えない。「アリール」は、1つ以上の他のアリール環または非アリール環が縮合される芳香族環を含むことも意味する。例えば、ナフチル基、インドール基、チエノチエニル基、ジチエノチエニル基、および5,6,7,8−テトラヒドロ−2−ナフチル基(これらの各々は必要に応じて置換されても差し支えない)は、本出願の文的に関するアリール基である。上述したように、アリール環は、必要に応じて置換されていても差し支えない。適切な置換基としては、アルキル基(必要に応じて置換されていても差し支えない)、他のアリール基(それ自体が置換されていてもよい)、複素環(飽和または非飽和)、アルコキシ基(アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)を含むことを意味する)、ヒドロキシ基、アルデヒド基、ニトロ基、アミン基(例えば、未置換、またはアリールまたはアルキル基により一または二置換)、カルボン酸基、カルボン酸誘導体(例えば、カルボン酸エステル、アミドなど)、ハロゲン原子(例えば、Cl,BrおよびI)などが挙げられる。
ここに用いたように、「環」は、飽和または非飽和、芳香族または非芳香族であって差し支えない同素環または複素環を称する。この環は未置換であっても、または1つ以上の置換基により置換されていても差し支えない。置換基は、飽和または非飽和、芳香族または非芳香族であって差し支えなく、適切な置換基の例としては、アルキルおよびアリール基への置換基に関する記載において先に列記されたものが挙げられる。さらに、環の2つ以上の置換基が組み合わさって、別の環を形成しても差し支えなく、したがって、ここに用いたように、「環」は、縮合環系を含むことを意味する。環が飽和している場合(すなわち、環を構成する原子の各々が、その環の他の原子に単結合により結合されている場合)、その環は、必要に応じて、不飽和(芳香族または非芳香族)または飽和置換基を含んでもよい。
「アルケニル基」という用語は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含有する2から40の炭素原子の分岐または未分岐の炭化水素基として定義される。
「アルキニル基」という用語は、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含有する2から40の炭素原子の分岐または未分岐の炭化水素基として定義される。
以下の明細書において、化合物、組成物、方法などは、成分の組合せをを含有するものとして開示されるであろう。そのような成分の組合せが開示された場合、各々の個々と集合的な組合せ、順序、またはこれらの成分のサブセットが明白に開示されていないかもしれないが、各々の個々と集合できな組合せ、順序、およびサブセットは、具体的に考えられ、ここに特別に記載されたものと考えるべきである。例えば、成分A,BおよびCの部類が開示され、同様に成分D,EおよびFの部類が開示され、組合せの例A−Dが開示されている場合、各々の組合せが個々に挙げられていなくても、各々は、個々と集合的に考えられる。それゆえ、この例において、組合せA−E,A−F,B−D,B−E,B−F,C−D,C−E,およびC−Fの各々が、具体的に考えられ、A,BおよびC;D,EおよびF;並びに例示の組合せA−Dの開示から開示されたと考えるべきである。同様に、これらの任意のサブセットまたは組合せも、具体的に考えられ、開示されている。それゆえ、例えば、A−E,B−FおよびC−Eの部分群が、具体的に考えられ、A,BおよびC;D,EおよびF;並びに例示の組合せA−Dの開示から開示されたと考えるべきである。この概念は、以下に限られないが、開示された組成物を製造し、使用する方法の工程を含む、この開示の全ての態様に適用される。それゆえ、実施できる様々な追加の工程がある場合、これらの追加の工程の各々は、開示された方法の任意の特定の実施の形態または実施の形態の組合せにより実施することができると理解され、そのような組合せの各々は、具体的に考えられ、開示されていると考えるべきであると理解される。さらなる説明として、この概念は、組成物における様々な化合物または他の成分の混合物;デバイスにおける様々な成分の組合せなどに適用される。
本発明のある態様は、以下の式11または12:
Figure 0005624020
の内の一方を有する化合物であって、
Xが芳香族求核置換離脱基であり;R1が水素、アルキル基、またはアリール基であり;Q1がカルボキシル保護基またはアルデヒド保護基である化合物に関する。
カルボキシル保護基の例としては、エステル、チオエステル、およびオキサゾリンが挙げられる。アルデヒド保護基の例としては、環状アセタールなどのアセタールが挙げられる。当業者に理解されるように、特定のカルボキシル保護基またはアルデヒド保護基の選択は、式11または式12の化合物を使用すべき用途に依存する。例えば、式11または式12の化合物をさらなる合成(以下に記載される合成などの)における出発材料として使用すべき場合、特定のカルボキシル保護基またはアルデヒド保護基は、その後の反応条件に対する安定性、存在するかもしれない他の置換基に適合する脱保護成分の使用可能性などに基づいて選択されるであろう。
1の特定の例として、直鎖状アルキルエステル(例えば、Q1が−COOCH3であるメチルエステルなどの直鎖状C1〜C8アルキルエステル);第3アルキルエステル(例えば、Q1が−COOC(CH33であるt−ブチルエステルなどの第3C4〜C8アルキルエステル);アラルキルエステル(例えば、Q1が−COOCH2(C65)であるベンジルエステルなどの(C6〜C10)アリール置換(C1〜C4)アルキルエステル);および第3アルキルチオエステル(例えば、Q1が−C(O)SC(CH33であるt−ブチルチオエステルなどの第3C4〜C8アルキルチオエステル)を挙げることができる。上述したように、Q1は、例えば、Q1が式:
Figure 0005624020
を有し、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル(例えば、置換または未置換C1〜C8アルキル)、およびアリール(例えば、置換または未置換フェニル)から選択されるか、またはR10およびR11が、それらが結合する炭素原子と共に、環(例えば、4員から8員の(5員、6員などの)同素環または複素環)を形成する場合におけるような、1,3−オキサゾリン−2−イル部分などのオキサゾリン部分であって差し支えない。実例として、R10およびR11は、R10およびR11が同じかまたは異なり、C1〜C6アルキルから選択される場合におけるような、同じまたは異なる低級アルキルであって差し支えない。ある実施の形態において、R10およびR11は、例えば、R10およびR11の各々がメチル基、エチル基、n−プロピル基、およびi−プロピル基などである場合におけるような、同じ低級アルキルである。
上述したように、Xは芳香族求核置換離脱基である。この文脈に使用されるように、「芳香族求核置換離脱基」は、ここに引用する、March, Advanced Organic Chemistry (4th edition), Wiley Interscience, 1992, page 652に開示されたものなどの、芳香族求核置換に適した離脱基を称することを意味する。適切な離脱基の例としては、F,Cl,Br,Iおよびスルホン酸エステル(例えば、トシラート、メシラート、ベシラート、およびトリフラート)が挙げられる。
上述したように、R1は、水素、アルキル基、またはアリール基であって差し支えない。実例として、R1は、様々な置換または未置換アルキル基であって差し支えない。例えば、R1は、直鎖アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはヘキサデシル)などの未置換アルキル基、分岐アルキル基(例えば、sec−ブチル、neo−ペンチル、4−メチルペンチル)、もしくは置換または未置換シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル)であって差し支えない。ある実施の形態において、R1は、少なくとも4つの炭素のサイズのアルキル基である。ある実施の形態において、R1は、少なくとも4つの炭素のサイズの置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1は、アルキル基の置換が、少なくとも2つの炭素だけ縮合チオフェン環系から離れている、少なくとも4つの炭素のサイズの置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1は、置換アルキル基(例えば、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、エステル、アルデヒド、ヒドロキシル基、アルコキシ基、チオール基、チオアルキル基、ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、アクリレート、またはビニルエーテルにより置換されたアルキル基)である。置換アルキル基の例としては、以下に限られないが、6−ヒドロキシヘキシルおよび3−フェニルブチルが挙げられる。R1の選択は、化合物の最終用途による。ここに記載された方法により、幅広いR1置換基を有する縮合チオフェン部分の合成ができる。置換アルキルまたはアリールR1基に存在するであろう任意の官能基は、例えば、その後の反応工程に存続するために、保護することができる。
式11または12を有する上述した化合物は、任意の適切な方法によって調製して差し支えない。
例えば、式12を有する化合物は、図1Aに記載された手法にしたがって調製することができる。図1Aを参照すると、チオフェン50(例えば、ジブロモチオフェン)を、例えば、ケトン52を生成するために、化学量論量のAlCl3などのフリーデル・クラフツ反応に適合するルイス酸の存在下で、酸塩化物(例えば、酸塩化物51)と反応させることができる。ケトン52は、例えば、炭酸カリウムなどの塩基の存在下で、2−メルカプトアセテート53(例えば、R50が、エチル基または別の未置換C1〜C4アルキル基などの、アルキルまたはアリール基である)との反応により、チエノチオフェンエステル54に転化できる。チエノチオフェンエステル54は、例えば、水酸化リチウムの存在下でチエノチオフェンエステル54を加水分解し、その後、酸性化(例えば、塩化水素酸により)により、チエノチオフェン遊離酸56に転化できる。チエノチオフェン遊離酸56は、この遊離酸を対応する酸塩化物に転化し(例えば、塩化チオニル、塩化オキサリルなどを用いて)、その後、この酸塩化物の1−アミノ−2−ヒドロキシアルカン57(例えば、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択されるか、もしくは、R10およびR11が、それらが結合する炭素原子と共に、例えば、上述したような環を形成する)との反応を行い、その後、塩化チオニル、五酸化リン、塩化オキサリルなどの脱水剤による処理によって、オキサゾリニルチエノチオフェン58に転化できる。
さらに別の実例として、式11を有する化合物を、図1Bに記載された手法にしたがって調製することができる。図1Bを参照すると、チエノチオフェン60(例えば、ジブロモチエノチオフェン)は、ケトン62を生成するために、例えば、AlCl3または他のフリーデル・クラフツ反応に適合するルイス酸(例えば、化学量論量のAlCl3)の存在下で、酸塩化物(例えば、酸塩化物61)と反応させることができる。ケトン62は、例えば、炭酸カリウムまたは別の塩基の存在下で、2−メルカプトアセテート63(例えば、R50が、エチル基または別の未置換C1〜C4アルキル基などの、アルキルまたはアリール基である)との反応により、ジチエノチオフェンエステル64に転化できる。ジチエノチオフェンエステル64は、例えば、水酸化リチウムの存在下でジチエノチオフェンエステル64を加水分解し、その後、酸性化(例えば、塩化水素酸により)により、ジチエノチオフェン遊離酸66に転化できる。ジチエノチオフェン遊離酸66は、この遊離酸を対応する酸塩化物に転化し(例えば、塩化チオニル、塩化オキサリルなどを用いて)、その後、この酸塩化物の1−アミノ−2−ヒドロキシアルカン67(例えば、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択されるか、もしくは、R10およびR11が、それらが結合する炭素原子と共に、例えば、上述したような環を形成する)との反応を行い、その後、塩化チオニル、五酸化リン、塩化オキサリルなどの脱水剤による処理によって、オキサゾリニルジチエノチオフェン68に転化できる。
チオフェン50およびチエノチオフェン60のベータ位置のX基は、同じであっても、異なっても差し支えない。実例として、両方のX部分は、両方のXがBrである場合におけるように、同じハロゲンであって差し支えない。あるいは、2つのX部分は、一方のXがBrであり、他方のXがFである場合におけるように、または一方のXがハロゲン(例えば、Br)であり、他方のXが、例えば、トリフラート基である場合におけるように、異なっても差し支えない。
式11または12を有する上述した化合物は、様々な合成および他の手法に使用して差し支えなく、その例は、以下の議論から明らかであろう。
本発明は、その別の態様において、以下の式14,15,16または17:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物であって、
1およびR2が、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Q3およびQ4が、独立して、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択され;Q2が、以下の式18,19,20,21Aまたは21B:
Figure 0005624020
の内の1つ、または以下の式22A,22B,22C,22Dまたは22E:
Figure 0005624020
の内の1つを有し、R3およびR4が、同じかまたは異なり、アルキルおよびアリールから選択される化合物に関する。
実例として、そのような化合物の例としては、以下に示されたものが挙げられる:
Figure 0005624020
Figure 0005624020
Figure 0005624020
Figure 0005624020
Figure 0005624020
ある実施の形態において、Q3およびQ4は同じである。ある実施の形態において、Q3およびQ4は異なる。ある実施の形態において、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方は、アルデヒド基またはアルデヒド誘導体であって差し支えない。アルデヒド誘導体の例としては、アセタール(例えば、環状アセタール)などのアルデヒド保護基が挙げられる。ある実施の形態において、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方は、カルボン酸またはカルボン酸誘導体であって差し支えない。カルボン酸誘導体の例としては、カルボン酸エステル(例えば、置換アルキルエステル、未置換アルキルエステル、置換C1〜C6アルキルエステル、未置換C1〜C6アルキルエステル、置換アリールエステル、未置換アリールエステルなど);カルボン酸アミド(例えば、未置換アミド、一置換アミド、二置換アミドなど);ハロゲン化アシル(例えば、塩化アシルなど);カルボキシル保護基などが挙げられる。ある実施の形態において、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が、カルボキシ保護基であって差し支えない。カルボキシル保護基の例としては、エステル、チオエステル、およびオキサゾリンが挙げられる。特別な例として、アルキルエステル(例えば、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が、−COOCH3であるメチルエステルなどの直鎖状C1〜C8アルキルエステル);第3アルキルエステル(例えば、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が、−COOC(CH33であるt−ブチルエステルなどの第3C4〜C8アルキルエステル);アラルキルエステル(例えば、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が、−COOCH2(C65)であるベンジルエステルなどの、(C6〜C10)アリール置換(C1〜C4)アルキルエステル);および第3アルキルチオエステル(例えば、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が、−C(O)SC(CH33である、t−ブチルチオエステルなどの第3C4〜C8アルキルチオエステル)が挙げられる。上述したように、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方は、例えば、Q3、Q4またはQ3およびQ4の両方が式:
