(57)【要約】【課題】  塗布で高いキャリア移動度を与えると共に容易に効率よく有機半導体層を製膜することが可能となるジチエノベンゾジチオフェンおよびその誘導体を効率よく製造する方法を提供する。【解決手段】  ２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造することを特徴とするジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造することを特徴とするジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。
【請求項２】
２，３−ジハロチオフェンが、下記（Ａ）工程を経て合成されることを特徴とする請求項１に記載のジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。
（Ａ）工程；３−ハロチオフェンの２位を、３位と同等又はより原子番号の大きいハロゲンで置換し、２，３−ジハロチオフェンを製造する工程。
【請求項３】
請求項２に記載の（Ａ）工程により得られた２，３−ジハロチオフェンを用いて、少なくとも下記（Ｂ）及び（Ｃ）工程を経て、ジチエノベンゾジチオフェンを製造することを特徴とする請求項２に記載のジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。
（Ｂ）工程；パラジウム触媒の存在下、３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体と１，２，４，５−テトラハロベンゼンにより１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンを製造する工程。
（Ｃ）工程；硫化アルカリ金属塩の存在下、（Ｂ）工程により得られた１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンの分子内環化によりジチエノベンゾジチオフェンを製造する工程。
【請求項４】
（Ｂ）工程における、３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体が２，３−ジハロチオフェンのグリニャール試薬から合成されるものであり、１，２，４，５−テトラハロベンゼンが１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン又は１，４−ジブロモ−２，５−ジクロロベンゼンであり、１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンが１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼンであることを特徴とする請求項３に記載のジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。
【請求項５】
（Ｂ）工程における、パラジウム触媒が、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム及び／又はビス（トリフェニルホスフィン）ジクロロパラジウムであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のジチエノベンゾジチオフェンの製造方法。
【請求項６】
（Ｃ）工程における、硫化アルカリ金属塩が硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビジウム又は各々の水和物からなる群より選択される１種以上の硫化アルカリ金属塩であることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載のジチエノベンゾチオフェンの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の製造方法により製造されたジチエノベンゾジチオフェンを用いて、下記一般式（１）で示されるジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造することを特徴とするジチエノベンゾジチオフェン誘導体の製造方法。
【化１】
2015227295.tif 000005
[ここで、置換基Ｒ１及びＲ２は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、３〜１２員環のシクロヘテロアルキル基、５〜１４員環のヘテロアリール基または下記一般式（２）
【化２】
2015227295.tif 000006
（式中、Ｒ3は、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、３〜１２員環のシクロヘテロアルキル基、または５〜１４員環のヘテロアリール基を示し、Ｙは炭素数１〜６の２価アルキル基、または炭素数１〜６の２価ハロアルキル基を示す。）で表される基を示す。]
【請求項８】
請求項７に記載のジチエノベンゾジチオフェン誘導体の製造方法が、少なくとも下記（Ｄ）及び（Ｅ）工程を経て、上記一般式（１）で示されるジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造する製造方法であることを特徴とするジチエノベンゾジチオフェン誘導体の製造方法。
（Ｄ）工程；ジチエノベンゾジチオフェンと塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を製造する工程。
（Ｅ）工程；（Ｄ）工程により得られたジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を還元反応に供し、ジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジチエノベンゾジチオフェンの新規な製造方法に関するものであり、特に有機半導体材料として期待され、塗布で高キャリア移動度を与えうるジチエノベンゾジチオフェン誘導体の原材料として有用であるジチエノベンゾジチオフェンの新規な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト及びフレキシブルといった無機半導体デバイスにはない特徴を有することから近年注目されている。この有機半導体デバイスは、有機半導体層、基板、絶縁層、電極等の数種類の材料から構成され、中でも電荷のキャリア移動を担う有機半導体層は該デバイスの中心的な役割を有している。そして、有機半導体デバイス性能は、この有機半導体層を構成する有機材料のキャリア移動度により左右されることから、高キャリア移動度を与える有機材料の出現が所望されている。
