(57)【要約】特定のポリマー化合物、ならびに光電池、発光ダイオード、発光トランジスタおよび電界効果トランジスタなどの有機およびハイブリッド光、光電子および／または電子デバイスにおける有機半導体としてのそれらの使用が開示される。開示された化合物は、例えば、光電池またはトランジスタにおいて使用されるときに電力変換効率、フィルファクター、開放回路電圧、電界効果移動度、オン／オフ動作電流比および／または空気安定性によって測定される、改善されたデバイス性能を提供することができる。開示された化合物は、一般的な溶媒で良好な溶解性を有することができ、溶液プロセスによるデバイス製造が可能となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
次式
【化８１】
2015517002.tif 000073
（式中、
Ｈｅｔは、それぞれ、任意選択で置換された５〜８員ヘテロアリール基または共有結合であり、
Ｈｅｔ’は、それぞれ、任意選択で置換された５〜８員ヘテロアリール基または共有結合であり、
ＲａおよびＲｂは、独立してＲ１および−Ｌ−Ａｒから選択され、
Ｒ１は、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択され、
Ｌは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択され、かつ
Ａｒは、任意選択で置換されたＣ６〜２０アリール基、または任意選択で置換された５〜２０員ヘテロアリール基であり、
πおよびπ’は、独立して、（ａ）任意選択で置換された電子豊富８〜２０員多環式ヘテロアリール基、（ｂ）直鎖共役リンカー、および（ｃ）
【化８２】
2015517002.tif 000074
からなる群から選択され、
ｐは１、２、３または４であり、
ｘおよびｙは、モル分率を表す実数であり、０．０５≦ｘ≦０．９５、０．０５≦ｙ≦０．９５であって、かつｘおよびｙの合計は約１であり、かつ
ｎは、２〜１０，０００の範囲の整数であるが、
ただし、以下の少なくとも１つは真である、すなわち、（ａ）ＨｅｔはＨｅｔ’とは異なる、（ｂ）ＲａはＲｂとは異なる、および（ｃ）πはπ’とは異なる）を有するポリマー。
【請求項２】
次式
【化８３】
2015517002.tif 000075
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｈ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、Ｒｄは、Ｈ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは、請求項１に定義される通りである）を有する、請求項１に記載のポリマー。
【請求項３】
次式
【化８４】
2015517002.tif 000076
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｈ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、Ｒｄは、Ｈ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは、請求項１に定義される通りである）を有する、請求項１に記載のポリマー。
【請求項４】
次式
【化８５】
2015517002.tif 000077
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｈ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは、請求項１に定義される通りである）を有する、請求項１に記載のポリマー。
【請求項５】
πおよび／またはπ’が、
【化８６】
2015517002.tif 000078
【化８７】
2015517002.tif 000079
【化８８】
2015517002.tif 000080
（式中、Ｒｂは、それぞれ、独立して、直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基である）からなる群から選択される任意選択で置換された電子豊富８〜２０員多環式ヘテロアリール基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項６】
πおよび／またはπ’が、
【化８９】
2015517002.tif 000081
（式中、Ｒｂは、それぞれ、Ｃ１〜４０アルキル基であることができる）からなる群から選択される直鎖共役リンカーである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項７】
πおよび／またはπ’が、
【化９０】
2015517002.tif 000082
であり、かつｐが、１、２、３または４である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項８】
Ｒａおよび／またはＲｂが、直鎖または分枝鎖Ｃ３〜２０アルキル基、直鎖または分枝鎖Ｃ４〜２０アルケニル基および直鎖または分枝鎖Ｃ３〜２０ハロアルキル基からなる群から選択されるＲ１基である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項９】
Ｒａおよび／またはＲｂが、
【化９１】
2015517002.tif 000083
からなる群から選択される、請求項８に記載のポリマー。
【請求項１０】
Ｒａおよび／またはＲｂが−Ｌ−Ａｒ基（式中、ＬおよびＡｒは請求項１に定義される通りである）である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマー。
【請求項１１】
Ａｒが、それぞれ、ハロゲン、−ＣＮおよびＬ’Ｒ’（式中、Ｌ’は、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合から選択され、かつ、Ｒ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択される）から独立して選択される１〜５個の基によって任意選択で置換されるフェニル基、チエニル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、チアジアゾリル基、フリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ピロリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基およびピラジニル基からなる群から選択される、任意選択で置換された５員もしくは６員アリールまたはヘテロアリール基である、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１２】
【化９２】
2015517002.tif 000084
が、次式
【化９３】
2015517002.tif 000085
（式中、Ｒ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択され、ｄは、０、１、２、３、４または５であり、かつＬ基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択される）によって表される、請求項１１に記載のポリマー。
【請求項１３】
【化９４】
2015517002.tif 000086
が、次式
【化９５】
2015517002.tif 000087
によって表わされ、前記部分
【化９６】
2015517002.tif 000088
は、
【化９７】
2015517002.tif 000089
（式中、いずれの炭素原子も、ハロゲン、−ＣＮまたはＬ’Ｒ’によって任意選択で置換され、Ｌ’は、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合からなる群から選択され、かつＲ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択される）からなる群から選択される、請求項１０に記載のポリマー。
【請求項１４】
次式
【化９８】
2015517002.tif 000090
（式中、ＲｂおよびＲｂ’は、異なる直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であり、２つのＲ１基は、同一の直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であり、ＲｃはそれぞれＣ１〜４０アルキル基であり、かつｘ、ｙおよびｎは、請求項１に定義される通りである）を有する、請求項１に記載のポリマー。
【請求項１５】
陽極、陰極、任意選択で１層または複数の陽極中間層、任意選択で１層または複数の陰極中間層、および前記陽極と前記陰極との間の、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポリマーを含んでなるポリマー半導体成分を含んでなる、有機光起電性デバイス。
【請求項１６】
前記ポリマー半導体成分が光活性であり、かつ電子受容体化合物および電子供与体化合物としてのポリマーを含んでなるブレンド材料を含んでなる、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記電子受容体化合物がフラーレン化合物である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記電子受容体化合物が電子輸送ポリマーである、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記電子輸送ポリマーが、ビス（イミド）アレーン単位を含んでなる、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記ビス（イミド）アレーン単位の前記アレーン基がナフタレンである、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
電力変換効率が少なくとも約５％である、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２２】
基板、陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間の、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポリマーを含んでなるポリマー半導体成分を含んでなる、有機発光ダイオード。
【請求項２３】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポリマーを含んでなるポリマー半導体成分、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極および誘電層を含んでなる有機トランジスタであって、前記誘電層が、１つ表面上で前記ポリマー半導体成分と接触し、別の表面上で前記ゲート電極と接触している有機トランジスタ。
【請求項２４】
前記有機トランジスタが有機発光トランジスタである、請求項２３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１２年３月２２日出願の米国特許出願第６１／６１４，３０２号明細書、２０１２年１１月８日出願の米国特許出願第６１／７２４，１４０号明細書、２０１２年１２月４日出願の米国特許出願第６１／７３３，４０４号明細書、および２０１２年１２月４日出願の米国特許出願第６１／７３３，４０６号明細書の優先権および利益を主張する。上記特許出願は、それぞれ、参照によって全内容が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
有機フォトボルタイクス（ＯＰＶ）および有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴ）などの新世代の光電子デバイスは、それらの活性成分として有機半導体を使用して製造される。商業的な関係から、これらの有機半導体をベースとするデバイスは、費用効果が優れている方法で加工可能でなければならない。
【０００３】
バルクヘテロ接合（ＢＨＪ）太陽電池は、一般に、それらがロールツーロール方式で、大規模な製造を使用して製造可能であるため、最も有望なＯＰＶ構造であると考えられる。ＢＨＪ太陽電池は、陽極と陰極との間に配置される光活性層を含み、この光活性層は、供与体材料および受容体材料を含んでいるブレンド膜から構成されている。最新技術のＢＨＪ太陽電池は、受容体材料としてフラーレンをベースとする化合物を使用する。典型的なフラーレンには、［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）または［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７１−ＢＭ）などの可溶化側鎖によって官能化されたＣ６０またはＣ７０「ブッキーボール（ｂｕｃｋｙ  ｂａｌｌ）」化合物が含まれる。ＢＨＪ太陽電池で使用される最も一般的な供与体材料は、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）である。しかしながら、Ｐ３ＨＴをベースとする電池が、５００ｎｍを超える低い光吸収のため、限られた効率を有することはよく知られている。さらにまた、Ｐ３ＨＴは空気安定性が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、当該技術において、ＯＰＶデバイスのための新規材料が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記を考慮して、本教示は、有機半導体材料として使用することができる新規のポリマー化合物を提供する。また、これらの化合物の調製および使用のための関連デバイスおよび関連方法も提供される。本化合物は、最適化された光吸収、良好な電荷輸送特徴および周囲条件下での化学安定性、低温加工性、一般的な溶媒での高い溶解性、ならびにプロセシング融通性（例えば、様々な溶液プロセスによって）などの特性を示すことができる。その結果、光活性層として１種または複数の本化合物を組み込む太陽電池などの光電子デバイスは、周囲条件下で高性能を示すことができ、例えば、低いバンドギャップ、高いフィルファクター、高い開放回路電圧および高い電力変換効率の１つまたは複数、好ましくはこれらの基準の全てを実証する。同様に、本明細書に記載される有機半導体材料を使用して、ＯＬＥＴなどの他の有機半導体をベースとするデバイスを効率的に製造することができる。
【０００６】
また本教示は、そのような化合物および半導体材料を調製する方法、ならびに本明細書に開示される化合物および半導体材料を組み込む様々な組成物、複合材およびデバイスを提供する。
【０００７】
本教示の上記および他の特徴および利点は、以下の図面、説明、実施例および請求の範囲からより完全に理解されるであろう。
【０００８】
以下に記載する図面が例示目的のみであることは理解されるべきである。図面は必ずしも一定の比率であるというわけではなく、一般に、本教示の原理を例示することが強調される。図面は、いずれかの様式に本教示の範囲を限定するように意図されない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、光活性層に（供与体および／または受容体材料として）１種または複数の本教示のポリマー化合物を組み込むことができる代表的な有機物光起電力デバイス（太陽電池としても知られる）の構造を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本出願を通して、組成物が特定の成分を有するか、含むか、または含んでなるものとして記載されるか、あるいはプロセスが特定のプロセス工程を有するか、含むか、または含んでなるものとして記載される場合、本教示の組成物が列挙された成分から本質的になるか、またはそれからなること、あるいは本教示のプロセスが列挙されたプロセス工程から本質的になるか、またはそれからなることも考えられる。
【００１１】
本願において、要素または成分が、列挙された要素または成分のリストに含まれて、かつ／またはそれから選択されると記載される場合、要素または成分が、列挙された要素または成分のいずれか１つであることができるか、あるいは要素または成分が、列挙された要素または成分のうちの２つ以上からなる群から選択されることができることは理解されるべきである。さらに、本明細書に記載される組成物、装置または方法の要素および／または特徴は、本明細書に明示されているか、または暗示されているかに関係なく、本教示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な様式で組み合わせることができることは理解されるべきである。
【００１２】
「含む」、「含んでいる」、「有する」、または「有している」という用語の使用は、一般に、他に具体的に明示されない限り、制限がなく、非限定的であるとして理解されるべきである。
【００１３】
本明細書において、単数の使用は、他に具体的に明示されない限り、複数を含む（その逆も同様）。そのほかに、定量的値の前に「約」という用語が使用される場合、本教示は、他に具体的に明示されない限り、具体的な定量的値それ自体も含む。本明細書に使用される場合、「約」という用語は、他に示されるか、推測されない限り、名目上の値から±１０％の変動を指す。
【００１４】
工程の順番または特定の行為を実行するための順番は、本教示が実施可能である限り、重要ではないことを理解すべきである。さらに、２つ以上の工程または行為が同時に実行されてもよい。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「ｐ型半導体材料」または「供与体」材料は、大多数の電流または電荷キャリアとして正孔を有する半導体材料、例えば、有機半導体材料を指す。いくつかの実施形態において、ｐ型半導体材料が基板上に析出される場合、それは約１０−５ｃｍ２／Ｖｓより高い正孔移動度を提供することができる。また電界効果デバイスの場合、ｐ型半導体は、約１０より高い電流オン／オフ比を示すことができる。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「ｎ型半導体材料」または「受容体」材料は、大多数の電流または電荷キャリアとして電子を有する半導体材料、例えば、有機半導体材料を指す。いくつかの実施形態において、ｎ型半導体材料が基板上に析出される場合、それは約１０−５ｃｍ２／Ｖｓより高い電子移動度を提供することができる。また電界効果デバイスの場合、ｎ型半導体は、約１０より高い電流オン／オフ比を示すことができる。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「移動度」は、電荷キャリア、例えば、ｐ型半導体材料の場合、正孔（または正電荷の単位）ｎ型半導体材料の場合、電子（または負電荷の単位）が、電界の影響下で材料を通して移動する速度の大きさを指す。このパラメーターは、デバイス構造次第であるが、電界効果デバイスまたは空間電荷制限電流測定を使用して測定することができる。
【００１８】
本明細書で使用される場合、半導電性材料として化合物を組み込むトランジスタが、化合物が一定期間にわたって周囲条件、例えば、空気、周囲温度および湿度に暴露されるときに、その初期の測定値でほぼ維持されるキャリア移動度を示す場合に、化合物は「周囲安定」または「周囲条件下で安定」と考えることができる。例えば、化合物を組み込むトランジスタが、３日、５日または１０日間にわたる空気、湿度および温度を含む周囲条件への曝露後に、その初期値から２０％より高く、または１０％を超えて変化しないキャリア移動度を示す場合、化合物は周囲安定であると記載することができる。
