(57)【要約】  本発明は、色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）ならびに他の光電気化学および/または光電デバイスのための増感剤としての、置換ウラジンおよびその類縁体に関する。増感剤は、半導体表面に増感剤を付着させるのに適した固定基のほかに、ドナー置換基および/またはアクセプター置換基を含み得る。この種の増感剤に基づくＤＳＳＣは、高い電力変換効率を示す。
2014535169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物を含む光電気化学および/または光電デバイスであり、該化合物は置換された１６π−電子環系であり、該環系は４つのペリ縮合環を含み、該環系は少なくとも１つの窒素ヘテロ原子を含むデバイス。
【請求項２】
該化合物において、４つの環の２つは、４つの環の他の２つの環のそれぞれを共通とする、結合および/または２つの原子を有し、２つの他の環は、４つの環の他の３つの環のそれぞれを共通とする結合および/または２つの原子を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
該環系は、半導体の表面に該化合物を固定するのに適した、固定基を含む、少なくとも１つの置換基を含む請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
該環系は、電子ドナー基を含む、少なくとも１つのドナー置換基を含み、該ドナー置換基は電子を該環系に輸送できる請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
該環系は、電子吸引基を含む、少なくとも１つのアクセプター置換基を含み、該アクセプター置換基は電子を該環系から吸引できる請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックデバイス、フォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサー、バイオセンサー、および電気化学ディスプレイから選ばれる請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）である請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
半導体材料の表面、およびその表面に吸着された、置換された１６π−電子環系、を含み、デバイスは対電極及び電荷輸送材料を含み、ここで該電荷輸送材料は該対電極、および該半導体材料の表面、と接触している、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
該化合物は、下記式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）のいずれか一つの構造を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス：
【化１】
2014535169.tif 000021
ここで、存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９は、すべて炭素原子、または１つは独立して窒素、残りは炭素であり得；存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９のいずれか１つが窒素であれば、置換基（それぞれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）は存在しない；Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＳｉＲ１０Ｒ１１およびＮＲ１２から独立して選ばれる；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は、存在する限り、水素および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から、ならびに１〜２０のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ４０の炭化水素から、独立して選ばれる；ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の少なくとも１つは固定基であり；ならびにＲ１０およびＲ１１は、水素および０〜２０のヘテ半導体表面を含み、そしてその表面に本発明の化合物を吸収ロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から選ばれる。
【請求項１０】
該固定基が、−ＣＯＯＨ，−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４Ｈ２，−Ｐ（Ｒ１２）Ｏ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ２，−ＳＯ４Ｈ２，−ＣＯＮＨＯＨ−、１，２−ヒドロキシベンゼン、１−ヒドロキシー２−カルボキシベンゼン、アセチルアセトネート、上記の脱プロトン物、π導電性を有するキレート固定基から選ばれ、ここでＲ１２は、１〜５０の炭素および０〜２５のヘテロ原子を含む炭化水素である、請求項３〜９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＶ）、（ＶＩＩ）および（ＶＩＩＩ）の化合物が、下記の式（ＩＸ）〜（ＸＩ）、（ＸＩＩ）〜（ＸＩＶ）、（ＸＶ）、（ＸＶＩ）および（ＸＶＩＩ）の化合物からそれぞれ選ばれる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデバイス。
【化２】
2014535169.tif 000022
ここで、Ｒ１〜Ｒ１０およびＹは、存在する限り、独立して請求項９および１０に定義されているとおりである。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のデバイスであり、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、下記式（ＸＶＩＩＩ）の置換基から独立して選ばれる：
【化３】
2014535169.tif 000023
ここで、Ｕは、ｎとは無関係に、エチニレンから、および下記式（ＸＩＸ）のエチレン部分から選ばれる（置換および非置換ビニレン）：
【化４】
2014535169.tif 000024
ここで、ｎは０から、および整数１〜１０、好ましくは０、１，２および３から、選ばれ；
式（ＸＶＩＩＩ）及び（ＸＩＸ）における点線は、１６π電子環系の周辺原子の１つとの単結合、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基をπ共役態様で該環系に接続するリンカー部分との単結合、を表し；
Ｒ１は、下記式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、および（ＸＸＩＩ）の部分から選ばれ：
【化５】
2014535169.tif 000025
およびさらに-ＯＲ８，-ＳＲ８，-ＳeＲ８， -ＮＲ８Ｒ８から選ばれ、ここでＲ８およびＲ９は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から独立して選ばれ；
ここで、式（ＸＸ）〜（ＸＸＩＩ）の構造における点線は、単結合を表し、それにより置換基Ｒ１は部分Ｕのそれぞれの炭素に接続され、またはnが０であれば、１６π−電子環系の周辺原子の１つに、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基を該環系に接続するπ−伝導性リンカーに接続される；
ここでＺは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ８、およびＳｉＲ８Ｒ９から選ばれから選ばれる；
ここでＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は、存在すると、独立してＨ，Ｒ８、Ｒ９、−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれ、ここでは、Ｒ３〜Ｒ７のいずれか１つは、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７のもう１つに接続され得、もしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８および/またはＲ９は、もしＨでなければ、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７の他の１つに独立して接続され、そしてここでもしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８およびＲ９は、互いに接続され、置換基Ｒ３〜Ｒ７は、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合されるＮ含有ヘテロ環または環系であり得る；
ここでＲ２およびＲ１０は、独立して、ＨおよびＲ１について定義される置換基から選ばれる。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイスであり、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈから、ならびに下記式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）の部分から、選択される置換基または部分を含む：
【化６】
2014535169.tif 000026
ここで、そのアミド部分は、下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の部分から特に選ばれ得る：
【化７】
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ここで、式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の構造（置換基）における点線は、その構造（置換基）を１６π−電子環系の周辺原子の１つに、またはその構造（置換基）をπ−伝導性の態様でその環系に接続するπ−伝導性リンカーに、接続する単結合を表し；
ここで、Ｒ２９は、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素であり；
ここで、Ｒ２０〜Ｒ２５は、存在すると、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、ならびに−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，−Ｂｒ，−ＮＯ２，−ＯＨ，−ＳＨ，および−ＮＨ２から独立して選ばれる；
ここで、Ｒ３０およびＲ３１は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、選ばれ；ならびに
ここで、隣の原子上の置換基および/または部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）の１つの上の１つまたはそれより多い原子により分離される原子上の置換基は、互いに接続され、その部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）のいずれか１つに縮合して環を形成する。
【請求項１４】
請求項１３記載のデバイスであり、式（ＸＬＩＶ）の上記部分において、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（Ｌ）により、その部分の環を形成するように互いに接続される：
【化８】
2014535169.tif 000028
ここで、式（Ｌ）の構造における硫黄原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ２０の、または、への単結合を表し、ならびに式（Ｌ）の構造における炭素原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ３０の、または、への単結合を表し、式（ＸＬＩＶ）および（Ｌ）の構造は、ＳおよびＮを含む、５員ヘテロ環を形成する；
ここで、Ｂは、Ｏ，Ｓ，ＳｉＲ２７Ｒ２８およびＣＲ２７Ｒ２８から選ばれ、Ｒ２７およびＲ２８は、Ｈから、および０〜１５のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ２０炭化水素から、独立して選ばれ、そしてＲ２７およびＲ２８は、互いに接続され、置換または非置換環を形成し得る。
【請求項１５】
請求項１３記載のデバイスであり、式（ＸＬ）および（ＸＬＩＩ）の部分、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（ＬＩ）による部分の環を形成するように、互いに接続される。
【化９】
2014535169.tif 000029
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ３１は、独立して、請求項１３で定義されるとおりである。
【請求項１６】
請求項１〜５のいずれか１項に定義され、および/または請求項９〜１５のいずれか１項に定義される式（I）〜（ＶIII）のいずれか1つによる、化合物。
【請求項１７】
増感剤としての請求項１６記載の化合物の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規化合物、その化合物を含む電気化学および/または光電子デバイス、その化合物の増感剤としての使用、半導体表面の増刊方法、ならびに電気化学および/または光電子デバイスの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の化石燃料のエネルギー源としての使用は、周知の環境問題ならびに中期から長期にわたる不足の問題を提出する。近づくエネルギー危機を解決するために、種々の試みがなされてきた。利用し得る代替物のなかで、光電池において使用される太陽エネルギーは、他のエネルギー形態と比べて、ほとんど限りがなく、環境にやさしいシリコン太陽電池は、高い光−電気変換効率および何十年にわたって開発された技術が成熟しているという事実により、光電池ビジネスを支配する。しかし、シリコン太陽電池は、製造プロセスの高コスト、高価な原材料および電池の効率のさらなる増大の困難さという不利に悩まされている。
【０００３】
色素増感型太陽電池（ＤＳＳＣ）は、感光性色素分子（感光剤）および遷移金属酸化物を用い、可視光を吸収し、電子−ホール対を産生し、そして光吸収により産生された電子を輸送する機能を果たす。ＤＳＳＣは、高効率、低製造コスト、製造時の低エネルギー消費および環境にやさしい製造のような、多くの利点を有する。ＤＳＳＣは、シリコン系技術よりももっと効率的に作用する。これらの特性は、光電ビジネスにおいて、これらの電池に高い見込みを与えてきた。１９９１年に、Prof. Michael Gratzel at the Ecole Polytechnique Federale de Lausanneは、これらの電池において、技術的なブレークスルーを進展させた。それ以来、ＤＳＳＣは、太陽電池の分野で、高い関心のある研究トピックスに次第になっている(Nature 1991, 353, 737)。これまで、高効率を有するＤＳＳＣは、たとえばビピリジンルテニウム錯体の場合(J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16835-16847)のように、貴金属を含む感光剤を用いるのが通常である。しかし、そのような錯体の実際的使用は、貴金属の高価格およびそれらの有限の資源のために限定される。ビピリジンルテニウム錯体と比較して、有機色素は、低コスト、高減衰係数および構造を容易に修飾できる可能性のような、いくつかの利点を示す。最近、ＤＳＳＣの分野において、ルテニウム色素を有機色素で代替するための努力がなされている(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16701-16707)。
【０００４】
特に、新規色素に低い製造コストおよび高い安定性を与え、向上した日光/電気変換デバイスを得ることを目的とする。
【０００５】
さらに、本発明は、新規な発色団および/または増感色素コア構造を提供することを目的とし、それらは増感剤コア構造上の選択されたアクセプターおよびドナー置換基を用いて、さらなる適用と改良に適している。このように、色素の特性は、吸収されて電気に変換されるフォトンを最大にするように、そして選択された電解質に合わせて、有利に調節され得る。
【０００６】
さらに、本発明の目的は、リガンド部分として機能し得る置換基で結合され得る発色団および/または色素コア構造を提供することである。これは、上記のように、遷移金属系錯体においても、そのような発色団の使用を可能にする。有利には、発色団は、色素増感太陽電池型（溶媒および/またはイオン性液体系湿式電池および固体電池）において使用され得、有機増感剤として使用され得るが、金属系錯体の配位リガンドとして使用されるポリピリジルリガンド上にも置換され得る。
【０００７】
本発明者は、次の公知文献を認識しているが、それらは本発明にあるコンセプトに関するものではなく、背景情報を提供し得るものである。Gerson and Metzger, 1983, Helv. Chim. Acta, 66, 7, no. 200, 2031-2043; Balli and Zeller, 1983, Helv. Chim. Acta, 66, 7, no. 210, 2135-2139; Org. Lett., 2005, 7, no. 24, 5453-5456; A. Juris, V. Balzani, F. Barigelletti, S. Campagna, P. Belser, A. von Zelewsky, Coord. Chem. Rev., 1988, 84, 85; Tominaga, Y. Article: Science of Synthesis (2004), 17, 1025- 1079; および JP2003327549.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、新規な一連の増感剤を開示する。注目すべきことに、本発明者は、ヘテロ原子１６π−電子環構造を形成する、４つの縮合環を含むコア構造を見出したが、それらは色素増感太陽電池（DSSC）の色素として有用である。１６π−電子環系は、有機色素の調製に用いられ得るが、遷移金属錯体に基づく色素に有用であるようにさらに官能化され得る。光吸収層の一部としてその色素を含むDSSCは、驚くべきことに高い電力変換効率（η）をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様において、本発明は、４つのペリ縮合環を含む、置換された１６π−電子環系を含む、および/または、からなる化合物を提供し、その環系は少なくとも１つの窒素ヘテロ原子を含む。
【００１０】
１つの態様において、本発明は、下記の式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）のいずれか一つの構造を含む化合物を提供する：
【００１１】
【化１】
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【００１２】
ここで、存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９は、すべて炭素原子、または１つは独立して窒素、残りは炭素であり得；存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９のいずれか１つが窒素であれば、置換基（それぞれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）は存在しない；Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＳｉＲ１０Ｒ１１およびＮＲ１２から独立して選ばれる；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は、存在する限り、水素および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から、ならびに１〜２０のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ４０の炭化水素から、独立して選ばれる；ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の少なくとも１つは固定基であり；ならびにＲ１０およびＲ１１は、水素および０〜２０のヘテ半導体表面を含み、そしてその表面に本発明の化合物を吸収ロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から選ばれる。
【００１３】
さらなる態様において、本発明は、下記の式（ＩＸ）〜（ＸＶＩＩ）のいずれか一つを含む化合物を提供する：
【００１４】
【化２】
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【００１５】
ここで、Ｒ１〜Ｒ１０およびＹは、存在する限り、独立して上記のとおりであり、式（ＸＶ）の化合物において、Ｙは、Ｏ，Ｓ，ＳｅおよびＮＲ１０が好適である。
【００１６】
もう１つの態様において、本発明は、本発明の化合物を含む電気化学および/または光電子デバイスを提供する。
【００１７】
１つの態様において、本発明は、半導体表面を含み、そしてその表面に本発明の化合物を吸着した、電気化学および/または光電子デバイスを提供する。
【００１８】