Figure 0005624020
を有し、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル(例えば、置換または未置換C1〜C8アルキル)、およびアリール(例えば、置換または未置換フェニル)から選択されるか、またはR10およびR11が、それらが結合する炭素原子と共に、環(例えば、4員から8員の(5員、6員などの)同素環または複素環)を形成する場合におけるような、1,3−オキサゾリン−2−イル部分などのオキサゾリン部分であって差し支えない。実例として、R10およびR11は、R10およびR11が同じかまたは異なり、C1〜C6アルキルから選択される場合におけるような、同じまたは異なる低級アルキルであって差し支えない。ある実施の形態において、R10およびR11は、例えば、R10およびR11の各々がメチル基、エチル基、n−プロピル基、およびi−プロピル基などである場合におけるような、同じ低級アルキルである。
上述したように、R1およびR2は、同じかまたは異なって差し支えなく、各々が独立して、水素、アルキル基、またはアリール基から選択される。実例として、R1および/またはR2は、様々な置換または未置換アルキル基であって差し支えない。例えば、R1および/またはR2は、直鎖アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはヘキサデシル)などの未置換アルキル基、分岐アルキル基(例えば、sec−ブチル、neo−ペンチル、4−メチルペンチル)、もしくは置換または未置換シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル)であって差し支えない。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、少なくとも4つの炭素のサイズのアルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、少なくとも4つの炭素のサイズの置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、アルキル基の置換が、少なくとも2つの炭素だけ縮合チオフェン環系から離れている、少なくとも4つの炭素のサイズの置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、エステル、アルデヒド、ヒドロキシル基、アルコキシ基、チオール基、チオアルキル基、ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、アクリレート、またはビニルエーテルにより置換されたアルキル基である。置換アルキル基の例としては、以下に限られないが、6−ヒドロキシヘキシルおよび3−フェニルブチルが挙げられる。ある実施の形態において、R1およびR2の両方が水素原子である。ある実施の形態において、R1は水素原子であり、R2は、上述したアルキル基の内の1つなどのアルキル基である。ある実施の形態において、R2は水素原子であり、R1は、上述したアルキル基の内の1つなどのアルキル基である。ある実施の形態において、R1およびR2の両方は同じアルキル基である。ある実施の形態において、R1はあるアルキル基を表し、R2は異なるアルキル基を表す。式11または12を有する化合物の文脈におけるR1の選択に関するように、ここでのR1および/またはR2の選択は、化合物の最終用途に依存し得る。ここに記載された方法により、幅広いR1およびR2置換基を有する縮合チオフェン部分の合成ができる。置換アルキルまたはアリールR1またはR2基に存在するであろう任意の官能基は、例えば、その後の反応工程に存続するために、保護することができる。
上述したように、R3およびR4は、同じであっても異なっても差し支えなく、各々は独立して、アルキル基またはアリール基から選択される。実例として、R3および/またはR4は、置換アルキル基、未置換アルキル基、置換アリール基、または未置換アリール基であって差し支えない。R3およびR4基の適切な例としては、R1およびR2に関して上述したものが挙げられる。
式14,15,16または17を有する上述した化合物は、任意の適切な方法によって調製して差し支えない。
例えば、Q2が式18を有する化学式14を有する化合物は、図2Aに示した手法にしたがって、式12を有する本発明の化合物およびビス(トリ(C2〜C6)アルキルスズ)スルフィド、ビス(トリ(C3〜C4)アルキルスズ)スルフィド、および/またはビス(トリブチルスズ)スルフィドなどのビス(トリアルキルスズ)スルフィドから調製できる。図2Aを参照すると、オキサゾリニルチエノチオフェン58aおよび58b(各々は、図1Aに記載された手法にしたがって別々に調製して差し支えない)は、ビス(トリアルキルスズ)スルフィド70と反応させられて、化合物72を生成する。Q2が式18を有する化学式15を有する化合物は、図2Bに示した手法にしたがって、式11を有する本発明の化合物および上述したものなどのビス(トリアルキルスズ)スルフィドから調製できる。図2Bを参照すると、オキサゾリニルジチエノチオフェン68aおよび68b(各々は、図1Bに記載された手法にしたがって別々に調製して差し支えない)は、ビス(トリアルキルスズ)スルフィド70と反応させられて、化合物74を生成する。図2Aおよび2Bに述べられた反応スキームは、ビス(トリアルキルスズ)スルフィド70の使用を説明しているが、58aおよび58bからの82の調製または68aおよび68bからの86の調製が、ブチルリチウム(または別のアルキルリチウム試薬)との反応、例えば、ここに引用する、国際公開第2006/031893号パンフレットおよびHe et al., J. Org. Chem., 72(2):444-451 (2007)に記載されたものと類似の手法を用いて、その後の得られたベータアニオンの、ビス(フェニルスルホニル)スルフィド(例えば、(PhSO22S)などのビス(アリールスルホニル)スルフィドとの官能により行われる場合などのように、他の成分を使用しても差し支えない。
さらに別の実例として、Q2が式18を有する化学式16または17を有する化合物は、図2Cに示した手法にしたがって、式11および12を有する本発明の化合物から調製できる。図2Cを参照すると、オキサゾリニルチエノチオフェン58a(図1Aに記載された手法にしたがって別々に調製して差し支えない)は、アルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)と反応させられ、次いで、硫黄との反応、次いで、トリアルキルスズハロゲン化物(例えば、塩化トリブチルスズ)と反応させられて、硫化スズチエノチオフェン76を生成する。次いで、硫化スズチエノチオフェン76は、オキサゾリニルジチエノチオフェン68b(図1Bに記載された手法にしたがって製造して差し支えない)と反応させて、化合物78を生成することができる。
さらに別の実例として、Q2が式19,20,21Aおよび21Bを有する化学式14を有する化合物は、図3Aに示した手法にしたがって、式12を有する本発明の化合物およびジ(トリ(C2〜C6)アルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリ(C2〜C6)アルキルスズスルフィド)チエノチオフェン、ジ(トリ(C3〜C4)アルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリ(C3〜C4)アルキルスズスルフィド)チエノチオフェン、および/またはジ(トリブチルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリブチルスズスルフィド)チエノチオフェンなどのジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェンから調製できる。図3Aを参照すると、オキサゾリニルチエノチオフェン58aおよび58b(各々は、図1Aに記載された手法にしたがって別々に調製できる)は、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェン80と反応させて、化合物82を生成する。
さらに別の実例として、Q2が式19,20,21Aおよび21Bを有する化学式15を有する化合物は、図3Bに示した手法にしたがって、式11を有する本発明の化合物および上述したものなどの、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェンから調製できる。図3Bを参照すると、オキサゾリニルジチエノチオフェン68aおよび68b(各々は、図2Aに記載された手法にしたがって別々に調製できる)は、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェン84と反応させて、化合物86を生成する。
図3Aおよび3Bに述べられた反応スキームでは、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェン80および84を使用している。これらのジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンまたはジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェンを製造するための準備スキームを以下に説明する。
さらに別の実例として、Q2が式22A,22B,22C,22Dまたは22Eを有する化学式14を有する化合物は、図3Aに示したものと同様の手法にしたがって、式12を有する本発明の化合物から調製でき;Q2が式22A,22B,22C,22Dまたは22Eを有する化学式15を有する化合物は、図3Bに示したものと同様の手法にしたがって、式11を有する本発明の化合物から調製できる。より詳しくは、式12を有する本発明の化合物(例えば、オキサゾリニルチエノチオフェン58aおよび58b(各々は、図1Aに記載された手法にしたがって別々に調製できる))または式11を有する本発明の化合物(例えば、オキサゾリニルジチエノチオフェン68aおよび68b(各々は、図1Bに記載された手法にしたがって別々に調製できる))は、ブチルリチウム(または別のアルキルリチウム)と反応させて、対応するベータアニオンを製造でき、次いで、得られたベータアニオンは、Q2が式22Aを有する式14または15を有する化合物を製造するための二ハロゲン化セレン(例えば、SeCl2);Q2が式22Bを有する式14または15を有する化合物を製造するための二ハロゲン化テルル(例えば、TeCl2);Q2が式22Cを有する式14または15を有する化合物を製造するための二ハロゲン化アルキルまたはアリールホウ素(例えば、R3がアルキルまたはアリール基であるR3BCl2);Q2が式22Dを有する式14または15を有する化合物を製造するためのジハロアルキルホスフィンまたはジハロアリールホスフィン(例えば、R3がアルキルまたはアリール基であるR3PBr2);もしくはQ2が式22Eを有する式14または15を有する化合物を製造するためのジハロジアルキルシラン、ジハロジアリールシラン、またはジハロアルキルアリールシラン(例えば、R3およびR4が同じかまたは異なり、アルキルまたはアリール基である、R34SiCl2)などの適切な試薬と反応させることができる。
上述した反応スキームの全て(例えば、図2A〜2Cおよび3A〜3Bに示されたもの)において、アルファ位置にオキサゾリン部分を担持する末端チオフェン環を有する生成物(すなわち、Q3およびQ4がオキサゾリン基である式14,15,16または17を有する化合物)が示されている。当業者に認識されるように、オキサゾリン基はカルボン酸に容易に転化でき(例えば、HClまたは別の強酸による処理によって)、カルボン酸は、従来の手法を用いて、エステル、アミド、および他のカルボン酸誘導体に転化できる。次いで、これらのカルボン酸およびカルボン酸誘導体は、水素(例えば、Q3およびQ4が水素原子である式14,15,16または17を有する化合物)または上述したもののような他の官能基に転化できる。
式14,15,16または17を有する上述した化合物は、様々な合成手法および他の手法に使用でき、その例が以下の議論から明らかになる。
本発明は、別の態様において、式:
Figure 0005624020
を有する化合物であって、
1が、以下の式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29または30:
Figure 0005624020
Figure 0005624020
の内の1つを有し、ここで、nは3,4または5であり;Gは、−Se−、−Te−、−B(R3)−、−R(R3)−、および−Si(R3)(R4)−から選択され;各Tは、独立してSおよびSO2から選択され;R1およびR2は、同じかまたは異なり、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Q5およびQ6は、同じかまたは異なり、Z1が式24Aまたは24Bを有する場合、Q5およびQ6の少なくとも一方がチオエステル、オキサゾリン部分、またはアセタールであるという条件で、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アルデヒド誘導体、アリール基、アルデヒド基、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択される、化合物に関する。
実例として、Z1が式24Aを有する式23の化合物の例としては、以下に示されるもの挙げられる:
Figure 0005624020
実例として、Z1が式24Bを有する式23の化合物の例としては、以下に示されるもの挙げられる:
Figure 0005624020
実例として、Z1が式24Cを有する式23の化合物の例としては、以下に示されるもの挙げられる:
Figure 0005624020
実例として、Z1が式24DAを有する式23の化合物の例としては、以下に示されるもの挙げられる:
Figure 0005624020
上述したように、R1およびR2は、同じであって差し支えなく、もしくはそれらは異なっていても差し支えなく;各々は、独立して、水素、アルキル基またはアリール基から選択される。実例として、R1および/またはR2は、様々な置換または未置換アルキル基であって差し支えない。例えば、R1および/またはR2は、直鎖アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはヘキサデシル)、分岐鎖アルキル基(例えば、sec−ブチル、neo−ペンチル、4−メチルペンチル)などの未置換アルキル基、もしくは置換または未置換シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル)であって差し支えない。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、サイズが少なくとも4つの炭素のアルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、サイズが少なくとも4つの炭素の置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、アルキル基の置換基が、少なくとも2つの炭素だけ縮合チオフェン環系から離れている、サイズが少なくとも4つの炭素の置換アルキル基である。ある実施の形態において、R1および/またはR2は、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、エステル、アルデヒド、ヒドロキシル基、アルコキシ基、チオール基、チオアルキル基、ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、アクリレート、またはビニルエーテルにより置換されたアルキル基である。置換アルキル基の例としては、以下に限られないが、6−ヒドロキシヘキシルおよび3−フェニルブチルが挙げられる。ある実施の形態において、R1およびR2の両方が水素原子である。ある実施の形態において、R1は水素原子であり、R2は、上述したアルキル基の内の1つなどのアルキル基である。ある実施の形態において、R2は水素原子であり、R1は、上述したアルキル基の内の1つなどのアルキル基である。ある実施の形態において、R1およびR2の両方が同じアルキル基である。ある実施の形態において、R1はあるアルキル基を表し、R2は異なるアルキル基を表す。式11または12を有する化合物についてのR1の選択に関するように、R1および/またはR2の選択は、ここでは、化合物の最終用途に依存し得る。ここに記載した方法により、多種多様のR1およびR2置換基を有する縮合チオフェン部分の合成が可能になり、例えば、その後の反応工程に生存するために、置換アルキルまたはアリールR1またはR2基に存在するであろう任意の官能基を保護することができる。