【００１９】
本明細書に使用される場合、フィルファクター（ＦＦ）は、実際の最大の入手可能な電力（ＰｍまたはＶｍｐ＊Ｊｍｐ）対理論的な（実際に入手可能ではない）電力（Ｊｓｃ＊Ｖｏｃ）の比率（パーセントとして与えられる）である。したがって、ＦＦは方程式を使用して決定することができる。
ＦＦ＝（Ｖｍｐ＊Ｊｍｐ）／（Ｊｓｃ＊Ｖｏｃ）
式中、ＪｍｐおよびＶｍｐは、それぞれ、最大出力点（Ｐｍ）における電流密度および電圧を表し、この点は、Ｊ＊Ｖが最大値になるまで回路の抵抗を変化させることによって得られる。ＪｓｃおよびＶｏｃは、それぞれ、短絡電流および開放回路電圧を表す。フィルファクターは、太陽電池の性能を評価することにおける鍵となるパラメーターである。市販の太陽電池は、典型的に約０．６０％以上のフィルファクターを有する。
【００２０】
本明細書に使用される場合、開回路電圧（Ｖｏｃ）は、外部負荷が連結されていない時のデバイスの陽極と陰極との間の電位の差異である。
【００２１】
本明細書に使用される場合、太陽電池の電力変換効率（ＰＣＥ）は、入射光線から電力に変換された電力のパーセントである。太陽電池のＰＣＥは、標準試験条件（ＳＴＣ）下、太陽電池の表面積（Ａｃ、ｍ２）で、最大出力点（Ｐｍ）を入力光線放射照度（Ｅ、Ｗ／ｍ２）で割ることによって算出することができる。ＳＴＣは、典型的に、２５℃の温度およびエアマス１．５（ＡＭ１．５）スペクトルによる１０００Ｗ／ｍ２の放射照度を指す。
【００２２】
本明細書で使用される場合、光子を吸収して光電流の生成のために励起子を生じることができる１種または複数の化合物を成分（薄膜層など）が含有する場合、それは「光活性である」と考えることができる。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「溶液加工可能」とは、スピンコーティング、印刷（例えば、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷など）、スプレーコーティング、エレクトロスプレーコーティング、ドロップキャスティング、ディップコーティングおよびブレードコーティングを含む様々な溶液相プロセスに使用することができる化合物（例えば、ポリマー）、材料または組成物を指す。
【００２４】
本明細書で使用される場合、「半結晶質ポリマー」は、溶融状態からの冷却時または溶液からの析出時のいずれかに、徐冷または低溶媒蒸発速度などの動力学的に好ましい条件を受けたときに少なくとも部分的に結晶化する固有の傾向を有するポリマーを指す。結晶化またはそれらの欠如は、いくつかの分析方法、例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）および／またはＸ線回折（ＸＲＤ）を使用することによって容易に識別することができる。
【００２５】
本明細書で使用される場合、「焼き鈍し」は、１００秒より長い時間、周囲または減圧／増圧下での半結晶質ポリマー膜への析出後の熱処理を指し、「焼き鈍し温度」は、ポリマー膜が焼き鈍しのプロセスの間に少なくとも６０秒間暴露される最大温度を指す。いずれかの特定の理論によって拘束されることを望むことなく、焼き鈍しがポリマー膜の結晶化度の増加をもたらすことができ、可能であれば、それによって電界効果移動度を増加させると考えられる。結晶化度の増加は、例えば、析出された膜および焼き鈍しされた膜の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）またはＸ線回折（ＸＲＤ）測定を組み合わせることによって、いくつかの方法によって監視することができる。
【００２６】
本明細書に使用される場合、「ポリマー化合物」（または「ポリマー」）は、共有化学結合によって結合された１つまたは複数の繰り返し単位を複数含む分子を指す。ポリマー化合物は、一般式：
【化１】
2015517002.tif 000002
（式中、Ｍは繰り返し単位またはモノマーである）によって表すことができる。ポリマー化合物は、１種類のみの繰り返し単位、ならびに２種類以上の異なる繰り返し単位を有することができる。ポリマー化合物が１種類のみの繰り返し単位を有する場合、ホモポリマーと呼ぶことができる。ポリマー化合物が２種類以上の異なる繰り返し単位を有する場合、その代わりに、「コポリマー」または「コポリマー化合物」という用語を使用することができる。例えば、コポリマー化合物は、
【化２】
2015517002.tif 000003
（式中、ＭａおよびＭｂは２つの異なる繰り返し単位を表す）の繰り返し単位を含むことができる。他に明記されない限り、コポリマーの繰り返し単位の集合は、ヘッドトゥーテール（ｈｅａｄ−ｔｏ−ｔａｉｌ）、ヘッドトゥーヘッド（ｈｅａｄ−ｔｏ−ｈｅａｄ）またはテールトゥーテール（ｔａｉｌ−ｔｏ−ｔａｉｌ）であることができる。加えて、他に明記されていない限り、コポリマーはランダムコポリマー、交互コポリマーまたはブロックコポリマーであることができる。例えば、一般式：
【化３】
2015517002.tif 000004
を使用して、コポリマー中にｘモルのＭａフラクションおよびｙモルのＭｂフラクションを有する、ＭａおよびＭｂのコポリマーを表すことができ、コモノマーのＭａおよびＭｂが繰り返す様式が、交互、ランダム、レジオランダム、レジオレギュラーまたはブロックであることができる。その組成に加えて、ポリマー化合物は、重合度（ｎ）およびモル質量（例えば、測定技術次第で数平均分子量（Ｍｎ）および／または重量平均分子量（Ｍｗ））によって、さらに特徴づけることができる。
【００２７】
本明細書で使用される場合、「ハロ」または「ハロゲン」は、フルオロ、クロロ、ブロモおよびヨードを指す。
【００２８】
本明細書に使用される場合、「オキソ」は、二重結合の酸素（すなわち＝Ｏ）を指す。
【００２９】
本明細書で使用される場合、「アルキル」は直鎖または分枝鎖飽和炭化水素基を指す。アルキル基の例には、メチル（Ｍｅ）、エチル（Ｅｔ）、プロピル（例えば、ｎ−プロピルおよびイソプロピル）、ブチル（例えば、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル）、ペンチル基（例えば、ｎ−ペンチル、イソ−ペンチル、ネオ−ペンチル）、ヘキシル基などが含まれる。様々な実施形態において、アルキル基は１〜４０個の炭素原子（すなわち、Ｃ１〜４０アルキル基）、例えば１〜２０個の炭素原子（すなわち、Ｃ１〜２０アルキル基）を有することができる。いくつかの実施形態において、アルキル基は１〜６個の炭素原子を有することができ、これは「低級アルキル基」と記載されることができる。低級アルキル基の例には、メチル、エチル、プロピル（例えば、ｎ−プロピルおよびイソプロピル）、ならびにブチル（例えばｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル）が含まれる。いくつかの実施形態において、アルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。アルキル基は、一般に、別のアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基によって置換されない。
【００３０】
本明細書で使用される場合、「ハロアルキル」は、１個または複数のハロゲン置換基を有するアルキル基を指す。様々な実施形態において、ハロアルキル基は、１〜４０個の炭素原子（すなわち、Ｃ１〜４０ハロアルキル基）、例えば、１〜２０個の炭素原子（すなわち、Ｃ１〜２０ハロアルキル基）を有することができる。ハロアルキル基の例には、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、ＣＨＦ２、ＣＨ２Ｆ、ＣＣｌ３、ＣＨＣｌ２、ＣＨ２Ｃｌ、Ｃ２Ｃｌ５などが含まれる。ペルハロアルキル基、すなわち、全ての水素原子がハロゲン原子によって置換されたアルキル基（例えば、ＣＦ３およびＣ２Ｆ５）は、「ハロアルキル」の定義に含まれる。例えば、Ｃ１〜４０ハロアルキル基は、式−ＣｓＨ２ｓ＋１−ｔＸ０ｔ（式中、Ｘ０は、それぞれ、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩであり、ｓは１〜４０の範囲の整数であり、かつｔは１〜８１の範囲の整数であるが、ｔが２ｓ＋１以下であることを条件とする）を有することができ、ペルハロアルキル基ではないハロアルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００３１】
本明細書で使用される場合、「アルコキシ」は−Ｏ−アルキル基を指す。アルコキシ基の例は、限定されないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ（例えば、ｎ−プロポキシおよびイソプロポキシ）、ｔ−ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ基などが含まれる。−Ｏ−アルキル基中のアルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００３２】
本明細書で使用される場合、「アルキルチオ」は−Ｓ−アルキル基を指す。アルキルチオ基の例には、限定されないが、メチルチオ、チオエチル、プロピルチオ（例えば、ｎ−プロピルチオおよびイソプロピルチオ）、ｔ−ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ基などが含まれる。−Ｓ−アルキル基中のアルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００３３】
本明細書で使用される場合、「アルケニル」は、１個または複数の炭素−炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖アルキル基を指す。アルケニル基の例には、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ブタジエニル、ペンタジエニル、ヘキサジエニル基などが含まれる。１個または複数の炭素−炭素二重結合は、内部（２−ブテンなど）または末端（１−ブテンなど）であることができる。様々な実施形態において、アルケニル基は、２〜４０個の炭素原子（すなわち、Ｃ２〜４０アルケニル基）、例えば、２〜２０個の炭素原子（すなわち、Ｃ２〜２０アルケニル基）を有することができる。いくつかの実施形態において、アルケニル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。アルケニル基は、一般に、別のアルケニル基、アルキル基またはアルキニル基によって置換されない。
【００３４】
本明細書で使用される場合、「アルキニル」は、１個または複数の炭素−炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖アルキル基を指す。アルキニル基の例には、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルなどが含まれる。１個または複数の炭素−炭素三重結合は、内部（２−ブチンなど）または末端（１−ブチンなど）であることができる。様々な実施形態において、アルキニル基は、２〜４０個の炭素原子（すなわち、Ｃ２〜４０アルキニル基）、例えば、２〜２０個の炭素原子（すなわち、Ｃ２〜２０アルキニル基）を有することができる。いくつかの実施形態において、アルキニル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。アルキニル基は、一般に、別のアルキニル基、アルキル基またはアルケニル基によって置換されない。
【００３５】
本明細書で使用される場合、「環式部分」は、１個または複数（例えば、１〜６個）の炭素環または複素環式環を含むことができる。環式部分は、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基であることができ（すなわち、飽和結合のみを含むことができるか、あるいは芳香族性に関係なく１個または複数の不飽和結合を含むことができる）、それぞれ、例えば、３〜２４個の環原子を含み、かつ任意選択で本明細書に記載されるように置換可能である。環式部分が「単環式部分」である実施形態において、「単環式部分」は、３〜１４員芳香族または非芳香族、炭素環または複素環式環を含むことができる。単環式部分は、例えば、フェニル基または５員もしくは６員ヘテロアリール基を含むことができ、それぞれは任意選択で本明細書に記載されるように置換可能である。環式部分が「多環式部分」である実施形態において、「多環式部分」は互いに縮合し（すなわち、結合を共有する）、かつ／あるいはスピロ原子、または１個もしくはそれ以上の架橋原子を通して互いに結合した２個以上の環を含むことができる。多環式部分は、Ｃ８〜２４アリール基または８〜２４員ヘテロアリール基などの８〜２４員芳香族または非芳香族、炭素環または複素環式環を含むことができ、それぞれは任意選択で本明細書に記載されるように置換可能である。
【００３６】
本明細書で使用される場合、「縮合環」または「縮合環部分」は、環の少なくとも１個が芳香族である少なくとも２個の環を有する多環式環系を指し、そのような芳香環（炭素環または複素環式）は、芳香族または非芳香族、および炭素環または複素環式であることが可能な少なくとも１個の他の環との結合を有する。これらの多環式環系は高度にπ共役可能であり、任意選択で本明細書に記載されるように置換される。
【００３７】
本明細書で使用される場合、「シクロアルキル」は、環化されたアルキル、アルケニルおよびアルキニル基を含む非芳香族炭素環式基を指す。様々な実施形態において、シクロアルキル基は、３〜２４個の炭素原子、例えば、３〜２０個の炭素原子を有することができる（例えば、Ｃ３〜１４シクロアルキル基）。シクロアルキル基は、単環式（例えば、シクロヘキシル）または多環式（例えば、縮合、架橋および／またはスピロ環系を含有する）であることができ、炭素原子は環系の中、または外に位置する。シクロアルキル基のいずれかの適切な環位置は、定義された化学構造に共有結合によって結合可能である。シクロアルキル基の例には、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、シクロヘプチル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニル、シクロヘプタトリエニル、ノルボルニル、ノルピニル、ノルカルイル、アダマンチルおよびスピロ［４．５］デカニル基、ならびにそれらの相同物、異性体などが含まれる。いくつかの実施形態において、シクロアルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００３８】
本明細書で使用される場合、「ヘテロ原子」は、炭素または水素以外のいずれかの元素の原子を指し、例えば、窒素、酸素、シリコン、硫黄、リンおよびセレンを含む。
【００３９】
本明細書で使用される場合、「シクロヘテロアルキル」は、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｎ、ＰおよびＳｉ（例えばＯ、ＳおよびＮ）から選択される少なくとも１個の環ヘテロ原子を含有し、かつ任意選択で１個または複数の二重または三重結合を含有する非芳香族化合物シクロアルキル基を指す。シクロヘテロアルキル基は、３〜２４個の環原子、例えば、３〜２０個の環原子を有することができる（例えば、３〜１４員シクロヘテロアルキル基）。シクロヘテロアルキル環中の１個または複数のＮ、Ｐ、ＳまたはＳｅ原子（例えば、ＮまたはＳ）は、酸化されてもよい（例えば、モルホリンＮ−酸化物、チオモルホリンＳ−酸化物、チオモルホリンＳ，Ｓ−二酸化物）。いくつかの実施形態において、シクロヘテロアルキル基の窒素またはリン原子は、置換基、例えば、本明細書に記載されるように、水素原子、アルキル基または他の置換基を有することが可能である。シクロヘテロアルキル基は、オキソピペリジル、オキソオキサゾリジル、ジオキソ−（１Ｈ，３Ｈ）−ピリミジル、オキソ−２（１Ｈ）−ピリジルなどの１個または複数のオキソ基を含有することもできる。シクロヘテロアルキル基の例には、とりわけ、モルホリニル、チオモルホリニル、ピラニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、オキサゾリジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピロリジニル、ピロリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、ピペリジニル、ピペラジニルなどが含まれる。いくつかの実施形態において、シクロヘテロアルキル基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００４０】
本明細書で使用される場合、「アリール」は、２個以上の芳香族炭化水素環が一緒に縮合する（すなわち、共通の結合を有する）か、あるいは少なくとも１個の芳香族単環式炭化水素環が１個または複数のシクロアルキルおよび／またはシクロヘテロアルキル環に縮合する芳香族単環式炭化水素環系または多環式環系を指す。アリール基は、その環系で６〜２４個の炭素原子を有することができ（例えば、Ｃ６〜２０アリール基）、それは複数の縮合環を含むことができる。いくつかの実施形態において、多環式アリール基は、８〜２４個の炭素原子を有することができる。アリール基のいずれかの適切な環位置は、定義された化学構造に共有結合することができる。芳香族炭素環式環のみを有するアリール基の例には、フェニル、１−ナフチル（二環式）、２−ナフチル（二環式）、アントラセニル（三環式）、フェナントレニル（三環式）、ペンタセニル（五環式）などの基が含まれる。少なくとも１個の芳香族炭素環式環が１個または複数のシクロアルキルおよび／またはシクロヘテロアルキル環に縮合する多環式環系の例には、特に、シクロペンタン（すなわち、５，６−二環式シクロアルキル／芳香環系であるインダニル基）、シクロヘキサン（すなわち、６，６−二環式シクロアルキル／芳香環系であるテトラヒドロナフチル基）、イミダゾリン（すなわち、５，６−二環式シクロヘテロアルキル／芳香環系であるベンズイミダゾリニル基）、およびピラン（すなわち、６，６−二環式シクロヘテロアルキル／芳香環系であるクロメニル基）のベンゾ誘導体が含まれる。アリール基の他の例には、ベンゾジオキサニル、ベンゾジオキソリル、クロマニル、インドリニル基などが含まれる。いくつかの実施形態において、アリール基は、本明細書に記載されるように置換可能である。いくつかの実施形態において、アリール基は１個または複数のハロゲン置換基を有することが可能であり、「ハロアリール」基と呼ばれることができる。ペルハロアリール基、すなわち、水素原子の全てがハロゲン原子によって置換されたアリール基（例えば、−Ｃ６Ｆ５）、「ハロアリール」の定義に含まれる。特定の実施形態において、アリール基は別のアリール基によって置換されて、ビアリール基と呼ばれることができる。ビアリール基中の各アリール基は、本明細書に開示されるように置換可能である。
【００４１】