【０００３】
有機半導体層を作製する方法としては、高温真空下、有機材料を気化させて実施する真空蒸着法、有機材料を適当な溶媒に溶解させその溶液を塗布する塗布法等の方法が一般的に知られている。このうち、塗布法においては、高温高真空条件を用いることなく印刷技術を用いても実施することができるため、デバイス作製の大幅な製造コストの削減を図ることができることから、経済的に好ましいプロセスとして期待される。しかしながら、塗布法は、溶液状態から溶媒が揮発し、有機半導体材料の薄膜が析出生成することから、元来の材料純度がその性能に大きく影響する製法となる。
【０００４】
現在、高性能な有機半導体材料、それを用いた有機半導体デバイスとしては、ジチエノベンゾジチオフェン誘導体からなる半導体材料（例えば、特許文献１参照。）、ジヘキシルジチエノベンゾジチオフェンの真空蒸着法によるトランジスタ（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。また、それらの原材料となるジチエノベンゾジチオフェンに関する製造法が提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。
【０００５】
しかし、特許文献３及び特許文献４にて提案されたジチエノベンゾジチオフェンの製造法は、煩雑な合成ルートが必要であったり、または副反応発生による収率、収量低下が懸念されるなど、デメリットがある。このため、より効率的な合成ルートの確立が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０００６７０号公報
【特許文献２】特開２００９／５４８１０号公報
【特許文献３】特表２０１１／５２６５８８号公報
【特許文献４】特開２０１２／１８８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布で高キャリア移動度を与える有機材料として期待されるジチエノベンゾジチオフェン誘導体の原材料として有用なジチエノベンゾジチオフェンを、より高純度かつ効率的に合成できる新規な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、ジチエノベンゾジチオフェンを効率よく製造する方法を見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明は、２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造することを特徴とするジチエノベンゾジチオフェンの製造方法に関するものである。
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造することを特徴とするジチエノベンゾジチオフェンの製造方法に関するものである。
【００１２】
本発明において、２，３−ジハロチオフェンは下記（Ａ）工程を経て製造することができる。
（Ａ）工程；３−ハロチオフェンの２位を、３位と同等又はより原子番号の大きいハロゲンで置換し、２，３−ジハロチオフェンを製造する工程。
【００１３】
また、本発明では、（Ａ）工程により得られた２，３−ジハロチオフェンを用いて、少なくとも下記（Ｂ）及び（Ｃ）工程を経て、ジチエノベンゾジチオフェンを製造することができる。
（Ｂ）工程；パラジウム触媒の存在下、３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体と１，２，４，５−テトラハロベンゼンにより１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンを製造する工程。
（Ｃ）工程；硫化アルカリ金属塩の存在下、（Ｂ）工程により得られた１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンの分子内環化によりジチエノベンゾジチオフェンを製造する工程。
【００１４】
さらに、本発明では、２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造し、かつ、得られたジチエノベンゾジチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造することができる。
【００１５】
そして、本発明において、ジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造する場合、少なくとも下記（Ｄ）工程及び（Ｅ）工程を経ることができる。
（Ｄ）工程；ジチエノベンゾジチオフェンと塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を製造する工程。
（Ｅ）工程；（Ｄ）工程により得られたジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を還元反応に供し、ジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造する工程。
【００１６】
ここで、本発明の製造方法により得られるジチエノベンゾジチオフェンを用いて製造されるジチエノベンゾジチオフェン誘導体は、下記一般式（１）で示されるジチエノベンゾジチオフェン誘導体である。
【００１７】
【化１】
2015227295.tif 000002
該ジチエノベンゾジチオフェン誘導体において、置換基Ｒ１及びＲ２は同一又は異なって、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、３〜１２員環のシクロヘテロアルキル基、５〜１４員環のヘテロアリール基または下記一般式（２）
【００１８】
【化２】