ある実施の形態において、各TはS(すなわち、硫黄原子)である。ある実施の形態において、少なくとも1つのTがSO2である。ある実施の形態において、3または4つの最も中心にあるTの内の少なくとも1つがSO2であり、残りのTはSである。例えば、化合物が式24A,26,28または30を有する場合、4つの最も中心にあるTの内少なくとも1つ(例えば、1つ、2つ、3つ、または4つ)がSO2であり、残りのTがSであり、化合物が式24B,25,27または29を有する場合、3つの最も中心にあるTの内少なくとも1つ(例えば、1つ、2つ、または3つ)がSO2であり、残りのTがSである。
ある実施の形態において、各Tは独立してSまたはSO2であり、縮合チオフェン環系の最も中心の環の少なくとも1つにおいてTはSO2である。
ここに用いたように、奇数2q+1の縮合環を有する縮合チオフェン環系の最も中心にある環は、その環系の端部からq+1番目の環である。偶数2qの縮合環を有する縮合チオフェン環系の最も中心の環は、その環系の端部からq番目とq+1番目の環である。例えば、5環系の最も中心の環は3番目の環であり、6環系の最も中心の環は3番目と4番目の環であり、7環系の最も中心の環は4番目の環である。
ある実施の形態において、Z1は式24Aまたは24Bの一方を有する。そのような実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、チオエステル、オキサゾリン、またはアセタールである。例えば、そのような実施の形態のあるものにおいて、Q5およびQ6の各々はチオエステルまたはオキサゾリンであり、Q5およびQ6は同じである。ある実施の形態において、Q5およびQ6の各々はオキサゾリンであり、Q5およびQ6は同じである。ある実施の形態において、Q5およびQ6の各々はアセタールであり、Q5およびQ6は同じである。ある実施の形態において、Q5およびQ6の一方はチオエステル、オキサゾリン、またはアセタールであり;Q5およびQ6の他方は、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物である。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の少なくとも一方が、式:
Figure 0005624020
を有し、ここで、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル(例えば、置換または未置換C1〜C8アルキル)、およびアリール(例えば、置換または未置換フェニル)、もしくはR10およびR11が、それらが結合する炭素原子と一緒になって、環(例えば、4−から8−員(5員、6員などの)同素環または複素環)を形成する場合におけるように、1,3−オキサゾリン−2−イル部分などのオキサゾリン部分である。実例として、R10およびR11は、R10およびR11が同じかまたは異なり、C1〜C6アルキルから選択される場合におけるように、同じまたは異なる低級アルキルであって差し支えない。ある実施の形態において、R10およびR11は、例えば、R10およびR11の各々がメチル基、エチル基、n−プロピル基、およびi−プロピル基などである場合におけるように、同じ低級アルキル基である。
ある実施の形態において、Z1は、式24C,24D,25,26,27,28.29または30の内の1つを有する。そのような実施の形態において、Q5およびQ6は、同じかまたは異なり、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択される。実例として、そのような実施の形態のあるものにおいて、Q5およびQ6は同じである。ある実施の形態において、Q5およびQ6は異なる。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々が水素である場合におけるように、水素である。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々がアルデヒド基である場合におけるように、アルデヒド基である。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々がアルデヒド誘導体である場合におけるように、アルデヒド誘導体である。アルデヒド誘導体の例としては、アセタール(例えば、環状アセタール)などのアルデヒド保護基が挙げられる。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々がカルボン酸である場合におけるように、カルボン酸である。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々がカルボン酸誘導体である場合におけるように、カルボン酸誘導体である。カルボン酸誘導体の例としては、カルボン酸エステル(例えば、置換アルキルエステル、未置換アルキルエステル、置換C1〜C6アルキルエステル、未置換C1〜C6アルキルエステル、置換アリールエステル、未置換アリールエステルなど);カルボン酸アミド(例えば、未置換アミド、一置換アミド、二置換アミド、など);ハロゲン化アシル(例えば、塩化アシルなど);カルボキシル保護基などが挙げられる。ある実施の形態において、Q5およびQ6の少なくとも一方は、Q5およびQ6の各々がカルボキシル保護基である場合におけるように、カルボキシル保護基である。カルボキシル保護基の例としては、エステル、チオエステル、およびオキサゾリンが挙げられる。特別な例には、直鎖状アルキルエステル(例えば、メチルエステルなどの直鎖状C1〜C8アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOCH3である場合);第三アルキルエステル(例えば、t−ブチルエステルなどの第三C4〜C8アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOC(CH33である場合);アラルキルエステル(例えば、ベンジルエステルなどの(C6〜C10)アリール置換(C1〜C4)アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOCH2(C65)である場合);および第三アルキルチオエステル(例えば、t−ブチルチオエステルなどの第三C4〜C8アルキルチオエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−C(O)SC(CH33である場合)が挙げられる。上述したように、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方は、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が式:
Figure 0005624020
を有し、
ここで、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル(例えば、置換または未置換C1〜C8アルキル)、およびアリール(例えば、置換または未置換フェニル)、もしくはR10およびR11が、それらが結合する炭素原子と一緒になって、環(例えば、4−から8−員(5員、6員などの)同素環または複素環)を形成する場合におけるように、1,3−オキサゾリン−2−イル部分などのオキサゾリン部分であって差し支えない。実例として、R10およびR11は、R10およびR11が同じかまたは異なり、C1〜C6アルキルから選択される場合におけるように、同じまたは異なる低級アルキルであって差し支えない。ある実施の形態において、R10およびR11は、例えば、R10およびR11の各々がメチル基、エチル基、n−プロピル基、およびi−プロピル基などである場合におけるように、同じ低級アルキル基である。
上述したように、Z1が、式24C,24D,25,26,27,28.29または30の内の1つを有する場合、Q5およびQ6は、同じかまたは異なって差し支えなく、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択されて差し支えない。これらの基は、例えば、その化合部を使用すべき用途に基づいて、選択することができる。実例として、Q5およびQ6の選択は、全体的または部分的に、その後の反応(例えば、重合反応または架橋反応)に酸化する基の能力、基の反応性または不活性、基の特定の溶媒または溶媒の部類中の化合物の溶解度に影響を与える能力などに基づいて差し支えない。実例として、Q5およびQ6は、供与体・受容体発色団における電子供与体および/または電子受容体として昨日するその能力について、選択して差し支えない。例えば、Q5およびQ6は、Q5が電子供与基であり、Q6が電子受容基である場合のように、またはQ6が電子供与基であり、Q5が電子受容基である場合のように、Q5およびQ6の一方が電子供与基であり、Q5およびQ6の他方が電子受容基であるように選択して差し支えない。「電子供与基」という語句は、化合物の電子構造が電磁エネルギーの入力によって分極されたときに化合物のパイ電子系に電子密度を寄与する置換基を称する。「電子受容基」(「電子求引基」と同義に用いられることもある)という語句は、化合物の電子構造が電磁エネルギーの入力によって分極されたときに化合物のパイ電子系に電子密度を引きつける置換基を称する。このように、例えば、本発明の化合物は供与体・受容体発色団であって差し支えなく、「発色団」という用語は、ここに用いたように、電子供与基および電子受容基を共役パイ電子系の反対の末端に含む光学化合物を称する。供与体・受容体発色団、並びに適切な電子供与基および電子受容基が、参照によりここに引用する、He等の米国特許第6584266号、He等の米国特許第6514434号、He等の米国特許第6448416号、He等の米国特許第6444830号、およびHe等の米国特許第6393190号の各明細書に記載されている。
ある実施の形態において、Z1は、式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Q5およびQ6は、Q5およびQ6の少なくとも一方が以下の式31:
Figure 0005624020
を有するアリール基であるように選択され、ここで、Z2は、式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Q7は、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、およびハロゲン化物から選択される。
そのような化合物の実例には、以下の式32:
Figure 0005624020
を有する化合物であって、(i)Z1は、式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Z2は、式24Aまたは24Bの一方を有する化合物、例えば、式:
Figure 0005624020
を有する化合物であって、(ii)Z1は、式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Z2は、式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の一方を有する化合物、例えば、式:
Figure 0005624020
を有する化合物がある。上述した式において、R21、R22、R23、およびR24は、同じであって差し支えなく、またはそれらは異なっていて差し支えなく、各々は独立して、R1およびR2について先に記載した部分(すなわち、水素、アルキル基、またはアリール基)から選択され、各Tは独立してSおよびSO2から選択される。
先の議論から明らかなように、Z1およびZ2は同じであって差し支えなく、Z1およびZ2は異なっていて差し支えない。さらに、Q5およびQ6の両方が式31を有するアリール基である場合、Q5およびQ6は同じであって差し支えなく(例えば、Z2およびQ7が、Q5およびQ6の各々について同じである場合);またはQ5およびQ6は異なっていて差し支えない(例えば、Q5のZ2がQ6のZ2と異なるおよび/またはQ5のZ7がQ6のQ7と異なる)。
ある実施の形態において、Q6は式31を有するアリール基であり、Q5およびQ7は、Q5およびQ7の一方が電子供与基であり、Q5およびQ7の他方が電子受容基であるように選択される。ある実施の形態において、Q5は式31を有するアリール基であり、Q6およびQ7は、QおよびQ7の一方が電子供与基であり、Q6およびQ7の他方が電子受容基であるように選択される。ある実施の形態において、Q5およびQ6の両方は、例えば、化合物が以下の式33:
Figure 0005624020
を有し、複数のQ7は、一方のQ7が電子供与基であり、他方のQ7が電子受容基であるように選択される。
ある実施の形態において、Z1は、式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Q5およびQ6は、Q5およびQ6の少なくとも一方が以下の式34:
Figure 0005624020
を有するアリール基であるように選択され、ここで、各Z3は、独立して、式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29および30から選択され;各Z4は同じかまたは異なり、アリール基であり;Q7は、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、およびハロゲン化物から選択され;少なくとも1つのpまたは少なくとも1つのqがゼロではないという条件で、各pは、同じかまたは異なり、ゼロまたはゼロより大きい整数であり、各qは、同じかまたは異なり、ゼロまたはゼロより大きい整数であり;xは1以上である。実例として、上記式34においてZ4として使用できるアリール基としては、スティル反応を経験できる芳香族環が挙げられる。適切なZ4基の例としては、ベンゼン環(例えば、1および4位置で結合したベンゼン環);ナフタレン環(例えば、2および6位置で結合したナフタレン環);5員ヘテロアリール環、例えば、チオフェン環(例えば、チオフェン環のアルファ位置で結合したチオフェン環)およびフラン環(フラン環のアルファ位置で結合したフラン環)などのヘテロアリール環が挙げられる。適切なZ4基のさらに別の実例として、以下の式:
Figure 0005624020
のものが挙げられる。
実例として、pの適切な値としては、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14、15から20、20から50、50から100などが挙げられ;qの適切な値としては、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14、15から20、20から50、50から100などが挙げられ;xの適切な値としては、0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14、15から20、20から50、50から100、100から200、200から500、500から1000などが挙げられる。
例えば、xが1である場合、化合物は、以下の式:
Figure 0005624020
を有するたった1つの単位しか含有せず、1つのp値および1つのq値がある。xが1より大きい場合、化合物は、式35を有する単位を複数含有し、各単位のp値とq値は同じであって差し支えなく(例えば、単位が繰り返し単位である場合)、または各単位のp値および/またはq値は異なっていても差し支えない(例えば、単位が無作為に選択されたまたは他の様式で非繰り返し単位である場合)。
