(57)【要約】【課題】導電性に優れた新規なチオフェン化合物を提供すること。【解決手段】新規なオリゴチオフェン化合物の化学式は下記式によって表される。下記式において、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数３以上１８未満のアルキル基、又は、アラルキル基である。また、Ｒ３は、水素、又は、炭素数１から１２以下のアルキル基である。また、ｎは３以上の整数である。下記式で表される新規なオリゴチオフェン化合物は、導電性に優れている。また、溶解性を有している。【化１４】2004262850.tif 000016
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式
【化１】
2004262850.tif 000014
で表され、Ｒ１、Ｒ２は炭素数３以上１８未満のアルキル基又はアラルキル基、Ｒ３は水素又は炭素数１から１２以下のアルキル基、ｎは３以上の整数であるチオフェン化合物。
【請求項２】
一般式
【化２】
2004262850.tif 000015
で表され、Ｒ１、Ｒ２は炭素数３以上１８未満のアルキル基又はアラルキル基、Ｒ３は水素又は炭素数１から１２以下のアルキル基、ｎは３以上の整数であるチオフェン化合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なチオフェン化合物に関し、特に、導電性に優れたチオフェン化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、導電性を有する高分子材料としてチオフェン化合物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来、チオフェン化合物の導電性や移動度（モビリテイ）を向上させるために、チオフェン環を平面に保つ工夫がなされたり、立体規則性を制御する事がもっぱら行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４７５７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チオフェン環を平面に保つことは、溶解性の点で劣ることを意味し、導電性の向上等とはあい矛盾をきたした。
良く知られているようにチオフェンオリゴマーは、溶解性が極めて低く溶液プロセスが困難であった。この対策として長鎖アルキル基をチオフェン環に導入することが広く実行されたが、溶解性は改良されるものの導電性などは犠牲となった。
そこで導入した置換基の立体規則性を制御することが精力的に工夫検討されかなり改良されたが、導電性と溶解性の相反する特性を満たすに至らなかった。
【０００５】
本発明は、導電性に優れた新規なチオフェン化合物を提供することを課題としている。
また、本発明は、溶解性を有すると共に導電性に優れた新規なチオフェン化合物を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一般式
【化３】
2004262850.tif 000002
で表され、Ｒ１、Ｒ２は炭素数３以上１８未満のアルキル基又はアラルキル基、Ｒ３は水素又は炭素数１から１２以下のアルキル基、ｎは３以上の整数であるチオフェン化合物が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、一般式
【化４】
2004262850.tif 000003
で表され、Ｒ１、Ｒ２は炭素数３以上１８未満のアルキル基又はアラルキル基、Ｒ３は水素又は炭素数１から１２以下のアルキル基、ｎは３以上の整数であるチオフェン化合物が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明者等は、導電性や移動度（モビリテイ）と溶解性という二律背反の現象を解決すべく鋭意検討の結果、特定の置換基を主鎖に導入することでこの二律背反の関係を解決する目処を得、本願発明に到達することができた。
即ち、本実施の形態によれば、オリゴチオフェン構造の主鎖末端に特定の液晶性の置換基を導入することで溶解性と導電性、モビリテイなどの電気的特性の両立を可能ならしめることが可能になる。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の第１の実施の形態に係るチオフェン化合物の一般式は、下記式１のように示される。
【００１０】
【化５】
2004262850.tif 000004
【００１１】
また、本発明の第２の実施の形態に係るチオフェン化合物の一般式は、下記式２のように示される。
【００１２】
【化６】
2004262850.tif 000005
【００１３】
式１、式２において、Ｒ１、Ｒ２で表される置換基は、同じ置換基でもよく又、異なる置換基でもよい。また、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数３（Ｃ３、以下、炭素原子数がＫ個のとき、「ＣＫ」と表記する。）からＣ１８のアルキル基、アラルキル基をあらわす。Ｒ１、Ｒ２としては、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチルが好ましい。
【００１４】
Ｒ３はＨ、あるいは、Ｃ１からＣ１２のアルキル基を表わす。Ｒ３としてはＨ、メチル、エチル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル基があげられる。特に、Ｈが平面性から好ましい。また、アルキル基の場合は、いわゆる立体規則性が高いものが好ましい。ｎは３以上の整数であるが、合成上の観点から、好ましくは、ｎが３から２１である。ｎが２以下では、π電子の広がりが小さく、導電性が劣るものとなる。
【００１５】
本発明の実施の形態に係るオリゴチオフェン化合物において、特に、エステル基が直接チオフェン環に結合した一般式１の化合物が配向性の点で好ましい。
本発明の実施の形態に係るオリゴチオフェン化合物の合成方法は特に限定されないが、たとえば、前記式１の化合物は、２−ハロゲノ−５−カルボキシチオフェンあるいはその誘導体をエステル化し、ついでトリメチルシリルアセチレンをパラジューム触媒を用いハロゲンと置換させた後シリル基を還元しＨに戻した後オリゴチエニル−ビス−α、ω−ハライドと反応させて得ることができる。
また、前記式２の化合物も、前記同様の手法で合成することができる。
このようにして得られた新規チオフェンオリゴマーは、ホットステージを備えた偏光顕微鏡を用いて液晶の特性を評価した。
【００１６】
以上のようにして得られた前記各実施の形態に係るチオフェン化合物は、電荷輸送能に優れた液晶性の官能基を有する新規なオリゴチオフェン化合物であり又、エステル基を持たないオリゴチオフェン化合物に比べエステル基を導入した前記各実施の形態に係るオリゴチオフェン化合物は配向性を有しており、導電性に優れた特性を有している。また、溶解性を有すると共に導電性に優れた特性を有している。
【００１７】
即ち、前記各実施の形態によれば、オリゴチオフェン構造の主鎖末端に特定の液晶性の置換基を導入することで溶解性と導電性、モビリテイなどの電気的特性の両立を可能ならしめることが可能になる。本願発明者等は、この理由として、チオフェン化合物のチオフェン環の置換基を規制すること、更に、オリゴチオフェン化合物の主鎖に液晶性の置換基を導入することで、オリゴチオフェン分子を配向させて、オリゴチオフェン化合物の配列をコントロールし、電荷の移動を促進することができたものと推定している。
また、一般にはチオフェンの重合度が高くなるほど導電性が大きくなる反面、溶解性が劣化するが、前記各実施の形態によるチオフェン化合物は、導電性が大きい場合でもチオフェンの重合度は低くてよく、したがって、溶解性も優れた特性を有することになる。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（第１の実施例：液晶性オリゴチオフェンの合成例１）
本第１の実施例では、チオフェン化合物の合成は下記式３に示すようにして行った。尚、下記式３において表記を簡略化するために、炭素原子間三重結合（アセチレン結合）を三重線で表している。
下記式３において、１０００ｍｌの滴下ロート、温度計、冷却をそなえた三口フラスコに２−ブロモ−５−カルボキシチオフェン、ＤＣＣ（ジシクロヘキシルカルボジイミド）、ＤＭＡＰを仕込み、ついで滴下ロートよりｎ−ブタノールを１時間かけて滴下し、その後３時間反応させエステル化した。
【００１９】
次に、反応液をろ過し、ブチルエステルを蒸留で分離回収した。ＮＭＲにより生成物を同定した。
次に、この２−ブロモー５−カルボキシ−ｎ−ブチルチオフェンを用いてトリメチルシリルアセチレンをゼロ価パラジウム触媒下ヨウ化銅と反応させてブロムをトリメチルシリルアセチル化を行った。ろ過後蒸留により回収した。ＮＭＲで同定した。
【００２０】
次に、このものをメタノール中炭酸カリウムで処理し、アセチレン誘導体をえた。このものとターチエニルジブロマイドとをゼロ価パラジウムを用いて反応させた。かくして、目的のチオフェン化合物（オリゴチオフェン）ＯＴ−１を得た。
化合物の同定は、ＮＭＲによった。オリゴチオフェンＯＴ−１のＮＭＲスペクトルを図１に示す。
【００２１】
【化７】
2004262850.tif 000006
【００２２】
【化８】
2004262850.tif 000007
【００２３】
（第２の実施例：液晶性オリゴチオフェンの合成例２）
本第２の実施例では、下記式４に示すように、前記合成例１に於いて出発物質を２−ブロモ−５−カルボキシメチル−チオフェンに代え、同様にして、オリゴチオフェンＯＴ−２を得た。尚、下記式４においても前記式３と同様に、表記を簡略化するために、炭素原子間三重結合（アセチレン結合）を三重線で表している。
化合物の同定は、ＮＭＲによった。オリゴチオフェンＯＴ−２のＮＭＲスペクトルを図２に示す。
【００２４】
【化９】
2004262850.tif 000008
【００２５】
【化１０】
2004262850.tif 000009
【００２６】
（第３の実施例：液晶性オリゴチオフェンの合成例３）
本第３の実施例では、前記合成例１に於いてターチエニルジブロマイドをヘキシルチエニルジブロマイドに変えた以外は同様にして化合物ＯＴ−３を合成した。このものは前記一般式１に於いてｎ＝２に該当する。
【００２７】
【化１１】
2004262850.tif 000010
【００２８】
（第４の実施例：液晶性オリゴチオフェンの合成例４）
本第４の実施例では、前記合成例１に於いて出発のチオフェンを３−エチル−チオフェンに変えた以外は同様にして化合物ＯＴ−４を得た。
【００２９】
【化１２】
2004262850.tif 000011
【００３０】
下記比較表は、以上のようにして得られたチオフェン化合物ＯＴ−１〜ＯＴ−４の特性を公知のチオフェン化合物と比較した表である。比較例として公知の下記サンプルＴ−４を用いた。
【００３１】
【化１３】
2004262850.tif 000012
【００３２】
【表１】
2004262850.tif 000013
【００３３】
前記比較表において、配向性の測定は定法によった。即ち、波長４８８ｎｍのＡｒレーザーを１／２波長板を用いてホリゾンタル偏光とし、焦点距離ｆ＝２００のレンズで集光しサンプルに対し垂直に照射した。サンプルセルを透過した光が遠方のスクリーンに形成した環状の干渉縞を観察した。
【００３４】
光配向性は、最初の干渉縞が現れた光強度を照射強度閾値と定義し、各サンプルＯＴ−１乃至ＯＴ−４と比較例Ｔ−４とを比較した。照射強度閾値が小さいほど配向性に優れることを示している。また、配向性の指数表示では、数字が大きいほど配向性が良好であることを示している。比較表１に示すように、各サンプルＯＴ−１乃至ＯＴ−４は比較例Ｔ−４よりも配向性が優れている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性に優れた新規なオリゴチオフェン化合物を提供することが可能になる。
また、本発明によれば、溶解性を有すると共に導電性に優れた新規なオリゴチオフェン化合物を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の例のＮＭＲスペクトルである。
【図２】本発明の第２の実施の例のＮＭＲスペクトルである。
【図１】
2004262850.tif 000017
【図２】
2004262850.tif 000018