2015227295.tif 000003
（式中、Ｒ3は、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、３〜１２員環のシクロヘテロアルキル基、または５〜１４員環のヘテロアリール基を示し、Ｙは炭素数１〜６の２価アルキル基、または炭素数１〜６の２価ハロアルキル基を示す。）で表される基を示す。
【００１９】
置換基Ｒ１及びＲ２は、塗布で高キャリア移動度を得るのにより好適なため、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基であり、例えば、メチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘプチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、２−エチルヘキシル基、２−エチルオクチル基、２−エチルデシル基等の鎖状アルキル基；ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基等の一部の水素がフッ素に置換されたハロゲン化アルキル基を挙げることができ、さらに好ましくは炭素数４〜１８のアルキル基であり、例えば、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基であり、特に好ましくは炭素数８〜１６のアルキル基であり、例えば、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基を挙げることができる。
【００２０】
該ジチエノベンゾジチオフェン誘導体の具体的な例としては、ジメチルジチエノベンゾジチオフェン、ジエチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−プロピルジチエノベンゾジチオフェン、ジイソプロピルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ブチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｓｅｃ−ブチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｔｅｒｔ−ブチルジチエノベンゾジチオフェン、ジイソブチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ペンチルジチエノベンゾジチオフェン、ジイソペンチルジチエノベンゾジチオフェン、ジネオペンチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ヘキシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ヘプチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−オクチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−デシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ドデシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−テトラデシルジチエノベンゾジチオフェン、ジエテニルジチエノベンゾジチオフェン、ジプロペニルジチエノベンゾジチオフェン、ジブテニルジチエノベンゾジチオフェン、ジペンテニルジチエノベンゾジチオフェン、ジヘキセニルジチエノベンゾジチオフェン、ジブタジエニルジチエノベンゾジチオフェン、ジペンタジエニルジチエノベンゾジチオフェン、ジヘキサジエニルジチエノベンゾジチオフェン、ジエチニルジチエノベンゾジチオフェン、ジプロペニルジチエノベンゾジチオフェン、ジブチニルジチエノベンゾジチオフェン、ジペンチニルジチエノベンゾジチオフェン、ジメトキシジチエノベンゾジチオフェン、ジエトキシジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−プロポキシジチエノベンゾジチオフェン、ジイソプロポキシジチエノベンゾジチオフェン、ジｔｅｒｔ−ブトキシジチエノベンゾジチオフェンなどを例示することができる。
【００２１】
そして、塗布で高キャリア移動度を得るのにより好適なため、好ましくはジメチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ブチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ペンチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ヘキシルジチエノベンゾジチオフェン、ジ２−エチルヘキシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ノニルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ヘプチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−オクチルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−デシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−ドデシルジチエノベンゾジチオフェン、ジｎ−テトラデシルジチエノベンゾジチオフェンを挙げることができる。
【００２２】
本発明の具体的な製造スキーム（（Ａ）〜（Ｅ）工程）を例示する。
【００２３】
【化３】
2015227295.tif 000004
本発明は、２位のハロゲンが３位のハロゲンと同等又はより原子番号の大きいハロゲンである２，３−ジハロチオフェンを用いてジチエノベンゾジチオフェンを製造するものである。
【００２４】
本発明において、２，３−ジハロチオフェンは（Ａ）工程を経て製造することができる。
【００２５】
（Ａ）工程は、３−ハロチオフェンの２位を、３位と同等またはより原子番号の大きいハロゲンで置換し、２，３−ジハロチオフェンを製造する工程である。