xが1である場合、化合物は式35のたった1つの単位しか含有せず、Z3単位の数はpである。pが1である場合、たった1つのZ3単位しかない。pが1より大きい場合、Z3単位は複数あり、これらのZ3単位は同じであって差し支えなく、またはそれらは異なっていても差し支えない。同様に、xが1である場合、化合物は式35を有するたった1つの単位しか含有せず、Z4単位の数はqである。qが1である場合、Z4単位はたった1つしかない。qが1より大きい場合、複数のZ4単位があり、これらのZ4単位は同じであって差し支えなく、またはそれらは異なっていても差し支えない。
xが1より大きい場合、化合物は、式35を有する単位を複数含有し、Z3単位の数はxのp倍であり、これらのZ3単位は同じであって差し支えなく、またはそれらは異なっていても差し支えない。同様に、xが1より大きい場合、化合物は、式35を有する単位を複数含有し、Z4単位の数はxのq倍であり、これらのZ4単位は同じであって差し支えなく、またはそれらは異なっていても差し支えない。
例えば、式34を有するアリール基は、例えば、アリール基が以下の式:
Figure 0005624020
を有し、その例としては:
Figure 0005624020
が挙げられ、ここで、Z31、Z32、Z33、Z34、Z35およびZ36は互いに異なり、式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29および30から選択されるものである場合におけるように、各qがゼロである基を含むことを意味する。ある実施の形態において、各qはゼロであり、各pは1である。ある実施の形態において、各qはゼロであり、各pは1であり、各Z3は同じである。
さらに別の実施の形態として、式34を有するアリール基は、例えば、アリール基が以下の式:
Figure 0005624020
を有し、その例としては:
Figure 0005624020
が挙げられ、ここで、Z41、Z42、Z43、Z44、Z45およびZ46は互いに異なり、おのおのが 異なるアリール基を表すものである場合におけるように、各pがゼロである基を含むことを意味する。ある実施の形態において、各pはゼロであり、各qは1である。ある実施の形態において、各pはゼロであり、各qは1であり、各Z4は同じである。
さらに別の実例として、式34を有するアリール基は、少なくとも1つのpがゼロより大きい整数であり、少なくとも1つのqがゼロより大きい整数である基を含むことを意味し、その例としては:
Figure 0005624020
が挙げられ、ここで、Z41、Z42、およびZ43は互いに異なり、各々が異なるアリール基を表し、Z31、Z32、およびZ33は互いに異なり、式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29および30から選択される。ある実施の形態において、各qは同じであり、ゼロより大きい整数であり、各pは同じであり、ゼロより大きい整数であり、各Z3は同じであり、各Z4は同じである。ある実施の形態において、各qは同じであり、ゼロより大きい整数であり、各pは1である。ある実施の形態において、各qは同じかまたは異なり、1、2または3であり;各pは同じかまたは異なり、1、2または3である。ある実施の形態において、各qは同じであり、1、2または3であり;各pは同じであり、1、2または3である。ある実施の形態において、各qは同じであり、1、2または3であり;各pは同じであり、1、2または3であり;各Z3は同じであり;各Z4は同じである。
1が、以下の式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し、Q5およびQ6が、Q5およびQ6の少なくとも一方が、式34を有するアリール基であるように選択される、式23を有する化合物の例としては、以下に挙げられる式:
Figure 0005624020
を有するものが挙げられ、ここで、R21、R22、R23、およびR24が、同じかまたは異なり、各々が独立して、R1およびR2について先に挙げられた部分(すなわち、水素、アルキル基、またはアリール基)から選択され、各Tが独立してSおよびSO2から選択され、xがゼロより大きい整数である。
ある実施の形態において、上述した化合物は、Z1が、以下の式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し;Q5およびQ6の一方が、式34を有するアリール基であり;Q5およびQ6の他方が、電子供与基または電子受容基であり;Q5およびQ6の他方が電子供与基である場合、Q7が電子受容基であり;Q5およびQ6の他方が電子受容基である場合、Q7が電子供与基である、式23を有する。ある実例において、Q6は式34を有するアリール基であり;Q5およびQ7の一方が電子供与基であり;Q5およびQ7の他方が電子受容基である。別の実例において、Q5は式34を有するアリール基であり;Q6およびQ7の一方が電子供与基であり;Q6およびQ7の他方が電子受容基である。
ある実施の形態において、上述した化合物は、Z1が、以下の式24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有し;Q5およびQ6の一方が、式34を有するアリール基であり;Q5およびQ6の他方が、式:
Figure 0005624020
を有するアリール基であり;各Z5が、独立して、式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29および30から選択され;各Z6は同じかまたは異なり、アリール基であり;Q7およびQ8の一方が、電子供与基または電子受容基であり;Q7が電子供与基である場合、Q8が電子受容基であり;Q7が電子受容基である場合、Qが電子供与基であり;少なくとも1つのrまたは少なくとも1つのtがゼロではないという条件で、各rが同じかまたは異なり、ゼロまたはゼロより大きい整数であり、各tが同じかまたは異なり、ゼロまたはゼロより大きい整数であり;yが一以上である、式23を有する。
1が、以下の式24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29または30の内の1つを有する式23を有する本発明の化合物は、どのような適切な方法によって調製しても差し支えない。
例えば、Z1が、mが2である式24Bを有する、またはZ1が式24Cを有する、式23の化合物は、Q2が式18,22A,22B,22C,22Dまたは22Eを有する式14を有する本発明の化合物から調製できる。実例として、化合物72(例えば、Q2がSである場合、図2Aに記載された手法にしたがって、またはQ2が、−Se−、−Te−、−B(R3)−、−P(R3)−、または−Si(R3)(R4)−である場合、上述した手法にしたがって調製される)は、図4に示されるように、化合物90を生成するために、アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)または鉄塩(例えば、酢酸鉄)により処理することができる。
1が、nが3である式24Aを有する式23の化合物は、Q2が式18を有する式16または17を有する化合物から調製できる。実例として、化合物78(例えば、図2Cに記載された手法にしたがって調製される)は、Z1が、nが3である式24Aを有する化合物を生成するために、アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)または鉄塩(例えば、酢酸鉄)により処理することができる。
1が、mが3である式24Bを有する、またはZ1が式24Dを有する、式23の化合物は、Q2が式18,22A,22B,22C,22Dまたは22Eを有する式15を有する本発明の化合物から調製できる。実例として、化合物74(例えば、Q2がSである場合、図2Bに記載された手法にしたがって、またはQ2が−Se−、−Te−、−B(R3)−、−P(R3)−、または−Si(R3)(R4)−である場合、上述した手法にしたがって調製される)は、Z1が、nが3である式24Bを有する化合物を生成するために、アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)または鉄塩(例えば、酢酸鉄)により処理することができる。
あるいは、Z1が、mが3である式24Bを有する式23の化合物は、アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)または鉄塩(例えば、酢酸鉄)を用いて、Q2が式19を有する式14を有する本発明の化合物から調製しても差し支えない。
アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)または鉄塩(例えば、酢酸鉄)による上述した処理を用いて、(i)Q2が式19を有する式15を有する化合物から、Z1が、mが4である式24Bを有する式23の化合物を;(ii)Q2が式21Bを有する式14を有する化合物から、Z1が、nが4である式24Aを有する式23の化合物を;(iii)Q2が式21Bを有する式15を有する化合物から、Z1が、nが5である式24Aを有する式23の化合物を;(iv)Q2が式20を有する式14を有する化合物から、Z1が式25を有する式23の化合物を;(v)Q2が式20を有する式16または17を有する化合物から、Z1が式26を有する式23の化合物を;(vi)Q2が式20を有する式15を有する化合物から、Z1が式27を有する式23の化合物を;(vii)Q2が式21Aを有する式14を有する化合物から、Z1が式28を有する式23の化合物を;(viii)Q2が式21Aを有する式16または17を有する化合物から、Z1が式29を有する式23の化合物を;および(ix)Q2が式21Aを有する式15を有する化合物から、Z1が式30を有する式23の化合物を;調製しても差し支えない。
上述した反応の全てにおいて、出発材料(式14,15,16または17を有する化合物)は、アルファ位置にオキサゾリン部分を有する末端チオフェン環を有することができる(すなわち、Q3およびQ4がオキサゾリン部分である、式14,15,16または17を有する化合物)。そのような場合において、アルキルリチウム(例えば、ブチルリチウム)およびハロゲン化銅(例えば、CuCl2)による処理は、一般に、オキサゾリン部分には影響を与えず、それゆえ、式23を有する化合物は、アルファ位置にオキサゾリン部分を有する末端チオフェン環を有する。
当業者により認識されるように、オキサゾリン部分は、カルボン酸に(例えば、HCl水溶液による処理によって)容易に転化することができ(例えば、アルキルリチウムおよびハロゲン化銅による処理に続いて)、このカルボン酸は、従来の手法を用いて、エステル、アミド、および他のカルボン酸誘導体に転化できる。
次いで、上述したフリーなカルボン酸またはカルボン酸誘導体は、従来の手法を用いて、水素、アルキル基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、ハロゲン化物などに転化できる。
例えば、アルファ位置にオキサゾリン部分を有する末端チオフェン環を有する式23の化合物は、HCl水溶液による処理によって、アルファ位置にカルボンを有する末端チオフェン環を有する式23の化合物に転化でき;次いで、そのカルボン酸基は、従来の手法によって、例えば、銅による処理によって、除去することができる。典型的な反応順序が図4に示されており、ここで、アルファ位置にオキサゾリン部分を有する末端チオフェン環を有する化合物(化合物90)が、アルファ位置にカルボン酸を有する末端チオフェン環を有する化合物(化合物91)に、次いで、未置換のアルファ位置を有する末端チオフェン環を有する化合物(化合物92)に転化される。
さらに別の実例として、アルファ位置に水素を有する末端チオフェン環を有する式23を有する化合物は、N−ブロモスクシンイミドなどのハロゲン化剤による処理によって、アルファ位置にハロゲンを有する末端チオフェン環を有する式23の化合物に転化できる。アルファ位置にハロゲンを有する末端チオフェン環を有する式23の化合物は、Arがアリール基を含み、R25がアルキル基である式(R253Sn−Arを有するアリールトリアルキルスズなどのアリールトリアルキルスズとの反応によって、アルファ位置にアリール基を有する末端チオフェン環を有する式23の化合物に容易に転化できる。このカップリング反応は、触媒、例えば、その例としてPd(PPh34が挙げられるPd(0)触媒などのパラジウム触媒の存在下で行うことができる。
さらにまた別の実例として、アルファ位置に水素を有する1つの末端チオフェン環を有する式23の化合物は、FeCl3またはFe(acac)3などの鉄(III)化合物を用いて、Q6が式31を有する式23を有する化合物(例えば、32を有する化合物)に転化できる。あるいは、そのような化合物(例えば、32を有する化合物)は、有機マグネシウム媒介化学物質を用いて、アルファ位置にハロゲン(例えば、Br)を有する1つの末端チオフェン環を有する式23の化合物から調製しても差し支えない。
さらにまた別の実例として、両方がアルファ位置に水素を有する末端チオフェン環を有する式23の化合物は、FeCl3またはFe(acac)3などの鉄(III)化合物を用いて、共役オリゴマーまたはポリマー(例えば、Q6が、qがゼロである式34を有する式23を有する)に転化できる。あるいは、そのような共役オリゴマーまたはポリマー(例えば、Q6が、qがゼロである式34を有する式23を有する)は、有機マグネシウム媒介化学物質を用いて、両方ともアルファ位置にハロゲン(例えば、Br)を有する末端チオフェン環を有する式23の化合物から調製しても差し支えない。
同様の化学物質を用いて、共役オリゴマーまたはポリマー(例えば、Q6が、qがゼロである式34を有する式23を有する)を調製しても差し支えない。実例として、両方ともアルファ位置にハロゲンを有する末端チオフェン環を有する式23の化合物は、例えば、触媒(例えば、その例としてPd(PPh34が挙げられるPd(0)触媒などのパラジウム触媒)の存在下でカップリング反応を行うことによって、Z4がアリール基を含み、R25がアルキル基である式(R253Sn−Z4−Sn(R253を有するアリールビス(トリアルキルスズ)などのアリールビス(トリアルキルスズ)との反応によって、Q6が、qがゼロではない式34を有する式23を有する化合物に容易に転化できる。図5は、この方法の1つの実施の形態を示している。手短に、図5を参照すると、両方ともアルファ位置にハロゲンを有する末端チオフェン環を有する式23の化合物(すなわち、化合物96)(例えば、N−ブロモスクシンイミドによる処理によって、両方ともアルファ位置に水素を有する末端チオフェン環を有する式23の化合物(すなわち、化合物95)から調製できる)は、Pd(PPh34の存在下で、ジスタンニル芳香族化合物97(例えば、2,5’−ジスタンニルトリメチル−ビチオフェン)にカップリングされて、化合物98を生成する。ジスタンニル芳香族化合物97および化合物98に使用するための適切なZ4部分の例としては、式34に関する議論において先に示されたものが挙げられる。
上述した方法論を用いて、当業者は、Q6が式34を有する式23を有するオリゴマー、ポリマー、コポリマー(例えば、ブロックコポリマー、縮合コポリマーなど)、および他の化合物を調製できる。ある実施の形態において、Q6が式34を有する式23を有するそのようなオリゴマー、ポリマー、コポリマー、および他の化合物は、向上した充填能力および熱安定性を有する。ある実施の形態において、それらは、ある温度範囲に亘り液晶相を示し、その液晶特性は、例えば、基R1およびR2の選択によって(例えば、R1およびR2アルキル基の長さを変えることによって)、調整することができる。ある実施の形態において、Q6が式34を有する式23を有するそのようなオリゴマー、ポリマー、コポリマー、および他の化合物は、液晶相を全くまたは実質的に示さない。ある実施の形態において、それらは非晶質であり、ある他の実施の形態において、それらは結晶質である。Q6が式34を有する式23を有する上述したオリゴマー、ポリマー、コポリマー、および他の化合物が、非晶質、結晶質、液晶などであるか否かにかかわらず、ある実施の形態において、それらは、例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロベンゼンなどの有機溶媒中における良好な溶解性、例えば、当該技術分野において公知の技法を用いて、薄膜の注型を可能にする、これらのまたは他の溶媒1種類以上においてある程度の溶解度を有する。