さらなる態様において、本発明は、増感剤および/または増感色素として本発明の化合物の使用を提供する。
【００１９】
もう１つの態様において、本発明は、半導体表面を含む電気化学および/または光電子デバイスを提供する方法を提供し、その方法は、半導体表面に本発明の化合物を吸着する段階を含む。
【００２０】
１つの態様において、本発明は、半導体表面を増感する方法に関し、その方法は、半導体表面に本発明の化合物を付着させる段階を含む。
【００２１】
１つの態様において、本発明は、置換ウラジン（Ｕ−１）（ullazine）およびここに開示される置換ウラジン類縁体（Ｕ−２〜Ｕ−４４）の、色素および/または増感剤としての、特に色素増感太陽電池および他の光電気化学デバイスのための、使用を提供する。
【００２２】
本発明のさらなる態様および好適な態様は、以下に、そして請求項に開示される。本発明のさらなる特徴および利点は、以下の好適な態様の記載から当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好適な態様による色素９の合成のための合成ルートを模式的に表す。
【図２】本発明のさらに好適な態様による色素１０および１１を示す。
【図３】本発明の好適な態様による増感色素の典型的なコア構造Ｕ−１〜Ｕ−１２を示す。図５−１、５−２、６−１および６−２において、「ＵＬＡ」は、これらのコア構造の１つ、または図４に示されるコア構造をいう。
【図４】本発明の好適な態様による増感色素の典型的なコア構造Ｕ−１３〜Ｕ−４４を示す。これらのコア構造において、Ｙは、本願明細書で定義される、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＳｉＲ１０Ｒ１１およびＮＲ１２から選ばれる。
【図５−１】ＵＬＡとして表される１つのコア構造に結合される、典型的なドナー置換基を示す。好適なコア構造は、図３および４に示される。Ｒについての定義は詳細な説明に記載されている。
【図５−２】ＵＬＡとして表される１つのコア構造に結合される、典型的なドナー置換基を示す。好適なコア構造は、図３および４に示される。Ｒについての定義は詳細な説明に記載されている。
【図６−１】ＵＬＡとして表される１つのコア構造に結合される、典型的なアクセプター置換基を示す。好適なコア構造は、図３および４に示される。Ｒ、Ｗ，ＲＡおよび「Anch」についての定義は詳細な説明に記載されている。
【図６−２】ＵＬＡとして表される１つのコア構造に結合される、典型的なアクセプター置換基を示す。好適なコア構造は、図３および４に示される。Ｒ、Ｗ，ＲＡおよび「Anch」についての定義は詳細な説明に記載されている。
【図７】本発明の好適な態様による色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）の電流変換効率（ＩＰＣＥ）に対する入射フォトンを示し、電池は１０μｍ透明ＴｉＯ２層＋４μｍ拡散層上の増感色素として化合物９（図１）を含む。
【図８】異なる照度（９．４７％、５１．３０％および１００．３３％日光）での図７のＤＳＳＣの電流（Ｉ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図９】本発明の態様によるＤＳＳＣの略図である。
【図１０】図９に示されるＤＳＳＣの光吸収層３の略図である。
【図１１】図１の化合物９および内部標準フェロセンのサイクリックボルタンメトリ（ＣＶスペクトル）により得られるスペクトルを示す。試験および参照化合物の酸化ピークおよび可逆酸化ピークの位置および量が示され、例に記載されるようにＥ（Ｓ＋Ｓ）（ｖｓＮＨＥ）値の決定を可能にする。
【図１２】図１の化合物９から得られるＵＶ/Ｖｉｓスペクトルを示す。最大吸光度ピーク（λmax）および低エネルギー側（λonset）からの最大吸光度の１０％吸光度高さの位置が示される。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、光電（photoelectric）および/またはオプトエレクトロニクスデバイスに有用な化合物を提供する。
【００２５】
本発明の化合物は、少なくとも１つの窒素原子を含む置換１６π−電子環系を含む。その１６π−電子環系は、置換されている、コア元素または構造を形成する。１つの態様によれば、環系は４縮合環、特に４ペリ縮合環を含む。
【００２６】
少なくとも１つの窒素原子を含む１６π−電子環系も、ここでは「コア構造」、「コア系」、および「コア環系」、たとえば「１６π−電子コア構造」と呼ばれ得る。
【００２７】
本発明の目的のために、「ペリ縮合環」は、１つより多い面で縮合している環である。すなわち、ペリ縮合環は、他の環とともに２つまたはそれより多い環結合（単、二重または三重結合）を共有する。このように、ペリ縮合環は、少なくとも２つの他の環に結合される。１６π−電子環系において、好適にはすべての４つの環はペリ縮合環である。
【００２８】
１つの態様によれば、その化合物において、４つの環の２つ（図３の系に示される底部および頂部環）は、４つの環の２つの他の環のそれぞれと共有する、１つの結合および/または２つの原子を有し、その２つの他の環（図３の環系に示される横の環）は、４つの環の他の３つの環のそれぞれと共有する、１つの結合および/または２つの原子をそれぞれ有する。これはピレンにみられる構造に対応し、たとえば本発明のいくつかの態様と異なり、本発明の１６π−電子環系は、少なくとも１つの窒素原子を有する。
【００２９】
本発明による典型的で、特に好適なコア構造は、ウラジンであり、図３の化合物Ｕ−１で示される。Ｕ−１の合成は、H. Balli and M. Zeller, 1983, Helv. Chim. Acta, 66, 7, pp. 2135-2139に開示されている。図３および４に示される、さらなるコア構造はＵ−１の類縁体であり、本発明による好適な１６π−電子コア構造である。
Ｕ−１は、式（Ｉ）の化合物に相当し、Ｘ１〜Ｘ２は、式（ＩＸ）にもっと具体的に示されるようにすべて炭素である。この態様によれば、すべての置換基Ｒ１〜Ｒ９は存在し、本願明細書に記載されるように選択され得る。
【００３０】
さらに、本発明によるコア構造は、図３における構造式Ｕ−２〜Ｕ−１２および図４における構造式Ｕ−１３〜Ｕ−４４である。
本発明の化合物は、本願明細書で特定されるように置換された、これらのコア構造のいずれか１つに基づき得る。図４におけるＹは，本願明細書における式（ＩＩＩ）、（Ｖ）、（ＶＩ）、（ＶＩＩ）および（ＶＩＩＩ）に関して定義される。特に、Ｙは、本願明細書で定義されるＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ１０、ＳｉＲ１０Ｒ１１、Ｒ１０およびＲ１１から選ばれる。１つの態様によれば、Ｒ１０およびＲ１１は、Ｒ４１およびＲ４２について定義される置換基から独立してのいずれか１つ選ばれる。
【００３１】
１つの態様によれば、式（ＩＩＩ）、（Ｖ）および（ＶＩ）のいずれか１つによるいずれか１つの化合物において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９の１つまたはそれより多くは窒素である。
【００３２】
１つの態様によれば、式（Ｉ）の化合物は、式（ＩＸ）〜（ＸＩ）の化合物から選ばれ；式（ＩＩ）の化合物は、式（ＸＩＩ）〜（ＸＩＶ）の化合物から選ばれ；式（ＩＶ）の化合物は、式（ＸＶ）による化合物であり；式（ＶＩＩ）の化合物は、式（ＸＶＩ）の化合物であり；そして式（ＶＩＩＩ）の化合物は、式（ＸＶＩＩ）の化合物である。
【００３３】
本発明の包括的な態様によれば、「から選ばれる」という表現は、「からなる群から選ばれる」の意味を包含する。
【００３４】
本発明によれば、１６π−電子コア構造は置換される。式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）の化合物において、Ｒ１〜Ｒ９の少なくとも１つが存在し、Ｈとは異なることを意味する。
【００３５】
置換基は、固定基、ドナー置換基、アクセプター置換基およびそれらの組み合わせを持つ置換基から、特に固定基を含むアクセプター置換基から、選ばれるのが好適である。置換基は、ここに開示されるリンカー部分を独立して含み得る。
【００３６】
一般的に、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９のいずれも、上記の置換基が選ばれ得る。
【００３７】
１つの態様によれば、Ｒ１〜Ｒ９から選ばれる、１，２，３，４，５，６，７または８、好ましくは２または３は、好ましくは本願明細書で定義されるようなドナー置換基である。
【００３８】
１つの態様によれば、Ｒ１〜Ｒ９から選ばれる、１，２，３，４，５，６，７または８、好ましくは１または２は、好ましくは本願明細書で定義されるようなアクセプター置換基である。
【００３９】
１つの態様によれば、本発明の化合物は、１つまたはそれより多いドナー置換基を含むコア構造を含む。
【００４０】
１つの態様によれば、本発明の置換基の化合物は、コア構造への置換基がなく、リンカーを介してもよく、置換基はドナー特性を有し、そして置換基はいかなるアクセプター基もしくは特性を欠く。
【００４１】
１つの態様によれば、本発明の化合物は、１つまたはそれより多いアクセプター置換基を含むコア構造を含む。
【００４２】
１つの態様によれば、本発明の化合物は、１つまたはそれより多いアクセプター置換基および１つまたはそれより多いドナー置換基を含むコア構造を含む。
【００４３】
１つの態様によれば、本発明の化合物は、コア構造ならびにコア構造に直接に、リンカー置換基もしくは部分に、ドナー置換基および/またはアクセプター置換基に接続され得る。固定基は、ドナー置換基および/またはアクセプター置換基の部分であってもよい。
【００４４】
１つの態様によれば、本発明の化合物において、アクセプター置換基より多いドナー置換基がある。
【００４５】
好適な態様によれば、Ｒ２およびＲ８は、本願明細書で定義されるドナー置換基であり、Ｒ４およびＲ６は、本願明細書で定義されるアクセプター置換基であり、アクセプター置換基は固定基を含んでいてもよい。ここで定義されるリンカーは、コア構造に置換基を連結するのに用いられる。
【００４６】
特に、コア構造の少なくとも１つの置換基は、固定基を含む置換基である。固定基は、半導体の表面に化合物を固定するのに適切である。特に、コア構造を有する化合物は、いかなる方法によっても、特に固定基により、半導体表面に吸着または付着されるのが好適である。
【００４７】
固定基は、本願明細書において、「−ＲＡｎｃｈ」、「−Ａｎｃｈ」、または「Ａｎｃｈ」と呼ばれる。固定基により、半導体表面上への化合物の接続は、静電相互作用および/または共有結合接続および/または配位共有結合によることができ、少なくとも１０時間、好ましくは少なくとも１０週間、もっと好ましくは少なくとも１０か月、そして理想的には１〜３年以上、安定である。
【００４８】
１つの態様によれば、固定基（Ａｎｃｈ）は、−ＣＯＯＨ，−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４Ｈ２，−Ｐ（Ｒ１２）Ｏ２Ｈ（ホスフィン酸）；−ＳＯ３Ｈ２，−ＳＯ４Ｈ２，−ＣＯＮＨＯＨ−、１，２−ヒドロキシベンゼン、１−ヒドロキシー２−カルボキシベンゼン、アセチルアセトネート、上記の脱プロトン物、脱プロトン物の有機および/または無機塩、π導電性を有するキレート基から選ばれる他の固定基から独立して選ばれる。
【００４９】
Ｒ１２は、１〜５０の炭素および０〜２５のヘテロ原子を含む炭化水素であり得、炭化水素は炭素原子によりホスフィン酸のＰ原子に共有結合で結合されている。さらに、Ｒ１２は、たとえば、固定基Ａｎｃｈをもつ置換基に、ドナーもしくはアクセプター置換基のような本願明細書で特定されている、もう１つの置換基に、またはコア構造に、共有結合で接続され得る。Ｒ１２は、たとえばリンカー部分のアルキルについて本願明細書で定義されるように、置換または非置換、直鎖、分岐または環状のＣ１〜Ｃ２０アルキルであり得る。
【００５０】
固定基の例は、下記の式（Ａｎｃｈ３）のアセチルアセトネートであり、そこではＡｎｃｈ３は炭素１，３または５から選ばれるいずれかに共有結合により結合される。
【００５１】
【化３】
2014535169.tif 000005
【００５２】
当業者に理解されるように、固定基Ａｎｃｈ３のケトおよびエノール互変異性体は、溶液中で共存し、それらは本発明に包含される。
【００５３】
理論に縛られるものではないが、固定基のプロトンが表面で吸着されるときいくつかの望ましくない性質を持ち得ることは排除され得ない。したがって、本発明者は、１つまたはそれより多い固定基が脱プロトン物で供給されると有利であると考える。個々の脱
脱プロトン固定基は、無機化合物（たとえば電荷１＋の金属）または有機カチオンの塩の形態で供給され得る。この点ついて好適な有機カチオンは、テトラブチルアンモニウムまたは置換もしくは非置換イミダゾリウムである。
【００５４】
固定基は、多くの方法によりコア構造に供給され得る。一般に、固定基は、コア構造に直接に接続され得る。この場合、Ｒ１〜Ｒ９は、たとえば−ＣＯＯ−，−ＰＯ３Ｈ２、またはＡｎｃｈ３のような固定基に直接に接続され、ここでコア構造は、Ａｎｃｈ３の炭素１，３または５のいずれかに単結合で接続され得る。もちろん、これらは本発明の化合物に１つまたはそれより多い固定基を供給する任意の例にすぎない。
【００５５】
さらに、固定基は、たとえばリンカーにより、または本願明細書で記載される置換基により、たとえば本願明細書で定義されるアクセプターもしくはドナー置換基により、コア構造に間接的に接続され得る。この場固定基は、コア構造に直接に接続され得る。この場合、固定基は、固定基を含む構造要素または置換基Ｒ１〜Ｒ９の部分に過ぎない。１つの態様によれば、固定基は、アクセプター基をさらに含む、および/またはアクセプター置換基を形成する、置換基の部分である。
【００５６】
一般に、固定基は、π伝導性の方法で、またはもう１つの方法で、コア構造に接続され得る。たとえば、図６−１に示されるアクセプター置換基Ａ−７，Ａ−８およびＡ−９、ならびに図２の化合物１１の場合には、固定基はメチレン基によりアクセプター置換基の残りに架橋され、これは固定基がアクセプター置換基の残りにπ導電性の方法で接続されていないことを意味する。この場合、固定基は、単離され、非電子伝導方法で置換基およびコア構造に接続されている。
【００５７】
したがって、固定基の非電子伝導リン、カーは、いかなる構造も持ち得、任意にヘテロ原子を含む炭化水素から選択され得る。好適な非π共役リンカーは、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルジル、Ｃ２〜Ｃ１０非共役アルケニルジル、Ｃ２〜Ｃ１０非共役アルキニルジルであり、それらはいずれも直鎖、分岐および/または環状であり得、さらに置換されていてもよい。好適なアルキルジルは、メチレン、エチレン、およびプロピレンである。非共役リンカーは、たとえば、コア構造、ドナー置換基、アクセプター置換基から選ばれる１つまたはそれより多くに、ならびに本願明細書で定義されるπ共役リンカーに、固定基を接続し得る。
【００５８】
しかしながら、図６に示される置換基Ａ−１〜Ａ−６およびＡ−１０〜Ａ−２３の場合には、固定基は、π伝導性の方法で、置換基の残りおよびコア構造に接続される。−ＣＯＯＨのような、いくつかの固定基は、アクセプターの性質を有するので、π伝導性の方法で、本願明細書で記載されるように、アクセプター置換基（またはその部分）に固定基を接続するのが好適である。
【００５９】
１つより多い固定基が存在し得ることが留意されるべきである。もし２つまたはそれより多い固定基があると、各固定基は異なる置換基（Ｒ１〜Ｒ９）で、またはコア構造にその置換基を直接に、異なる態様で互いに独立して接続され得る。すなわち、固定基は、ドナー置換基、アクセプター置換基、により、π伝導リンカーにより、または非伝導リンカーにより、独立してコア構造から分離され得る（必ずしも必要ではない）。
【００６０】
複数であり得る固定基、他の官能基および/またはアクセプター置換基もしくはドナー置換基のような置換基は、リンカーによりコア構造に独立して接続され得る。
【００６１】
ドナーおよび/またはアクセプター置換基の場合には、リンカーは好適にはπ伝導特性および/または共役系（π共役リンカーとも呼ばれる）を有する。すなわち、リンカーは、π伝導方法でコア構造に置換基を接続する。固定基の場合、上記のように、リンカーはπ伝導性特性を持ち得るが、必要とはされない。しかし、固定基はπ伝導性特性を有するリンカーでコア構造に接続されるのが好適である。好適な態様によれば、固定基は、存在するのが好適な、１つまたはそれより多いアクセプター置換基の部分であるか、またはアクセプター置換基に接続される。好適には、固定基は、アクセプター置換基に直接に、またはπ伝導リンカーにより、接続される。
【００６２】
共役系（π伝導特性を有する）はπ軌道と重なる領域を有し、介在する単結合を架橋し、すべての隣接して配列されたπ軌道にわたって非局在化させる。π電子は単結合または原子に属さないが、原子のグループである。
【００６３】
π伝導特性を有するリンカーは、共役二重結合および/または共役芳香族部分の連続系により、２つの構造要素を接続するリンカーであり、後者は定義により共役二重結合を含む。たとえば、簡単なリンカーは、たとえば、ビニレンはフェニレンであるが、１つまたはそれより多いビニレンおよび/またはエチレン部分とアリーレン部分との異なるアリールの組み合わせを含むもっと複雑な系も本発明に包含される。そのようなリンカーは、置換基がπ伝導特性を邪魔せず、および/または共役二重結合および/またはπ伝導特性が存続する限り、いかなる置換基もさらに含み得る。
【００６４】
「１６π電子環系にπ共役方法で接続（置換基または官能基）」のような比較的大きな表現において代表的に生じる表現「π共役方法で」は、官能基のそれぞれの置換基のコア構造への直接接続か、またはπ共役リンカーによる接続をいうが、全体的にπ共役接続が、たとえばπ共役リンカーにより得られる。
【００６５】
典型的なアリーレン部分は、フェニレン、ナフタレン（-ジル）、アントラセン、フェナンスレン等であり、チオフェン、フラン、ピリジン、ピラジン等を含むヘテロアリーレンを含む。
【００６６】
リンカーの大きさについて特に制限はないが、リンカーは、５０以下の炭素数、および０〜３０のヘテロ原子であるのが好適であり、４０以下の炭素数、および０〜２０のヘテロ原子であるのがさらに好適であり、３０以下の炭素数、および０〜１５のヘテロ原子であるのがもっと好適であり、
２０以下の炭素数、および０〜１０のヘテロ原子であるのが最も好適であり、たとえば２〜１０の炭素数、および０〜５のヘテロ原子である。もちろん、リンカーはなくてもよい。
【００６７】
１つの態様によれば、リンカー部分は、下記の式（２０）〜（３８）の１つ、または同一もしくは異なる部分の２つまたはそれより多い組み合わせを含む：
【００６８】
【化４】
2014535169.tif 000006
【００６９】
ここで、点線は、リンカー部分を、他の構造に、たとえばコア構造から独立して選ばれる部分または置換基に、同一構造のさらなるリンカー部分に、異なる構造のリンカー部分に、別の場所で特定される置換基のいずれか、特にドナーおよびアクセプター置換基に、そして本願明細書の別の場所で定義される固定基に、接続する単結合を示し；
ここでＡおよびＢは、独立して同一または異なってもよく、そしてＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ４０、ＣＲ４１Ｒ４２およびＳｉＲ４１Ｒ４２から選ばれ得る；
ここで部分（２０）〜（３８）の利用し得る/置換可能なＨは、０〜１５のヘテロ原子、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２およびハロゲンを含むＣ１〜Ｃ２０炭化水素により独立して置換され得る；
ここでＲ４１およびＲ４２は、Ｈから、そして０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０炭化水素から独立して選択され、Ｒ４１は、−ＯＨ，−ＳＨ，および−ＮＨ２から選択され得、Ｒ４１およびＲ４２は、Ｈ，−ＯＨ，−ＳＨ，および−ＮＨ２と異なれば、環または環系を形成するように互いに接続され得る；
ここでＲ４０は、Ｈから、そしてＲ４１およびＲ４２について下記に定義されるように、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、およびＣ４〜Ｃ２０アリールから選択され；
ここで部分（２０）〜（３８）のいずれかの隣り合う炭素原子の２つの置換基（たとえば、下記に定義されるアルキル、アルケニル、−Ｏ−アルキル等）は、互いに接続され得、それぞれの部分に縮合される環または環系を形成する。
【００７０】
部分（２０）〜（３８）ならびにＲ４１およびＲ４２の１つまたはそれより多くを置換した０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０炭化水素は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、Ｏ-Ｒ５０，Ｓ-Ｒ５０，-ＮＲ５０Ｒ５１から独立して選択され、Ｒ５０およびＲ５１は、上述のような置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、およびＣ４〜Ｃ２０アリールから独立して選ばれ、Ｒ５１は、さらにＨであり得、Ｒ５０およびＲ５１は、いずれもＨと異なれば、Ｎ含有ヘテロ環を形成するために互いに接続され得る。ここで、上記のＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、Ｒ５０およびＲ５１のいずれか一つが置換されると、これらの置換基は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ５２，Ｓ-Ｒ５２，および-ＮＲ５２Ｒ５３から独立して選択され、Ｒ５２およびＲ５３は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールから独立して選択され、Ｒ５３は、さらにＨであり得、Ｒ５２およびＲ５３は、いずれもＨと異なれば、Ｎ含有ヘテロ環を形成するために互いに接続され得る；