【００２６】
すなわち、チオフェンの３位のハロゲンの反応性を２位の反応性より小さくすることにより、（Ｂ）工程において２位にハロベンゼンが結合したチオフェンの３位にさらに３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体が反応することを抑制できる。
【００２７】
（Ａ）工程における３−ハロチオフェンとしては特に制限はなく、上記理由から３位はより反応性の小さいハロゲンであることが望ましいため、３−フルオロチオフェン又は３−クロロチオフェンが好ましい。
【００２８】
２，３−ジハロチオフェンとしては例えば、２−ブロモ−３−クロロチオフェン、２−ブロモ−３−フルオロチオフェン、２−ヨード−３−クロロチオフェン、２−ヨード−３−フルオロチオフェン等が挙げられる。
【００２９】
また、（Ｂ）工程は、パラジウム触媒の存在下、３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体と１，２，４，５−テトラハロベンゼンのクロスカップリングにより１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンを製造する工程である。
【００３０】
３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体の合成方法として特に制限はないが、例えば、イソプロピルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムクロライド等の有機金属試薬を用い、２，３−ジハロチオフェンの２位のハロゲンをマグネシウムハライドに交換して２，３−ジハロチオフェンのグリニャール試薬を調製後、塩化亜鉛と金属交換することで合成することができる。また、該有機金属試薬の代わりにマグネシウム金属を用い、２，３−ジハロチオフェンのグリニャール試薬を調製後、塩化亜鉛と金属交換することで合成することも可能である。本発明では、より効率的に亜鉛誘導体を得るため、３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体を２，３−ジハロチオフェンのグリニャール試薬から合成することが好ましい。
【００３１】
２，３−ジハロチオフェンのグリニャール試薬を調製する条件としては、例えば、テトラヒドロフラン（以後、ＴＨＦと記す。）又はジエチルエーテル等の溶媒中、−８０℃〜７０℃の温度範囲内で実施することができる。
【００３２】
本発明において、該グリニャール試薬の溶液に塩化亜鉛を反応させることで３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体を調製することができるものであるが、このとき、塩化亜鉛はそのままの状態でもよいし、ＴＨＦまたはジエチルエーテル溶液であってもかまわない。温度としては、−８０℃〜３０℃の範囲内で実施できる。
【００３３】
パラジウム触媒の存在下、調製された３−ハロチオフェン−２−亜鉛誘導体と１，２，４，５−テトラハロベンゼンをクロスカップリングすることにより１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンを合成することができる。その際のパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、ビス（トリフェニルホスフィン）ジクロロパラジウム等を挙げることができ、反応温度としては、２０℃〜８０℃の範囲内で実施することができる。
【００３４】
また、１，２，４，５−テトラハロベンゼンのハロゲンとしては、それぞれ独立して、例えば、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素等を挙げることができ、具体的には、例えば、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラブロモベンゼン、１，２，４，５−テトラフルオロベンゼン、１，２，４，５−テトラヨードベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロ−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ジヨード−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ジヨード−２，５−ジブロモベンゼン、１，４−ジヨード−２，５−ジクロロベンゼン等を挙げることができ、その中でも１，４位のハロゲンと２，５位のハロゲンとの反応性が異なり、より容易に１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンを製造することが可能となることから、１，４−ジクロロ−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ジクロロ−２，５−ジヨードベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５-ジクロロベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５−ジヨードベンゼン、１，４−ジフルオロ−２，５−ジヨードベンゼンであることが好ましく、１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ジブロモ−２，５−ジクロロベンゼンであることがさらに好ましい。
【００３５】
（Ｃ）工程は、硫化アルカリ金属塩の存在下、１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンの分子内環化によりジチエノベンゾジチオフェンを製造する工程である。
【００３６】
該硫化アルカリ金属塩としては、例えば、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビジウム、及びこれらの各々の水和物等を挙げることができ、該分子内環化反応は、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（以後、ＮＭＰと記す。）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の溶媒中、８０℃〜２００℃の温度範囲で行うことができる。