式23を有するオリゴマー、ポリマー、コポリマー(例えば、ブロックコポリマー、縮合コポリマーなど)、および他の化合物の上述した議論では、Z1における末端チオフェンのアルファ位置(すなわち、24A,24B,24C,24D,25,26,27,28,29または30における末端チオフェンのアルファ位置)でオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合しているものに焦点が当てられているが、式23を有する本発明の化合物は、Z1が、Z1のR1およびR2基の1つ以上でオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合されている場合などの、Z1が、他の基によりオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合しているオリゴマー、ポリマー、コポリマー(例えば、ブロックコポリマー、縮合コポリマーなど)を含むことを意味するのが分かるであろう。
さらに、式23を有するオリゴマー、ポリマー、コポリマー(例えば、ブロックコポリマー、縮合コポリマーなど)、および他の化合物の上述した議論では、Z1が、アリール部分(例えば、Q6がアリール基である場合におけるような)によりオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合しているものに焦点が当てられているが、式23を有する本発明の化合物は、Z1が、他の部分によりオリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合しているオリゴマー、ポリマー、コポリマー(例えば、ブロックコポリマー、縮合コポリマーなど)を含むことを意味するのが分かるであろう。例えば、Z1は、ビニレン部分などの、共役ポリマーに通常使用される他の部分により、オリゴマー、ポリマー、およびコポリマーに結合されても差し支えない。さらに別の実例として、Z1は、例えば、Z1が、共役または未共役ポリマー(ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、またはポリケトンなどの)の主鎖に含まれる場合におけるような、またはZ1が、ポリマー(ポリアクリレート、ポリメタクリレート、またはポリ(ビニルエーテル)などの)の側鎖に含まれる場合におけるような、オリゴマー、ポリマー、またはコポリマーの主鎖に含ませて差し支えない。Z1は、Z1のR1およびR2基の1つ以上でなどの、Z1における末端チオフェンのアルファ位置または他の基での共役または未共役ポリマーなどに含ませても差し支えないことが分かるであろう。式23を有する本発明の化合物は、そのような共役または未共役ポリマー(例えば、式24C,24D,25,26,27,28,29または30を有する1つ以上のZ1部分を含む共役または未共役ポリマー)を包含することが意図されているのが分かるであろう。
式23を有する本発明の化合物は、Q5およびQ6の少なくとも一方が、モノマー化合物をポリマーに含ませることを可能にするおよび/または促進する反応性基であるか、またはそれを含むモノマー化合物を含むことも意味する(例えば、Q5およびQ6の少なくとも一方が、塩化アシル;アルコール;アクリレート;アミン;ビニルエーテル;塩化アシル、アルコール、アクリレート、アミン、ビニルエーテルなどにより置換されたアルキル基;塩化アシル、アルコール、アクリレート、アミン、ビニルエーテルなどにより置換されたアリール基;などである場合におけるように)。式23を有する本発明の化合物は、R1およびR2の少なくとも一方が、モノマー化合物をポリマーに含ませることを可能にするおよび/または促進する反応性基を含むモノマー化合物を含むことも意味する(例えば、R1およびR2の少なくとも一方が、塩化アシル、アルコール、アクリレート、アミン、ビニルエーテルなどにより置換された、またはそうではなく含有するアルキルまたはアリール基である場合におけるように)。
上述したように、式23を有する本発明の化合物において、TはSまたはSO2であって差し支えない。式23を有する本発明の化合物(すなわち、Tの内の少なくともいくつかがSO2であるもの)は、例えば、3−クロロペルオキシ安息香酸(MCPBA)などの過酸による、酸化によって調製することができる。酸化は、一般に、多環縮合チオフェン環系の最も中心の環で選択的である。しかしながら、縮合チオフェンにおける硫黄原子のいずれを酸化しても差し支えないと考えられる。酸化は任意の適切な段階で行っても差し支えないと考えられる。実例として、酸化は、アルファ位置にフリーのカルボン酸を有する末端チオフェン環を有する、アルファ位置に水素を有する末端チオフェン環を有する、アルファ位置にハロゲンを有する末端チオフェン環を有する、またはオリゴマーまたはポリマーに含まれる、式23の化合物に行って差し支えない。
式23の化合物は、様々な用途、例えば、電子装置、光電子装置、および非線形光学装置などの様々な装置に使用できる。そのような装置の例としては、電界効果トランジスタ(FET)、薄膜トランジスタ(TFT)、有機発光ダイオード(OLED)、ポリマー発光ダイオード(PLED)、電気光学(EO)装置、RFIDタグ、電子発光装置(フラットパネルディスプレイに見られるものなどの)、光起電装置、化学または生物学センサ、レーザ周波数変換器、光干渉導波路ゲート、広帯域電気光学導波アナログ・デジタル変換器、光学パラメータ式装置、およびここに引用する、米国特許第4767169号、同第4775215号、同第4795664号、同第4810338号、同第4936645号、同第5006285号、同第5044725号、同第5106211号、同第5133037号、同第5170461号、同第5187234号、同第5196509号、同第5247042号、同第5326661号、および同第6584266号の各明細書に記載された装置が挙げられる。ある実施の形態において、式23のモノマー、オリゴマー、ポリマー、および他の化合物は、導体材料として、光導波路として、二光子混合材料として、有機半導体として、および/または非線形光学(NLO)材料として使用することができる。
さらに別の実例として、式23の供与体・受容体発色団化合物は、レーザ変調および偏向のための光導波路、光回路における情報制御、並びに様々な他の導波路用途に使用することができる。光導波路は、レーザ周波数変換器、光干渉導波路ゲート、広帯域電気光学導波路アナログ・デジタル変換器、光学パラメータ式装置、およびここに引用する、米国特許第5044725号、同第4795664号、同第5247042号、同第5196509号、同第4810338号、同第4936645号、同第4767169号、同第4775215号、同第5326661号、同第5187234号、同第5170461号、同第5133037号、同第5106211号、および同第5006285号の各明細書に記載されたものなどの様々な光学装置に使用することができる。そのような光導波路の例としては、以下の式101,102および103:
Figure 0005624020
の内の1つを有する薄膜媒体を含むものが挙げられ、ここで、P1およびP2は、同じmer単位または異なるmer単位であって差し支えない、ポリマー主鎖単位であり;Cは、uがゼロより大きい整数であり、vが0またはゼロより大きい整数である、コモノマー単位であり;S1およびS2が、約2〜12原子の間の直鎖状鎖長を有するペンダントスペーサ基であり;Mが式23の供与体・受容体発色団化合物である。
実例として、Mは、Q5が電子供与体であり、Q6が電子受容体であり、Mが、末端チオフェン環上のベータ置換基により、例えば、R1および/またはR2によりスペーサSに結合されている、式23の化合物であり得る。
使用できるペンダントスペーサ基のS1およびS2としては、ここに引用する、米国特許第5044725号、同第4795664号、同第5247042号、同第5196509号、同第4810338号、同第4936645号、同第4767169号、同第5326661号、同第5187234号、同第5170461号、同第5133037号、同第5106211号、および同第5006285号の各明細書に記載されたものなどが挙げられる。
使用できるポリマーおよびコポリマーのP1、P2およびCとしては、ここに引用する、米国特許第5044725号、同第4795664号、同第5247042号、同第5196509号、同第4810338号、同第4936645号、同第4767169号、同第5326661号、同第5187234号、同第5170461号、同第5133037号、同第5106211号、および同第5006285号の各明細書に記載されたものなどが挙げられる。ある実施の形態において、ポリマーはホモポリマーである。ある実施の形態において、ポリマーはコポリマーである。ポリマーおよびコポリマーの例としては、アクリレート、ビニルカルボキシレート、置換アリールビニル、ハロゲン化ビニル、アルケン、アルカジエン、アリールビニル、メタクリレート、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルエーテル、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、イソプレン、スチレンなどが挙げられる。ある実施の形態において、そのポリマーは、ペンダント側鎖の外部場誘起方向付けおよび配列を含む。ある実施の形態において、ポリマー主鎖は、ポリビニル、ポリオキシアルキレン、ポリシロキサン、重縮合などの構造タイプである。ポリマーは、スピンコート法、浸漬コート法、噴霧法、ラングミュア・ブロジェット成膜などの従来の方法によって支持基体に施すことができる。製造後の薄膜光導波路媒体は、ポリマーの側鎖を一軸に方向付け配列するように、外部場に曝して差し支えない。ある方法において、ポリマー媒体は、そのポリマーのガラス転移温度Tgに近くまたはそれより高く加熱され、次いで、外部場(例えば、直流電場)が移動性発色団分子の媒体に施されて、印加された場に対して平行なゲスト・ホスト系において、発色団ポリマーの側鎖またはゲストの一軸の分子配列を誘起し、外部場の効果を維持しながら、媒体は冷却される。
上述したように、本発明のある態様(例えば、図3Aおよび3Bに関して先に議論したもの)は、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェンおよびジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェンの使用を含む。本発明が関連するこれらの化合物が、以下により詳しく記載されている。
本発明は、以下の式37,38,39または40:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物に関し、ここで、Q10およびQ11は、同じかまたは異なり、式:
Figure 0005624020
を有し、ここで、R12、R13、およびR14は、独立して、アルキルおよびアリールから選択される。ある実施の形態において、Q10およびQ11は同じである。ある実施の形態において、Q10およびQ11は同じであり、R12、R13、およびR14は同じである。ある実施の形態において、R12、R13、およびR14は、R12、R13、およびR14が同じかまたは異なるC2からC6アルキルである、R12、R13、およびR14が同じかまたは異なるC3またはC4アルキルである、および/またはR12、R13、およびR14がブチルであるような、アルキルである。ある実施の形態において、この化合物は式37または式38のいずれかを有する。ある実施の形態において、化合物は式39または式40のいずれかを有する。
式37,38,39または40を有する化合物は、任意の適切な方法によって、例えば、対応するジハロチオフェンおよびジハロチエノチオフェンから、アルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)による処理によって、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応により調製することができる。実例として、式37,38,39または40を有する化合物は、それぞれ、図6A,6B,6Cおよび6Dに記載された手法にしたがって調製できる。例えば、図6Aにおいて、ジハロチオフェン110を最初にアルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)と反応させ、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応を行って、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェン111を生成する;図6Bにおいて、ジハロチオフェン112を最初にアルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)と反応させ、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応を行って、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チオフェン113を生成する;図6Cにおいて、ジハロチエノチオフェン114を最初にアルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)と反応させ、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応を行って、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェン115を生成する;および図6Dにおいて、ジハロチエノチオフェン116を最初にアルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)と反応させ、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応を行って、ジ(トリアルキルスズスルフィド)チエノチオフェン117を生成する。
式37,38,39または40を有する本発明の上述した化合物は、例えば、式14,15,16または17を有する本発明の化合物の調製に使用することができる(例えば、図3Aおよび3Bに関して先に議論した手法を用いて)。
本発明はまた、以下の式41,42,43,44,45または46:
Figure 0005624020
の内の1つを有する化合物に関し、ここで、R15は、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Q12は、水素、カルボン酸、カルボン酸誘導体、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アルデヒド誘導体、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲン化物から選択され;Q13は、式:
Figure 0005624020
を有し、ここで、R12、R13およびR14は、独立して、アルキルおよびアリールから選択される。
上述したように、R15は、水素、アルキル基またはアリール基である。実例として、R15は様々な置換または未置換のアルキル基であり得る。例えば、R15は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルまたはヘキサデシル)などの未置換アルキル基、分岐アルキル基(例えば、sec−ブチル、neo−ペンチル、4−メチルペンチル)、もしくは置換または未置換シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル)であって差し支えない。ある実施の形態において、R15は、サイズが少なくとも4の炭素のアルキル基である。ある実施の形態において、R15は、サイズが少なくとも4の炭素の置換アルキル基である。ある実施の形態において、R15は、アルキル基の置換が、少なくとも2つの炭素だけ縮合チオフェン環系から離れている、サイズが少なくとも4の炭素の置換アルキル基である。ある実施の形態において、R15は、アリール基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、エステル、アルデヒド、ヒドロキシル基、アルコキシ基、チオール基、チオアルキル基、ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、アクリレート、またはビニルエーテルにより置換されたアルキル基である。置換アルキル基の例としては、以下に限られないが、6−ヒドロキシヘキシルおよび3−フェニルブチルが挙げられる。式11または12を有する化合物に関するR1の選択について、ここでのR15の選択は、化合物の最終用途に依存し得る。ここに記載された方法により、幅広いR15置換基を有する縮合チオフェン部分の合成が可能になり、置換アルキルまたはアリールR15に存在するかもしれない任意の官能基を、例えば、その後の反応工程に生存するように、保護することができる。