ここで、上記のＣ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、Ｒ５２およびＲ５３のいずれか一つが置換されると、さらに置換基は、存在すると、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ５〜Ｃ８アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ５４，Ｓ-Ｒ５４，および-ＮＲ５４Ｒ５５から独立して選択され、Ｒ５４およびＲ５５は、Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ５〜Ｃ８アリールから独立して選択され、Ｒ５５は、さらにＨであり得る。
【００７１】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリールである。
【００７２】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール置換基は、Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ５アルキル、Ｃ２〜Ｃ５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールであり、最も好適には１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールである。
【００７３】
好適には、上記のＣ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリール置換基は、Ｃ１〜Ｃ５アルキル、Ｃ２〜Ｃ５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールであり、最も好適には１〜Ｃ３アルキル、Ｃ２〜Ｃ３アルケニル、Ｃ２〜Ｃ３アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールである。
【００７４】
もし本願明細書におけるアリールがＣ４またはＣ５アリールであると、そのＣ４−Ｃ５アリールを形成するように、適切な数の環状ヘテロ原子（好ましくは、Ｏ，ＳおよびＮから選ばれる）を含むヘテロアリールである。
【００７５】
本願明細書におけるアルキル、アルケニル、またはアルキニルは、直鎖から、そして適切な数の炭素が存在すると（特に少なくとも３つの炭素）、分岐および/または環状アルキル、アルケニル、またはアルキニルから、独立して選ばれ得る。たとえば、アルキル、アルケニル、またはアルキニルは、独立して環状および分岐していてもよい
アルケニルおよびアルキニル置換基は、鎖内に、たとえば鎖の末端の方に、二重および/または三重結合を含み得る。好ましくは置換基の付着からの末端である、いかなる位置でも飽和された、二重および三重結合は、２つの二重/三重結合を含む重合反応に用いられ得、たとえばルテニウムのような金属原子で触媒されるオレフィンメタセシスである。このように、色素分子は、たとえば電気化学デバイスの半導体表面に吸着されたアルケン/アルキン結合を介して接続され得る。このように、半導体表面は、電荷輸送層（電解質）においてレドックス対から保護される。
【００７６】
リンカーがアクセプター置換基の部分である場合、本願明細書で特定されるアクセプター置換基により、利用可能な位置で置換され得、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈ内で、本願明細書で定義される式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）の部分、および式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の置換基からであることが留意される。これらの置換基は、上記の０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０の炭化水素のいかなる部分（たとえば、アルキル、アルケニル、アルキニルおよびアリール）にも存在し得る。
【００７７】
リンカーがドナー置換基の部分である場合、本願明細書で特定されるドナー置換基により、利用可能な位置で置換され得、特に本願明細書で定義される式（ＸＶＩＩＩ）、（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、および（ＸＸＩＩ）の置換基により置換され得る。これらの置換基は、上記の０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０の炭化水素のいかなる部分（たとえば、アルキル、アルケニル、アルキニルおよびアリール）にも存在し得る。
【００７８】
１つの態様によれば、０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０の炭化水素は、１〜１０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ１５の炭化水素である。好適には、０〜５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ８の炭化水素であり、最も好適には０〜３のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ５の炭化水素である。
【００７９】
好適な態様によれば、本発明の化合物は、１つまたはそれより多いドナー置換基、１つまたはそれより多いアクセプター置換基、または１つまたはそれより多いドナー置換基と１つまたはそれより多いアクセプター置換基の組み合わせを含む。
【００８０】
ドナーおよび/またはアクセプター置換基は、好適にはπ伝導方法で、任意にリンカーにより、コア構造に接続される。
【００８１】
１つの態様によれば、１６π−電子環系（コア構造）は、電子供与（ドナー）基を含む少なくとも１つのドナー置換基を含むので、ドナー置換基は環系に電子を輸送することができる。好適には、コア構造は、２つまたはそれより多いドナー置換基を含む。
【００８２】
もう１つの態様によれば、１６π−電子環系（コア構造）はドナー置換基を欠く。コア構造、たとえばＵ−１，はすでに電子に富むことが留意される。１つまたはそれより多いドナー置換基の存在が好適であるが、ここで定義されるようにドナー置換基が本発明の化合物にないことは本発明に包含される。
【００８３】
１つの態様によれば、１６π−電子環系（コア構造）は、電子吸引性基を含む少なくとも１つのアクセプター置換基を含むので、アクセプター置換基は環系から電子を吸引することができる。
【００８４】
基本的に、ドナー置換基は、コア構造とのπ共役接続においてドナー基または機能を含む置換基である。ドナー基または機能は、電子押し出し特性、高電子密度の領域および/または電子豊富基を有する基であるので、その基は電子を与えることができるので、それにより電子に富むのが少なくなり、共役リンカー上および/または、最後にコア構造上で、電子密度を増加させる。
【００８５】
一般に、ドナー基を含む構造は、共鳴またはメソメリズムを示し、非局在化電子により吸引され得、電子が共役πリンカーまたはコア構造に与えられるとき、正の電荷を基に残すのが通常であることに特徴がある。このように、ドナーは、特にπ共役方法でアクセプター基、または他の電子吸引機能または構造に接続されると、電子を吸引し、正の電荷を備える傾向を有する。
【００８６】
これは下記のスキーム１に示され、ドナー基/機能の代表例である、置換基の形態のピロールを示し、左に示されるメソマーは高電子密度を有するドナーであり、そして右に示されるメソマーは非局在化電子を有し、電子は点線（左の構造）に輸送され、π共役系またはリンカーへの接続を表す。
【００８７】
【化５】
2014535169.tif 000007
【００８８】
一方において、アクセプター置換基は、コア構造とのπ共役接続においてアクセプター基または機能を含む置換基である。アクセプター基または機能は、電子吸引特性、低電子密度の領域および/または電子欠乏基を有する基であるので、その基は電子を吸引することができるので、それにより電子欠乏が少なくなり、共役リンカー上および/または、最後にコア構造上で、電子密度を低下させる。
【００８９】
一般に、アクセプター基を含む構造は、共鳴またはメソメリズムを示し、非局在化電子により吸引され得、電子が共役πリンカーまたはコア構造から吸引されるとき、負の電荷を基に残すのが通常であることに特徴がある。このように、アクセプターは、特にπ共役方法でドナー基、または他の電子押出機能または構造に接続されると、電子を与え、負の電荷を備える傾向を有する。
【００９０】
これは下記のスキーム２に示され、アクセプター基/機能の代表例である、ピリジン置換基を示し、左に示されるメソマーは高電子密度を有するアクセプターであり、そして右に示されるメソマーは非局在化電子を有し、環電子は窒素原子に輸送され、π共役リンカーまたはコア構造にリンカー（点線）を介して接続された環状炭素上に正の電荷を残す。右に示されるメソマーにおいて、電子はπ共役系/コア構造から吸引され、炭素原子上の正の電荷を補償する。このように、ピリジニル置換基は電子吸引効果を有し、電子アクセプターである。
【００９１】
【化６】
2014535169.tif 000008
【００９２】
さらなる例として、代表的なアクセプターであるーＣＮが、下記のスキーム３に示され、π共役方法でフェニレン部分に接続され、リンカーとして機能し得る。
【００９３】
【化７】
2014535169.tif 000009
【００９４】
スキーム２に示されるように、スキーム３において正に帯電された炭素は、たとえばコア構造から、アクセプターが接続されるπ共役系から生じる電子により補償される。
【００９５】
上記から、多くの異なる構造がドナー/アクセプター機能を満たし得ることが明らかであり、本発明は特定の構造に限定されると理解されることを望むものではない。特定のドナーまたはアクセプター置換基または構造への限定は、本発明の不当な限定である。当業者は、ほとんど無制限のプールからドナーおよび/またはアクセプター置換基を選定できる。
【００９６】
特定の置換基は、コア構造上に存在するときにドナーまたはアクセプター置換基か、またはドナーとアクセプターのいずれでもないか、を決定するのに、酸化電位Ｅ（Ｓ+/Ｓ）および励起状態酸化電位Ｅ（Ｓ+/Ｓ*）が、如何に使用され得るかを以下に詳述する。
【００９７】
典型的な目的のために、一般的に用いられるドナーおよびアクセプター置換基についての構造的定義は、以下のとおりであり、本発明の態様とみなされ得る。
【００９８】
一般的には、ドナー置換基は、置換または非置換芳香族環または共役π系であり、環およびヘテロ原子を含む環系、ならびにコア構造に直接結合された窒素、酸素または硫黄を含む。ただし、上述のような典型的なアクセプター基または機能、特に強いアクセプター基または機能、を含まない。
【００９９】
もっと具体的には、ドナー置換基は、置換または非置換芳香族環（ヘテロアリールを含む）または他の種類の共役π系であり、任意に-ＯＲ８，-ＳＲ８，-ＳeＲ８， -ＮＲ８Ｒ８から選ばれる置換基を含み、ここでＲ８およびＲ９は、水素から、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から独立して選ばれる。Ｒ８およびＲ９のいずれか１つは、芳香族環系または（もっと一般的に）共役π系に接続されて芳香族環またはπ系に縮合環を形成し得る。
【０１００】
直接的なヘテロ原子置換（ドナーはヘテロ原子によりコア構造に接続されている）の場合には、ドナーは、-ＯＲ８，-ＳＲ８，-ＳeＲ８， -ＮＲ８Ｒ８から選ばれ、ここでＲ８およびＲ９は、独立して上記のとおりである。好適には、Ｒ８およびＲ９は、本願明細書で定義されるように、アクセプター基または機能を含まない。
【０１０１】
好適には、Ｒ８およびＲ９の０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素は、０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ３０の炭化水素であり、もっと好適には０〜１０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０の炭化水素であり、さらにもっと好適には０〜５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ１０の炭化水素であり、最も好適には０〜３のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ５の炭化水素である。
【０１０２】
好適な態様によれば、Ｒ８およびＲ９は、水素から、そして置換または非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、およびＣ４〜Ｃ４０アリール、-Ｏ-Ｒ７０，-Ｓ-Ｒ７０，および-ＮＲ７０Ｒ７１から、独立して選ばれ、Ｒ７０およびＲ７１は、上記のように、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、およびＣ４〜Ｃ４０アリールから独立して選ばれ、Ｒ７１は、さらにＨであり得る；
ここで、上記のＣ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリール、Ｒ７０およびＲ７１のいずれか一つが置換されると、これらの置換基は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ５２，Ｓ-Ｒ５２，および-ＮＲ５２Ｒ５３から独立して選択され、Ｒ５２およびＲ５３は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールから独立して選択され、Ｒ５３は、さらにＨであり得、Ｒ５２およびＲ５３は、いずれもＨと異なれば、Ｎ含有ヘテロ環を形成するために互いに接続され得る；
ここで、上記のＣ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、Ｒ５２およびＲ５３のいずれか一つが置換されると、さらに置換基は、存在すると、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ５〜Ｃ８アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ７２，Ｓ-Ｒ７２，および-ＮＲ７２Ｒ７３から独立して選択され、Ｒ７２およびＲ７３は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールから独立して選択され、Ｒ７３は、さらにＨであり得る；
ここで、上記のＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、Ｒ７２およびＲ７３のいずれか一つが置換されると、さらに置換基は、存在すると、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ７４，Ｓ-Ｒ７４，および-ＮＲ７４Ｒ７５から独立して選択され、Ｒ７４およびＲ７５は、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ５〜Ｃ１５アリールから独立して選択され、Ｒ７５は、さらにＨであり得る。
【０１０３】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリールは、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル、Ｃ２〜Ｃ３０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ３０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ３０アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールであり、さらにもっと好適には、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールであり、最も好適にはＣ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリールである。
【０１０４】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールであり、最も好適にはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ２〜Ｃ６アルケニル、Ｃ２〜Ｃ６アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールである。
【０１０５】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールは、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリールであり、もっと好適にはそれぞれＣ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリールであり、最も好適にはＣ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリールである。
【０１０６】
本発明の化合物およびその化合物を含むデバイスの１つの態様によれば、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、下記式（ＸＶＩＩＩ）の置換基（「典型的なドナー置換基」）から独立して選ばれる：
【０１０７】
【化８】
2014535169.tif 000010
【０１０８】
ここで、Ｕは、ｎとは無関係に、エチニレンから、および下記式（ＸＩＸ）のエチレン部分から選ばれる：
【０１０９】
【化９】
2014535169.tif 000011
【０１１０】
ここで、ｎは０から、および整数１〜１０、好ましくは１，２および３から、選ばれ；
式（ＸＶＩＩＩ）及び（ＸＩＸ）における点線は、１６π電子環系の周辺原子の１つとの単結合、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基をπ共役態様で該環系に接続するリンカー部分との単結合、を表し；
Ｒ１は、下記式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、および（ＸＸＩＩ）の部分から選ばれ：
【０１１１】
【化１０】
2014535169.tif 000012
【０１１２】
およびさらに-ＯＲ８，-ＳＲ８，-ＳeＲ８， -ＮＲ８Ｒ８から選ばれ、ここでＲ８およびＲ９は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から独立して選ばれ、好適には上記の通りである；
ここで、式（ＸＸ）〜（ＸＸＩＩ）の構造における点線は、単結合を表し、それにより置換基Ｒ１は部分Ｕのそれぞれの炭素に接続され、またはnが０であれば、１６π−電子環系の周辺原子の１つに、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基を該環系に接続するπ−伝導性リンカーに接続される；
ここでＺは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ８、およびＳｉＲ８Ｒ９から選ばれから選ばれる；
ここでＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は、存在すると、独立してＨ，Ｒ８、Ｒ９、−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれ、ここでは、Ｒ３〜Ｒ７のいずれか１つは、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７のもう１つに接続され得、もしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８および/またはＲ９は、もしＨでなければ、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７の他の１つに独立して接続され、そしてここでもしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８およびＲ９は、互いに接続され、置換基Ｒ３〜Ｒ７は、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合されるＮ含有ヘテロ環または環系であり得る；
ここでＲ２およびＲ１０は、独立して、ＨおよびＲ１について定義される置換基から選ばれる。
【０１１３】
式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）について、Ｒ８およびＲ９の好適な、もっと好適な、および最も好適な態様は、ドナー置換基に関して一般的に定義されているとおりである。
【０１１４】
典型的なドナー置換基Ｄ−１〜Ｄ−２４は、図５に提供される。これらの置換基において、ＵＬＡはコア構造のいずれか１つを表し、たとえば図３および４に示されるＵ−１〜Ｕ−４４のいずれか１つから選ばれ得る。
【０１１５】
図５のドナー置換基のいくつかにおける置換基Ｒは、独立して、Ｈから、および置換基
Ｒ８およびＲ９から好適に選ばれ、そしてもし炭素に結合していると、本願明細書で定義されるＯＲ８，ＳＲ８，ＳeＲ８，およびＮＲ８Ｒ９からも選ばれる。もし図５の置換基が２つまたはそれより多いＲ（Ｄ−１，Ｄ−２，Ｄ−６等）を有すると、各Ｒは同一でも異なっていてもよい。
【０１１６】