【００３７】
１，４−ビス（３−ハロ−２−チエニル）−２，５−ジハロベンゼンのハロゲンとしては、それぞれ独立して、例えば、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素等を挙げることができ、具体的には、例えば、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ビス（３−フルオロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジブロモベンゼン、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ビス（３−フルオロ−２−チエニル）−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ビス（３−フルオロ−２−チエニル）−２，５−ジブロモベンゼン等が挙げられ、その中でもチエニル基上のハロゲンとベンゼン環上のハロゲンとが異なることにより分子内環化がより効率的に進行することから、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジブロモベンゼン、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼン、１，４−ビス（３−フルオロ−２−チエニル）−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ビス（３−フルオロ−２−チエニル）−２，５−ジブロモベンゼンであることが好ましい。
【００３８】
（Ｄ）工程は、ジチエノベンゾジチオフェンと塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を製造する工程である。
【００３９】
該塩化アシル化合物としては、例えば、塩化メタノイル、塩化ブチリル、塩化バレロイル、塩化ヘキサノイル、塩化２−エチルヘキサノイル、塩化ノニノイル、塩化ヘプタノイル、塩化オクタノイル、塩化デカノイル、塩化ドデカノイル、塩化テトラデカノイル等を挙げることができる。該フリーデルクラフツアシル化反応は、例えば、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、トルエン等の溶媒中、０℃〜４０℃の温度範囲で行うことができる。
【００４０】
また（Ｅ）工程は、ジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体を還元反応に供し、ジチエノベンゾジチオフェン誘導体を製造する工程である。
【００４１】
ジチエノベンゾジチオフェンのジアシル体の還元反応は、例えば、還元剤としてヒドラジンを用い、ジエチレングルコール、エチレングリコール又はトリエチレングリコール中、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム存在下、８０℃から２５０℃の温度範囲で行うことができる。また、例えば、還元剤として水素化リチウムアルミニウム／塩化アルミニウムまたは水素化ホウ素ナトリウム／塩化アルミニウムを用い、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル又はＴＨＦの溶媒中、−１０℃〜８０℃の温度範囲で行うこともできる。
【００４２】
さらに、製造したジチエノベンゾジチオフェン誘導体は、カラムクロマトグラフィー等に供することにより精製することができ、その際の分離剤としては、例えば、シリカゲル、アルミナ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、クロロホルム等を挙げることができる。
【００４３】
また、製造したジチエノベンゾジチオフェン誘導体は、さらに再結晶により精製してもよく、再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、これらの任意の割合の混合物であってもよい。なお、純度を測定する際には液体クロマトグラフィーにより分析することが可能である。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の製造方法は、塗布で高いキャリア移動度を与えると共に容易に効率よく有機半導体層を製膜することが可能となるジチエノベンゾジチオフェン誘導体の原材料として期待できるジチエノベンゾジチオフェンを高純度かつ効率的に製造できることから、その効果は極めて高いものである。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４６】
生成物の同定には１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及びマススペクトルを用いた。なお、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルの測定は日本電子製の（商品名）ＪＥＯＬ  ＧＳＸ−２７０ＷＢ（２７０ＭＨｚ）を用いた。マススペクトル（ＭＳ）は日本電子製の（商品名）ＪＥＯＬ  ＪＭＳ−７００を用いて、試料を直接導入し、電子衝突（ＥＩ）法で測定した。また、生成物の純度測定には、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）（東ソー製、ＬＣ−８０２０）を用いた。
【００４７】
実施例１
（２−ブロモ−３−クロロチオフェンの合成（（Ａ）工程））
窒素雰囲気下、３００ｍｌ三口フラスコに３−クロロチオフェン（シグマ−アルドリッチ製）１．１８ｇ（０．０１０ｍｏｌ）、クロロホルム１０ｍｌおよび酢酸１０ｍｌを添加した。氷冷下Ｎ−ブロモスクシンイミド（和光純薬工業製）１．９６ｇ（０．０１１ｍｏｌ）を滴下し、室温で１８時間撹拌した。反応液に氷冷下水を加え、クロロホルムで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、２−ブロモ−３−クロロチオフェンの無色液体１．８４ｇを得た（収率９３％）。
ＭＳ  ｍ／ｚ：  １９６（Ｍ＋，１００％）
（１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼンの合成（（Ｂ）工程））
窒素雰囲気下、１００ｍｌシュレンク反応容器にイソプロピルマグネシウムブロマイド（東京化成工業製、０．８０Ｍ）のＴＨＦ溶液５．０ｍｌ（４．０ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ１０ｍｌを添加した。この混合物を−７５℃に冷却し、（Ａ）工程で得た２−ブロモ−３−クロロチオフェン７９０ｍｇ（４．０ｍｍｏｌ）を滴下した。−７５℃で３０分間熟成後、塩化亜鉛（シグマ−アルドリッチ製、１．０Ｍ）のジエチルエーテル溶液４．０ｍｌ（４．０ｍｍｏｌ）を滴下した。徐々に室温まで昇温した後、生成した白色スラリー液を減圧濃縮し、１０ｍｌの軽沸分を留去した。得られた白色スラリー液［３−クロロチエニル−２−ジンククロライド］に、１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼン（和光純薬工業製）４９０ｍｇ（１．８ｍｍｏｌ）、触媒としてテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（東京化成工業製）２３．１ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ、１，４−ジブロモ−２，５−ジフルオロベンゼンに対し２．０モル％）及びＴＨＦ１０ｍｌを添加した。６０℃で１５時間反応を実施した後、容器を水冷し３Ｎ塩酸３ｍｌを添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し（ヘキサン→ヘキサン／ジクロロメタン＝１０／１）、さらにヘキサン／トルエン＝６／４から再結晶精製し、１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼンの薄黄色固体４９８ｍｇを得た（収率８０％）。
ＭＳ  ｍ／ｚ：  ３４６（Ｍ＋，１００％）
特許文献４における実施例と比較し、収率が向上する傾向にあることが確認され、また、２，３−ジハロチオフェンの所要量が減少した。
【００４８】
（ジチエノベンゾジチオフェンの合成（（Ｃ）工程））
窒素雰囲気下、１００ｍｌシュレンク反応容器に（Ｂ）工程で得た１，４−ビス（３−クロロ−２−チエニル）−２，５−ジフルオロベンゼン１５９ｍｇ（０．４５８ｍｍｏｌ）、ＮＭＰ１０ｍｌ、及び硫化ナトリウム・９水和物（和光純薬工業製）２４０ｍｇ（１．００ｍｍｏｌ）を添加した。得られた混合物を１７０℃で６時間加熱し、得られた反応混合物を室温に冷却した。トルエンと水を添加後、分相し、有機相を２回水洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮後、得られた残渣をヘキサンで洗浄を２回実施し、ジチエノベンゾジチオフェンの淡黄色固体８３ｍｇを得た（収率６０％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６０℃）：δ＝８．２８（ｓ，２Ｈ），７．５１（ｄ，Ｊ＝５．２Ｈｚ，２Ｈ），７．３０（ｄ，Ｊ＝５．２Ｈｚ，２Ｈ）。
ＭＳ  ｍ／ｚ：  ３０２（Ｍ＋，１００％），２７０（Ｍ＋−Ｓ，５），１５１（Ｍ＋／２，１０）。
【００４９】
（ジｎ−ヘキサノイルジチエノベンゾジチオフェンの合成（（Ｄ）工程））
１００ｍｌシュレンク反応容器に（Ｃ）工程で得たジチエノベンゾジチオフェン８０．０ｍｇ（０．２６５ｍｍｏｌ）及びジクロロメタン１２ｍｌを添加した。この混合物を氷冷し、塩化アルミニウム（和光純薬工業製）１２５ｍｇ（０．９３ｍｍｏｌ）及び塩化ヘキサノイル（和光純薬工業製）１０７ｍｇ（０．７９８ｍｍｏｌ）を添加した。得られた混合物を室温で１８時間攪拌後、氷冷し水を添加することで反応を停止させた。得られたスラリー混合物にトルエンを添加し分相した。黄色スラリー液の有機相を水洗浄後、減圧濃縮した。得られた残渣をヘキサン／トルエン＝１／１及びメタノールで洗浄し、減圧乾燥した後、ジｎ−ヘキサノイルジチエノベンゾジチオフェンの黄色固体８３．１ｍｇを得た（収率６３％）。
ＭＳ  ｍ／ｚ：  ４９８（Ｍ＋，１００％），４４２（Ｍ＋−Ｃ４Ｈ９＋１，４６），４
２７（Ｍ＋−Ｃ５Ｈ１１，１３）。
【００５０】
（ジｎ−ヘキシルジチエノベンゾジチオフェンの合成（（Ｅ）工程））
そして、１００ｍｌシュレンク反応容器に（Ｄ）工程で得たジｎ−ヘキサノイルジチエノベンゾジチオフェン７５ｍｇ（０．１５１ｍｍｏｌ）、水酸化カリウム１７４ｍｇ（３．０９ｍｍｏｌ）、ジエチレングリコール１０ｍｌ、及びヒドラジン・１水和物（和光純薬工業製）３２０ｍｇ（６．４０ｍｍｏｌ）を添加し、１２０℃で１時間攪拌後、さらに２２０℃で３０時間攪拌した。室温に冷却後、トルエン及び水を添加分相後、有機相の水洗浄を３回繰り返した。有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで溶出溶媒としてヘキサンを用いて精製し、さらにヘキサン（和光純薬工業製ピュアーグレード）から再結晶精製を３回行った。なお、１回目及び２回目の再結晶の最終冷却温度は０℃とし、３回目は５℃とした。３回目の再結晶では粗生成物１ｍｇに対し、ヘキサン０．６ｍｌを使用し、ジｎ−ヘキシルジチエノベンゾジチオフェンの白色固体３０ｍｇを得た（収率４２％）。
【００５１】
得られたジｎ−ヘキシルジチエノベンゾジチオフェンの純度は液体クロマトグラフィーより９９．５％であった。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，２１℃）：δ＝８．１７（ｓ，２Ｈ），７．００（ｓ，２Ｈ），２．９７（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，４Ｈ），１．７８（ｍ，４Ｈ），１．２８（ｍ，１２Ｈ），０．８８（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，６Ｈ）。
ＭＳ  ｍ／ｚ：  ４７０（Ｍ＋，１００％）