ある実施の形態において、Q12は水素である。ある実施の形態において、Q12はアルデヒド基である。ある実施の形態において、Q12はアルデヒド誘導体である。アルデヒド誘導体の例としては、アセタール(例えば、環状アセタール)などのアルデヒド保護基が挙げられる。ある実施の形態において、Q12はカルボン酸である。ある実施の形態において、Q12はカルボン酸誘導体である。カルボン酸誘導体の例としては、カルボン酸エステル(例えば、置換アルキルエステル、未置換アルキルエステル、置換C1〜C6アルキルエステル、未置換C1〜C6アルキルエステル、置換アリールエステル、未置換アリールエステルなど);カルボン酸アミド(例えば、未置換アミド、一置換アミド、二置換アミドなど);ハロゲン化アシル(例えば、塩化アシルなど);カルボキシル保護基などが挙げられる。ある実施の形態において、Q12はカルボキシ保護基である。カルボキシ保護基の例としては、エステル、チオエステル、およびオキサゾリンが挙げられる。特別な実例として、直鎖状アルキルエステル(例えば、メチルエステルなどの直鎖状C1〜C8アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOCH3である場合);第三アルキルエステル(例えば、t−ブチルエステルなどの第三C4〜C8アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOC(CH33である場合);アラルキルエステル(例えば、ベンジルエステルなどの(C6〜C10)アリール置換(C1〜C4)アルキルエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−COOCH2(C65)である場合);および第三アルキルチオエステル(例えば、t−ブチルチオエステルなどの第三C4〜C8アルキルチオエステル、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が−C(O)SC(CH33である場合)が挙げられる。上述したように、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方は、例えば、Q5、Q6、またはQ5およびQ6の両方が式:
Figure 0005624020
を有し、
ここで、R10およびR11が、同じかまたは異なり、水素、アルキル(例えば、置換または未置換C1〜C8アルキル)、およびアリール(例えば、置換または未置換フェニル)、もしくはR10およびR11が、それらが結合する炭素原子と一緒になって、環(例えば、4−から8−員(5員、6員などの)同素環または複素環)を形成する場合におけるように、1,3−オキサゾリン−2−イル部分などのオキサゾリン部分であって差し支えない。実例として、R10およびR11は、R10およびR11が同じかまたは異なり、C1〜C6アルキルから選択される場合におけるように、同じかまたは異なる低級アルキルであって差し支えない。ある実施の形態において、R10およびR11は、例えば、R10およびR11の各々がメチル基、エチル基、n−プロピル基、およびi−プロピル基などである場合におけるように、同じ低級アルキル基である。
ある実施の形態において、R12、R13およびR14は同じである。ある実施の形態において、R12、R13およびR14は、R12、R13およびR14が同じかまたは異なるC2からC6アルキルである、R12、R13およびR14が同じかまたは異なるC3またはC4アルキル、および/またはR12、R13およびR14がブチルである場合などの、アルキルである。ある実施の形態において、化合物は式41を有する。ある実施の形態において、化合物は式42を有する。ある実施の形態において、化合物は式43を有する。ある実施の形態において、化合物は式44を有する。ある実施の形態において、化合物は式45を有する。ある実施の形態において、化合物は式46を有する。
式41,42,43,44,45または46を有する化合物は、任意の適切な方法により、例えば、対応するハロチオフェン、ハロチエノチオフェン、およびハロジチエノチオフェンから、アルキルリチウム化合物(例えば、ブチルリチウム)による処理、その後、硫黄との、次いで、ハロゲン化トリアルキルスズ(例えば、塩化トリブチルスズ)との反応により、調製することができる。実例として、式43および45を有する化合物は、図6Aに関して先に記載された反応を用いて、式11および12を有する化合物から調製できる。
式41,42,43,44,45または46を有する本発明の上述した化合物は、例えば、先に示した議論から、また以下の実施例から、当業者に明らかであるように、本発明の化合物または他のチオフェン含有化合物の調製に使用できる。
先に記載した化合物および方法のある実施の形態は、例えば、以下に記載するような、縮合チオフェンの合成において遭遇した問題のいくつかまたは全てを克服するかまたは他の様式で対処するであろう。
以前に報告された合成方法のほとんどは、少数の縮合環(例えば、2または3個の環)を有する未置換の縮合チオフェンまたはアルキル置換された縮合チオフェン化合物に限られている(Mazaki et al., Tetrahedron Lett., 25:3315-3318 (1989); Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., 127:10502-10503 (2005); Xiao et al., J. Am. Chem. Soc., 27:13281-13286 (2005); Sato et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 765-770 (1992); Okamoto et al., Org. Lett., 23:5301-5304 (2005); Toshihiro et al., Chem. Eur. J., 13:548-556 (2007); Zhang et al., J. Macromolecules, 37:6306-6315 (2004); Armitage et al., Science & Engineering, 51:771 (2006); and Meyers et al., J. Org. Chem., 39(18): 2787-2793 (1974)、これらをここに引用する)。より大きい縮合チオフェン化合物を製造するための一般に使用されている合成方法が図7に示されている。その方法は、スルフィド結合ビス(チエノチオフェン)(121)から二重アニオン(122)を生成するための強塩基としてのブチルリチウムの使用を含む。次いで、これらのアニオン(122)は、CuCl2またはFeCl3などの適切な酸化試薬を導入することによって酸化されて、閉環と縮合チオフェン化合物(123)の形成を促進する。典型的な収率は10%から30%である。しかしながら、この合成手法にはいくつか問題がある。例えば、スルフィド結合ビス(チエノチオフェン)(121)は4つのα水素原子(αおよびα’とふられている)を有し、これのら水素の全てが、強塩基に対してほぼ同じ反応性を有すると考えられる。したがって、ブチルリチウムがその反応系に導入されたとき、4つの水素全てが除去されて、アニオンを形成し得る。異なる位置のアニオンのこの混合物のために、所望の中間体122の収率が低くなるかもしれず、この結果、化合物123の収率が低くなるであろう。さらに、スルフィド結合ビス(チエノチオフェン)(121)は通常、ブチルリチウム反応に適した溶媒中において低温での溶解度が低く、これが全体の収率にさらに影響を及ぼし得る。ここに記載された合成経路および中間体のある実施の形態により、β−アルキル置換縮合チオフェン化合物(123などの)または他の縮合チオフェンの収率が改善されるであろうと考えられる。
特に、ここに記載された合成経路および中間体のある実施の形態は、より大きい、例えば、4より大きい縮合環チオフェンを合成するのによりよい(例えば、収率に関して)であろう(そのような合成経路および中間体の有用性は、これらのサイズの縮合環チオフェンには制限されないと考えられるが)。例えば、ある実施の形態において、環のカップリングおよび閉環の各工程を行う前に合成プロセスにおいてカルボキシル保護基(例えば、オキサゾリンカルボキシル保護基)を使用することは、(i)反応体の溶解度を向上させ、および/または(ii)望ましくない反応部位でのアニオン形成を遮断する、ように働くであろう。ある実施の形態において、そのプロセスが従来の手法よりも工程数が多いにもかかわらず(例えば、従来の手法の3工程に対して5工程)、縮合チオフェンの全体の収率が改善される。それに加え、または代わりに、ここに記載された合成経路および中間体のある実施の形態を使用すると、従来の方法の溶解性の制限を克服できるか、または他の様式で対処できる。これらの溶解性の制限のために、典型的に、従来の方法の利用が、不十分な収率で5以下の縮合環を持つチオフェンの調製に制限される。反対に、ここに記載された合成経路および中間体のある実施の形態を使用すると、成分の数がより多い縮合チオフェン環を有する縮合チオフェンの調製を容易にすることができる。
図8は、従来技術の方法(ここに引用する、国際公開第2006/031893号パンフレットおよびHe et al., J. Org. Chem., 72(2):444-451 (2007)に記載された)と、本発明の合成経路および中間体の実施の形態との比較を示している。図8を参照すると、従来技術の方法における重要な中間体の1つは、化合物134の脱カルボキシル化により生成される化合物135である。この反応からは良好な収率が得られるが、化合物136の不十分な溶解性および/または化合物137の反応部位間の選択性の欠如のために、化合物138の収率が低くなってしまう。この点に関して、137から138への転化に関する図8に示された30%の収率は、137が可溶性である(すなわち、138が5以下の環を有する場合)状況に関することに留意されたい。対照的に、図8に示された本発明の合成経路および中間体の実施の形態(134から139、140、141,142を通じて138へ)には、以下の利点の内の1つ以上を有し得る:(i)本発明のこの実施の形態の134から139、140、141,142を通じて138への5工程の手順の全体の収率は30%より大きくなり得るのに対し、従来技術の方法の134から135、136を通じて138および134から135、137を通じて138の3工程の手順の全体の収率は、それぞれ、たった5%および15%程度であった;(ii)本発明のこの実施の形態は、従来技術の方法の溶解性の制限を克服できるか、または他の様式で対処でき、このために、従来技術の方法の利用が、5以下の縮合環を持つチオフェンの調製に限られ得る;(iii)本発明のこの実施の形態により、より数の多い縮合環を含有する縮合チオフェンの調製を容易にできる;(iv)従来技術の方法における136から138へのおよび137から138への変換の収率が低いので、最終生成物(138)として得られる縮合環チオフェンの純度が低くなり得るのに対し、本発明のこの実施の形態において、中間体の精製はより容易であり(例えば、より清浄でおよび/またはより高い収率の反応のために)、最終生成物(138)の純度が著しく高くなり得る;(v)本発明のこの実施の形態は、2つの従来の手法における3工程(134から135,136を通じて138および134から135,137を通じて138)に対し、134から138へと進むのに5工程を含むにもかかわらず、138の最終的な精製および/または収率において得られタル利点は、含まれる追加の工程数を相殺する以上であり得る(例えば、簡単な洗浄手法を一般に含む(また、ある場合には、次の工程に使用する前に、どのような一連の実験手法も必要としない)、5工程の各々に含まれる一連の実験手法はかなり容易であるので;5工程の手順に全体の収率が、3工程の手順の収率の2倍より大きくなり得る;など)。本発明の図面の全てに関するように、図8に示された反応は、例示のためだけを意味するものであり、多くの他の化学物質および戦略を用いて、特定の転化を行っても差し支えない。例えば、図8において、139から140への転化は、Bu3SnSSnBu3を使用して行われるものとして示されている。しかしながら、この転化は、他の化学物質および戦略を使用して行っても差し支えない。例えば、140は、139をブチルリチウム(または別のアルキルリチウム)で処理して、対応するベータアニオンを生成し、この得られたベータアニオンを(PhSO22Sまたは別のビス(アリールスルホニル)スルフィドと反応させることによって(例えば、ここに引用する、国際公開第2006/031893号パンフレットおよびHe et al., J. Org. Chem., 72(2):444-451 (2007)に記載されたものと類似の手法を用いて)生成しても差し支えない。
本発明を以下の非限定的実施例によりさらに説明する。
実施例1
図9は、先に記載された化合物および手法を用いた5員縮合チオフェン150の調製のための合成スキームを示している。この合成スキームに関する詳細が、以下の実施例2〜9に述べられている。
実施例2
以下の手法を使用して、3,4−ジブロモチエニル−2−テトラデシル−ケトン(152)を調製した。0℃のCH2Cl2(400mL)中の3,4−ジブロモチオフェン(151)(36.30g、0.15モル)およびAlCl3(46.20g、0.345モル)の混合物に、窒素を流しながら、塩化ミリストイル(38.90g、0.16モル)を滴下した。これを、GC/MSにより出発材料が検出できなくなるまで、0.5時間に亘り撹拌した。次いで、この混合物をHCl(500mL、6M)中に注ぎ入れ、有機化合物をヘキサン(2×300mL)で抽出した。混合有機溶液を塩水(2×150mL)および水(150mL)で洗浄した。無水MgSO4上で乾燥させた後、溶媒を蒸発させた。低融点の固体を収集し、これは、さらに生成せずに使用できるほど十分に純粋であった(68.0g、100%)。Mp: 50-52 oC, GC-MS 453[M+], 1H NMR (300MHz, CD2Cl2 ) δ 7.64(s, 1H), 3.03(t, 2H), 1.71(t,2H), 1.27(m,22H), 0.88(t,3H)。
実施例3
以下の手法を使用して、3−トリデシル−6−ブロモ−エチルチエノ[3,2−b]チオフェン−2−カルボキシレート(153)を調製した。冷却器および追加の漏斗を備えた三口フラスコ内で化合物152(68.0g、0.15モル)をK2CO3(82.80g、0.60モル)およびDMF(350mL)と混合した。この混合物に、メルカプト酢酸メチル(16.42mL、0.15モル)を60〜70℃で滴下した。触媒量の18−クラウン−6(20mg)を触媒として用いた。この混合物を、GC/MSにより出発材料が検出できなくなるまで、60〜70℃で一晩加熱した。次いで、この混合物を水(600mL)に注ぎ入れ、酢酸エチル(2×250mL)により抽出した。有機化合物を塩水(3×400mL)で洗浄し、MgSO4により乾燥させた。溶媒を蒸発させた後、茶色がかった粗製標的物が得られ、これが次の反応にとって十分に純粋であることが分かった(71.0g、100%)。GC/MS 473[M+]。
実施例4
以下の手法を使用して、3−トリデシル−6−ブロモ−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−カルボン酸(154)を調製した。化合物153(71.0g、0.15モル)を、THF(400mL)、メタノール(50mL)、およびLiOH(72mL、10%溶液)の混合物中に溶解させた。この混合物を一晩還流し、濃塩酸(300mL)中に注ぎ入れた。次いで、この酸混合物を水で1000mLに希釈した。固体を濾過し、水(3×500mL)で洗浄した。薄黄色の固体をメタノール(300mL)で洗浄し、真空下で一晩乾燥させた(46.40g、69.5%)。Mp: 88-90 oC. 1H NMR (300MHz, CD2Cl2) δ 7.55(s, 1H), 3.17(t, 2H), 1.75(t,2H), 1.26(m,20H), 0.87(t,3H)。