Ｒ８およびＲ９について好適な置換基は、特に上記のようにドナー置換基について本願明細書で定義されるような、Ｈ，Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリール、−Ｏ−Ｒ７０、−Ｓ−Ｒ７０，−ＮＲ７０Ｒ７１である。
【０１１７】
１つの態様によれば、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、アクセプター置換基であり、および/または、を含む。１つの態様によれば、アクセプター置換基は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈから、下記式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）の部分から、ならびに１〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、選択される置換基または部分を含み、その炭化水素は前述の部分および/または置換基の１つ、またはいくつかの組み合わせを含む。
【０１１８】
好適な態様によれば、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈから、ならびに下記式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）の部分から、選択される置換基または部分を含む：
【０１１９】
【化１１】
2014535169.tif 000013
【０１２０】
ここで、式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の構造（置換基）における点線は、その構造（置換基）を１６π−電子環系の周辺原子の１つに、またはその構造（置換基）をπ−伝導性の態様でその環系に接続するπ−伝導性リンカーに、接続する単結合を表し；
ここで、Ｒ２９は、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素であり；
ここで、Ｒ２０〜Ｒ２５は、存在すると、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、ならびに−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，−Ｂｒ，−ＮＯ２，−ＯＨ，−ＳＨ，および−ＮＨ２から独立して選ばれる；
ここで、隣の原子上の置換基および/または部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）の１つの上の１つまたはそれより多い原子により分離される原子上の置換基は、互いに接続され、その部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）のいずれか１つに縮合して環を形成する。
【０１２１】
１つの態様によれば、Ｒ２０〜Ｒ２５のいずれか１つは、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から特に独立して選ばれ得、その炭化水素は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈを含み、または、からなり、π−共役リンカーにより、式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の構造に任意に接続される。
【０１２２】
１つの態様によれば、Ｒ２０〜Ｒ２５のいずれか１つは、固定基、特に本願明細書で定義される固定基から、または０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、特におよび/または、さらに選ばれ得、その炭化水素は固定基を含む。独立して、Ｒ３０およびＲ３１（Ｒ３１は下記参照）は、固定基、特に本願明細書で定義される固定基から、または０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、選ばれ得、その炭化水素は固定基を含む。
【０１２３】
１つの態様によれば、そのアミド部分は、下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の部分から特に選ばれ得る：
【０１２４】
【化１２】
2014535169.tif 000014
【０１２５】
ここで、Ｒ３０およびＲ３１は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、選ばれ得、その炭化水素は固定基を含む。
【０１２６】
好適には、その０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素は、式（ＸＸＸＩＶ）および（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の構造において、置換基Ｒ３０およびＲ３１を持つ窒素原子に、または−ＣＯＯＲ２９および−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９における置換基Ｒ２９における酸素原子に、炭素原子を介して接続される。
【０１２７】
１つの態様において、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素、ならびにアクセプター置換基またはそのアクセプター置換基の部分（Ｒ１〜Ｒ９から選ばれる１つまたはそれより多い）の、１〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素は、１〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ３０炭化水素、好適には１〜１０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０炭化水素、および最も好適には１〜５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ１０炭化水素、たとえば１〜３のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ５炭化水素である。
【０１２８】
図６の構造式Ａ−３，Ａ−８およびＡ−９は、上記の式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）によるアミド部分の特定の態様である。
【０１２９】
１つの態様によれば、式（ＸＬＩＶ）の上記部分において、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（Ｌ）により、その部分の環を形成するように互いに接続される：
【０１３０】
【化１３】
2014535169.tif 000015
【０１３１】
ここで、式（Ｌ）の構造における硫黄原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ２０の、または、への単結合を表し、ならびに式（Ｌ）の構造における炭素原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ３０の、または、への単結合を表し、式（ＸＬＩＶ）および（Ｌ）の構造は、ＳおよびＮを含む、５員ヘテロ環を形成する；
ここで、Ｂは、Ｏ，Ｓ，ＳｉＲ２７Ｒ２８およびＣＲ２７Ｒ２８から選ばれ、Ｒ２７およびＲ２８は、Ｈから、および０〜１５のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ２０炭化水素から、独立して選ばれ、そしてＲ２７およびＲ２８は、互いに接続され、置換または非置換環を形成し得る。
【０１３２】
好適な態様において、Ｒ２７およびＲ２８は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，−Ｂｒ，−ＮＯ２，−ＣＯＯＲ５６，−Ｃ（Ｏ）Ｒ６０（−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ６０ケトン），−Ｃ（Ｏ）Ｈ（−Ｃ（＝Ｏ）Ｈアルデヒド）、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、-Ｏ-Ｒ５６，-Ｓ-Ｒ５６，ＳeＲ８，-ＮＲ５６Ｒ５７から独立して選ばれ、ここでＲ５６、Ｒ５７およびＲ６０は、Ｈ，置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールから、独立して選ばれ、ここでＲ６０は、-ＮＲ５８Ｒ５９からさらに選ばれ、そしてＲ２７およびＲ２８は、ともに＝Ｏである（オキソ）または＝Ｓ（チオキソ）置換基/基を形成し得る；
ここで、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールが置換されると、これらの置換基は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，−ＮＯ２，−ＣＯＯＲ５８，−Ｃ（Ｏ）Ｒ５８，−Ｃ（Ｏ）Ｈ、＝Ｏ（オキソ）、＝Ｓ（チオキソ）、さらなるＣ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリール、-Ｏ-Ｒ５８，-Ｓ-Ｒ５８，ＳeＲ８，-ＮＲ５８Ｒ５９から独立して選ばれ得、Ｒ５８およびＲ５９は、Ｈから、および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリール、-Ｏ-Ｒ５６，-Ｓ-Ｒ５６，ＳeＲ８，-ＮＲ５６Ｒ５７から独立して選ばれ、ここで後者の置換基は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，Ｂｒ，−ＮＯ２，−ＯＨ，−ＳＨ，＝Ｏ、＝Ｓ、および−ＮＨ２から選ばれ得る。
【０１３３】
図６のＡ−８およびＡ−９を構造（ＸＬＩＶ）のアミド置換基と比較すると、Ａ−８およびＡ−９は、（ＸＬＩＶ）により、包含されることがわかり、Ｒ２０およびＲ３０は、−Ｓ−ＣＳ−ブリッジ（Ａ−８）または−Ｓ−ＣＲ−ブリッジにより、互いに接続され、ここでＲｈａさらに置換された、複素環シクロアザチアペンチリデン（Ａ−９）である。図６の構造式Ａ−８およびＡ−９は、アクセプター置換基（ＸＬＩＶ）を含む化合物の特定の態様であり、Ｒ２０およびＲ３０は、部分（Ｌ）に示されるように接続されている。
【０１３４】
１つの態様によれば、式（ＸＬ）および（ＸＬＩＩ）の部分、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（ＬＩ）による部分の環を形成するように、互いに接続される。
【０１３５】
【化１４】
2014535169.tif 000016
【０１３６】
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ３１は、独立して、本願明細書で定義されるとおりである。
【０１３７】
図６の構造式Ａ−３は、アクセプター置換基（ＬＩ）を含む化合物の特定の態様を表す。
【０１３８】
好適なアクセプター置換基は、下記式（ＬＩＩ）の置換基である。
【０１３９】
【化１５】
2014535169.tif 000017
【０１４０】
ここで、Ａｎｃｈは、本願明細書で定義される固定基であり得、好適にはＣＯＯＨおよびＣＯＯ−である。π−共役系またはコア構造への接続を表す点線は、シスまたはトランス位であり得る。置換基−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、特に本願明細書で定義されるように、ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ２９、−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９、−Ｃ（Ｏ）Ｈ，ならびに部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）はアクセプター特性を有することが留意され、これらの置換基は、π−共役態様で、任意に本願明細書で定義されるリンカーを介して、コア構造に接続されると得られる。置換基−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−ＮＯ２，およびアミドは、特に強いアクセプター基であり、置換基をアクセプター置換基に変え得る。
【０１４１】
したがって、本願明細書で定義されるドナー置換基は、好適には、ここで特定されるようにアクセプター特性を持つアクセプター基または部分、特に−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，および−ＮＯ２から選ばれる、強いアクセプター基が存在しない点に特徴がある。強いアクセプター基は、上記のドナー機能を含む置換基を全体的なアクセプター置換基、たとえば図６のアクセプターＡ−１１〜Ａ−１４、に変えることが留意される。このために、置換基Ｒ２０〜Ｒ２５およびＲ２９〜Ｒ３１に関して、多くの構造多様性がある。もっと具体的には、アクセプター置換基は、ここで定義されるように、ドナー置換基を含み得、ドナー置換基はここで定義されるアクセプター置換基により置換され、その置換基はπ−共役態様で接続される。
【０１４２】
本願明細書で記載されるように、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２９、Ｒ３０およびＲ３１のいずれか１つは、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から独立して選ばれ得る。その炭化水素は、特に置換または非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリールから独立して選ばれ得、ここで−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９のＲ２９は、下記に定義されるように-ＮＲ８２Ｒ８３からさらに選ばれ；ここで、Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリール、Ｒ８０およびＲ８１（Ｒ８０およびＲ８１については下記参照）のいずれか１つが置換されると、これらの置換基は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２、ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ８２、−Ｃ（Ｏ）Ｒ８２、−Ｃ（Ｏ）Ｈ，−Ｃ（Ｏ）Ｈ、＝Ｏ（オキソ）、＝Ｓ（チオキソ）、さらなるＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ８２，-Ｓ-Ｒ８２，-ＮＲ８２Ｒ８３、から独立して選ばれ得、ここでＲ８２およびＲ８３は、さらに置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールから独立して選ばれ、ここでＲ８３は、さらにＨであり得る；ここでもしＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、Ｒ８２およびＲ８３のいずれか１つがさらに置換されると、さらなる置換基は、存在すると、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２、ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ８４、−Ｃ（Ｏ）Ｒ８４、−Ｃ（Ｏ）Ｈ，−Ｃ（Ｏ）Ｈ、＝Ｏ（オキソ）、＝Ｓ（チオキソ）、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、−ＯＨ，−ＳＨ，−ＮＨ２、Ｏ-Ｒ８４，-Ｓ-Ｒ８４，-ＮＲ８４Ｒ８５、から選ばれ得、ここでＲ８２およびＲ８３は、Ｃ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ５〜Ｃ８アリールから独立して選ばれ、ここでＲ８５は、さらにＨであり得、そして−Ｃ（Ｏ）Ｒ８４のＲ８４は、下記に定義されるように-ＮＲ８０Ｒ８１であり得る；
ここで、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５は、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、特に本願明細書で定義されるような、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈ、‐Ｏ-Ｒ８０，-Ｓ-Ｒ８０，-ＮＲ８０Ｒ８１、からさらに選ばれ得、ここでＲ８０およびＲ８１は、上記のようにＣ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリールから独立して選ばれ、ここでＲ８５は、さらにＨであり得、ここでＣ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリールの置換基は、上記のとおりである。
【０１４３】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキル、Ｃ２〜Ｃ４０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ４０アリールは、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル、Ｃ２〜Ｃ３０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ３０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ３０アリール、もっと好適にはＣ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリール、さらにもっと好適にはＣ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、最も好適にはＣ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリール、である。
【０１４４】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ２０アリールは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリール、もっと好適にはＣ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリール、最も好適にはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ２〜Ｃ６アルケニル、Ｃ２〜Ｃ６アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリール、である。
【０１４５】
好適には、上記の置換または非置換Ｃ１〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１５アリールは、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルケニル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキニル、Ｃ４〜Ｃ１０アリール、もっと好適にはＣ１〜Ｃ８アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ４〜Ｃ８アリール、最も好適にはＣ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ４〜Ｃ６アリール、である。
【０１４６】
アクセプター置換基は、上記のπ−伝導性リンカーを介して、または上記のドナー置換基を介して、コア構造に接続され得ることが留意される。これは、図６の例Ａ−１１〜Ａ−１４に示される。すなわち、アクセプター置換基は、ドナー、他のアクセプター、およびリンカーから分離され得る。
【０１４７】
アクセプター置換基の場合において、アクセプター基とコア構造を接続するリンカーは、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、特に本願明細書で定義されるような、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈ、から選ばれる１つまたはそれより多くのような、アクセプター基により置換され得る。アクセプター置換基は、固定基から選ばれる、１つまたはそれより多い置換基を含み得る。
【０１４８】
図６は、本発明によるアクセプター置換基の典型的な態様を示す。ＵＬＡは、コア構造であり、図３および４のＵ−１〜Ｕ−４４のいずれか１つから選ばれ得る。Ａｎｃｈは本願明細書で定義される固定基をいい、好適には−ＣＯＯＨまたはその脱プロトン形である。Ｗは図６底部のボックス内に定義される。図６において、Ｒは、独立して、本願明細書で定義されるように、Ｈまたは置換もしくは非置換Ｃ１〜Ｃ４０アルキルをいい、好適にはＨまたは非置換アルキルである。
【０１４９】
ＲＡは、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，ＣＯＯＨ，ＣＯＯＲ２９，Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，Ｃ（Ｏ）Ｈから選ばれる１つ、またはπ−伝導性の態様で前記の１つまたはそれより多くに結合される、π−伝導性リンカーをいう。図６のＺは、特にドナーリガンド（Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ８、ＳｉＲ８Ｒ９）で生じる部分に関して願明細書で独立して定義されている。
【０１５０】
理論に拘束されることを望まないが、図６に示されるアクセプター置換基において、置換基Ａ−１，Ａ−２，Ａ−４，Ａ−５，Ａ−６，Ａ−１０およびＡ−１１〜Ａ−１４は、もっぱらまたは大いに、おそらく図６のボックスに示される固定基と一緒に、強いアクセプター基−ＣＮに、および/または、ＣＮのように上記の強いアクセプター基を含むＲＡ（存在すれば）に、負う。図６に示される残りの置換基（Ａ−３，Ａ−７〜Ａ−９，Ａ−１５〜Ａ−２３）は、それら自体がアクセプターであり、ＣＮ基がなくてもアクセプターであることを意味する。しかし、本発明の１つの態様によれば、ＲＡはアクセプター置換基Ａ−３，Ａ−７〜Ａ−９，Ａ−１５〜Ａ−２３のいずれか１つに存在し得る可能性を排除しない。
【０１５１】
本願明細書で定義されるＲ２０〜Ｒ２５および/またはＲＡに関して定義される置換基により、図６に示されるアクセプター置換基のいずれか１つがさらに置換され得ることが留意される。
【０１５２】
１つの態様によれば、本発明は、式（ＬＩＩＩ）および好ましくは下記（ＬＩＶ）の化合物を包含する：
【０１５３】
【化１６】
2014535169.tif 000018
【０１５４】
ここで、ＵＬＡは、本願明細書で定義される置換または非置換コア構造を表す；
Ａｎｃｈは、固定基を表し、ここで式（ＬＩＩＩ）において、１つの固定基が存在し得、残りの置換基ＡｎｃｈはＨである；
ここで、式（ＬＩＩＩ）において、Ｒ６０は、Ｈ，置換および非置換ＵＬＡから、本願明細書で定義されるリンカー置換基に関して定義される、０〜１５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ２０炭化水素から、ならびに本願明細書で定義されるドナーおよびアクセプター置換基から、選ばれる。
ここで、ＵＬＡが置換されると、置換基はドナー置換基およびアクセプター置換基から選ばれ得、おそらく本願明細書で定義されるリンカー置換基または部分によりＵＬＡから分離される。好適には、ＵＬＡの置換基は、ドナー置換基から選ばれ、リンカー置換基または部分によりＵＬＡから分離される。
【０１５５】
置換基がドナーおよび/またはアクセプターであるかを決定し、そしてドナーまたはアクセプターの強さを定量するために、所定の化合物の（基底状態）酸化電位、すなわちＨＯＭＯ値が置換基のドナー品質を評価するのに測定され、化合物の励起状態酸化電位が置換基のアクセプター品質を評価するのに測定される。
【０１５６】
ドナーについてもっと詳しくは、ドナーが強ければ強いほど、酸化電位Ｅ（Ｓ+/Ｓ）ｖｓＮＨＥ（標準水素電極）はますます負になる。Ｅは、エネルギー、Ｓ+は、正に帯電した（酸化）全体的増感剤、そしてＳは増感剤（たとえば、化合物９）である。ドナーは著しく、最大程度に、Ｅ（Ｓ+/Ｓ）を減少させる。ドナーは、最小程度にＥ（Ｓ+/Ｓ*）（下記参照）に作用するが、低下したＥ（Ｓ+/Ｓ*）値を生じさせる。ドナーの存在は、少し正のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHEを生じさせると一般的にいえる。
【０１５７】
一方において、アクセプターの存否およびアクセプターの強さは、上記の「励起状態酸化電位」Ｅ（Ｓ+/Ｓ*）を用いて評価され得、文献にLUMOと称されているが、厳密には正しくない。Ｅはエネルギー、Ｓ+は、正に帯電した（酸化）全体的増感剤、そしてＳ＊は、励起増感剤に誘導されたフォトンである。アクセプターが強ければ強いほど、Ｅ（Ｓ+/Ｓ*）値は、NHEに比較して、ますます正になる。このように、アクセプターはＥ（Ｓ+/Ｓ*）値を増加させる。アクセプターはＥ（Ｓ+/Ｓ）を比較的少ない程度でもっと正にする。
【０１５８】
Ｅ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHE値は、多くの場合、負の値（０より小さい）ので、アクセプターの存在は比較的小さい負のＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHEをもたらすと一般にいえる。
【０１５９】
化合物中の所定の置換基がドナー置換基か否かを評価するために、化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）値を置換基を欠くほかはその化合物と同一の化合物の値と比較しなければならない。置換基を有する化合物が置換基を欠く化合物よりもっと負（比較的少ない正）のＥ（Ｓ+/Ｓ）値（NHEと比べて）を有すると、置換基はドナーであると結論される。差異の程度はドナー強さの指標であり得る。
【０１６０】
好適には、本発明の目的のためにドナー置換基であるために、置換基を有する化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHE値は、置換基を欠く化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHE値よりももっと負である。可能な測定誤差を考慮するために、もし化合物の所定のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHE値が、置換基を欠く化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHE値と比べて、１％以上、好ましくは２％以上、好ましくは３％以上、４％以上、最も好ましくは５％以上、比較的小さく正（less positive））であれば、置換基がドナーであるといえる。
【０１６１】
化合物中の所定の置換基がアクセプター置換基か否かを評価するために、化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）値を置換基を欠くほかはその化合物と同一の化合物の値と比較しなければならない。置換基を有する化合物が置換基を欠く化合物よりもっと正（比較的少ない負）のＥ（Ｓ+/Ｓ*）値（NHEと比べて）を有すると、置換基はアクセプターであると結論される。差異の程度はアクセプター強さの指標であり得る。
【０１６２】
好適には、本発明の目的のためにアクセプター置換基であるために、置換基を有する化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHE値は、置換基を欠く化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHE値よりももっと正である。可能な測定誤差を考慮するため、もし化合物の所定のＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHE値が、置換基を欠く化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHE値と比べて、３％以上、好ましくは４％以上、５％以上、最も好ましくは６％以上、もっと正(more positive),および/または比較的小さく負（less  negative）であれば、置換基がアクセプターであるといえる。
【０１６３】
後記の例４〜６において、典型的化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）vs NHEおよびＥ（Ｓ+/Ｓ*）vs NHが測定され、置換基の性質（ドナー、アクセプター）がそれにより決定される。本発明の目的のため、例４〜６に与えられる手順が、置換基がドナー置換基か、および/またはアクセプター置換基か、またはいずれでもないかを評価するために用いられる。
【０１６４】
ドナー置換基、アクセプター置換基、および固定基のほかに、それらのすべてはリンカーによりコア構造から分離され得、コア構造は、増感剤全体の機能に実質的に干渉しない、さらなる置換基を含み得る。そのような置換基は、化合物のＥ（Ｓ+/Ｓ）およびＥ（Ｓ+/Ｓ*）値に影響しないのが通常である。そのような置換基は不要であるので、それらは詳述しないが、式（Ｉ）〜（ＶＩ）および（ＶＩＩ）〜（ＸＩＩ）の化合物は、９個、そして，それらのいくつかは、置換基に利用可能な位置を１０個（ＹがＳｉＲ１０Ｒ１１の場合）有する。たとえば、化合物が２つのドナー置換基および１つのアクセプター置換基（固定基も有する）を有すると、６つか７つの置換可能な水素原子が残る。そのような置換基は、いかなる種類の置換基からも選ばれ得、完全性を目的として、そのような置換基は、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ３０炭化水素、好適には０〜１０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ１５炭化水素、および最も好適には０〜５のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ１０炭化水素から選ばれ得る。
【０１６５】
１つの態様によれば、電気化学的デバイスは光電気化学デバイスである。
【０１６６】
１つの態様によれば、電気化学的および/または光電子デバイスは、光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックデバイス、フォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサー、バイオセンサー、電気化学ディスプレイ、ならびにこれらを組み合わせたデバイスからなる群から選ばれる。
【０１６７】
好適な態様によれば、電気化学的および/または光電子デバイスは、色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）である。
【０１６８】
１つの態様によれば、電気化学的デバイス、特にＤＳＳＣは再生できる。
【０１６９】
本発明による電気化学的デバイスは、２つの電極および電極間の１つまたはそれより多い層を含むのが好適である。
【０１７０】
本発明による電気化学的デバイスは、好適には半導体材料を含む。好ましくは、電気化学的デバイスは、半導体材料を含む、および/または、から製造される層および/または表面を含む。
【０１７１】
図９は、色素増感太陽電池を模式的に示す。色素増感太陽電池において、電極の１つは、光電極および/または光アノードであるのが好適である。光電極は、好適には、半導体材料を含み、および/または、から実質的になる。半導体材料は、層表面に吸着された色素または増感剤（すなわち、増感色素）と一緒に、以下に詳述されるように、光吸収層としてみなされる。
【０１７２】
本発明のデバイスは、少なくとも１つの基板１を含むのが通常である。図９に示されるデバイスと異なり、本発明は、ただ１つの基板１持つデバイスも包含し、たとえば頂部のみ、または底部のみの基板１である。好適には、電流の産生のための電磁放射にさらすように意図されるデバイスの側面と向き合う基板がある。放射に向き合う基板は、好適には透明である。本発明の目的のために、透過率は、それぞれの構造（たとえば、基板、対電極、導電層、多孔質半導体）が、少なくともいくつかの可視光、赤外光、および/またはＵＶ光に透明であり、本発明デバイスにおいて、この光を電気エネルギーに変換する。
【０１７３】
基板１は、プラスチックまたはガラスで製作され得る。フレキシブルデバイスにおいて、基板１は、好適にはプラスチックで製作されるのが好適である。
【０１７４】
本発明の変換デバイスは、２つの導電層２および７を有するのが通常であり、ここで第１の導電層２は、デバイスから発生する電子を除去することを要請され、そして第２の導電層７は新たな電子を供給する、すなわち、ホールを除去するものである。導電層２および７は、多くの異なる形状で用意され得、デバイスの目的及び性質により、種々の材料から製作され得る。
【０１７５】
第２の導電層７は、よくあるように、たとえばＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）被覆プラスチックまたはガラスを持つ基板１の部分であり得、透明ＩＴＯはプラスチックまたはガラス上に被覆され、電気伝導性にされている。
【０１７６】
したがって、１つまたは両方の導電層２および７は、透明な金属酸化物を含み、たとえばインジウムドープスズ酸化物（ＩＴＯ），フッ素ドープスズ酸化物（ＦＴＯ）、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３，ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３，酸化スズ、アンチモンドープスズ酸化物（ＡＴＯ）および酸化亜鉛である。
【０１７７】
本発明の態様によれば、第１の導電層２のみ、または第２の導電層７のみが、上述のように透明な金属酸化物層を含む。２つの対向する導電層２および７の１つまたは両方を、導電性箔、たとえば金属箔、特にチタン箔、または亜鉛箔、の形態で用意することも可能である。これは、いくつかのフレキシブルデバイスに好適である。そのような箔は透明でなくてもよい。
【０１７８】
本発明のデバイスは、対電極７を含むのが通常であり、それは電池の内側に向かって中間層６と向き合い、基板が存在するとき、基板１は電池の外側上にある。対電極は、触媒活性材料を含むのが通常であり、デバイスの内側に向かって電子を供給し、および/またはホールを満たすのに適している。対電極は、Pt, Au, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C,導電性ポリマーおよびそれらの２つまたはそれより多い組み合わせから選ばれる材料を含み得る。導電性ポリマーは、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリベンゼン、およびアセチレンを含むポリマーから選ばれ得る。
【０１７９】
図９において、層３は、光吸収層であり、少なくとも２つの分離した層、すなわち多孔質半導体層４、およびその上に吸収される、増感剤層５を含む。増感剤層は、有機金属増感化合物、金属を含まない有機増感化合物、量子ドット、Ｓｂ２Ｓ３（硫化アンチモン、たとえば薄膜形状）のような無機増感化合物、およびそれらの組み合わせからなる群の１つまたはそれより多くを含み得る。
【０１８０】
増感剤は、たとえば、増感色素５を含み得る。もし感光剤層５が色素を含むと、WO2004/097871A1に開示されるような、任意の共吸着化合物のほかに、少なくとも１つの色素または増感剤、または２つまたはそれより多い異なる増感剤を含むのが通常である。有機金属化合物の例は、そのようなデバイスで現在使用されるレニウム色素を包含する。適切なレニウム色素は、たとえばWO2006/010290に開示されている。色素層は有機増感剤を含み得る。たとえば、デバイスは、ルテニウムまたは他の貴金属を用いるいかなる増感剤もなくてもよい。
【０１８１】
本発明の好適な態様によれば、増感剤５または色素は、本発明の化合物を含む。
【０１８２】
多孔質半導体層は、半導体ナノ粒子、特にナノ結晶粒子から、この分野で記載されている方法で製造され得る(B. O'Reagan and M. Gratzel, Nature, 1991, 353, 373) 。このような粒子は、通常約０〜５０ｎｍ、たとえば５〜５０ｎｍの平均径を有する。そのようなナノ粒子は、たとえば、Si, Ti02, Sn02, ZnO, W03, Nb205 and TiSr03,の群から選ばれる材料で製造され得る。ナノ結晶粒子４からの多孔質層の構成は、図１１のジグザグ線により模式的に示される。
【０１８３】
本発明のデバイスは、色素において、照射により除去された、電子の再生を媒介する目的を持つ層６を有する。この層は、電荷輸送層と通常呼ばれる。これらの電子は、対電極７により供給され、層６は対電極から色素への電子の輸送、または色素から対電極へのホールの輸送、を媒介する。
【０１８４】
電子および/またはホールの輸送は、多数の方法により仲介され、たとえば（ａ）溶媒（好適には有機溶媒）系電解質(EP 1507307, 部分的; EP 1 180 774, 部分的) (b) イオン性液体系電解質(EP 0737358, WO 2007/093961, WO2009/083901), ならびに (c)固体デバイス、有機導電性材料 (WO 2007/107961). 電荷は物質移動/拡散ではなく、電子の運動により輸送される。 (a) と (b)において, 電荷は, レドックス媒介物、たとえばヨウ化物/三ヨウ化物対または他のレドックス対、たとえばコバルト錯体系レドックス対 (WO 03/038508)により輸送される。
【０１８５】
本願明細書で言及される文献は、参照により全体的に組み入れられる。これらの文献の多くはＤＳＳＣに関し、そのようなデバイスの作製に関する情報を含む。
【０１８６】
１つの態様によれば、本発明のデバイスは、少なくとも１つの基板層１、導電層２、光吸収層３、好適にドープされた有機電荷輸送材料または電解質層６、および対電極７を含み、ここで導電層２、光吸収層３、有機電荷輸送材料または電解質層６、および対電極７は、直列に接続されている。好適な態様によれば、デバイスは、デバイスの頂部および底部に、２つの透明な基板１を含む。デバイスの頂部は、図９の図面の頂部に対応する。一般的に、頂部は光の大部分がデバイスに入る側面に相当する。
【０１８７】
本発明のデバイスは、たとえばSeigo Ito et al. Chem. Comm. 2006, 4004-006;EP1095387;および WO 2009/098643, Fig.5およびそれに関する記載、に開示されるように、フレキシブルデバイスであり得る。１つの態様によれば、本発明のフレキシブルデバイスは、反転太陽電池であり、電磁放射は対電極の側面から主に電池に入る（ブラック照明）。これも上記の分権に開示されている。
【０１８８】
本発明は、例によってさらに示される。これらの例は請求項記載の本発明の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【０１８９】
例１：新規な増感剤の合成（化合物９〜１１）
包括的情報
すべての商業的に得られた試薬はそのまま使用された。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）は、Merck KgaA pre-coated TLC Silica gel 60 F254 アルミシート、およびＵＶと過マンガン酸カリウム染色で可視化して、実施された。フラシュカラムクロマトは、Silicycle UltraPure SilicaFlash P60, 40- 63μｍ (230-400 mesh) (Still, W.C. et al. J. Org. Chem. 1978, 43, 2923.)を用いて実施された。1H NMR スペクトルが、 Bruker Avance-400 (400 MHz), Bruker AvanceIII-400 (400MHz), または Bruker DPX-400 (400 MHz) スペクトロメーターを用いて実施された。内部標準 (CDC13 ：7.26 ppm). Data: s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet, p = pentet, m = multiplet, b = broad, ap = apparent; coupling constant(s) in Hz; integration. UV-Vis スペクトルがHewlett Packard 8453 UV-Vis spectrometerで測定された。サイクリックボルタンメトリーがAutolab Eco Chemie cyclic voltammeterで測定された。
【０１９０】
合成ルート:色素 9, 10 および 11 が商業的に利用できるアニリン 1 を用いて調製された(図1)。 Paal-Knorr condensation が 84% 収率で行われ、所望の arylpyrrole 2が得られた。 過剰のアルキン３とのDouble Sonogashira coupling によりビス- アルキン中間体４が収率70%で得られた。 カップリングパートナー３が、市販出発材料５から２段階でＴＭＳアルキンとのSonogashira couplingで合成され、得られた中間体６は加水分解性シリル脱保護によって ７４％で３を得た。４は、ルイス酸触媒環化/水素化物シフトによりウラジン７を８０％の収率で生成した。ウラジン 7 はついでmodified Vilsmeier-Haack reaction に供され、ホルミル化ウラジン８を５９％の収率で生成した。ついで、中間体8 は、3つの Knoevenagle condensations （Edaravone derivative, Rhodanine ダイマー、およびシアノ酢酸）を３つに分割し、それぞれ色素 11, 10 および 9を得た（図２）。特に、 8 は シアノ酢酸とのKnoevenagel condensation で色素９から97% の収率で得られた。
【０１９１】
l-(2,6-ジブロモフェニル)-lH-ピロール(2): 200 mL 丸底フラスコに、2,6-ジブロモアニリン(8.63 g, 34.7 mmol, 1.0 equiv.), ジクロロエタン(35.0 mL, 1.0 M), 酢酸(35.0 mL, 1.0 M), および 2,5-ジメトキシテトラハイドロフラン(10.5 mL, 3.3 M)が添加された。還流コンデンサがフラスコに固定され、混合物が還流下に２時間加熱された。この間に、溶液は、透明から黄色に着色をゆっくり変えた。アリコートが取り出され、反応は NMRで判断された。混合物は、ＣＨ２Ｃｌ２で希釈され、水でリンスされ、ついで飽和水性炭酸カリウムでリンスされた。 有機層はMgS04 で乾燥され、ＳｉＯ２パッド（溶離剤：ＣＨ２Ｃｌ２）でろ過された。油分は高真空下に終夜置かれ、過剰の2,5-ジメトキシテトラハイドロフランを除去した。この間に、l-(2,6-ジブロモフェニル)-lH-ピロール, 2, は、白色固体に変化した (8.72 g, 29.1 mmo1, 84%)。1H NMR (400 MHz, CDC13) δ7.68 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.18 (t, J = 8.4 Hz, 2H), 6.72 (t, J = 2.0 Hz, 2H), 6.42 (t, J= 2.0 Hz, 2H).
((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)トリメチルシラン (6): 500 mL のN2 充填丸底フラスコに、l-ブロモ-4-(ヘキシロキシ)ベンゼン (20.5 g, 80.0 mmol, 1 equiv.)、およびDMF (160 mL, 0.5 M)を添加した。 混合物をバブリングさせて注入した。ついで、 N2スパージしたトリエチルアミン (39.0 mL, 280 mmol, 3.5 equiv.) がシリンジで添加された。最後に、 ヨウ化銅 (I) (254.0 mg, 1.33 mmol, 1.7%), トリフェニルホスフィン (603.0 mg, 2.67 mmol, 3.3%) および PdCl2(PPh3)2 (933.0 mg, 1.33 mmol, 1.7%) が単一ポーションで添加され、ヘッドスペースはN2でフラッシュされた。エチニルトリメチルシラン(16.9 mL, 120.0 mmol, 1.5 equiv.) がシリンジで混合物に添加された。フラスコは、すりガラスストッパー、テフロン（登録商標）、ついで絶縁テープで密封され、９０℃で４８時間、加熱された。４８時間後に、混合物は、ヘキサンで希釈され、10% H3PO4、ついで 5% K2CO3で抽出された。有機層はＳｉＯ２パッド（溶離剤：ＣＨ２Ｃｌ２）でろ過された。蒸発時に、((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)トリメチルシランは、透明油分として単利された (16.45 g, 60.2 mmol, 75%). 1H NMR (400 MHz, CDC13) δ7.42 (d, J = 9.2 Hz, 2H), 6.83 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 3.98 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.85-1.73 (m, 2H), 1.52-1.42 (m, 2H), 1.41-1.26 (m, 4H), 0.94 (t, J= 7.6 Hz, 3H), 0.27 (s, 9H).
l-エチニル-4-(ヘキシロキシ)ベンゼン (3): 500 mL丸底フラスコに、((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)トリメチルシラン 6(14.95 g, 54.7 mmol, 1.0 equiv.)、ついでTHF (100 mL, 0.5 M), MeOH (100 mL, 0.5 M) および飽和水性 K2C03 (100 mL, 0.5 M).が添加された。混合物は、室温で4時間、急速に撹拌された。4時間後に、混合物はヘキサンで希釈され、水で３回、リンスされた。有機層はMgS04 で乾燥され、ＳｉＯ２パッド（溶離剤：5% 酢酸エチル/95% ヘキサン）でろ過され、l-エチニル-4-(ヘキシロキシ)ベンゼン, 3, が、透明油分として得られた (10.9 g, 54.2 mmol, 99%)。1H NMR (400 MHz, CDC13) δ7.45 (d, Ｊ = 8.8 Hz, 2H), 6.86 (d, /Ｊ= 8.8 Hz, 2H), 3.99 (t, Ｊ = 6.4 Hz, 2H), 3.02 (s, 1H), 1.81 (ap. p, Ｊ= 8.0 Hz, 2H), 1.53-1.40 (m, 2H), 1.40-1.32 (m, 4H), 0.94 (t, Ｊ = 7.2 Hz, 3H).
l-(2,6-ビス((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)フェニル)-lH-ピロール (4): 火炎乾燥された N2- 充填200 mL丸底フラスコに、PdCl2(CH3CN)2 (525.0 mg, 2.03 mmol, 6.0%) および CuＩ(275.6 mg, 1.35 mmol, 4.0%) が単一ポーションとして添加された。ヘッドスペースは、N2でフラッシュされた。ついで、ジオキサン (70.0 mL, 0.5 M), P(iBu)3 (4.06 mL, 4.06 mmol, 1.0 M solution in Toluene), ジイソプロピルアミン (11.45 mL, 81.12 mmol, 2.4 equiv.), l-エチニル-4-(ヘキシロキシ)ベンゼン (16.4 g, 81.12 mmol, 2.4 equiv.) および l-(2,6-dibromophenyl)-lH-pyrrole (10.1 g, 33.8 mmol, 1.0 equiv.) が順次、シリンジで添加された。反応は、室温で撹拌しながら、 N2 下に、終夜実施された。沈殿が始まり、温和な発熱でフラスコの側部に沈殿が始まった。１８時間後に、エタノールで希釈し、10％リン酸で2回、ついで5% K2C03でリンスした。有機層はMgS04 で乾燥され、濃縮された。シリカゲルクロマトグラフィ（ 25% CH2Cl2:hexanes、 40% CH2Cl2:hexanes, l-(2,6-ビス((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)フェニル)-lH-ピロール, 4, が透明ｎ油分として単離された(12.7 g, 23.66 mmol, 70%)。1H NMR (400 MHz, CDC13) δ7.55 (d, Ｊ= 8.0 Hz, 2H), 7.35-7.27 (m, 5H), 7.09 (t, Ｊ = 2.4 Hz, 2H), 6.66 (d, Ｊ = 9.2 Hz, 4H), 6.40 (t, Ｊ = 2.4 Hz, 2H), 3.98 (t, Ｊ = 6.4 Hz, 4H), 1.80 (ap. p, Ｊ = 7.2 Hz, 4H), 1.54-1.45 (m, 4H), 1.43- 1.27 (m, 8H), 0.93 (t, Ｊ = 6.8 Hz, 6H).
3,9-bis(4-(ヘキシロキシ)フェニル)インドリジノ[6,5,4,3-i a]キノリン (7): 火炎乾燥された N2- 充填200 mL丸底フラスコに、l-(2,6-ビス((4-(ヘキシロキシ)フェニル)エチニル)フェニル)-lH-ピロール (542.0 mg, 1.01 mmol, 1.0 equiv.) およびトルエン (5.0 mL, 0.2 M)、 InCl3 (132.6 mg, 0.6 mmol, 60%) が単一ポーションで急速に添加され、ヘッドスペースは、N2でフラッシュされた。フラスコは、すりガラスストッパー、および絶縁テープで密封され、１００℃で２４時間、加熱された。２４時間後に、反応混合物は、直接に Si02 パッド（5% ethyl acetate:hexanes）を通過された。すべての生成物の溶離を確実にするように留意がされるべきである。生成物は、ついでsilica gel chromatography （50% CH2Cl2:Hx）で精製し、 3,9-bis(4-hexloxyy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinoline を カナリアイェロー固体として得た (431.0 mg, 0.81 mmol, 80%). 1H NMR (400 MHz, CDC13) δ7.76 (d, Ｊ = 8.4 Hz, 4H), 7.52-7.40 (m, 3H), 7.22 (s, 2H), 7.09 (s, 2H), 7.08 (d, Ｊ = 8.4 Hz, 4H), 4.08 (t, Ｊ = 6.4 Hz, 4H), 1.88 (ap. p, Ｊ = 7.2 Hz, 4H), 1.60-1.48 (m, 4H), 1.50-1.35 (m, 8H), 0.97 (t, Ｊ = 7.2 Hz, 6H). UV-Vis (CHC13): λmax= 392 nm ([epsilon] = 19,400 /Mcm), λ= 280 nm (ε= 50,600/ Mcm), λonset= 420 nm. Cyclic Voltammetry (0.1 M Bu4NPF6 in CH2C12, sweep width 1.0-(-2.0), 2.0 V/s scan rate, 5 mV step): E<(S+/S)> = 0.89 V (vs NHE). Egopt = 2.96 V. E<(S+/S*}> = -2.07 V [vs NHE,  E(S+/S*) = (ES+/S) - Egopt)から算出].
3,9-bis(4-(hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-iya]quinoline-5-carbaldehyde (8): 火炎乾燥された N2- 充填20 mL丸底フラスコに、3,9-bis(4- (hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinoline (500.0 mg, 0.93 mmol, 1.0 equiv.), dichloroethane (2.4 mL, 0.39 M) および無水DMF (173.0 L, 2.23 mmol, 2.4 equiv.). 出発物質は、０℃で不溶である。反応は、室温に保持され、 7.0 mL の DCE が添加された。 POCI3 (207.0μＬ, 2.23 mmol, 2.4 equiv.) が、室温でシリンジで滴下された。2時間のTLC（ sat. aq. NaOAc ）は、出発物質の完全消費を示した。反応混合物は、10 mL のCH2C12 および10 mL の NaOAc (sat. aq.)で希釈された。ついで、混合物は、1時間、急速撹拌された。 この間、溶液の色は暗紫から黄/オレンジに変化した。生成物は、長いシリカゲルカラム（100% CH2C12）で単離され、3,9-bis(4- (hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinoline-5-carbaldehyde を、黄色溶液/オレンジ固体 (310.0 mg, 0.55 mmol, 59%). 1H NMR (400 MHz, CDC13) δ10.30 (s, 1H), 9.09 (s, 1H), 7.89 (d, Ｊ = 8.0 Hz, 1H), 7.84 (d, Ｊ = 8.8 Hz, 2H), 7.79 (d, Ｊ = 9.2 Hz, 2H), 7.59 (d, Ｊ = 8.0 Hz, 1H) 7.49 (s, 1H), 7.45 (s, 2H), 7.11 (ap. d, Ｊ = 8.8 Hz, 4H), 4.09 (t, Ｊ = 6.4 Hz, 4H), 1.88 (ap. p, Ｊ = 7.2 Hz, 4H), 1.60-1.50 (m, 4H), 1.45-1.35 (m, 8H), 0.96 (t, Ｊ = 6.4 Hz, 6H).
(E)-3-(3,9-bis(4-(hexyloxy)phenyl)indolizin acid (9): 5 mL の丸底フラスコに、 3,9-bis(4-(hexyloxy) phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinoline-5-carbaldehyde (100.0 mg, 0.178 mmol, 1.0 equiv.), クロロホルム (1.8 mL, 0.1 M), シアノ酢酸  (90.0 mg, 1.062 mmol, 6.0 equiv.) および ピぺリジン (122.2μＬ, 210.6 mg, 14.0 equiv.). ヘッドスペースは、N2でフラッシュされ、フラスコは、すりガラスストッパー、および絶縁テープで密封され、８０℃で４時間、加熱された。1時間までに、溶液は、明るい赤に変わった。４時間後に、反応溶液は、CH2C12 で希釈され、水でリンスする前に酸性度を確実にするために、AcOH が添加された。ＡcOH 添加は、明るい赤/オレンジから暗い赤/紫への色の変化をもたらす。有機溶液は、 MgS04で乾燥され、生成物がシリカゲルの厚いパッドを通過し、シリカプラグの底部に届く。フラスコは取り替えられ、残りの生成物は、3% MeOH:2% AcOH:95% CH2C12 で溶離され、 (E)-3-(3,9-bis(4-(hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinolin-5-yl)-2-cyanoacrylic acid の暗赤色固体(108.9 mg, 0.172 mmol, 97% yield)を得た。 1H NMR (400 MHz, CDC13) δ9.06 (br s, 1H), 8.69 (br d, J= 9.2 Hz, 1H), 7.85-7.75 (m, 5H), 7.60-7.53 (m, 1H), 7.51 (br s, 1H), 7.46-7.40 (m, 2H), 7.17-7.09 (m, 4H), 4.10 (t, J = 6.4 Hz, 4H), 1.89 (ap. p, J = 6.8 Hz, 4H), 1.63- 1.50 (m, 4H), 1.47- 1.35 (m, 8H), 1.00-0.93 (m, 6H). UV-Vis (CHC13): = 575 nm (ε= 28,000/ Mcm), λonset = 624 nm. Cyclic Voltammetry (0.1 M Bu4NPF6 in CH2C12, sweep width l. l-C-2.0), 1.0 V/s scan rate, 5 mV step): E(S+/S) = 1.09 V (vs NHE). Egopt = 1.99 V. E(S+/S*)= -0.90 V [vs NHE, E(S+/S*)= (E(S+/S)- Egopt)から算出].
2 (2E,5E)-5 (3,9-ビス(4−ヘキシロキシ)フェニル)インドリジノ[6,5,4 -iya]キノリン-5- イル)メチレン)-3'-オクチル-4,4'-ジオキソ-2'-チオキソ-3',4,4',5-テトラヒドロ-2'H,3H-[2,5'- ビチアゾリリデン]-3-イル)酢酸 (10): 5 mLの丸底フラスコに、 3,9-bis(4- (hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinoline-5-carbaldehyde (100.0 mg, 0.177 mmol, 1.0 equiv.), (E)-ethyl 2-(3'-octyl-4,4'-dioxo-2'-thioxo-3',4,4',5-tetrahydro-2'H,3H-[2,5'- bithiazolylidene]-3-yl)acetate (83.9 mg, 0.195 mmol, 1.1 equiv.), クロロホルム (1.77 mL, 0.1 M), および ピぺリジン (122.2 μＬ, 1.24 mmol, 7.0 equiv)が添加された。 ヘッドスペースは、N2でフラッシュされ、フラスコは、すりガラスストッパー、および絶縁テープで密封され、８０℃で終夜、加熱された。次の朝、反応溶液は、CH2C12で希釈され、水でリンスされた。分離された有機物をMgS04で乾燥後に溶液は濃縮され、溶離剤として100% CH2C12 を有するシリカゲルの厚いパッドを通過し、暗青色が溶離を止め、オレンジ色が始まる。濃縮後に、暗青色固体が20 mL の THF および20 mL の2.0 M LiOH (aq.) 溶液 wが添加され、室温で3時間、急速撹拌された。酢酸エチルおよび酢酸で酸性になるまで希釈した後に、混合物は、水でリンスされ、 MgS04で乾燥された。有機物は濃縮され、シリカゲルクロマトグラフィ―により、100% CH2C12 で黄色が溶出するまで、ついで5% MeOH: CH2C12で暗青色が溶出するまで精製された。暗青色溶液は、暗青色固体に濃縮されて2-((2E,5E)-5-((3,9-bis(4- (hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinolin-5-yl)methylene)-3'-octyl-4,4'-dioxo-2'- thioxo-3',4,4',5-tetrahydro-2'H,3H-[2,5'-bithiazolylidene]-3-yl)acetic acid (45.0 mg, 0.047 mmol, 27% yield)が得られた。 1H NMR (400 MHz, CDC13 + 1 drop NEt3) [delta] 8.53 (br s, 1H), 7.91 (d, / = 8.8 Hz, 1H), 7.80-7.65 (m, 5H), 7.60-7.50 (m, 2H), 7.38 (s, 1H), 7.15-7.00 (m, 5H), 4.75 (s, 2H), 4.20-3.90 (m, 6H), [alkyl region difficult to interpret due to broadened peaks and triethylamine overlap]. UV-Vis (CHC13): = 607 nm, onset = 700 nm. Cyclic Voltammetry (0.1 M Bu4NPF6 in CH2C12, sweep width l. l-(-2.0), 2.0 V/s scan rate, 5 mV step): E<(S+/S)> = 1.02 V (vs NHE). Egopt = 1.77 V. E<(S+/S*}> = -0.75 V [vs NHE, E(S+/S*) = (E(S+/S) - Egopt)から算出)]
(E)-2-(4-((3,9-ビス(4-(ヘキシロキシ)フェニル) インドリジノ[6,5,4,-ija]キノリン-5- イル)メチレン)-3-メチル-5-オキソ-4,5-ジヒドロ-lH-ピラゾール-l-イル)酢酸 (11): 5 mLの丸底フラスコに、3,9-bis(4-(hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3- /a]quinoline-5-carbaldehyde (30.0 mg, 0.054 mmol, 1.0 equiv.), エタノール (0.5 mL, 0.1 M), 2-(3-methyl-5-oxo-4,5-dihydro- lH-pyrazol-l-yl)acetic acid (12.3 mg, 0.065 mmol, 1.2 equiv.) および ピぺリジン (19.2 μL, 0.194 mmol, 3.6 equiv.)が添加された。 フラスコは、すりガラスストッパー、および絶縁テープで密封され、９０℃で、加熱された。出発材料は、不溶性であり、1時間でほとんど反応が生じなかった。反応容器はは解放され、0.5 mL の ジクロロエタンが共溶媒として添加された。フラスコは再度密封され、９０℃に３時間加熱された。3時間で、TLC は、出発材料の完全な消費を確認した。反応は、少量の酢酸を添加し、直接にSi02のパッドによるろ過（3% MeOH:2% AcOH:95% CH2C12 、ついで 100% MeOH）で、黄色−白色結晶固体が得られた。白色固体は、フラスコ内に、DMSO:AcOHの20:1 混合物とともに置かれ、１３０℃で１０分間、加熱された。透明から暗青/紫への色変化が、極性の低下の明りょうな極性変化とともにＴＬＣで生じる。ついで、混合物は、  CH2C12 (30% ヘキサンとともに) で抽出し、水でリンスした。溶液は、Na2S04 で乾燥され、暗色固体に濃縮された。ついで、混合物は１００％CH2C12→3% MeOH: CH2C12 → 20% MeOH: CH2C12 → 40% MeOH：CH2C12で、カラムクロマトグラフィ―により精製された。 (E)-2-(4-((3,9-bis(4-hexyloxy)phenyl)indolizino[6,5,4,3-ija]quinolin-5- yl)methylene)-3-methyl-5-oxo-4,5-dihydro-lH-pyrazol-l-yl)acetic acid (36.4 mg, 0.051 mmol, 95%)が得られた。 1H NMR (400 MHz, CDC13) δ9.43 (d, / = 8.4 Hz, 1H), minor: 8.43 (s, lH)/major: 8.11 (s, 1H), 7.80-7.70 (m, 5H), 7.58-7.50 (m, 1H), 7.47 (s, 1H), 7.40-7.33 (m, 2H), 7.15-7.08 (m, 4H), 4.58 (s, 2H), 4.15-4.05 (m, 4H), 2.40 (s, 3H), 1.95-1.83 (m, 4H), 1.60-1.50 (m, 4H), 1.47-1.35 (m, 8H), 0.97 (t, J= 6.8 Hz, 6H). UV-Vis (CHC13): λmax= 618 nm, = 696 nm. Cyclic Voltammetry (0.1 M Bu4NPF6 in CH2C12, sweep width l. l-(- 2.0), 1.0 V/s scan rate, 5 mV step): E<(S+/S)> = 1.04 V (vs NHE). Eg<opt> = 1.81 V. E(S+/S*） = - 0.77 V [vs NHE, E(S+/S*） = (E(S+/S)> - Egopt)から算出 ].
例２: 吸着された色素を持つＴｉＯ２基板の調製 (化合物 9)
既に報告された手順［Ito, S. et al. "Fabrication of thin film dye sensitized solar cells with solar to electric power conversion efficiency over 10%", Thin Solid Films 516, 4613-4619 (2008)］を用いてナノ結晶ＴｉＯ２ペーストを調製した。ナノ結晶ＴｉＯ２膜は導電性ガラス支持材（Ｔｅｃ１５、Pilkington又はAsahi製ＴＣＯガラス、フッ素ドープＳｎＯ２上層、可視光透過率＞８５％、シート抵抗７−８Ω／□）の上にコロイド状ＴｉＯ２粒子の粘ちょうな分散体を塗り広げ、空気下４５０℃で３０分加熱することにより調製した。フッ素ドープ酸化スズ導電性ガラス上の約２０ｎｍのアナターゼから構成されるＴｉＯ２透明電極は、スクリーン印刷の回数により２〜１４μｍに調節した。高い電力変換効率を提供するために、光散乱体として約５μｍの散乱層（直径４００ｎｍ、ＣＣＩＣ、ＨＰＷ−４００）を透明層の上に堆積した。室温まで冷却した後、基板をＴｉＣｌ４の０．０２Ｍ水溶液中、７０℃で３０分処理し、脱イオン水ですすぎ、４５０℃で１５分間乾燥した。増感の前にＴｉＯ２基板を５００℃に３０分間加熱した。
【０１９２】
得られたＴｉＯ２層の厚さは１２ｍｍ、Brunauer-Emmett-Teller（ＢＥＴ）分析（C. J. Barbe, et al. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157）を用いたＮ２収着実験により決定された気孔率は６８％であった。
【０１９３】
およそ７０℃に冷却した後、基板をテトラヒドロフランとエタノールとの混合物（１：１、体積比）中の化合物９の１０−４Ｍ溶液中に４時間浸漬した。
【０１９４】
高性能ヨウ素系電解質コード９８４を調製した。この電解質は、０．６Ｍのヨウ化１，３−ジメチルイミダゾリウム（ＤＭＩＩ）、０．０５ＭのＮａＩ、０．０３Ｍのヨウ素、０．１Ｍのグアニジウムチオシアネート、０．５Ｍのｔｅｒｔ−ブチルピリジン、及び０．０５ＭのＬｉＩをバレロニトリル／アセトニトリルの混合物（１５：８５、ｖ／ｖ）中に含んでいた。
【０１９５】
二層ナノ結晶ＴｉＯ２膜電極を、熱白金化した導電性ガラス電極と一緒に組み立てた。２つの電極は３５μｍ厚のホットメルトリングによって分離され、加熱により封止された。内部空間を上記電解質で満たした。その後、電解質注入穴を封止した。作製の詳細は、参考文献としてWang P. et al., "A Solvent-Free, SeCN-/(SeCN)3- Based Ionic Liquid Electrolyte for High-Efficiency Dye-Sensitized Nanocrystalline Solar Cell", J. Am. Chem. Soc., 126, 2004, 7164を参照されたい。
例３：光電池の測定
ＤＳＣの光電池の測定については、照射源はフィルター（Ｓｃｈｏｔｔ  １１３）付きの３００Ｗのキセノン光源（Ｏｓｒａｍ  ＸＢＯ  ４５０、ドイツ国）であり、その出力を、模擬光とＡＭ  １．５Ｇとの３５０〜７５０ｎｍの領域における不一致を４％未満に低下させるため、色合わせしたフィルター（ＫＧ−３、Ｓｃｈｏｔｔ）を備えた参照Ｓｉ光ダイオードを使ってＡＭ  １．５Ｇソーラー・スタンダードに調整した。電流変換効率（ＩＰＣＥ）に対する入射フォトンの測定値を、Ｇｅｍｉｎｉ−１８０ダブルモノクロメーター（Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ社）を通して焦点を合わせた３００Ｗのキセノンランプ（ＩＬＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、米国）からの入射光を使って励起波長の関数としてプロットした。
【０１９６】
結果を下記の表１と図７、８に示す。より具体的に言うと、ＩＰＣＥは波長５４０ｎｍで９８．４％、５５０ｎｍで９２．６％、７００ｎｍで１３．４％である。
【０１９７】
【表１】
2014535169.tif 000019
【０１９８】
図７は、化合物９で感光性を付与したＴｉＯ2フィルムで測定したＩＰＣＥスペクトルを示しており、可視範囲にわたるＩＰＣＥの値は９０％超に達しており、７００ｎｍにおいてそれは約１３％である。
【０１９９】
図８は、デバイス特性を示しており、すなわち、標準のＡＭ  １．５太陽光のもとでの開路電圧（ＶOC）、短絡回路光電流密度（ＪSC）、充てん比（ＦＦ）および電力変換効率（ＰＣＥ）を示している。得られたＶOCの値は７３０ｍＶであった。ＦＦは０．７５であり、ＪSCは１５．４ｍＡ／ｃｍ2であって、その結果電力変換効率は８．３９％となる。
【０２００】
結論：新しい一群のウラジン発色団が合成された。それらはナノ結晶性ＴｉＯ2フィルムに吸着されると、ヨウ化物／三ヨウ化物レドックス系を使用して９０％を超える入射フォトン対電子変換効率を思いもよらぬことにもたらす。ヨウ化物／三ヨウ化物レドックス系を使用して標準のＡＭ  １．５太陽光下でのウラジン合成フィルムは、８．３９％の電力変換効率をもたらし、それは色素とレドックス系、例えば、コバルト錯体などの電子に基づくレドックス対のもの、の最適化によって有意に高めることができる。
【０２０１】
例４：Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）、Ｅｇ及びＥ（Ｓ＋／Ｓ＊）の測定方法
化合物の置換基がＥ（Ｓ＋／Ｓ）（基底状態酸化電位）値、Ｅｇ（光学バンドギャップ）値及びＥ（Ｓ＋／Ｓ＊）（励起状態酸化電位）値（全体vsＮＨＥ）に与える効果は、本願明細書の別のところで詳説したように、評価対象の置換基を欠く化合物の対応する値と比較したとき、ドナーまたはアクセプターとしての置換基の品質を評価するために用いることができるパラメータを代表する。以下、これらの値の決定の一般論（例４）と、いくつかの化合物の例について（例５および例６）述べる。
【０２０２】
例４．１：サイクリックボルタメトリー（ＣＶ）によるＥ（Ｓ＋／Ｓ）の測定
装置：基底状態酸化電位（Ｅ（Ｓ＋／Ｓ））をAutolab Eco Chemieサイクリックボルト計を用いたサイクリックボルタメトリー（ＣＶ）により測定した。内部標準としてフェロセンを含む電解質および溶媒として、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＢＡＰＦ６）乾燥ジクロロメタン溶液（０．１Ｍ）を用いた。０．１２ｃｍ２のガラスカーボン作用電極（ＧＣＥ）と、白金線対向電極と、白金線参照電極を用いた。ジクロロメタンは、Acrosから市販の乾燥密封品をそのまま用いた。
【０２０３】
手順：密閉可能な５個の開口部を具備する１００ｍＬのコニカルガラスフラスコを火炎乾燥させ、これに０．１ＭのＴＢＡＰＦ６を５ｍＬ加えた。作用電極、対向電極および参照電極を、それぞれ溶液中に入れると共に、導電性クランプに留めて、それをゴム製セプタムに挿入した。このセプタムを、フラスコの開口部のうち３つに取り付けた。追加のセプタムを通してガラス製パスツールピペットを挿入し、酸素を含まない乾燥圧縮窒素タンクに接続した。最後の開口部にゴム製セプタムで栓をした。Ｎ２を２〜３分間穏やかにバブリングさせ、後述するようにバックグラウンドＣＶスペクトルに酸素が含まれないようにした。装置が厳密にシールされている場合には、穴のあいていないセプタムに１８ゲージニードルを挿入して大気解放させてもよい。測定対象の化合物少量（２〜５ｍｇ）を、ニートのまま、穴のあいていないセプタムにおいて開口部を介してシリンジまたはスパチュラで添加した。次いで、セプタムを開口部上で置き換えて、Ｎ２を１０〜２０秒間穏やかにバブリングさせて溶液を混合した。その後、Ｎ２を通すピペットを溶液上に持ち上げて、溶液上を正圧に維持した。次いで、電極クランプをAutolab Eco Chemie製サイクリックボルト計のリードに接続した。走査速度２．０Ｖ／ｓ、ポテンシャルステップ５ｍＶ、掃去幅１．１Ｖ〜−２．０Ｖ、最初に正電位側に走査する始点・終点０Ｖの条件で、ＣＶを測定した。走査速度を遅くすることが望ましい場合が多いが、ウラジン含有化合物について半可逆的酸化ピークを観察するためには、迅速な走査速度が必要である。具体的には、化合物９は、可逆的酸化を観察するために３．０Ｖ／ｓの走査速度を要した（後述）。およそ−１．２３ＶvsＮＨＥにおいて、酸素不在を確保するため、最低２回の走査を行った。電極のスイッチを閉じ、少量の内部標準フェロセン（０．５〜１．０ｍｇ）を、穴のあいていないセプタムを通して溶液に添加した。次いで、Ｎ２を通すピペットを沈めて、１０〜２０秒間穏やかにバブリングした。その後、ピペットを溶液上に持ち上げて、溶液上の正圧に維持した。電極のスイッチを入れ、上述のパラメータについてＣＶを測定した。
【０２０４】
Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）の算出：ＣＶは、前進バイアス走査において二組のピークを、そして二組の可逆的酸化ピークを示す。フェロセンを含まない最初のＣＶ実験は、化合物のみの酸化電位を示す。フェロセンを含む第二のＣＶ実験は、フェロセンと当該化合物の双方の酸化電位を示す。酸化ピーク電位と可逆酸化ピーク電位を平均化すると各化合物の酸化電位が得られる。次いで、フェロセンと当該化合物の酸化電位間の差についてフェロセンを０Ｖに較正すると、当該化合物のフェロセンに対する酸化電位が得られる。次いで、当該化合物の酸化電位を、Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6619に記載されているように、溶媒がジクロロメタンの場合、０．７０Ｖを付加することで、正規水素電極（ＮＨＥ）スケールに変化する。この数値がＥ（Ｓ＋／Ｓ）となる。
例４．２：UV-Vis吸収スペクトルを用いたEg およびE(S+/S*)の測定
装置：  ヒューレットパッカード8453UV-Visスペクトルメーターを用いて測ったUV-Vis吸収スペクトルから、Eg 値を測定した。分光グレードクロロホルムは、Aldrichから受領したままで使用した。測定は、10mmパス長クォーツキュベットで行った。
手順：  クォーツキュベットを、クロロホルムで充填し、キャップして、ヒューレットパッカード8453UV-Visスペクトルメーターに設置した。次に、クロロホルムのバックグラウンドスペクトルを取った。キュベットを取り出して、空にして、乾燥させた。測定される化合物をクロロホルムに溶解して、溶液とし、その溶液について測定された吸収値は0.5~1.0 A.U.である。（例えば、ここに示された化合物9の 3.9×10-5M溶液の吸収は1.0 A.U.である。）この溶液3.0mLをクォーツキュベットに入れて、キャップした。このキュベットをヒューレットパッカード8453UV-Visスペクトルメーターに設置し、吸収スペクトルを取った。
Eg の計算：  このUV-Visスペクトルの低エネルギー最大吸収ピーク（λmax）での吸収（A.U.）を記録した。次に、この最大吸収ピークの出だし、λonset、すなわちλ10％ maxを、この低エネルギー最大吸収ピークの10％吸収高さとして低エネルギー側で、取った。この値を、等式E(eV) = 1240×λ(nm)を介して、eVに変換して、Egを得ることができる。
E(S+/S*)の計算：A. Juris, V. Balzani, F. Barigelletti, S. Campagna, P. Belser, A. von Zelewsky, Coord. Chem. Rev., 1988, 84, 85.で示されるとおり  E(S+/S*) = E(S+/S) − Eg した。
E(S+/S) および Eg 測定済みであるので、E(S+/S*) は上記の式を用いて容易に解くことができる。
例５：化合物９についてのＥ（Ｓ＋／Ｓ）、Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）及びＥｇの決定
上記の計算を化合物９により例示し、図１１にＣＶ曲線を示し、図１２にＵＶ−Ｖｉｓスペクトルを示す。
【０２０５】
Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）：図１１中のＣ−Ｖ曲線は、上記の方法により得たものであり、両方とも溶液中にあるフェロセンと化合物９について曲線がどのように現れるかについての一例である。図１１中のＣＶ曲線とフェロセンなしでのＣＶスキャン（図示せず）とを比較すると、化合物９を表すピークは、それぞれ酸化及び可逆的酸化のピークとして６８８ｍＶ及び５１０ｍＶであることが明らかである。化合物９の酸化電位を得るために、これらの値を平均化した（６８８ｍＶ＋５１０ｍＶ）／２＝５９９ｍＶ。フェロセンの酸化電位を得るために、その他のピークを平均化した（２５０ｍＶ＋１７５ｍＶ）／２＝２１３ｍＶ。次に、スケールを、参照フェロセンを電位０Ｖとして設定した。この実施例の場合、化合物９の電位からフェロセンの電位を次にように差し引いた：５９９ｍＶ−２１３ｍＶ＝３８６ｍＶ。化合物９の酸化電位は、３８６ｍＶ対Ｆｃ＋／Ｆｃである。ジクロロメタン中のフェロセンは、上記のとおり参照したように、ＮＨＥスケールのための既知の参照化合物である上記に参照として。化合物９の酸化電位をＮＨＥスケールに変換するために、以下のように、フェロセンに対する化合物９の酸化電位に７００ｍＶを加えた：３８６ｍＶ＋７００ｍＶ＝１０８６ｍＶ、約１．０９Ｖ対ＮＨＥ。これは、ＮＨＥに対する化合物９についてのＥ（Ｓ＋／Ｓ）値である。
【０２０６】
Ｅｇ：Ｅｇは、図１２に示されている、クロロホルム中の化合物９の溶液ＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルから求めた。Ｅｇは得るために、最低エネルギー最大ピーク（lowest energy maximum peak）（λｍａｘ）を決定した。化合物９の場合、このピークは５７５ｎｍであり、その吸光度は１．０Ａ．Ｕ．である。このピークを、低エネルギー側に、λｍａｘピークについての吸光度の１０％の値、この場合０．１Ａ．Ｕ．までたどった。クロロホルム中の化合物９についてのこの値に関連付けられる波長は６２４ｎｍである。次式に従ってｎｍ単位でのエネルギー（６２４）をｅＶ単位でのエネルギー（１．９９）に変換した：１２４０＝（ｅＶ単位でのエネルギー）＊（ｎｍ単位でのエネルギー）＝（ｅＶ単位でのエネルギー）＊（６２４ｎｍ）．１２４０／６２４＝１．９９ｅＶ＝Ｅｇ。
【０２０７】
Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）：Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）は、上記参考文献に従って、式Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）＝Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）−Ｅｇから求めた。化合物９の場合、Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）及びＥｇの両方は、上記のとおり求めた。Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）＝１．０９Ｖ−１．９９Ｖ＝−０．９０Ｖ．
例６：さらなる化合物についてのＥ（Ｓ＋／Ｓ）、Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）及びＥ（ｇ）の決定
上記実施例４及び５に記載した手順に従って、Ｅ（Ｓ＋／Ｓ）、Ｅ（Ｓ＋／Ｓ＊）及びＥ（ｇ）を、さらに化合物Ｃ１、１０及び１１について求めた（１０及び１１については図２参照）。この結果及び化合物９について求められた値を以下に示す。Ｕ−１（図３）についての値も求めた。
【０２０８】
【化１７】
2014535169.tif 000020
【０２０９】
化合物Ｕ−１（置換基を有さない）についてのＥ(S+/S) vs ＮＨＥは、改めて評価しなかったが、Gerson and Metzger, 1983, Helv. Chim. Acta, 66, 7, 2031-2043由来であったことにまず留意される。ここで（表１）、化合物１は酸化ポテンシャル＋０．７４Ｖ vs ＳＣＥ（Saturated Calomel Electrode)であり、ここからＥ(S+/S) vs ＮＨＥは、＋０．２４Ｖを加えることで算出できる。これは酸化ポテンシャルＥ(S+/S) vs ＮＨＥの＋０．９６Ｖをもたらす。化合物Ｕ−１のＥ(S+/S*)は、Balli and Zeller, 1983, Helv. Chim. Acta, 66, 7, no. 210, 2135-2139)に与えられる指示から評価した。
【０２１０】
化合物Ｃ１は、Ｕ−１コア構造、２つのｐ−Ｏ−ヘキシルフェニルドナー置換基を含むが、アクセプター官能基は有さない。Ｃ１のＥ(S+/S)及びＥ(S+/S*)の値を、化合物９〜１２の対応する値と比較すると分かるように、コア構造の炭素５における異なる置換基はＥ(S+/S*)を強度に増大させるが、Ｅ(S+/S)の値には少しの程度の作用（これも増大である）しかないことが分かる。
【０２１１】
例えば、Ｃ１を化合物９と比較すると、Ｅ(S+/S*)は−２．０７Ｖから−０．９０Ｖに増大した。これは、＋１．１７Ｖの増大である。同時に、Ｅ(S+/S)値は、０．８９から１．０９Ｖまで（＋０．２Ｖ）増大した。これは比較的少ない増大である。従って、化合物９の炭素５における置換基（これは化合物Ｃ１にはない）は、本発明に係るアクセプター置換基である。炭素５における置換基は、式（ＬＩＩ）（上記）の置換基であり、ＣＯＯＨ基をアンカー基として有する。
【０２１２】
化合物Ｕ−１についてのＥ(S+/S) vs ＮＨＥ（０．９６Ｖ）を、化合物Ｃ１のもの（０．８９Ｖ）と比較すると、化合物Ｃ１についてのＥ(S+/S)は、全体で７％超、低減された（より小さい正）ことが分かる。従って、化合物Ｃ１をＵ−１から区別する炭素３及び９における置換基は、ドナー置換基である。
【図１】
2014535169.tif 000030
【図２】
2014535169.tif 000031
【図３】
2014535169.tif 000032
【図４】
2014535169.tif 000033
【図５−１】
2014535169.tif 000034
【図５−２】
2014535169.tif 000035
【図６−１】
2014535169.tif 000036
【図６−２】
2014535169.tif 000037
【図７】
2014535169.tif 000038
【図８】
2014535169.tif 000039
【図９】
2014535169.tif 000040
【図１０】
2014535169.tif 000041
【図１１】
2014535169.tif 000042
【図１２】
2014535169.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月8日(2014.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物を含む光電気化学および/または光電デバイスであり、該化合物は置換された１６π−電子環系であり、該環系は４つのペリ縮合環を含み、該環系は少なくとも１つの窒素ヘテロ原子を含み、ならびに少なくとも１つの置換基は該化合物を半導体表面に固定するのに適した固定基を含むデバイス。
【請求項２】
該化合物において、４つの環の２つは、４つの環の他の２つの環のそれぞれを共通とする、結合および/または２つの原子を有し、２つの他の環は、４つの環の他の３つの環のそれぞれを共通とする結合および/または２つの原子を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
該環系は、半導体の表面に該化合物を固定するのに適した、固定基を含む、少なくとも１つの置換基を含む請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
該環系は、電子ドナー基を含む、少なくとも１つのドナー置換基を含み、該ドナー置換基は電子を該環系に輸送できる請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
該環系は、電子吸引基を含む、少なくとも１つのアクセプター置換基を含み、該アクセプター置換基は電子を該環系から吸引できる請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
光電池、発光デバイス、エレクトロクロミックデバイス、フォトエレクトロクロミックデバイス、電気化学センサー、バイオセンサー、および電気化学ディスプレイから選ばれる請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）である請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
対電極、電荷輸送材料および半導体材料の表面を含むデバイスであり、ここで置換された１６π−電子環系はその半導体材料の表面に吸着され、該電荷輸送材料は該対電極、および該半導体材料の表面、と接触している、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
該化合物は、下記式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）のいずれか一つの構造を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス：
【化１】
2014535169.tif 000044
ここで、存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９は、すべて炭素原子、または１つは独立して窒素、残りは炭素であり得；存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９のいずれか１つが窒素であれば、置換基（それぞれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）は存在しない；Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＳｉＲ１０Ｒ１１およびＮＲ１２から独立して選ばれる；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は、存在する限り、水素および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から、ならびに１〜２０のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ４０の炭化水素から、独立して選ばれる；ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の少なくとも１つは固定基であり；ならびにＲ１０およびＲ１１は、水素および０〜２０のヘテ半導体表面を含み、そしてその表面に本発明の化合物を吸収ロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から選ばれる。
【請求項１０】
該固定基が、−ＣＯＯＨ，−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４Ｈ２，−Ｐ（Ｒ１２）Ｏ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ２，−ＳＯ４Ｈ２，−ＣＯＮＨＯＨ−、１，２−ヒドロキシベンゼン、１−ヒドロキシー２−カルボキシベンゼン、アセチルアセトネート、上記の脱プロトン物、π導電性を有するキレート固定基から選ばれ、ここでＲ１２は、１〜５０の炭素および０〜２５のヘテロ原子を含む炭化水素である、請求項３〜９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＶ）、（ＶＩＩ）および（ＶＩＩＩ）の化合物が、下記の式（ＩＸ）〜（ＸＩ）、（ＸＩＩ）〜（ＸＩＶ）、（ＸＶ）、（ＸＶＩ）および（ＸＶＩＩ）の化合物からそれぞれ選ばれる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデバイス。
【化２】
2014535169.tif 000045
ここで、Ｒ１〜Ｒ１０およびＹは、存在する限り、独立して請求項９および１０に定義されているとおりである。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のデバイスであり、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、下記式（ＸＶＩＩＩ）の置換基から独立して選ばれる：
【化３】
2014535169.tif 000046
ここで、Ｕは、ｎとは無関係に、エチニレンから、および下記式（ＸＩＸ）のエチレン部分から選ばれる（置換および非置換ビニレン）：
【化４】
2014535169.tif 000047
ここで、ｎは０から、および整数１〜１０、好ましくは０、１，２および３から、選ばれ；
式（ＸＶＩＩＩ）及び（ＸＩＸ）における点線は、１６π電子環系の周辺原子の１つとの単結合、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基をπ共役態様で該環系に接続するリンカー部分との単結合、を表し；
Ｒ１は、下記式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、および（ＸＸＩＩ）の部分から選ばれ：
【化５】
2014535169.tif 000048
およびさらに-ＯＲ８，-ＳＲ８，-ＳeＲ８， -ＮＲ８Ｒ８から選ばれ、ここでＲ８およびＲ９は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から独立して選ばれ；
ここで、式（ＸＸ）〜（ＸＸＩＩ）の構造における点線は、単結合を表し、それにより置換基Ｒ１は部分Ｕのそれぞれの炭素に接続され、またはnが０であれば、１６π−電子環系の周辺原子の１つに、または式（ＸＶＩＩＩ）の置換基を該環系に接続するπ−伝導性リンカーに接続される；
ここでＺは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＮＲ８、およびＳｉＲ８Ｒ９から選ばれから選ばれる；
ここでＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は、存在すると、独立してＨ，Ｒ８、Ｒ９、−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれ、ここでは、Ｒ３〜Ｒ７のいずれか１つは、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７のもう１つに接続され得、もしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが−ＯＲ８，−ＳＲ８，−ＳeＲ８，-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８および/またはＲ９は、もしＨでなければ、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合される環または環系を形成するように置換基Ｒ３〜Ｒ７の他の１つに独立して接続され、そしてここでもしＲ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７のいずれか１つが-ＮＲ８Ｒ９から選ばれると、そのＲ８およびＲ９は、互いに接続され、置換基Ｒ３〜Ｒ７は、式（ＸＸ）、（ＸＸＩ）、または（ＸＸＩＩ）の部分に縮合されるＮ含有ヘテロ環または環系であり得る；
ここでＲ２およびＲ１０は、独立して、ＨおよびＲ１について定義される置換基から選ばれる。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイスであり、置換基Ｒ１〜Ｒ９の１つまたはそれより多くは、存在すると、−ＣＮ，−ＣＦ３，−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＮＯ２，アミド部分、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＯＲ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｒ２９，−Ｃ（Ｏ）Ｈから、ならびに下記式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）の部分から、選択される置換基または部分を含む：
【化６】
2014535169.tif 000049
ここで、そのアミド部分は、下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の部分から特に選ばれ得る：
【化７】
2014535169.tif 000050
ここで、式（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および下記式（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）の構造（置換基）における点線は、その構造（置換基）を１６π−電子環系の周辺原子の１つに、またはその構造（置換基）をπ−伝導性の態様でその環系に接続するπ−伝導性リンカーに、接続する単結合を表し；
ここで、Ｒ２９は、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素であり；
ここで、Ｒ２０〜Ｒ２５は、存在すると、０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、ならびに−Ｆ，−Ｃｌ，−Ｉ，−Ｂｒ，−ＮＯ２，−ＯＨ，−ＳＨ，および−ＮＨ２から独立して選ばれる；
ここで、Ｒ３０およびＲ３１は、Ｈから、および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０炭化水素から、選ばれ；ならびに
ここで、隣の原子上の置換基および/または部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）の１つの上の１つまたはそれより多い原子により分離される原子上の置換基は、互いに接続され、その部分（ＸＸＸ）〜（ＸＸＸＶＩＩＩ）および/または（ＸＬ）〜（ＸＬＩＶ）（下記）のいずれか１つに縮合して環を形成する。
【請求項１４】
請求項１３記載のデバイスであり、式（ＸＬＩＶ）の上記部分において、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（Ｌ）により、その部分の環を形成するように互いに接続される：
【化８】
2014535169.tif 000051
ここで、式（Ｌ）の構造における硫黄原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ２０の、または、への単結合を表し、ならびに式（Ｌ）の構造における炭素原子に接続される点線は、式（ＸＬＩＶ）の構造において、Ｒ３０の、または、への単結合を表し、式（ＸＬＩＶ）および（Ｌ）の構造は、ＳおよびＮを含む、５員ヘテロ環を形成する；
ここで、Ｂは、Ｏ，Ｓ，ＳｉＲ２７Ｒ２８およびＣＲ２７Ｒ２８から選ばれ、Ｒ２７およびＲ２８は、Ｈから、および０〜１５のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ２０炭化水素から、独立して選ばれ、そしてＲ２７およびＲ２８は、互いに接続され、置換または非置換環を形成し得る。
【請求項１５】
請求項１３記載のデバイスであり、式（ＸＬ）および（ＸＬＩＩ）の部分、置換基Ｒ２０およびＲ３０は、下記の部分（ＬＩ）による部分の環を形成するように、互いに接続される。
【化９】
2014535169.tif 000052
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３およびＲ３１は、独立して、請求項１３で定義されるとおりである。
【請求項１６】
請求項１〜５のいずれか１項に定義され、および/または請求項９〜１５のいずれか１項に定義される下記式（I）〜（ＶIII）のいずれか１つによる、化合物。
【化１０】
2014535169.tif 000053
ここで、存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９は、すべて炭素原子、または１つは独立して窒素、残りは炭素であり得；存在する限り、原子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９のいずれか１つが窒素であれば、置換基（それぞれ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９）は存在しない；Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＳｉＲ１０Ｒ１１およびＮＲ１２から独立して選ばれる；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は、存在する限り、水素および０〜２０のヘテロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から、ならびに１〜２０のヘテロ原子を含むＣ０〜Ｃ４０の炭化水素から、独立して選ばれる；ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の少なくとも１つは固定基であり；ならびにＲ１０およびＲ１１は、水素および０〜２０のヘテ半導体表面を含み、そしてその表面に本発明の化合物を吸収ロ原子を含むＣ１〜Ｃ４０の炭化水素から選ばれ；そして、
ここで該固定基は、−ＣＯＯＨ，−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４Ｈ２，−Ｐ（Ｒ１２）Ｏ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ２，−ＳＯ４Ｈ２，−ＣＯＮＨＯＨ−、１，２−ヒドロキシベンゼン、１−ヒドロキシー２−カルボキシベンゼン、アセチルアセトネート、上記の脱プロトン物、π導電性を有するキレート固定基から選ばれ、ここでＲ１２は、１〜５０の炭素および０〜２５のヘテロ原子を含む炭化水素である。
【請求項１７】
増感剤としての請求項１６記載の化合物の使用。
【国際調査報告】
2014535169.tif 000054
2014535169.tif 000055
2014535169.tif 000056