本明細書で使用される場合、「アリールアルキル」は、アリールアルキル基がアルキル基を通して定義された化学構造に共有結合する−アルキルアリール基を指す。アリールアルキル基は、−Ｙ−Ｃ６〜１４アリール基（式中、Ｙは本明細書に定義される通りである）の定義の範囲内である。アリールアルキル基の例は、ベンジル基（−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ５）である。アリールアルキル基は任意選択で置換可能であり、すなわち、アリール基および／またはアルキル基が本明細書に開示されるように置換可能である。
【００４２】
本明細書で使用される場合、「ヘテロアリール」は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、シリコン（Ｓｉ）およびセレン（Ｓｅ）から選択される少なくとも１個の環ヘテロ原子を含有する芳香族単環式環系、または環系に存在する環の少なくとも１個が芳香族であり、かつ少なくとも１個の環ヘテロ原子を含有する多環式環系を指す。多環式ヘテロアリール基は、一緒に縮合した２個以上のヘテロアリール環を有するもの、ならびに１個または複数の芳香族炭素環式環、非芳香族炭素環式環および／または非芳香族シクロヘテロアルキル環に縮合した少なくとも１個の単環式ヘテロアリール環を有するものを含む。ヘテロアリール基は、全体として、例えば、５〜２４個の環原子を有することができ、１〜５個の環ヘテロ原子を含有することができる（すなわち、５〜２０員ヘテロアリール基）。ヘテロアリール基は、安定な構造をもたらす、いずれかのヘテロ原子または炭素原子において定義された化学構造に結合することができる。一般に、ヘテロアリール環はＯ−Ｏ、Ｓ−ＳまたはＳ−Ｏ結合を含有しない。しかしながら、ヘテロアリール基中の１個または複数のＮまたはＳ原子は酸化可能である（例えば、ピリジンＮ−酸化物、チオフェンＳ−酸化物、チオフェンＳ，Ｓ−二酸化物）。ヘテロアリール基の例には、例えば、以下：
【化４】
2015517002.tif 000005
（式中、Ｔは、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、Ｎ−アルキル、Ｎ−アリール、Ｎ−（アリールアルキル）（例えば、Ｎ−ベンジル）、ＳｉＨ２、ＳｉＨ（アルキル）、Ｓｉ（アルキル）２、ＳｉＨ（アリールアルキル）、Ｓｉ（アリールアルキル）２またはＳｉ（アルキル）（アリールアルキル）である）で示される５員または６員単環式、および５〜６員二環式環系が含まれる。そのようなヘテロアリール環の例には、ピロリル、フリル、チエニル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアゾリル、テトラゾイル、ピラゾリル、イミダゾリル、イソチアゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソキサゾリル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、インドリル、イソインドリル、ベンゾフリル、ベンゾチエニル、キノリル、２−メチルキノリル、イソキノリル、キノキサリル、キナゾリル、ベンゾトリアゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンズイソチアゾリル、ベンズイソキサゾリル、ベンゾキサジアゾリル、ベンゾキサゾリル、シンノリニル、１Ｈ−インダゾリル、２Ｈ−インダゾリル、インドリジニル、イソベンゾフイル、ナフチリジニル、フタラジニル、プテリジニル、プリニル、オキサゾロピリジニル、チアゾロピリジニル、イミダゾピリジニル、フロピリジニル、チエノピリジニル、ピリドピリミジニル、ピリドピリダジニル、チエノチアゾリル、チエノキサゾリル、チエノイミダゾリル基などが含まれる。ヘテロアリール基のさらなる例には、４，５，６，７−テトラヒドロインドリル、テトラヒドロキノリニル、ベンゾチエノピリジニル、ベンゾフロピリジニル基などが含まれる。いくつかの実施形態において、ヘテロアリール基は、本明細書に記載されるように置換可能である。
【００４３】
本教示の化合物は、本明細書において、２個の他の部分と共有結合を形成することが可能な結合基として定義される「二価の基」を含むことができる。例えば、本教示の化合物は、二価Ｃ１〜２０アルキル基（例えば、メチレン基）、二価Ｃ２〜２０アルケニル基（例えば、ビニリル基）、二価Ｃ２〜２０アルキニル基（例えば、エチニリル基）、二価Ｃ６〜１４アリール基（例えば、フェニリル基）、二価３〜１４員シクロヘテロアルキル基（例えば、ピロリジリル）、および／または二価５〜１４員ヘテロアリール基（例えば、チエニリル基）を含むことができる。一般に、化学基（例えば、−Ａｒ−）は、基の前後に２つの結合の含有によって二価であると理解される。
【００４４】
置換基の全ての一般的な種類を反映する数百の最も一般的な置換基の電子供与または電子求引性は、決定され、定量化され、公開されている。電子供与および電子求引性の最も一般的な定量化は、Ｈａｍｍｅｔｔ  σ値に関する。水素はゼロのＨａｍｍｅｔｔ  σ値を有するが、他の置換基は、それらの電子求引性または電子供与性に直接関係して正または負に増加するＨａｍｍｅｔｔ  σ値を有する。負のＨａｍｍｅｔｔ  σ値を有する置換基は、電子供与性であると考えられ、正のＨａｍｍｅｔｔ  σ値を有するものは電子求引性であると考えられる。Ｌａｎｇｅ’ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第１２版，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，１９７９，の表３〜１２、第３−１３４ページ〜第３−１３８ページを参照のこと。これは、多数の一般的な置換基のＨａｍｍｅｔｔ  σ値を記載しており、本明細書に参照によって組み込まれる。
【００４５】
「電子受容基」という用語は、本明細書において、「電子受容体」および「電子求引性基」と同義的に使用することができることを理解すべきである。特に、「電子求引性基」（「ＥＷＧ」）または「電子受容基」または「電子受容体」は、それが分子において同一の位置を占有する場合、水素原子よりも、それ自体へと電子を引き寄せる官能基を指す。電子−求引性基の例には、限定されないが、ハロゲンまたはハロ（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＮＣ、−Ｓ（Ｒ０）２＋、−Ｎ（Ｒ０）３＋、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ２Ｒ０、−ＳＯ３Ｒ０、−ＳＯ２ＮＨＲ０、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ０）２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＲ０、−ＣＯＯＲ０、−ＣＯＮＨＲ０、−ＣＯＮ（Ｒ０）２、Ｃ１〜４０ハロアルキル基、Ｃ６〜１４アリール基および５〜１４員電子不足ヘテロアリール基が含まれ、式中、Ｒ０は、Ｃ１〜２０アルキル基、Ｃ２〜２０アルケニル基、Ｃ２〜２０アルキニル基、Ｃ１〜２０ハロアルキル基、Ｃ１〜２０アルコキシ基、Ｃ６〜１４アリール基、Ｃ３〜１４シクロアルキル基、３〜１４員シクロヘテロアルキル基、および５〜１４員ヘテロアリール基であり、それぞれ、本明細書に記載されるように任意選択で置換可能である。例えば、Ｃ１〜２０アルキル基、Ｃ２〜２０アルケニル基、Ｃ２〜２０アルキニル基、Ｃ１〜２０ハロアルキル基、Ｃ１〜２０アルコキシ基、Ｃ６〜１４アリール基、Ｃ３〜１４シクロアルキル基、３〜１４員シクロヘテロアルキル基、および５〜１４員ヘテロアリール基は、それぞれ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＮＣ、−Ｓ（Ｒ０）２＋、−Ｎ（Ｒ０）３＋、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＯ２Ｒ０、−ＳＯ３Ｒ０、−ＳＯ２ＮＨＲ０、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ０）２、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＲ０、−ＣＯＯＲ０、−ＣＯＮＨＲ０および−ＣＯＮ（Ｒ０）２などの１〜５個の小さい電子求引性基によって任意選択で置換可能である。
【００４６】
「電子供与基」という用語は、本明細書において、「電子供与体」と同義的に使用することができることを理解すべきである。特に、「電子供与基」または「電子供与体」は、それが分子において同一の位置を占有する場合、水素原子よりも、近隣の原子へと電子を供与する官能基を指す。電子供与基の例には、−ＯＨ、−ＯＲ０、−ＮＨ２、−ＮＨＲ０、−Ｎ（Ｒ０）２および５〜１４員の電子豊富なヘテロアリール基が含まれ、式中、Ｒ０は、Ｃ１〜２０アルキル基、Ｃ２〜２０アルケニル基、Ｃ２〜２０アルキニル基、Ｃ６〜１４アリール基またはＣ３〜１４シクロアルキル基である。
【００４７】
様々な未置換のヘテロアリール基は、電子豊富（またはπ過剰）または電子不足（またはπ不足）として記載されることができる。そのような分類は、ベンゼンの炭素原子のものと比較した、各環原子上の平均電子密度に基づく。電子豊富な系の例には、フラン、ピロールおよびチオフェンなどの１個のヘテロ原子を有する５員ヘテロアリール基、ならびにベンゾフラン、ベンゾピロールおよびベンゾチオフェンなどのそれらのベンゾ縮合対応物が含まれる。電子不足系の例には、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジンなどの１個以上のヘテロ原子を有する６員ヘテロアリール基、ならびにキノリン、イソキノリン、キノキサリン、シンノリン、フタラジン、ナフチリジン、キナゾリン、フェナントリジン、アクリジンおよびプリンなどのそれらのベンゾ縮合対応物が含まれる。混合された複素環式芳香族環は、環の１個または複数のヘテロ原子の種類、数および位置次第でいずれかのクラスに属することができる。Ｋａｔｒｉｔｚｋｙ，Ａ．ＲおよびＬａｇｏｗｓｋｉ，Ｊ．Ｍ．，Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９６０）を参照のこと。
【００４８】
本明細書の様々な場所で、置換基は群または範囲で開示される。説明にはそのような群および範囲の部員のそれぞれおよび全ての個々の部分的組み合わせも含まれることが具体的には意図される。例えば、「Ｃ１〜６アルキル」という用語は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ１〜Ｃ６、Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１〜Ｃ２、Ｃ２〜Ｃ６、Ｃ２〜Ｃ５、Ｃ２〜Ｃ４、Ｃ２〜Ｃ３、Ｃ３〜Ｃ６、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ３〜Ｃ４、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ４〜Ｃ５およびＣ５〜Ｃ６アルキルを個々に開示することを具体的に意図される。他の例として、０〜４０の範囲の整数は、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９および４０を個々に開示するように具体的には意図され、１〜２０の範囲の整数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９および２０を個々に開示するように具体的には意図される。さらなる例には、「１〜５個の置換基によって任意選択で置換される」という句は、０、１、２、３、４、５、０〜５、０〜４、０〜３、０〜２、０〜１、１〜５、１〜４、１〜３、１〜２、２〜５、２〜４、２〜３、３〜５、３〜４および４〜５個の置換基を含むことが可能な化学基を個々に開示するように具体的には意図されることが含まれる、。
【００４９】
本明細書に記載される化合物は、非対称原子を含有することができ（またキラル中心として記載される）、化合物のいくつかは、２個以上の非対称原子または中心を含有することができ、したがって、光学異性体（鏡像異性体）および幾何異性体（ジアステレオ異性体）を生じさせることができる。本教示は、そのような光学および幾何異性体を含み、それらのそれぞれの分割された鏡像異性的またはジアステレオ異性的に純粋な異性体（例えば、（＋）または（−）立体異性体）およびそれらのラセミ混合物、ならびに鏡像異性体およびジアステレオ異性体の他の混合物を含む。いくつかの実施形態において、光学異性体は、例えば、キラル分離、ジアステレオ異性塩形成、速度論的光学分割および非対称合成を含む当業者に既知の標準手順によって、鏡像異性的に濃縮されたか、または純粋な形態で得ることができる。本教示は、アルケニル部分（例えば、アルケン、アゾおよびイミン）を含有する化合物のｃｉｓおよびｔｒａｎｓ異性体を包含する。また、本教示の化合物が、純粋な形態の全ての可能なレジオ異性体およびそれらの混合物を包含することは理解されなければならない。いくつかの実施形態において、本化合物の調製は、例えば、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、疑似移動床クロマトグラフィーおよび高性能液体クロマトグラフィーの１つまたは複数を使用することによる、当業者に既知の標準分離手順を使用するそのような異性体の分離を含むことができる。しかしながら、レジオ異性体の混合物は、本明細書に記載される本教示の各個のレジオ異性体の使用および／または当業者に既知の各個のレジオ異性体の使用と同様に使用することができる。
【００５０】
他に具体的に明示されない限り、１つのレジオ異性体の描写には、他のいずれかのレジオ異性体およびいずれかのレジオ異性体混合物が含まれることが具体的に考えられる。
【００５１】
本明細書で使用される場合、「脱離基」（「ＬＧ」）は、例えば、置換または脱離反応の結果として安定な種として置換可能である、荷電した、または荷電していない原子（または原子の群）を指す。脱離基の例には、限定されないが、ハロゲン（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、アジド（Ｎ３）、チオシアネート（ＳＣＮ）、ニトロ（ＮＯ２）、シアネート（ＣＮ）、水（Ｈ２Ｏ）、アンモニア（ＮＨ３）およびスルホネート基（例えば、ＯＳＯ２−Ｒ、（式中、Ｒは、それぞれ任意選択でＣ１〜１０アルキル基および電子求引性基から独立して選択される１〜４個の基によって置換されたＣ１〜１０アルキル基またはＣ６〜１４アリール基であることができる））、例えば、トシレート（トルエンスルホネート、ＯＴ）、メシレート（メタンスルホネート、ＯＭ）、ブロシレート（ｐ−ブロモベンゼンスルホネート、ＯＢ）、ノシレート（４−ニトロベンゼンスルホネート、ＯＮ）およびトリフレート（トリフルオロメタンスルホネート、ＯＴｆ）が含まれる。
【００５２】
明細書を通して、構造は化学名で提示されても、化学名で提示されなくてもよい。何等かの疑問が命名法に関して生じる場合、構造が優先である。
【００５３】
本教示は、有機半導体材料として使用することができるポリマー化合物に関する。本化合物は、様々な一般的な有機溶媒中での良好な溶解性および空気中での良好な安定性を有することができる。限定されないが、光起電性またな太陽電池、発光ダイオードおよび発光トランジスタを含む、光または光電子デバイスに組み込まれる場合、本化合物は、様々な所望の性能特性を与えることができる。例えば、本化合物が太陽電池（例えばバルクヘテロ接合デバイス）の光活性層で使用される場合、太陽電池は、高い電力変換効率（例えば約４．０％以上、好ましくは約５．０％以上、より好ましくは約６％以上）を示すことができる。
【００５４】
より詳しくは、本ポリマーは、次式
【化５】
2015517002.tif 000006
（式中、
Ｈｅｔは、それぞれ、任意選択で置換された５〜８員ヘテロアリール基または共有結合であり、
Ｈｅｔ’は、それぞれ、任意選択で置換された５〜８員ヘテロアリール基または共有結合であり、
ＲａおよびＲｂは、独立してＲ１および−Ｌ−Ａｒから選択され、
Ｒ１は、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択され、
Ｌは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択され、かつ
Ａｒは、任意選択で置換されたＣ６〜２０アリール基、または任意選択で置換された５〜２０員ヘテロアリール基であり、
πおよびπ’は、独立して、（ａ）任意選択で置換された電子豊富８〜２０員多環式ヘテロアリール基、（ｂ）直鎖共役リンカー、および（ｃ）
【化６】
2015517002.tif 000007
からなる群から選択され、
ｐは１、２、３または４であり、
ｘおよびｙは、モル分率を表す実数であり、０．０５≦ｘ≦０．９５、０．０５≦ｙ≦０．９５であって、かつｘおよびｙの合計は約１であり、かつ
ｎは、２〜１０，０００の範囲、例えば３〜５，０００、好ましくは５〜５，０００、より好ましくは１０〜５，０００の範囲の整数であるが、
ただし、以下の少なくとも１つは真である：（ａ）ＨｅｔはＨｅｔ’とは異なる、（ｂ）ＲａはＲｂとは異なる、（ｃ）πはπ’とは異なる）によって表すことができる。
【００５５】
したがって、本ポリマーは、繰り返し単位が、それぞれ、Ｎ置換ビチオフェンイミド部分および少なくとも１個の電子豊富部分を含む、２つの異なる繰り返し単位を含むランダムポリマーとして記載することができる。２つの異なる繰り返し単位は、Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’基の置換、ＨｅｔおよびＨｅｔ’基の同一性、ビチオフェンイミド部分（ＲａおよびＲｂ）の置換、πおよびπ’基の同一性、および／またはπおよびπ’基の置換によって異なることができる。様々な実施形態において、本ポリマーは、約１，０００〜約５００，０００、例えば、約３，０００〜約３００，０００の範囲の分子量を有することができる。
【００５６】
特定の実施形態において、ＨｅｔおよびＨｅｔ’は、チエニル基を含んでなることができ、本ポリマーは、次式
【化７】
2015517002.tif 000008
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ１〜４０アルキル基であり、Ｒｄは、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）によって表すことができる。例えば、ＲｃおよびＲｄが同一のＣ１〜４０アルキル基である実施形態において、２つの繰り返し単位は、異なるＲａおよびＲｂ基および／または異なるπおよびπ’基を有することによって異なることができる。他の実施形態において、ＲｃおよびＲｄは異なることができ（例えば、ＲｃはＣ１〜４０アルキル基であることができ、ＲｄはＨであることができるか、またはＲｃおよびＲｄは、異なるＣ１〜４０アルキル基であることができる）、そのような場合、ＲａおよびＲｂは、互いに同一であることができるか、または互いと異なることができ、πおよびπ’は、同一であることができるか、または互いと異なることができる。特定の実施形態において、Ｈｅｔは、それぞれ、塩素化チエニル基またはアルキル化チエニル基（すなわち、ＲｃはＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基である）であることができる。
【００５７】
特定の実施形態において、ＨｅｔおよびＨｅｔ’はチエノチエニル基を含んでなることができ、本ポリマーは次式
【化８】
2015517002.tif 000009
（式中、Ｒｃは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ１〜４０アルキル基であり、Ｒｄは、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは本明細書に定義される通りである）によって表すことができる。例えば、ＲｃおよびＲｄが同一のＣ１〜４０アルキル基である実施形態において、２つの繰り返し単位は、異なるＲａおよびＲｂ基および／または異なるπおよびπ’基を有することによって異なることができる。他の実施形態において、ＲｃおよびＲｄは異なることができ（例えば、ＲｃはＣ１〜４０アルキル基であることができ、ＲｄはＨであることができるか、またはＲｃおよびＲｄは、異なるＣ１〜４０アルキル基であることができる）、そのような場合、ＲａおよびＲｂは、互いに同一であることができるか、または互いと異なることができ、πおよびπ’は、同一であることができるか、または互いと異なることができる。特定の実施形態において、Ｈｅｔは、それぞれ、塩素化チエニル基またはアルキル化チエニル基（すなわち、ＲｃはＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基である）であることができる。
【００５８】
特定の実施形態において、ＨｅｔおよびＨｅｔ’の１つは共有結合であることができ、本ポリマーは次式
【化９】
2015517002.tif 000010
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であり、かつＲａ、Ｒｂ、π、π’、ｘ、ｙおよびｎは本明細書に定義される通りである）によって表すことができる。特に、ＲａおよびＲｂは、互いに同一であることができるか、または互いと異なることができ、πおよびπ’は、同一であることができるか、または互いと異なることができる。
【００５９】
電子豊富部分πおよびπ’は、上記Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびＲａ／Ｒｂの定義次第で、同一であることができるか、または異なることができる。例えば、Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびＲａ／Ｒｂの少なくとも１個が異なる場合、πおよびπ’は同一であることができるか、または異なることができる。しかしながら、Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびＲａ／Ｒｂが同一である実施形態において、πおよびπ’は、異なる基を表すか、または別に異なって置換される同一の基を表すことによって、互いに異なることができる。
【００６０】
例示のため、πおよび／またはπ’が、任意選択で置換された電子豊富８〜２０員多環式ヘテロアリール基である実施形態において、πおよび／またはπ’は、
【化１０】
2015517002.tif 000011
（式中、Ｒｂは、それぞれ、独立して、直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができる）からなる群から選択することができる。
【００６１】
特定の実施形態において、電子豊富８〜２０員多環式ヘテロアリール基は塩素化が可能である。例えば、πは、
【化１１】
2015517002.tif 000012
（式中、Ｒｂは、本明細書に定義された通りである）からなる群から選択することができる。
【００６２】
さらなる実施形態において、πは、
【化１２】
2015517002.tif 000013
（式中、
Ａｒ２は、Ａｒ１と同一の定義を有し、
Ａｒ３およびＡｒ４は、独立して、任意選択で置換されたフェニル基または任意選択で置換された５員もしくは６員ヘテロアリール基であり、
Ｌ１は、Ｌと同一の定義を有し、
ＵおよびＵ’は、独立して、−Ｏ−、−Ｓ−および−Ｓｅ−から選択され、
ＶおよびＶ’は、独立して、−ＣＲ＝または−Ｎ＝であり、かつ
Ａｒ１、Ｌ、Ｒ、ＷおよびＷ’は、本明細書に定義される通りである）から選択される式を有することができる。
【００６３】
特定の実施形態において、Ｕ、ＵおよびＷ’のそれぞれは、−Ｓ−であることができ、Ｖ、Ｖ’およびＷ’のそれぞれは、−ＣＨ＝または−ＣＣｌ＝であることができ、したがって、
【化１３】
2015517002.tif 000014
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、ＬおよびＬ１は、本明細書に定義される通りである）から選択される式を有するπ基が提供される。例示のため、ＬおよびＬ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基および共有結合から選択することができる。
【００６４】
πおよび／またはπ’が直鎖共役リンカーである実施形態において、πおよび／またはπ’は、
【化１４】
2015517002.tif 000015
（式中、Ｒｂは、それぞれ、Ｃ１〜４０アルキル基であることができる）からなる群から選択することができる。
【００６５】
πおよび／またはπ’が、
【化１５】
2015517002.tif 000016
であり、かつｐは、１、２、３または４であることができる実施形態において。
【００６６】
同様に、ビチオフェンイミド部分ＲａおよびＲｂの置換基は、上記Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびπ／π’の定義次第で、同一であることができるか、または異なることができる。例えば、Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびπ／π’の少なくとも１個が異なる場合、ＲａおよびＲｂは同一であることができるか、または異なることができる。しかしながら、Ｈｅｔ／Ｈｅｔ’およびπ／π’が同一である実施形態において、ＲａおよびＲｂは、異なることができ、例えば、ＲａおよびＲｂは、異なるＲ１基であることができ、ＲａおよびＲｂは、異なる−Ｌ−Ａｒ基であることができ（例えば、異なる置換Ａｒ基を有することによって）、またはＲａはＲ１基の定義を有することができるが、Ｒｂは−Ｌ−Ａｒ基の定義を有することができる。
【００６７】
Ｒａおよび／またはＲｂがＲ１基である実施形態において、Ｒ１は直鎖または分枝鎖Ｃ３〜２０アルキル基、直鎖または分枝鎖Ｃ４〜２０アルケニル基および直鎖または分枝鎖Ｃ３〜２０ハロアルキル基からなる群から選択することができる。分枝鎖Ｃ３〜２０アルキル基および分枝鎖Ｃ４〜２０アルケニル基の例には、
【化１６】
2015517002.tif 000017
が含まれる。
【００６８】
Ｒａおよび／またはＲｂが−Ｌ−Ａｒ基である特定の実施形態において、Ａｒは、任意選択で置換された５員もしくは６員アリールまたはヘテロアリール基であることができる。例えば、Ａｒは、フェニル基、チエニル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、チアジアゾリル基、フリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ピロリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピリダジニル基およびピラジニル基からなる群から選択することができ、これらは、それぞれ、ハロゲン、−ＣＮおよびＬ’Ｒ’（式中、Ｌ’は、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合から選択され、かつ、Ｒ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができる）から独立して選択される１〜５個の基によって任意選択で置換可能である。
【００６９】
例えば、ＲａまたはＲｂ基を有するビチオフェンイミド部分は、次式
【化１７】
2015517002.tif 000018
（式中、Ｒ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができ、ｄは、０、１、２、３、４または５であり、かつＬは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択することができる）によって表すことができる。特定の実施形態において、ビチオフェンイミド部分は、次式
【化１８】
2015517002.tif 000019
（式中、Ｒ’は、Ｃ１〜４０アルキル基またはＣ１〜４０ハロアルキル基であることができる）によって表すことができる。
【００７０】
別の例において、ＲａまたはＲｂ基を有するビチオフェンイミド部分は、次式
【化１９】
2015517002.tif 000020
（式中、Ｒ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができ、ｄは、０、１、２または３であり、かつＬは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択することができる）によって表すことができる。特定の実施形態において、ビチオフェンイミド部分は、次式
【化２０】
2015517002.tif 000021
（式中、Ｒ’は、Ｃ１〜４０アルキル基またはＣ１〜４０ハロアルキル基であることができる）によって表すことができる。
【００７１】
他の実施形態において、Ａｒは任意選択で置換された多環式８〜１４員アリールまたはヘテロアリール基であることができる。したがって、ＲａまたはＲｂ基を有するビチオフェンイミド部分のさらに別の例は、次式
【化２１】
2015517002.tif 000022
（式中、Ａｒ１は、任意選択で置換されたＣ６〜１４アリール基または任意選択で置換された５〜１４員ヘテロアリール基であることができ、
Ｗは、−Ｏ−、−Ｓ−および−Ｓｅ−からなる群から選択され、
Ｗ’は、−ＣＲ＝または−Ｎ＝であることができ、Ｒは、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮおよびＬ’Ｒ’からなる群から選択することができ、Ｌ’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合からなる群から選択され、かつＲ’は、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができ、かつ
Ｌは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基、二価Ｃ１〜２０ハロアルキル基および共有結合からなる群から選択することができる）によって表すことができる。
【００７２】
Ｗが−Ｓ−であり、かつＷ’が−ＣＨ＝である実施形態において、ビチオフェンイミド部分の別の例は、次式
【化２２】
2015517002.tif 000023
（式中、ＬおよびＡｒ１は、本明細書に定義される通りである）によって表すことができる。例示のため、部分
【化２３】
2015517002.tif 000024
は、
【化２４】
2015517002.tif 000025
（式中、
Ｖ’’は、それぞれ、独立して、−ＣＲ＝または−Ｎ＝であることができ、
Ｚは、それぞれ、独立して、−Ｏ−、−Ｓ−および−Ｓｅ−からなる群から選択することができ、
Ｚ’は、それぞれ、独立して、−ＣＲ’’＝または−Ｎ＝であることができ、かつ
Ｒ’’は、それぞれ、独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮおよびＬ’Ｒ’からなる群から選択することができ、Ｌ’は、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合から選択され、かつＲ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができる）からなる群から選択することができる。例えば、部分
【化２５】
2015517002.tif 000026
は、
【化２６】
2015517002.tif 000027
（式中、
いずれの炭素原子も、ハロゲン、−ＣＮまたはＬ’Ｒ’によって任意選択で置換可能であり、Ｌ’は、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合から選択され、かつＲ’は、それぞれ、独立して、Ｃ１〜４０アルキル基、Ｃ２〜４０アルケニル基、Ｃ２〜４０アルキニル基およびＣ１〜４０ハロアルキル基からなる群から選択することができる）からなる群から選択することができる。
【００７３】
本明細書に記載されるビチオフェンイミド部分の特定の実施形態において、Ｌは、−Ｏ−、−Ｓ−、二価Ｃ１〜２０アルキル基および共有結合からなる群から選択することができる。特定の実施形態において、Ｌは共有結合であることができる。
【００７４】
例えば、本教示によるランダムポリマーは、
【化２７】
2015517002.tif 000028
（式中、Ｒ１およびＲ１’は、異なる直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、かつＲｃ／Ｒｄおよびπ／π’は同一であることができるか、または異なることができるが、ただし、Ｒｃ／Ｒｄおよびπ／π’の少なくとも１個は本明細書に記載される通り異なる）などの式、あるいは
【化２８】
2015517002.tif 000029
（式中、Ｈｅｔはそれぞれ、アルキル化チエニル基または塩素化チエニル基であり、かつＨｅｔ’はそれぞれ、未置換チエニル基であり、Ｒ１およびＲ１’は、同一であるか、または異なって、直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、かつπおよびπ’基は、本明細書に記載される通り、同一であることができるか、または異なることができる）などの式、あるいは
【化２９】
2015517002.tif 000030
（式中、Ｒ’は、それぞれ、同一であることができるか、または異なることができ、ｍは、それぞれ、０または１であって、同一であることができるか、または異なることができ、Ｒｃおよびπは、それぞれ、同一であることができるか、または異なることができ、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）などの式、あるいは
【化３０】
2015517002.tif 000031
（式中、Ｒ’およびＲ’’は、異なる直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であり、ｍは、それぞれ、０または１であって、同一であることができるか、または異なることができ、Ｒｃおよびπは、それぞれ、同一であることができるか、または異なることができ、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）などの式を有することができる。
【００７５】
特定の実施形態において、本教示によるランダムなポリマーは、同一のビチオフェエンイミド単位を有することができ、そのような実施形態において、２つの繰り返し単位は、
【化３１】
2015517002.tif 000032
（式中、ＲｂおよびＲｂ’は、異なる直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であり、２つのＲ１基は、同一の直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、ＲｃおよびＲｄは、同一または異なるＣ１〜４０アルキル基であることができ、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）によって例示される通り、異なるπおよびπ’基を有することによって異なることができる。追加の例には、
【化３２】
2015517002.tif 000033
【化３３】
2015517002.tif 000034
（式中、ＲｂおよびＲｂ’は、異なる直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であり、２つのＲ１基は、同一の直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、Ｒｃは、それぞれ、Ｃ１〜４０アルキル基であることができ（かつＲｄは、それぞれ、Ｈである）、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）が含まれる。さらなる例には、
【化３４】
2015517002.tif 000035
（式中、２つのＲ１基は、同一の直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、Ｒｃは、それぞれ、ＣｌまたはＣ１〜４０アルキル基であることができ（かつＲｄは、それぞれ、Ｈである）、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）が含まれる。
【００７６】
さらなる例示のため、Ｎ−（ヘテロ）アリール置換ビチオフェンイミド単位を有する本教示によるランダムポリマーは、
【化３５】
2015517002.tif 000036
（式中、Ａｒ、Ｌおよびπは、それぞれ、同一であることができるか、または異なることができ、Ｒｃは、それぞれ、Ｃ１〜４０アルキル基であり、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）などの式を有することができる。一例は、
【化３６】
2015517002.tif 000037
（式中、Ｒｃは、それぞれ、Ｃ１〜４０アルキル基であり、ｐは１または２であり、ＡｒおよびＬは、それぞれ、同一であることができるか、または異なることができ、かつｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）であることができる。
【００７７】
本教示によるランダムポリマーのさらなる例には、限定されないが、
【化３７】
2015517002.tif 000038
（式中、Ｒ’、Ｒｂ、Ｒｃ、ｘ、ｙおよびｎは、本明細書に定義される通りである）が含まれる。例えば、Ｒ’は、直鎖または分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、Ｒｂは、それぞれ、独立して、分枝鎖Ｃ６〜４０アルキル基であることができ、Ｒｃは、直鎖Ｃ１〜４０アルキル基であることができ、０．２≦ｘ≦０．８、０．２≦ｙ≦０．８であり、かつｎは、３〜５，０００の範囲の整数であることができる。
【００７８】
本教示のポリマーおよび本ポリマーに導くモノマーは、実施例で記載される手順と類似の手順によって調製することができる。特に、スティルカップリングまたは鈴木カップリング反応は、１Ｈ  ＮＭＲスペクトル、元素分析および／またはＧＰＣ測定によって確認されるように、高分子量、高収率および純度の本教示によるポリマーを調製するために使用することができる。
【００７９】
あるいは、本ポリマー化合物は、商業的に入手可能な出発材料、文献で既知の化合物から、または他の容易に調製される中間体を介して、当業者に既知の標準合成方法および手順を使用することによって調製することができる。有機分子の調製および官能基変換および操作のための標準合成方法および手順は、関連する科学文献から、または当該分野の標準教科書から容易に得ることができる。典型的または好ましいプロセス条件（すなわち、反応温度、時間、反応体のモル比、溶媒、圧力など）が与えられる場合、他のプロセス条件も、特に明記されない限り使用することができることは認識されるであろう。最適反応条件は、使用される特定の反応体または溶媒によって異なることができるが、当業者は、そのような条件を通常の最適化手順によって決定することができる。提示される合成工程の性質および順番は、本明細書に記載される化合物の形成を最適化する目的で様々でありえることを、有機合成技術の当業者は認識するであろう。
【００８０】
本明細書に記載されるプロセスは、当該技術において既知のいずれかの適切な方法によって監視することができる。例えば、生成物形成は、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ、例えば１Ｈまたは１３Ｃ）、赤外線分光法（ＩＲ）、光吸収／放射分光法（例えば、ＵＶ−可視光）、質量分析（ＭＳ）などの分光法によって、あるいは高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）または薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）などのクロマトグラフィーによって監視することができる。
【００８１】
本明細書に記載される反応またはプロセスは、有機合成技術の当業者によって容易に選択されることができる適切な溶媒中で実行することができる。適切な溶媒は、典型的に、反応が実行される温度、すなわち、溶媒の氷点気温から溶媒の沸騰温度の範囲であることができる温度で反応体、中間体および／または生成物と実質的に非反応的である。所与の反応は、１種の溶媒または２種以上の溶媒の混合物中で実行することができる。特定の反応工程次第で、特定の反応工程の適切な溶媒を選択することができる。
【００８２】
本明細書に開示されたポリマーは、様々な一般的な有機溶媒に可溶性であり得る。本明細書で使用される場合、ポリマーは、ポリマーの少なくとも０．１ｍｇを溶媒１ｍＬに溶解することができる場合に溶媒に可溶性であると考えることができる。一般的な有機溶媒の例には、石油エーテル、アセトニトリル、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびメシチレンなどの芳香族炭化水素、アセトンおよびメチルエチルケトンなどのケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ジエチルエーテル、ジ−イソプロピルエーテルおよびｔ−ブチルメチルエーテルなどのエーテル、メタノール、エタノール、ブタノールおよびイソプロピルアルコールなどのアルコール、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピルおよび酢酸ブチルなどのエステル、ジメチルホルムアミドおよびジメチルアセトアミドなどのアミド、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、ジクロロメタン、クロロホルム、塩化エチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンおよびトリクロロベンゼンなどのハロゲン化脂肪族化合物および芳香族炭化水素、ならびにシクロペンタノン、シクロヘキサノンおよび２−メチルピロリドンなどの環式溶媒が含まれる。
【００８３】
本明細書に記載のポリマーは、溶液プロセシング技術のために適切な混合物組成物を提供するために、単一溶媒または溶媒混合物中で溶解、分散または懸濁が可能である。好ましい実施形態において、溶媒は、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン（ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−オロベンゼンまたはそれらの混合物）、トリクロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、キシレン、α，α，α−トリクロロトルエン、メチルナフタレン（例えば、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレンまたはそれらの混合物）、クロロナフタレン（例えば１−クロロナフタレン、２−クロロナフタレンまたはそれらの混合物）ならびにそれらの混合物からなる群から選択することができる。有機エレクトロニクスによって、様々な溶液プロセシング技術は使用されている。一般的な溶液プロセシング技術は、例えば、スピンコーティング、スロットコーティング、ドクターブレーディング、ドロップ−キャスティング、ゾーンキャスティング、ディップコーティング、ブレードコーティングまたは噴霧を含む。溶液プロセシング技術の別の例は印刷である。本明細書で使用される場合、「印刷」には、インクジェット印刷、マイクロディスペンシングなどのノンコンタクトプロセス、ならびにスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、リソグラフ印刷、パッド印刷、マイクロコンタクト印刷などのコンタクトプロセスが含まれる。
【００８４】
本教示のポリマーは、光起電性デバイスにおいて最適化された光吸収／電荷分離、発光デバイスにおいて電荷輸送／再結合／発光、ならびに／あるいは電界効果デバイスにおいて高いキャリア移動度および／または良好な電流変調特徴などの半導体挙動（光活性挙動を含む）を示すことができる。加えて、本ポリマーは、周囲条件下での溶液加工性および／または良好な安定性（例えば空気安定性）などの特定のプロセシング利点を有することができる。本教示のポリマーは、単独で、または他の化合物と組み合わせて、ｐ型（供与体または正孔輸送）、ｎ型（受容体または電子輸送、または両極性半導体材料を調製するために使用することができ、これは、続いて、有機光起電性デバイスおよび有機発光トランジスタを含む様々な有機またはハイブリッド光電子物品、構造およびデバイスを製造するために使用することができる。いくつかの実施形態において、本教示の１種または複数の化合物を組み込む半導体材料は、ｐ型半導体活性、両極性活性、光吸収および／または発光を示すことができる。
【００８５】
したがって、本教示は、半導体材料および半導体材料を含む複合材（例えば、デバイス）を調製する方法をさらに提供する。この方法は、溶媒または溶媒の混合物などの液体媒体に溶解または分散された１種または複数の本明細書に開示されるポリマー化合物を含む組成物（例えば、溶液または分散系）を調製する工程と、組成物を基材上に析出して、半導体材料前駆体を提供する工程とを含むことができる。析出された半導体材料は、特定のデバイス構造を完成するためのその上の追加の成分の形成の前に、さらに加工（例えば、焼き鈍し工程の実行）をすることができる。
【００８６】
本明細書に開示されるポリマーを使用する、光デバイス、光電子デバイスおよび電子デバイス、例えば、薄膜半導体、光起電性／太陽電池、光検出器（または光ダイオード）、有機発光デバイス、例えば、有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴ）を含む様々な製造物品は、その製造方法と同様に本教示の範囲内である。本ポリマーは、これらのデバイスの製造および／または使用においてプロセシングおよび操作利点を提供することができる。
【００８７】
例えば、本明細書に記載される様々なデバイスなどの製造物品は、第１の電極、第２の電極、および第１の電極と第２の電極との間に配置され、本教示の化合物を含む光または光活性成分を含む光電子デバイスであることが可能である。
【００８８】
様々な実施形態において、光または光電子デバイスは、太陽電池、特にバルク−ヘテロ接合太陽電池として構成されることができる。本教示のポリマーは、広い光吸収および／または調整された酸化還元特性およびバルクキャリア移動度を示すことができ、これらにより、そのような用途にとって望ましくなる。様々な実施形態において、本教示によるバルクヘテロ接合太陽電池は、供与体材料として本教示のポリマーおよび光活性層として受容体材料を含むブレンド材料（例えば、ブレンドされた膜）を組み込むことができる。典型的な受容体材料には、フラーレンをベースとする化合物が含まれる。本教示において有用なフラーレンは、広い範囲のサイズ（１分子あたりの炭素原子数）を有することができる。フラーレンという用語は、本明細書で使用される場合、Ｂｕｃｋｍｉｎｉｓｔｅｒｆｕｌｌｅｒｅｎｅ（Ｃ６０）「ブッキーボール（ｂｕｃｋｙ  ｂａｌｌ）」および関連する「球状」フラーレンを含む純粋炭素の様々なケージ様分子、ならびに炭素ナノチューブを含む。フラーレンは、例えば、Ｃ２０〜Ｃ１０００の範囲の当該技術において既知のものから選択することができる。特定の実施形態において、フラーレンはＣ６０〜Ｃ９６の範囲で選択することができる。特定の実施形態において、フラーレンはＣ６０フラーレン誘導体またはＣ７１フラーレン誘導体、例えば、［６，６］−フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣ６１ＢＭまたは単にＰＣＢＭ）または［６，６］−フェニル−Ｃ７１−酪酸メチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）であることができる。いくつかの実施形態において、化学変性されたフラーレンを使用することができるが、ただし、変性されたフラーレンは、受容体型および電子移動度特徴を保持することを条件とする。いくつかの一般的なフラーレン誘導体には、ＰＣ６１ＢＭ（Ｂｉｓ−ＰＣＢＭ）のビス付加体、インデン−Ｃ６０モノ付加体（ＩＣＭＡ）およびインデン−Ｃ６０ビス付加体（ＩＣＢＡ）が含まれる。さらに、それらが必要とされる受容体型および電子移動度特徴を有するならば、他の受容体材料をフラーレンの代わりに使用することができる。例えば、受容体材料は、様々な有機小分子、ポリマー、炭素ナノチューブまたは無機粒子（量子ドット、量子ロッド、量子トリポッド、ＴｉＯ２、ＺｎＯなど）であることができる。
【００８９】
いくつかの実施形態において、受容体材料は、電子輸送（ｎ型）ポリマーであることができる。いくつかの実施形態において、電子輸送ポリマーは、ビス（イミド）アレーン単位を含んでなることができる。例えば、ビス（イミド）アレーン単位のアレーン基は、
【化３８】
2015517002.tif 000039
から選択される縮合環（ヘテロ）芳香族部分（以下、π−１およびπ−１’と呼ばれる）であることができる。好ましい実施形態において、アレーン基はナフタレンであることができる。
【００９０】
例示のため、特定の実施形態において、電子輸送ポリマーは、ビス（イミド）アレーン単位およびＭａ共単位を含む交互ポリマーであることができる。交互ポリマーは、式１
【化３９】
2015517002.tif 000040
（式中、
π−１は、任意選択で置換された縮合環部分であり、
Ｒ１は、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基、Ｃ１〜３０ハロアルキル基、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基は、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基またはＣ１〜３０ハロアルキル基によって任意選択で置換され、
Ｍａは、ビス（イミド）アレーン単位（リレンジイミド）を含まない１個または複数の共役部分を含んでなる繰り返し単位であり、かつ
ｎは２〜５，０００の範囲の整数である）によって表すことができる。
【００９１】
他の実施形態において、電子輸送ポリマーは、それぞれの基礎単位がビス（イミド）アレーン単位およびＭａ共単位を含む、２つの異なる基礎単位を含むランダムポリマーであることができる。例えば、ランダムポリマーは、式２
【化４０】
2015517002.tif 000041
（式中、
π−１およびπ−１’は、同一または異なることができ、独立して、任意選択で置換された縮合環部分であり、
Ｒ１およびＲ１’は、同一または異なることができ、独立して、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基、Ｃ１〜３０ハロアルキル基、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基は、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基またはＣ１〜３０ハロアルキル基によって任意選択で置換され、
ＭａおよびＭａ’は、同一または異なることができ、独立して、リレンジイミドを含まない１個または複数の共役部分を含んでなる繰り返し単位であり、
ｐおよびｑは、独立して実数であり、０．１≦ｐ≦０．９、０．１≦ｑ≦０．９であって、ｐおよびｑの合計は約１であり、かつ
ｎは２〜５，０００の範囲の整数であるが、
ただし、以下の少なくとも１つは真である：（ａ）π−１’はπ−１とは異なる、（ｂ）Ｒ１’はＲ１とは異なる、または（ｃ）Ｍａ’はＭａとは異なる）によって表すことができる。
【００９２】
共繰り返し単位ＭａおよびＭａ’の１個または複数の共役部分は、Ａｒ、π−２およびＺによって表すことができ、Ａｒは、任意選択で置換された単環式アリールまたはヘテロアリール基であり、π−２は、任意選択で置換された８〜２４員多環式共役部分であり、Ｚは共役直鎖リンカーである。様々な実施形態において、ＭａおよびＭａ’は、
【化４１】
2015517002.tif 000042
（式中、ｍ、ｍ’およびｍ’’は、独立して０、１、２、３、４、５または６である）から選択される式を有することができる。
【００９３】
特定の実施形態において、π−２は、１個または複数の任意選択で置換されたチエニル、チアゾリルまたはフェニル基を含む多環式部分であることができる。例えば、π−２は
【化４２】
2015517002.tif 000043
（式中、Ｒ２は、Ｈ、Ｃ１〜２０アルキル基、Ｃ１〜２０アルコキシ基およびＣ１〜２０ハロアルキル基から選択することができる）から選択することができる。
【００９４】
特定の実施形態において、各Ａｒは、独立して、５員または６員アリールまたはヘテロアリール基であることができる。例えば、各Ａｒは、フェニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、イソチアゾリル基、チアゾリル基、１，２，４−チアジアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基および１，２，５−チアジアゾリル基から選択することができ、各基は、二価または一価であることができ、かつハロゲン、−ＣＮ、オキソ基、Ｃ１〜６アルキル基、Ｃ１〜６アルコキシ基、Ｃ１〜６ハロアルキル基、ＮＨ２、ＮＨ（Ｃ１〜６アルキル）およびＮ（Ｃ１〜６アルキル）２から独立して選択される１〜４個の置換基によって任意選択で置換可能である。特定の実施形態において、各Ａｒは、チエニル基、イソチアゾリル基、チアゾリル基、１，２，４−チアジアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基、１，２，５−チアジアゾリル基、フェニル基およびピロリル基から選択することができ、各基は、ハロゲン、−ＣＮ、オキソ基、Ｃ１〜６アルキル基、Ｃ１〜６アルコキシ基、Ｃ１〜６ハロアルキル基、ＮＨ２、ＮＨ（Ｃ１〜６アルキル）およびＮ（Ｃ１〜６アルキル）２から独立して選択される１〜２個の置換基によって任意選択で置換可能である。いくつかの実施形態において、Ａｒは未置換であることが可能である。いくつかの実施形態において、Ａｒは、チエニル基、イソチアゾリル基、チアゾリル基、１，２，４−チアジアゾリル基、１，３，４−チアジアゾリル基、１，２，５−チアジアゾリル基であることができ、各基は、１〜２個のＣ１〜６アルキル基によって任意選択で置換される。
【００９５】
様々な実施形態において、リンカーＺは、単独で共役系であることができる（例えば、２個以上の二重または三重結合を含む）か、あるいはその近隣成分とともに共役系を形成することができる。例えば、Ｚが直鎖リンカーである実施形態において、Ｚは、二価エテニル基（すなわち、１個の二重結合を有する）、二価エチニル基（すなわち、１個の三重結合を有する）、２個以上の共役二重または三重結合を含むＣ４〜４０アルケニルまたはアルキニル基、あるいはＳｉ、Ｎ、Ｐなどのヘテロ原子を含むことができるいくつかの他の非環式共役系であることができる。例えば、Ｚは、
【化４３】
2015517002.tif 000044
から選択することができる。
【００９６】
いくつかの実施形態において、ＭａおよびＭａ’は、少なくとも１個の任意選択で置換された単環式アリールまたはヘテロアリール基を含むことができる。例えば、ＭａおよびＭａ’は、次式
【化４４】
2015517002.tif 000045
（式中、ｍ’’は、１、２、３、４、５または６から選択され、かつＡｒは、本明細書に定義される通りである）を有することができる。例えば、Ａｒは任意選択で置換されたチエニル基であることができる。
【００９７】
特定の実施形態において、受容体ポリマーは、式３または４
【化４５】
2015517002.tif 000046
（式中、
π−１およびπ−１’は、同一または異なることができ、独立して、任意選択で置換された縮合環部分であり、
Ｒ１およびＲ１’は、同一または異なることができ、独立して、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基、Ｃ１〜３０ハロアルキル基、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基は、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基またはＣ１〜３０ハロアルキル基によって任意選択で置換され、
Ｒ’およびＲ’’は、同一または異なることができ、独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮおよび−Ｌ−Ｒからなる群から選択され、Ｌは、それぞれ、独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−および共有結合からなる群から選択され、かつＲは、それぞれ、独立して、Ｃ６〜２０アルキル基、Ｃ６〜２０アルケニル基およびＣ６〜２０ハロアルキル基からなる群から選択することができ、
ｍおよびｍ’は、独立して、１、２、３、４、５または６であることができ、かつ
ｐおよびｑは、独立して実数であり、０．１≦ｐ≦０．９、０．１≦ｑ≦０．９であって、ｐおよびｑの合計は約１であり、かつ
ｎは２〜５，０００の範囲の整数であるが、
ただし、以下の少なくとも１つは真である：（ａ）π−１’はπ−１とは異なる、（ｂ）Ｒ１’はＲ１とは異なる、または（ｃ）Ｒ’’はＲ’とは異なる）によって表される。
【００９８】
特定の実施形態において、受容体材料は、式５、６、７または８
【化４６】
2015517002.tif 000047
（式中、
Ｒ１およびＲ１’は、同一または異なることができ、独立して、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基、Ｃ１〜３０ハロアルキル基、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｃ６〜２０アリール基および５〜１４員ヘテロアリール基は、Ｃ１〜３０アルキル基、Ｃ２〜３０アルケニル基またはＣ１〜３０ハロアルキル基によって任意選択で置換され、
ｐおよびｑは、独立して実数であり、０．１≦ｐ≦０．９、０．１≦ｑ≦０．９であって、ｐおよびｑの合計は約１であり、かつ
ｎは２〜５，０００の範囲の整数である）によって表されるポリマーであることができる。
【００９９】
例えば、Ｒ１およびＲ１’は、
【化４７】
2015517002.tif 000048
などの分枝鎖Ｃ３〜２０アルキル基、分枝鎖Ｃ４〜２０アルケニル基および分枝鎖Ｃ３〜２０ハロアルキル基からなる群から選択することができる。
【０１００】
本教示による光活性成分は、１種または複数の本化合物と、フラーレン（例えばＰＣＢＭ）または本明細書に記載されるポリマー受容体などの受容体化合物との混合物を含有する溶液または分散系から析出されたブレンドされた膜として調製することができる。本ポリマー対受容体化合物の比率は、重量で約１０：１〜約１：１０、例えば、重量で約５：１〜約１：５、重量で約３：１〜約１：３、または重量で約２：１〜約１：２の範囲であることができる。光活性層は、約５〜約９５重量％で存在することができるポリマー結合剤を含有することができる。ポリマー結合剤は、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から選択される半結晶性ポリマーであることができる。
【０１０１】
図１は、供与体材料として１種または複数の本教示の化合物を組み込むことができるバルク−ヘテロ接合有機太陽電池の代表的な構造を例示する。図の通り、代表的な太陽電池は、一般に、基板２０、陽極２２、陰極２６、および陽極と陰極との間の、電子供与体（ｐ−チャネル）材料として１種または複数の本教示の化合物を組み込むことができる光活性層２４を含む。いくつかの実施形態において、任意選択の平滑化層は、陽極と光活性層との間で存在することができる。
【０１０２】
本教示による光活性成分は、１種または複数の本ポリマーと、フラーレン（例えばＰＣＢＭ）または本明細書に記載されるポリマー受容体などの受容体化合物との混合物を含有する溶液または分散系（「ブレンド組成物」）から析出されたブレンドされた膜として調製することができる。例えば、本ポリマーおよび受容体化合物の両方は、クロロホルム、クロロベンゼンまたはそれらの混合物中に溶解することができ、本ポリマーおよび受容体化合物は、合計約０．５重量％〜約１０重量％、好ましくは約０．８重量％〜約５重量％、より好ましくは約１重量％〜約３重量％の量で溶液中に存在することができる。本ポリマー対受容体化合物の比率は、重量で約１０：１〜約１：１０、例えば、重量で約５：１〜約１：５、重量で約３：１〜約１：３、または重量で約２：１〜約１：２の範囲であることができる。また光活性層は、約５〜約９５重量％で存在することができるポリマー結合剤を含有することができる。ポリマー結合剤は、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から選択される半結晶性ポリマーであることができる。いくつかの実施形態において、ポリマーブレンドは、光学活性であるさらなる成分、例えば、励起子をブレンド中の電子供与体ポリマー／電子−受容体ポリマーの一方または両方で捕獲および移動することによって光収穫を促進することができる成分、ならびに／あるいはプロセシングおよび／またはデバイス性能を変更および／または改善する光学的に非活性な成分と一緒に使用することができる。そのような光学的に非活性な成分は、当該技術で既知であるように、アルカンチオール（例えば、アルカンジチオール）および他のα，ω官能性アルカン（例えば、ジヨードアルカン）を含むことができる。例えば、米国特許第８，２２７，６９１号明細書を参照のこと。
【０１０３】
ブレンド組成物は、好ましくは溶液相プロセスによって、基板（例えば電極基板）上に析出し、続いて、溶媒または溶媒混合物を除去し、光活性層を提供することができる。本ポリマーと受容体化合物との密接な混合物として提供されるブレンド組成物によって、（任意選択で減圧および／または高温での）溶媒除去時にバルクヘテロ接合を作成し、その間、本供与体ポリマーおよび受容体化合物のナノスケール相分離が生じる。いくつかの実施形態において、析出工程は、インクジェット印刷および様々なコンタクト印刷技術を含む印刷（例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、パッド印刷、リソグラフ印刷、フレキソ印刷およびマイクロコンタクト印刷）によって実行することができる。他の実施形態において、析出工程は、スピンコーティング、スロット−ダイコーティング、ドロップ−キャスティング、ゾーンキャスティング、ディップコーティング、ブレードコーティングまたは噴霧によって実行することができる。膜がスピンコーティングによって形成される場合、スピン速度は、約３００ｒｐｍ〜約６０００ｒｐｍ、または約５００ｒｐｍ〜約２０００ｒｐｍの範囲であることができる。後処理工程は、析出された膜の熱焼き鈍しまたは照射を含むことができる。例えば、ブレンドされた膜は、約５０℃〜約３００℃、好ましくは約７０℃〜約２００℃、より好ましくは約９０℃〜約１８０℃で、約１分〜約２０分間の焼き鈍しを行うことができる。焼き鈍し工程は、不活性雰囲気（例えば、窒素下）で実行することができる。析出された膜の照射は、赤外線光線または紫外線光線を使用して実行することができる。本明細書で使用される場合、「焼き鈍し」は、６０秒より長い時間、周囲または減圧／増圧下での半結晶性ポリマー膜への析出後の熱処理を指し、「焼き鈍し温度」は、ポリマー膜が焼き鈍しのプロセスの間に少なくとも３０秒間暴露される最大温度を指す。光活性層は、典型的に、約３０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有することができる。好ましい実施形態において、光活性層は、約８０〜３００ｎｍの厚さを有する薄膜であることができる。
【０１０４】
図１は、供与体材料として１種または複数の本教示の化合物を組み込むことができるバルク−ヘテロ接合有機太陽電池の代表的な構造を例示する。図の通り、代表的な太陽電池は、一般に、基板２０、陽極２２、陰極２６、および陽極と陰極との間の、電子供与体（ｐ−チャネル）材料として１種または複数の本教示の化合物を組み込むことができる光活性層２４を含む。いくつかの実施形態において、任意の平滑化層は、陽極と光活性層との間で存在することができる。
【０１０５】
基板は、頑丈さをデバイスに提供するように設計された固体、剛性または可撓性層であることができる。好ましい実施形態において、基板は、関心のスペクトル領域において透明であるか、または半透明であることができる。本明細書で使用される場合、材料は、それが５０％以上の透過率を有する場合に「透明」であると考えられ、材料は、それが約５０％〜約５％の透過率を有する場合に「半透明」であると考えられる。基板は、ガラスまたは可撓性プラスチック（ポリマー）フィルムなどの当該技術で既知のいずれかの適切な材料を含んでなることができる。
【０１０６】
第１および第２の電極は、異なる仕事関数を有さなければならず、約４．５ｅＶ以上でより高い仕事関数を有する電極（「高仕事関数電極」）は、正孔注入電極または陽極として機能し、約４．３ｅＶ以下でより低い仕事関数を有する電極（「低仕事関数電極」）は、電子注入電極として機能する。従来のＯＰＶデバイス構造において、高仕事関数電極または陽極は、典型的に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムインジウムスズ酸化物（ＧＩＴＯ）および亜鉛インジウムスズ酸化物（ＺＩＴＯ）、または金もしくは銀の透明薄層などの透明導電性金属酸化物または金属硫化物から構成される。低仕事関数電極または陰極は、典型的に、アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウムおよびマグネシウムなどの低仕事関数金属から構成される。電極は、熱蒸着、電子ビームエバポレーション、ＲＦまたは導電管スパッター、化学蒸着などで析出することができる。
【０１０７】
様々な実施形態において、太陽電池は、陽極と光活性層との間および／または陰極と光活性層との間で１層または複数の任意選択のインターフェース層（「中間層」）を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、任意選択の平滑化層（例えば、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）または３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）のフィルム）が陽極と光活性層との間で存在することができる。任意選択の中間層は、光活性層と電極との間のエネルギーバリアを低下させる、単一種のキャリアのための選択的接触を（例えば正孔ブロッキング層）形成する、隣接する電極の仕事関数を変更する、および／またはその下の光活性層を保護するなどの他の機能を実行することができる。いくつかの実施形態において、ｐ型バッファとしてＰＥＤＯＴまたはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを使用する代わりに、Ｖ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３およびＮｉＯなどの遷移金属酸化物層をＩＴＯ陽極上に析出することができる。陰極の変更によってデバイス安定性を改善するため、ＬｉＦ、ＣｓＦまたは同様のフッ化物から構成されるｎ型バッファを陰極と光活性層との間に提供することができる。他のｎ型バッファ材料には、ＴｉＯｘ、ＺｎＯｘおよびＣｓドーピングＴｉＯｘが含まれる。組成次第で、中間層は、溶液処理（例えば、ゾルゲル析出、自己集合単層）、あるいは熱エバポレーションまたはスパッタリングなどの真空プロセスによる析出が可能である。
【０１０８】
特定の実施形態において、本教示による太陽電池は、その上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）製電極層（陽極）が適用される透明ガラス基板を含むことができる。この電極層は比較的粗い表面を有することができ、ドーピングによって導電性にされたポリマー、典型的にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳから製造される平滑化層を、その表面モルフォロジーを向上させるために電極層上に適用することができる。他の同様の中間層は、デバイスの機械的、化学的および／または電子的特性を改善するために、陽極と光活性層との間に任意選択で存在することができる。光活性層は、上記のような全ポリマーブレンドから構成され、例えば約８０ｎｍ〜数μｍの層厚さを有することができる。対電極（陰極）が適用される前に、電気絶縁移行層を光活性層上へ適用することができる。この移行層はハロゲン化アルカリ、例えばＬｉＦから製造することができ、真空蒸着が可能である。再び、陽極と同様に、他の同様の中間層は、デバイスの機械的、化学的および／または電子的特性を改善するために、光活性層と陰極との間に任意選択で存在することができる。
【０１０９】
特定の実施形態に、本教示による太陽電池は、変性ＩＴＯフィルムが陰極として使用される、反転デバイス構造を有することができる。例えば、ＩＴＯは、ＴｉＯｘ、ＺｎＯｘ、ＣｓドーピングＴｉＯｘおよびセシウムカルボネートなどのｎ型金属酸化物または金属炭酸塩によって変性されることができる。特定の実施形態において、反転ＯＰＶは、Ｌｌｏｙｄら、「Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｏｌｅ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｉｎｉｔｉａｌ  ｂｅｈａｖｉｏｒ  ａｎｄ  ｌｉｆｅｔｉｍｅ  ｏｆ  ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ」、Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ，９５（５）：１３８２−１３８８（２０１１）に記載の通り、溶液処理されたＺｎＯｘ  ｎ型インターフェース層を含むことができる。従来のデバイス構造と比較して、反転型デバイスは、腐食および吸湿性正孔輸送ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳおよび低仕事関数金属陰極のニーズを回避することによって、より良好な長期的周囲安定性を実行することができる。反転ＯＰＶ電池の陽極は、Ａｇ、Ａｕなどから構成されることができ、任意選択のｐ型インターフェース層は、Ｖ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３およびＮｉＯなどの遷移金属酸化物から構成される。
【０１１０】
本教示の別の態様は、１種または複数の本教示の半導体材料を組み込む有機発光トランジスタまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を製造する方法に関する。例えば、ＯＬＥＤにおいて、電子輸送および／または発光および／または正孔輸送材料として、１種または複数の本教示の化合物を使用することができる。ＯＬＥＤは、一般に、基板、透明陽極（例えばＩＴＯ）、陰極（例えば金属）、ならびに正孔輸送（ｐ−チャネル）および／または発光および／または電子輸送（ｎ−チャネル）材料として１種または複数の本教示の化合物を組み込むことができる１層または複数の有機層を含む。本化合物が正孔輸送、電子輸送および発光の特性の１つまたは２つのみを有する実施形態において、本化合物は、必要とされる特性を残す１種または複数のさらなる有機化合物とブレンドされることができる。
【０１１１】
他の実施形態において、製造物品は、第１の電極、第２の電極、ならびに第１の電極とおよび第２の電極と接触していて、本教示の化合物を含む半導体成分を含む電子または光電子デバイス（例えば有機発光トランジスタ）であることができる。これらのデバイスは、本教示の半導体成分（または半導体材料）、ならびに基板成分および／または誘電成分を有する複合材を含むことができる。基板成分は、ドーピングされたシリコン、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ＩＴＯコーティングガラス、ＩＴＯコーティングポリイミドまたは他のプラスチック、単独の、あるいはポリマーまたは他の基板上でコーティングされたアルミニウムまたは他の金属、ドーピングされたポリチオフェンなどから選択することができる。誘電成分は、様々な酸化物（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２）などの無機誘電体物質、様々なポリマー材料（例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリハロエチレン、ポリアクリレート）などの有機誘電体物質、ならびに自己集合超格子／自己集合ナノ誘電（ＳＡＳ／ＳＡＮＤ）材料（例えば、参照によって全内容が本明細書に組み込まれるＹｏｏｎ，Ｍ−Ｈ．ら，ＰＮＡＳ，１０２（１３）：４６７８−４６８２（２００５）に記載される）、ならびにハイブリッド有機／無機誘電材料（例えば、参照によって全内容が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／６４２，５０４号明細書に記載される）から調製することができる。いくつかの実施形態において、誘電成分は、それぞれの全内容が、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／３１５，０７６号明細書および同第６０／８１６，９５２号明細書および同第６０／８６１，３０８号明細書に記載される架橋されたポリマーブレンドを含むことができる。複合材は、１種または複数の電気接触も含むことができる。ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極のための適切な材料には、金属（例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ）、透明導電性酸化物（例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺＩＴＯ、ＧＺＯ、ＧＩＯ、ＧＩＴＯ）、および導電性ポリマー（例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリピロール（ＰＰｙ））が含まれる。
【実施例】
【０１１２】
以下の実施例は、本教示をさらに説明し、その理解を深めるために提供され、本発明をいずれかの形態で限定するように意図されない。
【０１１３】
全ての試薬は、商業的に入手可能であり、特に明記されない限り、さらなる精製をせずに使用された。無水ジクロロメタンは、ＣａＨ２から精製した。モノマー２，５−ビス（トリメチルスタンニル）チオフェンは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。ＰＣ７１ＢＭは、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ，Ｉｎｃ．から購入した（ＡＤＳ７１ＢＦＡ；純度＞９９％）。２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシル無水物は、Ｌｅｔｉｚｉａら、「Ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｂｙ  ｄｅｓｉｇｎ：Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒｐｌａｙ  ｏｆ  ｓｏｌｕｂｉｌｉｚｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔｓ，ｃｒｙｓｔａｌ  ｐａｃｋｉｎｇ，ａｎｄ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−ｉｍｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３０：９６７９−９６９４（２００８）に記載の手順に従って調製した。２−ヘキシルデシルアミンは、Ｇｕｏら、「Ｔｈｉｅｎｏ［３，４−ｃ］ｐｙｒｒｏｌｅ−４，６−ｄｉｏｎｅ−ｂａｓｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ：Ｔｏｗａｒｄ  ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｉｒ−ｓｔａｂｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ」、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３３：１３６８５−１３６９７（２０１１）に記載の手順に従って調製した。２−（トリメチルスタンニル）−３−デシルチオフェンは、Ｂｉｎｉｅｋら、「Ａ  ［３，２−ｂ］ｔｈｉｅｎｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ−ａｌｔ−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏｒ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：ｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｍａｔｅｒｉａｌ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｅｖｉｃｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ」、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，１９：４９４６−４９５１（２００９）に記載の手順に従って調製した。
【０１１４】
特記されない限り、全ての反応は、Ｓｃｈｌｅｎｋライン技術を使用して、不活性雰囲気下で実行した。ＮＭＲスペクトルは、Ｖａｒｉａｎ  Ｕｎｉｔｙ  Ｐｌｕｓ  ５００（５００ＭＨｚ、室温）またはＭｅｒｃｕｒｙ（４００ＭＨｚ、高温）分光計上で記録され、化学シフトは、残留プロチオ溶媒シグナルを標準とする。モノマーおよびポリマー試料の元素分析（ＥＡ）は、Ｍｉｄｗｅｓｔ  Ｍｉｃｒｏｌａｂ（Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，ＩＮ）によって実行された。
【０１１５】
実施例１：Ｎ−（フェニル）ＢＴＩモノマーの合成
【化４８】
2015517002.tif 000049
ジクロロメタン（１００ｍｌ）中に溶解されたＢＴＩ無水物（１．０ｇ、４．２４ｍｍｏｌ）および４−ドデシルアニリン（１．１１ｇ、４．２４ｍｍｏｌ）の溶液を５時間、還流するまで加熱した。粗製生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し（溶離剤：ヘキサン中７０％の酢酸エチル）、酸アニリン中間体（２．０ｇ、定量的収率）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：７．９８（ｓ，ＮＨ），７．５６（ｄ，１Ｈ），７．４６（ｍ，３Ｈ），７．２６（ｄ，２Ｈ），７．１０（ｄ，２Ｈ），２．５６（ｔ，２Ｈ），１．５６（ｔ，２Ｈ），１．３０（ｍ，１８Ｈ），０．８４（ｔ，３Ｈ）。この中間体を、還流条件で５時間、塩化チオニル（３０ｍＬ）と応させた。溶媒のエバポレーション後、カラムクロマトグラフィーによって粗製生成物を精製し（溶離剤：ヘキサン中７０％のＤＣＭ）、環化ＢＴＩ生成物（１．７５ｇ、収率８５．８％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：７．７０（ｄ，２Ｈ），７．３２（ｄ，２Ｈ），７．２６（ｄ，２Ｈ），７．０２（ｄ，２Ｈ），２．５６（ｔ，２Ｈ），１．５６（ｔ，２Ｈ），１．３０（ｍ，１８Ｈ），０．８４（ｔ，３Ｈ）。
【０１１６】
Ｂｒ２を用いて、ＢＴＩのブロム化を実行した。所望の生成物は、約５．８％の収率で得られた。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：７．６４（ｓ，２Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ，７．０２（ｄ，２Ｈ），２．５６（ｔ，２Ｈ），１．５６（ｔ，２Ｈ），１．３０（ｍ，１８Ｈ），０．８４（ｔ，３Ｈ）。
【０１１７】
あるいは、ビチオフェン無水物中間体のブロム化を最初に実行し、続いて、４−ドデシルアニリンとの反応を行うことができる。ＢＴＩ無水物（０．２ｇ、０．８５ｍｍｏｌ）を、１５ｍｌのクロロホルムおよび１０ｍｌの硫酸中に溶解し、０℃まで冷却した。５ｍｌのクロロホルムに溶解された臭素（０．４１ｇ、２．５４ｍｍｏｌ）の溶液を、ゆっくり添加した。添加の完了後、反応混合物を５時間、還流するまで加熱し、次いで、室温まで冷却した。反応混合物をＮａ２Ｓ２Ｏ３水および飽和ＮａＨＣＯ３水で洗浄し、次いで、ＭｇＳＯ４上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。
【０１１８】
実施例２：Ｎ−（チエニル）ＢＴＩモノマーの合成
【化４９】
2015517002.tif 000050
２５ｍｌのエタノール中で分散されたドデシルアルデヒド（０．９２ｇ、５ｍｍｏｌ）、エチルシアノアセテート（０．５７ｇ、５ｍｍｏｌ）および硫黄（０．１６ｇ）の混合物に、４５℃で、１５分かけて、モルホリン（０．４４ｇ、５ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を５時間４５℃で、次いで、室温で一晩撹拌した。未反応の硫黄を濾過から除去し、エタノールで洗浄し、次いで、真空下で濃縮した。粗製生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し（溶離剤：ヘキサン中７０％のＤＣＭ）、アミノチオフェン（０．７３ｇ、収率４５％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：６．５８（ｓ，１Ｈ），４．２２（ｔ，２Ｈ），２．５８（ｔ，２Ｈ），１．５６（ｔ，２Ｈ），１．３０（ｍ，１８Ｈ），０．８４（ｔ，３Ｈ）。
【０１１９】
ＤＣＭ（８０ｍｌ）中に溶解されたＢＴＩ無水物（０．５３ｇ、２．２４ｍｍｏｌ）およびアミノチオフェン（０．７３ｇ、２．２４ｍｍｏｌ）の溶液を５時間、還流するまで加熱した。粗製生成物をカラムクロマトグラフィーによって精製し（溶離剤：ヘキサン中７０％の酢酸エチル）、酸アニリン中間体（０．４５ｇ、収率３７．６％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：１１．４（ｓ，１Ｈ），７．５０（ｄ，２Ｈ），７．４４（ｄ，１Ｈ），７．３４（ｄ，１Ｈ），６．５８（ｓ，１Ｈ），４．２２（ｔ，２Ｈ），２．５８（ｔ，２Ｈ），１．５６（ｔ，２Ｈ），１．３０（ｍ，１８Ｈ），０．８４（ｔ，３Ｈ）。この中間体を、５時間の還流条件で、塩化チオニル（１０ｍＬ）と反応させた。
【０１２０】
実施例３：Ｎ−（ヘテロ）アリール置換ＢＴＩモノマーを調製するための他の合成ルート
【化５０】
2015517002.tif 000051
上記スキームは、本教示によるＮ−（ヘテロ）アリール置換ＢＴＩモノマーを調製するための他の合成ルートを記載する。
【０１２１】
実施例４：Ｎ−（アルキル）ＢＴＩモノマーの合成
工程１：３−（２−ヘキシルデシル）カルバモイル−３’−カルボン酸−２，２’−ビチオフェン１ａの合成
【化５１】
2015517002.tif 000052
５００ｍＬのジクロロメタン中の２−ヘキシルデシルアミン（８．２６ｇ、０．０３４２ｍｏｌ）の溶液を、５００ｍＬのジクロロメタン中の２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシル無水物（８．０８ｇ、０．０３４２ｍｏｌ）の溶液に滴下して添加した。添加後、反応物を２時間還流下で撹拌した。溶媒の除去と同時に、溶離剤として酢酸エチルを使用して、カラムクロマトグラフィーによって残留油状物を精製し、生成物１ａを得た（１５．６８ｇ、収率９６％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ７．４９（ｄ，１Ｈ），７．４０（ｄ，１Ｈ），７．３７（ｄ，１Ｈ），７．２７（ｄ，１Ｈ），６．０２（ｓ，１Ｈ），３．２７（ｍ，２Ｈ），１．４８（ｍ，１Ｈ），１．２２（ｍ，２４Ｈ），０．８５（ｍ，６Ｈ）。
【０１２２】
工程２：Ｎ−（２−ヘキシルデシル）−２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシイミド１ｂの合成
【化５２】
2015517002.tif 000053
１００ｍＬの塩化チオニル中の１ａ（１５．６８ｇ、０．０３２８ｍｏｌ）の溶液を２時間、還流下で加熱した。次いで、全ての塩化チオニルを真空下で除去した。溶離剤としてジクロロメタン：ヘキサン（１：１）を使用して、カラムクロマトグラフィーによって残留油状物を精製し、生成物１ｂを得た（１３．２８ｇ、収率８８％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ７．７２（ｄ，２Ｈ），７．２３（ｄ，２Ｈ），４．２４（ｄ，２Ｈ），１．９２（ｍ，１Ｈ），１．２８（ｍ，２４Ｈ），０．８７（ｍ，６Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ１６２．５３，１３７．５９，１３３．４８，１３３．２８，１２４．４２，４９．６２，３６．６２，３２．１０，３２．０３，３１．８６，３１．８４，３０．２８，２９．９６，２９．７５，２９．５２，２６．６３，２６．６０，２２．８８，２２．８６，１４．３４，１４．３２。
【０１２３】
工程３：Ｎ−（２−ヘキシルデシル）−５，５’−ジブロモ−２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシイミド１ｃの合成
【化５３】
2015517002.tif 000054
３０ｍＬのジクロロメタン中のイミド１ｂ（１．６８ｇ、３．６５ｍｍｏｌ）の溶液に、臭素（２．３４ｇ、１４．６ｍｍｏｌ）を添加し、続いて、塩化鉄（１１．８ｍｇ、０．０７ｍｍｏｌ）を添加した。反応混合物を暗色下で６時間撹拌し、その後、１０ｍＬの飽和Ｎａ２ＳＯ３水を添加し、撹拌を３０分間継続した。次いで、反応混合物を３００ｍＬのジクロロメタン中に注ぎ入れ、２００ｍＬの水で３回、１００ｍＬの塩水で１回洗浄し、Ｍｇ２ＳＯ４上で乾燥させた。次に、有機溶液を濾過し、エバポレーションによって濃縮して、淡黄色固体を得、溶離剤としてＤＣＭ：ヘキサン（１：１）を使用して、カラムクロマトグラフィーによってこれを精製し、生成物１ｃ（２．２３ｇ、収率９８％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ７．６６（ｓ，２Ｈ），４．１７（ｄ，２Ｈ），１．８６（ｍ，１Ｈ），１．２４（ｍ，２４Ｈ），０．８７（ｍ，６Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ１６０．９５，１３７．５４，１３５．７３，１３３．５６，１１２．７１，４９．８４，３６．５１，３２．１３，３２．０４，３１．８２，３１．７７，３０．２４，２９．９４，２９．７７，２９．５４，２６．５８，２２．９０，２２．８７，１４．３６，１４．３３。
【０１２４】
工程４：Ｎ−（２−ヘキシルデシル）−５，５’−ビス（３−デシルチオフェン−２−イル）−２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシイミド１ｄの合成
【化５４】
2015517002.tif 000055
空気を含まないフラスコに、１ｃ（１．３２ｇ、２．１４ｍｍｏｌ）、２−（トリメチルスタンニル）−３−デシルチオフェン（２．４８ｇ、６．４１ｍｍｏｌ）、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（１５０ｍｇ、０．２１ｍｍｏｌ）および６０ｍＬのＴＨＦを充填した。反応混合物を９０℃で１２時間撹拌し、次いで、溶媒をエバポレーションによって除去し、赤色固体を得た。これをＣＨ２Ｃｌ２／ヘキサン（１：３）を用いてシリカゲル上でカラムクロマトグラフィーによって精製し、生成物１ｄとしてオレンジ色油状物を得た（１．３１ｇ、収率６８％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ７．７４（ｓ，２Ｈ），７．２７（ｄ，２Ｈ），６．９７（ｄ，２Ｈ），４．２７（ｄ，２Ｈ），２．８２（ｔ，４Ｈ），１．９５（ｍ，１Ｈ），１．６８（ｍ，４Ｈ），１．２６（ｍ，５２Ｈ），０．８７（ｍ，１２Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ１６２．１４，１４１．５９，１３６．１７，１３５．４１，１３３．３４，１３０．９１，１３０．４７，１２８．８０，１２５．４６，４９．８０，３６．６０，３２．１３，３２．０６，３０．７０，３０．３３，３０．００，２９．９２，２９．８９，２９．８７，２９．８２，２９．７９，２９．６７，２９．５７，２９．５５，２９．５３，２２．９０，２２．８８，１４．３２。
【０１２５】
工程５：Ｎ−（２−ヘキシルデシル）−５，５’−ビス（５−ブロモ−３−デシルチオフェン−２−イル）−２，２’−ビチオフェン−３，３’−ジカルボキシイミド１ｅの合成
【化５５】
2015517002.tif 000056
臭素（３２０ｍｇ、２ｍｍｏｌ）を、ＣＨＣｌ３／ＨＯＡＣ（４：１、全容量＝４０ｍＬ）中の１ｄ（９０４ｍｇ、１ｍｍｏｌ）の溶液に１回で添加した。反応混合物を室温で４時間撹拌し、次いで、５０ｍＬのＨ２Ｏを添加した。次に、反応混合物を５０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２で３回抽出し、組み合わせた有機層を、５０ｍＬのＨ２Ｏ、５０ｍＬの１０％水ＫＯＨ溶液、５０ｍＬの塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ４上で乾燥させた。濾過後、溶媒をエバポレーションによって除去し、オレンジ色固体が得られた。これを、溶離剤としてＣＨ２Ｃｌ２／ヘキサン（１：３）を用いて、シリカゲル上でカラムクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物は、オレンジ色固体として得られた（９４５ｍｇ、収率８９％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ７．６７（ｓ，２Ｈ），６．９４（ｓ，２Ｈ），４．２５（ｄ，２Ｈ），２．７４（ｔ，４Ｈ），１．９３（ｍ，１Ｈ），１．６４（ｍ，４Ｈ），１．２６（ｍ，５２Ｈ），０．８７（ｍ，１２Ｈ）。１３Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３，ｐｐｍ）：δ１６２．０５，１４２．３４，１３６．２９，１３４．１０，１３３．５３，１３３．１７，１３１．４６，１３０．０８，１１２．７２，４９．７５，３６．６７，３２．１４，３２．１２，３０．５９，３０．３３，２９．９９，２９．８３，２９．８０，２９．７７，２９．６１，２９．５６，２９．４７，２６．６７，２２．９０，１４．３３。
【０１２６】
実施例５：ポリマーＰ１の合成
【化５６】
2015517002.tif 000057
２，８−ビス−（５−ブロモ−３−ドデシル−チオフェン−２−イル）−５−（２−ヘキシル−デシル）−１，９−ジチア−５−アザ−シクロペンタ［ｅ］アズレン−４，６−ジオン（１１１．８ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）（実施例４に記載される手順と同様の手順を使用して調製されるが、２−（トリメチルスタンニル）−３−デシルチオフェンの代わりに２−（トリメチルスタンニル）−３−ドデシルチオフェンを用いた）、４，８−ジメトキシ−２，６−ビス−トリメチルスタンナニル−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（２８．８０ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）、４，８−ビス−（２−ブチル−オクチルオキシ）−２，６−ビス−トリメチルスタンナニル−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（４４．２３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（３．６６ｍｇ、０．００４ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３（４．８７ｍｇ、０．０１６ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのフラスコ中で組み合わせた。系をアルゴンでパージし、その後、２０ｍＬの無水クロロベンゼンを添加した。反応混合物を１８時間１３１℃で加熱した。室温まで冷却後、ポリマーをメタノールから沈殿し、メタノール、酢酸エチルおよびジクロロメタンを用いて、Ｓｏｘｈｌｅｔ抽出によってさらに精製した。生成物をクロロホルムで抽出し、溶媒の除去および真空下での乾燥後、重量は１００ｍｇ（収率７３．５％）であった（元素分析、％Ｃ：７１．３３、％Ｈ：７．２６、％Ｎ：１．０２）。
【０１２７】
実施例６：ポリマーＰ２の合成
【化５７】
2015517002.tif 000058
異なるＨｅｔ／Ｈｅｔ’基を有する本ポリマーの別の実施形態は、上記スキームに従って合成することができ、２つの異なる臭素化ビチオフェンイミド単位は、それぞれ、２−（トリメチルスタンニル）−３−ドデシルチオフェンおよび２−（トリブチルスタンニル）チオフェンから調製され、４，８−ビス［５−（２−アルキル）チオフェン−２−イル］ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェンとそれらをカップリングさせる。
【０１２８】
実施例７−デバイス製造および特徴決定
従来のＯＰＶは、石鹸水、水、アセトンおよびイソプロパノール中での超音波処理と、それに続いて、ガラスオーブン中での貯蔵によってクリーニングされたＩＴＯ被覆ガラス上で製造された。正孔注入層の析出の直前に、基板をＪｅｌｉｇｈｔ  ＵＶＯ  Ｃｌｅａｎｅｒ（登録商標）４２中で２０分間ＵＶオゾン処理した。正孔注入層として、８ｎｍのＭｏＯ３膜をＩＴＯ上に約１０−６トルの真空下で熱的に析出した。重量比１：２のＰ１：Ｃ６０ＰＣＢＭおよびＰ１：Ｃ７０ＰＣＢＭブレンド活性層を、クロロホルム：１，２−ジクロロベンゼン（体積比９：１）溶液からスピンキャストした。デバイス製造を完了するため、０．６ｎｍのＬｉＦおよび１００ｎｍのアルミニウムを連続的に、約１０−６トルの真空下で熱的に析出した。デバイスの活性面積は約０．０９ｃｍ２であった。次いで、デバイスは、グローブボックス中、ＥＰＯ−ＴＥＫ  ＯＧ１１２−６ＵＶ硬化性エポキシ（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を使用して、カバーグラスによってカプセル化した。
【０１２９】
カプセル化されたデバイスの光起電性特徴を空気中で試験した。電流密度−電圧（Ｊ−Ｖ）曲線は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２４００源測定装置を使用して得られた。光電流は、エアマス１．５グローバルフィルターを用いて、キセノン−ランプをベースとするソーラーシミュレーター（Ｎｅｗｐｏｒｔ  ９１１６０Ａ  ３００Ｗ  Ｃｌａｓｓ−Ａ  Ｓｏｌａｒ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ、２インチ×２インチ均一ビーム）を使用して模擬ＡＭ１．５Ｇ照射（１００ｍＷｃｍ−２）で測定した。光度は、カラーフィルターによるＮＲＥＬ較正シリコンフォトダイオードを使用して設定された。
【０１３０】
表１に、代表的な太陽電池デバイスの性能を要約する。
【０１３１】
【表１】
2015517002.tif 000059
【０１３２】
実施例８：２，６−ビス（トリメチルスタンニル）−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−（５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸）エステルの調製
【化５８】
2015517002.tif 000060
１−ヨード−２−ヘキシルデカン（１）：空気中、トリフェニルホスフィン（１０７．４４ｇ、４１０ｍｍｏｌ、１．１９当量）およびイミダゾール（２８．９ｇ、４２４ｍｍｏｌ、１．２３当量）をジクロロメタン（８００ｍＬ）中に溶解した。２−ヘキシル−１−デカノール（１００ｍＬ、３４５ｍｍｏｌ、１．００当量）を溶液に添加し、反応混合物を０℃まで冷却した。ヨウ素（１０３．６ｇ、４０８ｍｍｏｌ、１．１８当量）を１時間かけて数回に分けて添加し、その後、懸濁液をさらに１時間０℃で撹拌し、次いで、１８時間、周囲温度で撹拌した。混合物を飽和Ｎａ２ＳＯ３水（１５０ｍＬ）でクエンチし、ＤＣＭを真空下で除去した。ヘキサン（２００ｍＬ）を残渣に添加し、混合物を濾過し、沈殿した塩を除去した。有機材料をヘキサン（３×３００ｍＬ）で抽出し、Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させ、シリカゲルのパッドを通して濾過し、次いで、真空下で濃縮し、無色透明の油状物が得られた（９７．８ｇ、収率８２％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ３．２８（ｄ，Ｊ＝４．６Ｈｚ，２Ｈ），１．３４−１．１９（ｍ，２４Ｈ），１．１２（ｂ，１Ｈ），０．９１−０．８７（ｍ，６Ｈ）。
【０１３３】
２−（２−ヘキシルデシル）チオフェン（２）：チオフェン（４６．４ｇ、５５１ｍｍｏｌ、２．５０当量）およびＴＨＦ（３００ｍＬ）の溶液を−７８℃まで冷却した。ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン中２．５Ｍ、２１２ｍＬ、５２８ｍｍｏｌ、２．４０当量）を１時間かけて添加した。混合物をさらに３０分間−７８℃で撹拌し、その後、ＴＨＦ（２００ｍＬ）中の１−ヨード−２−ヘキシルデカン（９０．０ｇ、２２０ｍｍｏｌ、１．００当量）の溶液を１時間かけてゆっくり添加した。−７８℃で１時間撹拌後、反応混合物を周囲温度まで加温し、１８時間撹拌した。水（２００ｍＬ）を添加し、有機材料をＥｔ２Ｏ（３×２５０ｍＬ）で抽出し、追加の水で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮した。得られた茶色残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）によって精製し、淡黄色油状物が得られた（５２．０３ｇ、収率７７％）。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．１２（ｄｄ，Ｊ＝５．２，１．２Ｈｚ，１Ｈ），６．９２（ｍ，１Ｈ），６．７６（ｄｄ，Ｊ＝３．４，０．９Ｈｚ，１Ｈ），２．７６（ｄ，Ｊ＝６．７，２Ｈ），１．６２（ｂ，１Ｈ），１．３３−１．２１（ｍ，２４Ｈ），０．９１−０．８７（ｍ，６Ｈ）。
【０１３４】
５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸（３）：２−（２−ヘキシルデシル）チオフェン（１．００ｇ、３．２４ｍｍｏｌ、１．００当量）およびＴＨＦ（２４ｍＬ）を５０ｍＬ  ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに添加した。溶液を０℃まで冷却した。次いで、ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン中２．５Ｍ、１．３６ｍＬ、１．０５当量）を２分間かけて添加した。溶液を０℃で１時間撹拌し、次いで、氷／水浴を取り外し、溶液を周囲環境で２０分間撹拌した。溶液を再び０℃に冷却し、二酸化炭素（２５℃の加熱浴に配置した別のフラスコ中でＴＨＦに浸漬されたドライアイスを昇華させることによって得た）を溶液中に３０分間バブリングした。溶液を１Ｎ塩酸（５０ｍＬ）およびＥｔＯＡｃ（５０ｍＬ）で希釈した。有機層を塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（４：１ヘキサン−ＥｔＯＡｃ、２％ＡｃＯＨ）による精製によって、無色液体（１．０８６ｇ、収率９５％）が得られた。１Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．７４（ｄ，Ｊ＝３．８Ｈｚ，１Ｈ），６．８０（ｄ，Ｊ＝３．８Ｈｚ，１Ｈ），２．７９（ｄ，Ｊ＝６．８，２Ｈ），１．６７（ｂ，１Ｈ），１．３４−１．２１（ｍ，２４Ｈ），０．９１−０．８７（ｍ，６Ｈ）。
【０１３５】
５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボニルクロリド（４）：５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸（１．００ｇ、２．８４ｍｍｏｌ、１．００当量）およびＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）を１０ｍＬ  ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに添加した。溶液を０℃まで冷却した。次いで、塩化オキサリル（０．６０ｍＬ、６．５ｍｍｏｌ、２．３当量）を添加した。氷／水浴を取り外し、室温まで加温しながら、溶液を６４時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、透明茶色液体（９３１ｍｇ、収率８８％）が得られた。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．８４（ｄ，Ｊ＝３．９Ｈｚ，１Ｈ），６．８７（ｄ，Ｊ＝３．８Ｈｚ，１Ｈ），２．８１（ｄ，Ｊ＝６．７，２Ｈ），１．６８（ｂ，１Ｈ），１．３４−１．１９（ｍ，２４Ｈ），０．９３−０．８５（ｍ，６Ｈ）。
【０１３６】
還流冷却器を備えた２５０ｍＬ  ２つ口丸底フラスコに、４，８−ジメトキシ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（５）：ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−ジオン（７．５０ｇ、３４．０ｍｍｏｌ、１．００当量）、エタノール（４５ｍＬ）および水（４５ｍＬ）を添加した。次いで、ＮａＢＨ４（３．８９ｇ、１０２ｍｍｏｌ、３．００当量）を注意深く、数回に分けて添加した。反応混合物を１時間、還流するまで加熱した。フラスコを熱浴から取り外し、強力に撹拌しながら、水酸化カリウム（４．３９ｇ、７８．２ｍｍｏｌ、２．３０当量）を反応混合物にゆっくり添加した。懸濁液を３０分間還流下で撹拌し、その後、ジメチルスルフェート（１６ｍＬ、１７０ｍｍｏｌ、５．０当量）を添加し、懸濁液を６４時間還流した。反応混合物を室温に冷却し、水（７５ｍＬ）、ジエチルエーテル（５００ｍＬ）、さらに水（３００ｍＬ）で希釈した。有機層を塩水（２００ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、濃縮した。粗製材料をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（固体負荷、１：１から１：２への勾配でヘキサン−ジクロロメタン）によって精製し、白色固体（５．３１４ｇ、収率６２％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．５２（ｄ，Ｊ＝５．５Ｈｚ，２Ｈ），７．４１（ｄ，Ｊ＝５．５Ｈｚ，２Ｈ），２．８１（ｄ，Ｊ＝６．７，２Ｈ），４．１５（ｓ，６Ｈ）。
【０１３７】
２，６−ジブロモ−４，８−ジメトキシ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（６）：４，８−ジメトキシ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（１．００ｇ、３．９９ｍｍｏｌ、１．００当量）およびＴＨＦ（４４ｍＬ）を１００ｍＬ  ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに添加し、混合物を−７８℃まで冷却した。次いで、ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン中２．５Ｍ、３．５ｍＬ、８．８ｍｍｏｌ、２．２当量）を添加し、混合物を１５分間−７８℃で撹拌し、その後、ドライアイス／アセトン浴を取り外し、周囲環境で３０分間撹拌した。懸濁液を−７８℃まで冷却し、、四臭化炭素（３．１８ｇ、９．５９ｍｍｏｌ、２．４０当量）を添加した。ドライアイス／アセトン浴を取り外し、混合物を１時間、周囲環境で撹拌した。水およびジクロロメタンを添加し（エマルジョンを破壊するために塩水も添加した）、水層をジクロロメタンで抽出した。有機層を塩水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、濃縮した。粗製材料をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（固体負荷、１：１ジクロロメタンヘキサン）によって精製し、ヘキサン中で倍散し、ベージュ色結晶質固体（１．３６８ｇ、収率８４％）が得られた。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．４８（ｓ，２Ｈ），４．０７（ｓ，６Ｈ）。
【０１３８】
２，６−ジブロモ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−ジオール（７）：２，６−ジブロモ−４，８−ジメトキシ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン（５００ｍｇ、１．２２ｍｍｏｌ、１．００当量）およびジクロロメタン（１２ｍＬ）を５０ｍＬのｓｃｈｌｅｎｋフラスコに添加した。混合物を−７８℃まで冷却し、三臭化ホウ素（ジクロロメタン中１．０Ｍの溶液、２．５ｍＬ、２．５ｍｍｏｌ、２．１当量）をゆっくり添加した。混合物を−７８℃で１５分間撹拌し、その後、ドライアイス／アセトン浴を氷／水浴に交換した。１６時間を撹拌しながら、反応混合物を室温まで加温し、その後、０℃まで冷却した。水（最初は滴下によって、合計１５０ｍＬ）および追加のジクロロメタン（５０ｍＬ）を添加した。ジクロロメタンをロータリーエバポレーションで除去し、固体を濾過によって収集した。固体を水（２５ｍＬ）およびジクロロメタン（２５ｍｌ）で洗浄し、真空下での乾燥により淡青色／緑色粗製固体が得られ、これはさらなる精製をせずに次の工程で使用した（２８７ｍｇ）。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ１０．１３（ｓ，２Ｈ），７．７１（ｓ，２Ｈ）。
【０１３９】
２，６−ジブロモ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−（５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸）エステル（８）：還流冷却器を備えた２５ｍＬ  ２つ口丸底フラスコに、２，６−ジブロモ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−ジオール（１５０ｍｇ、０．３９５ｍｍｏｌ、１．００当量）、ジクロロメタン（６ｍＬ）およびトリエチルアミン（０．２２ｍＬ、１．６ｍｍｏｌ、４．０当量）を添加した。次いで、ジクロロメタン（２ｍＬ）中の５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボニルクロリドの溶液を添加した。フラスコを４５℃の熱浴に置き、反応混合物を１６時間還流下で撹拌しその後、室温に冷却し、ジクロロメタン（６０ｍＬ）で希釈し、水（６０ｍＬ）で洗浄した。有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させ、濃縮した。粗製材料をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（固体負荷、１：１ジクロロメタン−ヘキサン）によって精製し、白色固体（２工程で２６６ｍｇ、収率４０％）を得た。融点７６℃。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．９５（ｄ，Ｊ＝３．７Ｈｚ，２Ｈ），７．３２（ｓ，２Ｈ），６．９３（ｄ，Ｊ＝３．６Ｈｚ，２Ｈ），２．８７（ｄ，Ｊ＝６．６，４Ｈ），１．７４（ｂ，２Ｈ），１．４０−１．２１（ｍ，４８Ｈ），０．９４−０．８５（ｍ，１２Ｈ）。（Ｃ５２Ｈ７２Ｏ４Ｓ４）の分析理論値：Ｃ５９．５３、Ｈ６．９２。実測値：Ｃ５９．４６、Ｈ６．８０。
【０１４０】
２，６−ビス（トリメチルスタンニル）−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−（５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸）エステル（９）：２，６−ジブロモ−ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−４，８−（５−（２−ヘキシルデシル）−２−チオフェンカルボン酸）エステル（１５０ｍｇ、０．１４３ｍｍｏｌ、１．００当量）およびＴＨＦ（７ｍＬ）を５０ｍＬ  ｓｃｈｌｅｎｋ管に添加した。溶液を−７８℃まで冷却し、ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン中２．５Ｍ、１２６μＬ、０．３１５ｍｍｏｌ、２．２当量）を２分かけて添加した。混合物を１時間−７８℃で撹拌し、その後、トリメチルスズクロリド（６８ｍｇ、０．３４３ｍｍｏｌ、２．４０当量）を添加した。ドライアイス／アセトン浴を取り外し、反応物を２時間、周囲環境で撹拌し、その後、水（３０ｍＬ）およびジエチルエーテル（５０ｍＬ）で希釈した。有機層を水（３０ｍＬ）および塩水（３０ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させ、濃縮し、黄色粗製油状物（１０１ｍｇ）を得た。これは、さらなる精製をせずに、重合工程で使用した。１Ｈ  ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．９９（ｄ，Ｊ＝３．７Ｈｚ，２Ｈ），７．３４（ｓ，２Ｈ），６．９３（ｄ，Ｊ＝３．６Ｈｚ，２Ｈ），２．８８（ｄ，Ｊ＝６．４，４Ｈ），１．７５（ｂ，２Ｈ），１．４０−１．２０（ｍ，４８Ｈ），０．９３−０．８５（ｍ，１２Ｈ），０．４８−０．３２（ｍ，１８Ｈ）。
【０１４１】
実施例９：塩素化繰り返し単位の調製
塩素化繰り返し単位は、以下のスキームに従って調製することができる。
ａ）３−または４−塩素化チエニル基を含んでなる繰り返し単位：
【化５９】
2015517002.tif 000061
ｂ）３，７−二塩素化ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチエニル基を含んでなる繰り返し単位：
【化６０】
2015517002.tif 000062
【化６１】
2015517002.tif 000063
【化６２】
2015517002.tif 000064
クロロ含有チオフェンのスタンニル化に関しては、Ｍａｇｕｉｒｅら，Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，３７：２１２９−２１３７（１９９４）；ブロモ含有芳香族化合物の塩素化に関しては、Ｌｅｉら，Ｃｈｅｍ．Ｓｃｉ．ＤＯＩ：１０．１０３９／ｃ３ｓｃ５０２４５ｇ（２０１３）を参照のこと。
【０１４２】
実施例１０：追加の４，８−ビス−置換−２，６−ビス−トリメチルスタンナニル−１，５−ジチア−ｓ−インダセンの調製
【化６３】
2015517002.tif 000065
繰り返し単位（Ｍ１ａ）の様々な実施形態を以下の通りに調製することができる。簡潔にいうと、適切なチエノ縮合出発化合物を約１〜１．５時間、周囲温度でＴＨＦ中、ｎ−ブチルリチウムと反応させることができ、その後、１，５−ジチア−ｓ−インダセン−４，８−ジオンを添加する。次いで、混合物を１〜２時間約５０〜６０℃で加熱することができ、その後、室温まで冷却する。続いて、ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ中のＳｎＣｌ２の溶液を添加して、これを約１〜３時間約５０〜６０℃で加熱し、その後、室温まで冷却する。トリメチルスタンナニル基で繰り返し単位（Ｍ１ａ）を官能化するために、ｎ−ブチルリチウムを再び添加し（室温、約２時間）、その後、トリメチルスズクロリドを数回に分けて添加する（室温）。
【０１４３】
実施例１１−様々なチエノ縮合出発化合物の合成
実施例１１Ａ：ナフトチオフェンの調製
【化６４】
2015517002.tif 000066
両置換および未置換のナフトチオフェンは、適切なフタル酸無水物から、全開示が参照によって本明細書に組み込まれる特開２０１００５３０９４号公報に記載の合成ルートを使用して調製することができる（上記に再現される）。
【０１４４】
実施例１１Ｂ：ベンゾジチオフェンの調製
【化６５】
2015517002.tif 000067
両置換および未置換のベンゾジチオフェンは、上記で提供される合成ルートを介して調製することができる。
【０１４５】
実施例１１Ｃ：ベンゾチエノチオフェンの調製
【化６６】
2015517002.tif 000068
様々なベンゾチエノチオフェンは、上記の合成ルートを使用して調製することができる。
【０１４６】
実施例１１Ｄ：ジチエノチオフェンの調製
【化６７】
2015517002.tif 000069
未置換ジチエノチオフェンは、それぞれの全開示が参照によって本明細書に組み込まれるＣｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００２，２４２４；Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．２００３，１３，１３２４およびＣｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２００９，１８４６にそれぞれ記載される合成ルート（ａ）、（ｂ）または（ｃ）を介して調製することができる。
【０１４７】
【化６８】
2015517002.tif 000070
置換ジチエノチオフェンは、それぞれの全開示が参照によって本明細書に組み込まれるＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．２００７，１７，４９７２；Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００７，１９，４９２５およびＳｙｎ．Ｍｅｔ．１９９９，９８７にそれぞれ記載される合成ルート（ｄ）、（ｅ）または（ｆ）を介して調製することができる。
【０１４８】
実施例１１Ｅ：チエノチオフェンの調製
【化６９】
2015517002.tif 000071
置換チエノチオフェンは、上記の合成ルートを使用して調製することができる。
【０１４９】
実施例１１Ｆ：ベンゾチオフェンの調製
置換ベンゾチオフェンは、下記の合成ルートを使用して調製することができる。
【化７０】
2015517002.tif 000072
【０１５０】
限定されないが、特許および特許出願を含む、本明細書に引用された全ての刊行物は、各個の刊行物が、完全に説明されるように、本明細書に参照によって組み込まれることが具体的に、個々に示されるように、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０１５１】
本教示は、それらの精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態の実施形態を包含する。上記実施形態は、したがって、本明細書に記載される本教示を限定するものとしてではなく、全ての点において実例として考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内で生じる全ての変化は、その中に包含されるように意図される。
【図１】
2015517002.tif 000091
【国際調査報告】
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