実施例5
以下の手法を使用して、2−(3−トリデシル−6−ブロモ−チエノ[3,2−b]チエニル)−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン(155)を調製した。100mlの塩化チオニルに3−トリデシル−6−ブロモ−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−カルボン酸(154)(46.12g、0.10モル)を加え、この混合物を室温で24時間に亘り撹拌した。過剰の塩化チオニルを蒸留し、残りの黒っぽい油をロータリーエバポレータにより蒸留して、48.46g(100%)の酸塩化物を生成した。48.46g(0.10モル)の酸塩化物を100mlの塩化メチレン中に溶解させ、0℃の100mlの塩化メチレン中の18.51g(0.2モル)の2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールの磁気撹拌された溶液に滴下した。この混合物を25℃で2時間に亘り撹拌した。溶媒を蒸発させた後、有機化合物を酢酸エチル(2×200mL)で抽出した。混合酸溶液を塩水(2×150mL)および水(150mL)で洗浄した。無水MgSO4上で乾燥させた後、溶媒を蒸発させて、油の粗生成物である47.37g(91.80%)のN−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル)−3−トリデシル−6−ブロモ−チエノ[3,2−b]チエニルアミドを得た。このアミドを環化させために、塩化チエニル(43.67g、0.37モル)を43.37g(0.092モル)のアミドに撹拌しながら滴下した。活発な反応が治まったときに、黄色の溶液を150mlの水に注ぎ入れた。有機化合物を酢酸エチル(3×100mL)で抽出した。混合有機抽出物を塩水(2×100mL)および水(100mL)で洗浄した。無水MgSO4上で乾燥させた後、目的物質をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製し、20%の酢酸エチル/ヘキサンで溶離した(43.00g、93.85%)。Mp: 37-39 oC. 1H NMR (300MHz, CD2Cl2) δ 7.39(s, 1H), 4.08(s, 2H), 3.16(t, 2H), 1.26-1.70(m, 28H), 0.86(t, 3H)。
実施例6
以下の手法を使用して、ビス(2−(4,4−ジメチル−2−オキサゾリル)−3−トリデシル−チエノ[3,2−b]チエニル)スルフィド(156)を調製した。ビス(トリ−n−ブチルスズ)スルフィド(15.67g、0.0256ミリモル)およびPd(PPh34(2.25g、1.95×10-3モル)のトルエン溶液(40mL)に化合物(155)(24.25g、0.0487モル)を窒素雰囲気下で加えた。この混合物を圧力溶液内に入れ、125℃で60分間に亘り加熱した。濾過後、有機溶液をヘキサン(300mL)で希釈し、固体を沈殿させた。この固体をアセトンから再結晶化させて、156(11.5g、76.7%)を得た。Mp: 67-69 oC. 1H NMR (300MHz, CD2Cl2 ) δ 7.64(s, 2H), 4.08(s, 4H), 3.07(t, 4H), 1.25-1.66(m, 56H), 0.86(t, 6H)。
実施例7
以下の手法を使用して、ビス(2−(4,4−ジメチル−2−オキサゾリル)−3−トリデシル)−ヘプタチエノアセン(157)を調製した。THF(100mL)中の化合物156(9.0g、10.4ミリモル)の溶液に、0℃でアルゴン雰囲気下でn−ブチルリチウム(10.4mL、ヘキサン中2.50M、25.90ミリモル)を滴下した。この混合物を0℃で30分間に亘り撹拌し、次いで、再度0℃に冷却する前に、2時間に亘り室温まで暖めた。この反応溶液に塩化銅(II)(3.50g)粉末を加えた。この混合物を一晩撹拌し、次いで、水(200mL)中に注ぎ入れた。この水溶液を沸騰するまで加熱し、固体を濾過した。固体を水(200mL)中に入れ、再度、加熱した。濾過後、固体を高温のアセトン(100mL)および高温のエタノール(100mL)で洗浄した。黄色の固体をトルエン(400mL)中で沸騰させ、高温濾過した。溶液を室温まで冷却して、黄色の固体として化合物157(6.00g、66.6%)を得た。Mp:116-118 oC. 1H NMR (300MHz, CD2Cl2 ) δ 4.34(s, 4H), 3.10(t, 4H), 1.26-1.75(m, 56H), 0.87(t, 6H)。
実施例8
以下の手法を使用して、3,6−ジトリデシル−ヘプタチエノアセン−2,7−ジカルボン酸(158)を調製した。化合物157(6.00g、6.93ミリモル)をHCl(4N、10mL)およびTHF(50mL)と混合し、加熱して、30分間に亘り還流した。この混合物を濃HCl(30mL)で酸性化した。形成した固体を濾過し、水で数回洗浄し、次いで、アセトン(3×100mL)で洗浄した。この固体を真空下で乾燥させ、さらに精製せずに化合物(4.75g、90.2%)を得た。この化合物は、NMRにとって十分に可溶性ではなかった。Mp: 242-244 oC。
実施例9
以下の手法を使用して、3,7−ジトリデシル−ヘプタチエノアセン(150)を調製した。化合物158(3.17g、4.2ミリモル)をキノリン(80mL)中で銅粉末(0.40g)と混合した。この混合物を、気泡が検出されなくなるまでウッズの金属浴(Woods-metal bath)中で240〜250℃に加熱した。この混合物を室温まで冷却し、高温のヘキサン(400mL)を加えた。次いで、この混合物をHCl(2N、4×50mL)で繰り返し洗浄した。次いで、ヘキサンをある程度蒸発させた。目的の化合物を濾過により収集し、ヘキサンから再結晶化させて、150(1.50g、53.5%)を得た。Mp: 66-67 oC. 1H NMR (300MHz, C6D6) δ 7.02 (s, 2H), 2.76(t, 4H), 1.26-1.81(m, 44H), 0.87(t, 6H)。
実施例10
図6Aのスキームにしたがう3,4−ビス(トリブチルスタンニル)チオフェン(111)の合成2の保護下において−78℃で15mLの乾燥Et2O中の6.80g(28.11ミリモル)の3,4−ジブロモチオフェン(110)に、ヘキサン中の23.6mLの2.5Mのn−BuLi(59.02ミリモル)を滴下した。得られた溶液を−78℃で20分間に亘り撹拌した。次いで、この溶液に1.80g(56.13ミリモル)の硫黄華を加えて、濁った溶液を形成した。この溶液を−78℃で20分間に亘り撹拌した後、これに16.8mLのBu3SnCl(62.30ミリモル)を加えた。次いで、形成された透明な溶液を12時間に亘り還流した。これを室温まで暖めた後、この反応混合物に150mLのCH2Cl2および100mLの水を加えた。この混合物を10分間に亘り撹拌した後、有機相を収集し、飽和NaHCO3溶液(60mL)および塩水(50mL)で洗浄した。次いで、有機相を収集し、無水Na2SO4上で乾燥させた。これから溶媒を除去して、油状生成物を得て、これを8時間に亘りクーゲルロール真空中において150℃に保持して、油状残留物として化合物111(4.90g、24%)を得た。1H NMR (300 MHz, CD2Cl2): d 7.08 (s, 2 H), 1.62-0.83 (m, 54 H)。
実施例11
図6Bのスキームにしたがう2,5−ビス(トリブチルスタンニル)チオフェン(113)の合成2の保護下において−78℃で90mLの乾燥Et2O中の3.22g(13.31ミリモル)の2,5−ジブロモチオフェン(112)に、ヘキサン中の10.6mLの2.5Mのn−BuLi(26.5ミリモル)を滴下した。得られた溶液を−78℃で20分間に亘り撹拌した。次いで、この溶液に0.86g(26.82ミリモル)の硫黄華を加えて、濁った溶液を形成した。この溶液を−78℃で20分間に亘り撹拌した後、これに7.36mLのBu3SnCl(27.29ミリモル)を加えた。次いで、形成された透明な溶液を12時間に亘り還流した。これを室温まで暖めた後、この反応混合物に150mLのヘキサンおよび100mLの水を加えた。この混合物を10分間に亘り撹拌した後、有機相を収集し、飽和NaHCO3溶液(60mL)および塩水(50mL)で洗浄した。有機相を収集し、無水Na2SO4上で乾燥させた。これから溶媒を除去して、化合物113の油状生成物を得て、これを8時間に亘りクーゲルロール真空中において150℃に保持して、油状残留物として化合物5(4.78g、49%)を得た。1H NMR (300 MHz, CD2Cl2): d 7.33 (s, 2 H), 1.62-0.83 (m, 54 H)。
実施例12
図10のスキームにしたがう2−(6−(トリブチルスズ)スルファニル−3−デシル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−4,4−ジメチル−4,5−ジヒドロ−オキサゾール(160)の合成2の保護下において−78℃で10mLの乾燥Et2O中の940mg(2.1ミリモル)の真空乾燥した2−(6−ブロモスルファニル−3−デシル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−4,4−ジメチル−4,5−ジヒドロ−オキサゾール(159)に、ヘキサン中の0.83mLの2.5Mのn−BuLi(2.06ミリモル)を滴下した。得られた溶液を−78℃で20分間に亘り撹拌した。次いで、この溶液に66mg(2.06ミリモル)の硫黄華を加えて、濁った溶液を形成した。この溶液を0℃で40分間に亘り撹拌した後、これに0.61mLのBu3SnCl(2.26ミリモル)を加えた。次いで、形成された透明な溶液を6時間に亘り還流した。これを室温まで暖めた後、この反応混合物に60mLのCH2Cl2および50mLの水を加えた。この混合物を10分間に亘り撹拌した後、有機溶液を収集し、飽和NH4Cl溶液(2×20mL)および水(50mL)で洗浄した。この有機相を収集し、無水Na2SO4上で乾燥させた。これから溶媒を除去して、残留物をエタノールから結晶化させ、次いで、冷蔵庫内で冷却して、化合物160の湿った固体として0.91グラムの化合物2を得た(収率51%)。1H NMR (300 MHz, CD2Cl2): d 7.19 (s, 1 H), 4.06 (s, 2 H), 3.10 (t, 2 H), 1.77-1.07 (m, 55 H); HRMS (ESI) m/z calcd for [C46H60S7 + 1] 700.27, found 700.26。
実施例13
図11のスキームにしたがう2−(6−(トリメチルスズ)スルファニル−3−デシル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−4,4−ジメチル−4,5−ジヒドロ−オキサゾール(161)の合成2の保護下において−78℃で10mLの乾燥Et2O中の2−(6−ブロモスルファニル−3−デシル−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−4,4−ジメチル−4,5−ジヒドロ−オキサゾール(159)(1.34g、2.94ミリモル)に、ヘキサン中の1.29mLの2.5Mのn−BuLi(3.23ミリモル)を滴下した。得られた溶液を−78℃で1時間に亘り撹拌した後、この溶液に94mg(2.93ミリモル)の硫黄華を加えて、濁った溶液を形成した。この溶液を0℃で40分間に亘り撹拌した後、1MのMe3SnCl(3.23mL、3.23ミリモル)のTHF溶液を加えた。次いで、形成された透明な溶液を6時間に亘り還流した。これを室温まで暖めた後、この反応混合物に60mLのCH2Cl2および50mLの水を加えた。この混合物を10分間に亘り撹拌した後、有機相を収集し、飽和NaHCO3溶液(2×20mL)および塩水(50mL)で洗浄した。この有機相を収集し、無水Na2SO4上で乾燥させた。これから溶媒を除去して、湿った固体を成形し、これをメタノールから結晶化させ、次いで、冷蔵庫内で冷却して、固体として1.27gの化合物161を得た。HRMS (ESI) m/z calcd for [C46H60S7 + 1] 574.12, found 574.11。
ここに好ましい実施の形態を示し、詳しく説明してきたが、本発明の精神から逸脱せずに、様々な改変、付加、置換などを行って差し支えなく、したがって、これらは、以下の特許請求の範囲内に定義されるように、本発明の範囲内にあると考えられることが当業者には明白であろう。

Claims (3)

  1. 以下の式37,38,39または40:
    Figure 0005624020
    の内の1つを有する化合物であって、ここで、Q10およびQ11は、同じかまたは異なり、式:
    Figure 0005624020
    を有し、ここで、R12、R13、およびR14は、独立して、アルキルおよびアリールから選択される化合物。
  2. 12、R13、およびR14がブチルであることを特徴とする請求項記載の化合物。
  3. 以下の式41,42,43,44,45または46:
    Figure 0005624020
    の内の1つを有する化合物であって、ここで、R15は、水素、アルキル、およびアリールから選択され;Q12は、水素、カルボン酸、カルボン酸エステルおよびカルボン酸アミド、アルキル基、アリール基、アルデヒド基、アセタール、ケトン基、ヒドロキシル基、未置換チオール基、置換チオール基、アルコキシ基、アクリレート基、アミノ基、ビニル基、ビニルエーテル基、またはハロゲンから選択され;Q13は、式:
    Figure 0005624020
    を有し、ここで、R12、R13およびR14は、独立して、アルキルおよびアリールから選択される化合物。
JP2011502943A 2008-03-31 2009-03-30 縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法 Expired - Fee Related JP5624020B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7246808P 2008-03-31 2008-03-31
US61/072,468 2008-03-31
PCT/US2009/001965 WO2009123695A1 (en) 2008-03-31 2009-03-30 Fused thiophenes and methods for making and using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011516474A JP2011516474A (ja) 2011-05-26
JP5624020B2 true JP5624020B2 (ja) 2014-11-12

Family

ID=40791145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011502943A Expired - Fee Related JP5624020B2 (ja) 2008-03-31 2009-03-30 縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8487114B2 (ja)
EP (1) EP2274310B1 (ja)
JP (1) JP5624020B2 (ja)
KR (1) KR101652533B1 (ja)
CN (2) CN103122006A (ja)
TW (1) TWI391394B (ja)
WO (1) WO2009123695A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130085256A1 (en) * 2004-09-14 2013-04-04 Mingqian He Fused thiophenes, methods of making fused thiophenes, and uses thereof
US7919634B2 (en) * 2009-05-28 2011-04-05 Corning Incorporated Fused thiophenes, articles, and methods thereof
US8916066B2 (en) 2010-05-27 2014-12-23 Corning Incorporated Polymeric fused thiophene semiconductor formulation
US8278346B2 (en) * 2010-08-06 2012-10-02 Corning Incorporated Di-tin fused thiophene compounds and polymers and methods of making
CN102477045A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 中国科学院上海有机化学研究所 一类并噻吩醌式化合物、其制备方法、中间体及其应用
US8394918B2 (en) 2011-02-28 2013-03-12 Corning Incorporated Five-ring fused heteroaromatic compounds and conjugated polymers thereof
JP5777802B2 (ja) 2011-04-28 2015-09-09 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se ジケトピペリジノピペリジンコポリマーをベースとする半導体材料
CN103492451A (zh) * 2011-04-28 2014-01-01 巴斯夫欧洲公司 基于噻吩并噻吩-2,5-二酮低聚物和聚合物的半导体材料
KR101853395B1 (ko) * 2011-05-23 2018-04-30 삼성전자주식회사 전자 공여체 고분자 및 이를 포함하는 태양 전지
JP2014532084A (ja) 2011-07-08 2014-12-04 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 共役ポリマー
WO2013021953A1 (ja) * 2011-08-05 2013-02-14 帝人株式会社 縮合多環芳香族化合物、芳香族重合体、及び芳香族化合物の合成方法
US8846855B2 (en) * 2011-10-31 2014-09-30 Corning Incorporated Conjugated fused thiophenes, methods of making conjugated fused thiophenes, and uses thereof
WO2013066973A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 Corning Incorporated Fused thiophenes, methods of making fused thiophenes, and uses thereof
US8901544B2 (en) 2011-12-06 2014-12-02 Corning Incorporated Organic thin film transistor with ion exchanged glass substrate
GB201209972D0 (en) * 2012-06-06 2012-07-18 Univ Warwick Organic electron acceptor compounds
JP6263536B2 (ja) 2012-08-27 2018-01-17 コーニング インコーポレイテッド 半導体縮合チオフェンポリマーインク配合物
KR101571590B1 (ko) * 2012-11-21 2015-11-25 주식회사 두산 유기 화합물 및 이를 이용하는 유기 전계 발광 소자
JP6364878B2 (ja) * 2014-03-31 2018-08-01 東ソー株式会社 有機薄膜トランジスタ
WO2016035823A1 (ja) * 2014-09-02 2016-03-10 国立大学法人九州大学 低抵抗クラッド材料及び電気光学ポリマー光導波路
US9580556B2 (en) 2015-01-29 2017-02-28 Corning Incorporated DPP with branched alkyl-chain or (and) fused thiophene with branched alkyl-chain and the related designing strategy to increase the molecular weight of their semi-conducting copolymers
US9761817B2 (en) 2015-03-13 2017-09-12 Corning Incorporated Photo-patternable gate dielectrics for OFET
US9643978B2 (en) * 2015-04-29 2017-05-09 Corning Incorporated Methods and compounds for synthesizing fused thiophenes
US10759898B2 (en) 2016-09-16 2020-09-01 Corning Incorporated Fused thiophene-arylthiadiazole polymers, methods of making such polymers, and uses thereof
WO2018226536A1 (en) 2017-06-08 2018-12-13 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers
WO2019189731A1 (ja) 2018-03-30 2019-10-03 住友化学株式会社 複素環化合物及びそれを含有する有害節足動物防除組成物
CN112638918A (zh) 2018-08-29 2021-04-09 康宁股份有限公司 亚甲基二氢吡嗪与稠合噻吩的半导体共聚物
CN114717010A (zh) * 2022-04-29 2022-07-08 苏州汉朗光电有限公司 一种并噻吩类大折射率液晶组合物及其应用

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6239592A (ja) * 1985-08-16 1987-02-20 Sankyo Co Ltd スズ化合物およびそれを含有する殺ダニ剤
DE4234230C2 (de) 1992-10-10 2003-08-14 Covion Organic Semiconductors Substituierte Thieno[3,2-b]thiophene und ihre Verwendung
US5750720A (en) 1996-03-28 1998-05-12 Ortho Pharmaceutical Corporation 4- (thien-3-yl)methyl!-imidazole analgesics
JP3313357B2 (ja) * 1997-09-05 2002-08-12 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド 電子デバイス用化合物
DE60205824T2 (de) 2001-07-09 2006-05-18 Merck Patent Gmbh Thienothiophenderivate
EP1275651B1 (en) * 2001-07-09 2005-08-31 MERCK PATENT GmbH Thienothiophene derivatives
KR100911136B1 (ko) 2001-07-09 2009-08-06 메르크 파텐트 게엠베하 반응성 티에노티오펜
EP1275650A3 (en) 2001-07-09 2003-05-02 MERCK PATENT GmbH Thienthiophenes with polymerisable group
EP1284276B1 (en) 2001-08-17 2010-03-17 MERCK PATENT GmbH Conjugated copolymers of dithienothiophene with vinylene or acetylene
DE60235679D1 (de) 2001-08-17 2010-04-29 Merck Patent Gmbh Konjugierte Copolymere aus Dithienothiophen und Vinylen oder Acetylen
DE60302025T2 (de) 2002-09-14 2006-07-13 Merck Patent Gmbh Mono-,Oligo- und Poly(3-Alkynylthiophene) und ihre Verwendung als Ladungstransportmaterialien
US7244809B2 (en) 2003-05-16 2007-07-17 Merck Patent Gmbh Mono-, oligo- and polymers comprising dithienothiophene and aryl groups
EP1477504A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-17 MERCK PATENT GmbH Mono-, oligo- and polymers comprising dithienotiophene and aryl groups
KR100835427B1 (ko) * 2004-03-10 2008-06-09 재팬 사이언스 앤드 테크놀로지 에이젼시 칼코겐함유 축환다환식 유기재료 및 그의 제조방법
US7714098B2 (en) 2004-05-18 2010-05-11 Merck Patent Gmbh Mono-, oligo- and polythieno[3,2-b]thiophenes
US7700643B2 (en) 2004-06-09 2010-04-20 Merck Patent Gmbh Polymerisable thieno[3,2-b]thiophenes
EP1778695B1 (en) 2004-08-21 2012-03-21 Merck Patent GmbH POLYMERS OF THIENO[2,3-b]THIOPHENE
KR101206202B1 (ko) * 2004-09-14 2012-11-29 코닝 인코포레이티드 융합 티오펜, 융합 티오펜의 제조방법 및 그 용도
US7838623B2 (en) * 2004-09-14 2010-11-23 Corning Incorporated Fused thiophenes, methods for making fused thiophenes, and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20110098478A1 (en) 2011-04-28
US20130281707A1 (en) 2013-10-24
TWI391394B (zh) 2013-04-01
TW201008947A (en) 2010-03-01
US8575354B1 (en) 2013-11-05
CN102046636A (zh) 2011-05-04
EP2274310B1 (en) 2016-05-25
US8487114B2 (en) 2013-07-16
KR101652533B1 (ko) 2016-08-30
EP2274310A1 (en) 2011-01-19
JP2011516474A (ja) 2011-05-26
KR20100137555A (ko) 2010-12-30
WO2009123695A1 (en) 2009-10-08
CN103122006A (zh) 2013-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5624020B2 (ja) 縮合チオフェンおよびその製造方法と使用方法
JP5107712B2 (ja) 縮合チオフェン、縮合チオフェンの製造方法、およびその使用方法
KR101314998B1 (ko) 헤테로아센 화합물, 이를 포함하는 유기 박막 및 당해 박막을 포함하는 전자 소자
EP2571888B1 (en) Methods of making fused thiophenes
JP2015502920A (ja) 共役縮合チオフェン、共役縮合チオフェンの製造方法、およびその使用
TWI534174B (zh) 二錫稠合噻吩化合物及聚合物及其製造方法
JP2010520322A (ja) 縮合チオフェン、縮合チオフェンの製造方法およびその使用方法
TW201008948A (en) High performance solution processable semiconductor based on dithieno [2,3-d:2',3'-d']benzo[1,2-b:4,5-b'] dithiophene
EP2681223B1 (en) Compounds and polymers thereof containing fused thiophene rings for use in electronic applications
TWI725952B (zh) 聚合物與製造聚合物的方法
JP7159586B2 (ja) 芳香族化合物、有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタ
TW201323478A (zh) 併環噻吩、製造併環噻吩的方法及其使用
US20130102785A1 (en) Method of making coupled heteroaryl compounds via rearrangement of halogenated heteroaromatics followed by oxidative coupling
JP2013533216A5 (ja)
JP7494456B2 (ja) ビフェニレン誘導体、有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタ
WO2018181462A1 (ja) 芳香族化合物、有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタ
KR20130055762A (ko) 팔라듐계 촉매를 사용한 직접적 ch 아릴화 방법
WO2021177417A1 (ja) 芳香族化合物、有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタ
JP2017190315A (ja) ホウ素含有化合物、およびその用途
TW202440589A (zh) 芳香族化合物、有機半導體層及有機薄膜電晶體
Combe Synthesis of Pendant Polymers for Organic Electronics
JP5566727B2 (ja) π電子系共役化合物及びその製造方法
KR20130038224A (ko) 티에노피리딘 유도체 및 그 제조 방법, 그리고 그것을 사용한 유기 반도체 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130917

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20131217

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20131225

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140117

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140317

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140808

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5624020

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees