本発明は、液晶性のリレンテトラカルボン酸誘導体、その製造方法並びに前記誘導体を有機電界効果トランジスタ及び太陽電池の製造のためにｎ型の有機半導体として用いる使用に関する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式Ｉ及びＩＩ
【化１】

［式中、
ｎは、１、２、３もしくは４を表し、
基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴は、ｎが１もしくは２の場合に、互いに無関係に、水素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＣＮから選択され、ｎが３もしくは４の場合に、互いに無関係に、水素、Ｆ、Ｃｌ及びＢｒから選択され、
基Ｒ^a及びＲ^bは、互いに無関係に、水素及びアルキルから選択され、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化２】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素原子に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される１もしくは複数の隣接していない基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合については、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物においては、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択され、その際、式ＩＩ．１の化合物においては、基Ｒⁱの少なくとも１つは、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルオキシもしくはＣ₄〜Ｃ₃₀−アルキルチオを表すこともできる］の化合物を、有機電界効果トランジスタ又は太陽電池用のｎ型半導体として用いる使用（但し、以下の化合物の使用は除く：式（Ｉ）で示され、式中、ｎが２を表し、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表し、かつ基Ｒ^c及びＲ^dが（Ｃ₉Ｈ₁₉）₂ＣＨ−を表す化合物）。
【請求項２】
請求項１に記載の使用であって、基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、直鎖状のＣ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択されることを特徴とする使用。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の使用であって、式Ｉの化合物において、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表すことを特徴とする使用。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の使用であって、式Ｉの化合物において、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の少なくとも１つは、水素とは異なる基を表すことを特徴とする使用。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の使用であって、ｎが１、３もしくは４、特に３もしくは４を表す少なくとも１つの式Ｉの化合物を用いる使用。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の使用であって、基Ｒⁱが、Ｃ₄〜Ｃ₁₈−アルキル、特にＣ₅〜Ｃ₁₂−アルキルから選択されることを特徴とする使用。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の式（Ｉ）の化合物の使用であって、基Ｒ^c及びＲ^dが、式（ＩＩ．１）
【化３】

［式中、
＃は、イミド窒素原子に対する結合箇所を表し、かつ
基Ｒⁱは、Ｃ₄〜Ｃ₈−アルキル、好ましくはＣ₅〜Ｃ₇−アルキルから選択される］の基を表すことを特徴とする使用。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の使用であって、基Ｒ^c及びＲ^dが互いに無関係に式ＩＩ．２ないしＩＩ．５の群から選択される式Ｉの少なくとも１つの化合物を用いる使用。
【請求項９】
請求項８に記載の使用であって、基Ｒ^c及びＲ^dが互いに無関係に、式ＩＩ．２の群から選択され、かつ式ＩＩ．２の基中のｘが３を表す式Ｉの少なくとも１つの化合物を用いる使用。
【請求項１０】
請求項１に記載の使用であって、式ＩＩの化合物において、基Ｒ^a及びＲ^bの少なくとも１つが水素とは異なる基を表すことを特徴とする使用。
【請求項１１】
請求項１０に記載の使用であって、式ＩＩの化合物において、基Ｒ^a及びＲ^bが両者ともアルキルを表すことを特徴とする使用。
【請求項１２】
請求項１に記載の使用であって、
【化４】

【化５】

［式中、Ｒ及びＲ′は、Ｃ₄〜Ｃ₁₈−アルキル、好ましくはＣ₅〜Ｃ₁₂−アルキルを表す］から選択される少なくとも１つの化合物を用いる使用。
【請求項１３】
請求項１から９及び１２のいずれか１項に定義される一般式Ｉの化合物を、有機電界効果トランジスタの製造のために用いる使用。
【請求項１４】
請求項１から９及び１２のいずれか１項に定義される一般式Ｉの化合物を、有機太陽電池において、特に励起子型太陽電池における半導体として用いる使用。
【請求項１５】
請求項１から１２までのいずれか１項に定義される一般式ＩＩの化合物を、太陽電池の製造のために用いる使用。
【請求項１６】
励起子型太陽電池における半導体としての、請求項１５に記載の使用。
【請求項１７】
式Ｉ
【化６】

［式中、
ｎは、１もしくは２を表し、
基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴は、互いに無関係に、水素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＣＮから選択され、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化７】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、１もしくは複数の隣接していない−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合について、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物においては、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択される］の化合物の製造方法において、
ａ１）式Ｉａ
【化８】

のリレン二無水物を、式Ｈ₂Ｎ−Ｒ^cのアミン及び場合によりそれとは異なる式Ｈ₂Ｎ−Ｒ^dのアミンとの反応に供する製造方法。
【請求項１８】
式Ｉ
【化９】

［式中、
ｎは、２、３もしくは４を表し、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化１０】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素原子に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、１もしくは複数の隣接していない−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合について、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物において、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択される］の化合物の製造方法において、
α）式ＩＩＩａ）
【化１１】

［式中、ｎ′は、１もしくは２を表す］の化合物と、式ＩＶ
【化１２】

［式中、
Ｒ^αは、同一もしくは異なって、互いに無関係に、水素、Ｃ₁〜Ｃ₃₀−アルキル、Ｃ₅〜Ｃ₈−シクロアルキル、アリールもしくはヘタリールを意味し、その際、前記基Ｒ^αは、互いに結合することで、両方の酸素原子並びにホウ素原子を含み、炭素原子上で４つまでのＣ₁〜Ｃ₃₀−アルキル基、Ｃ₅〜Ｃ₈−シクロアルキル基、アリール基もしくはヘタリール基によって置換されていてよい５員環を形成することができる］のジボランとを反応させて、式Ｖ
【化１３】

の化合物を得て、
β）式Ｖ）の化合物と、式ＩＩＩｂ）
【化１４】

［式中、ｎ′′は、１もしくは２を表す］の化合物とを、遷移金属触媒及び塩基の存在下で、スズキカップリング反応に供して、式ＶＩ
【化１５】

の化合物を得て、
γ）式ＶＩ）の化合物を、ヒドロキシ官能及びアミノ官能を有しかつ実質的に未溶解の塩基を含有する有機反応媒体中で脱水環化することによって、式Ｉで示され、そのｎがｎ′とｎ′′との合計を表す化合物に変換する製造方法。
【請求項１９】
式Ｉ
【化１６】

［式中、
ｎは、３もしくは４を表し、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化１７】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、１もしくは複数の隣接していない−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合について、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物においては、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択される］の化合物の製造方法において、
一般式ＶＩＩ
【化１８】

のペリレン−３，４−ジカルボン酸イミドを、塩基安定性の溶剤及びアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を有する塩基の存在下で、一般式ＶＩＩＩ
【化１９】

［式中、ｎ′′′は、０もしくは１を表し、かつＺは、水素、臭素もしくは塩素を表す］の化合物と反応させる製造方法。
【請求項２０】
式Ｉ
【化２０】

［式中、
ｎは、１もしくは２を表し、
基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の少なくとも１つは、ＣＮを表し、かつＣＮを表さない基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴は、水素を表し、
基Ｒ^a及びＲ^bは、互いに無関係に、水素及びアルキルから選択され、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化２１】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素原子に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、１もしくは複数の隣接していない−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合については、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物においては、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択され、その際、式ＩＩ．１の化合物においては、基Ｒⁱの少なくとも１つはＣ₄〜Ｃ₃₀−アルキルオキシもしくはＣ₄〜Ｃ₃₀−アルキルチオを表すこともできる］の化合物の製造方法において、
式Ｉで示され、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の少なくとも１つがＢｒもしくはＣｌを表し、かつＢｒもしくはＣｌを表さない基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴が水素を表す化合物を、溶剤として芳香族炭化水素中でのシアノ基による臭素もしくは塩素の置換に供する製造方法。
【請求項２１】
一般式Ｉ
【化２２】

［式中、
ｎは、１、２、３もしくは４を表し、
基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴は、ｎが１もしくは２の場合に、互いに無関係に、水素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＣＮから選択され、ｎが３もしくは４の場合に、互いに無関係に、水素、Ｆ、Ｃｌ及びＢｒから選択され、
基Ｒ^a及びＲ^bは、互いに無関係に、水素及びアルキルから選択され、
基Ｒ^c及びＲ^dは、互いに無関係に、式ＩＩ．１ないしＩＩ．５：
【化２３】

の群から選択され、
前記式中、
＃は、イミド窒素原子に対する結合箇所を表し、
ｐは、０もしくは１を表し、
ｘは、２もしくは３を表し、
Ａは、存在する限りは、−Ｏ−及び−Ｓ−から選択される１もしくは複数の隣接していない基によって中断されていてよい、Ｃ₁〜Ｃ₁₀−アルキレン基を表し、
その際、式ＩＩ．１の化合物においてｘが２を表す場合については、基Ｒⁱを有する炭素原子は、付加的にＨ原子を有し、
その際、式ＩＩ．５の化合物においては、ｘは２を表し、
基Ｒⁱは、それぞれ互いに無関係に、１もしくは複数の隣接していない酸素原子によって中断されていてよい、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルから選択され、その際、式ＩＩ．１の化合物においては、基Ｒⁱの少なくとも１つは、Ｃ₄〜Ｃ₃₀−アルキルオキシもしくはＣ₄〜Ｃ₃₀−アルキルチオを表すこともできる］の化合物（但し、以下の化合物を除く：
− 式（Ｉ）で示され、式中、ｎが２を表し、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表し、かつ基Ｒ^c及びＲ^dが式（ＩＩ．２）の基を表す化合物、
− 式（Ｉ）で示され、式中、ｎが２を表し、基Ｒ¹²及びＲ²³がＣＮを表し、他の基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表し、かつ基Ｒ^c及びＲ^dが式（ＩＩ．２）の基を表す化合物、
− 式（Ｉ）で示され、式中、ｎが２を表し、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表し、かつ基Ｒ^c及びＲ^dが両者とも（Ｃ₉Ｈ₁₉）₂ＣＨを表す化合物、
− 式（Ｉ）で示され、式中、ｎが４を表し、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の全てが水素を表し、かつ基Ｒ^c及びＲ^dが式（ＩＩ．１）の基を表す化合物）。
【請求項２２】
請求項２１に記載の化合物であって、ｎが１、３もしくは４、好ましくは３もしくは４を表すことを特徴とする化合物。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の化合物であって、基Ｒⁿ¹、Ｒⁿ²、Ｒⁿ³及びＲⁿ⁴の少なくとも１つが水素とは異なる基を表すことを特徴とする化合物。
【請求項２４】
式
【化２４】

の化合物。
【請求項２５】
少なくとも１つのゲート構造と、ソース電極と、ドレイン電極と、ｎ型半導体としての請求項２１から２４までのいずれか１項に定義される式Ｉの少なくとも１つの化合物を有する基板を含む、有機電界効果トランジスタ。
【請求項２６】
多数の有機電界効果トランジスタを有する基板であって、該電界効果トランジスタの少なくとも一部が、ｎ型半導体としての請求項２１から２４までのいずれか１項に定義される式Ｉの少なくとも１つの化合物を含むことを特徴とする基板。
【請求項２７】
請求項２６に定義される少なくとも１つの基板を含む半導体素子。
【請求項２８】
請求項２１から２４までのいずれか１項に定義される一般式Ｉの少なくとも１つの化合物を、有機エレクトロニクスにおいて、特に有機電界効果トランジスタにおいて用いる使用。
【請求項２９】
請求項２１から２４までのいずれか１項に定義される一般式Ｉの少なくとも１つの化合物を、光学ラベルのために、製品の不可視標識のために、蛍光色素として、生体分子用の蛍光ラベルとして、及び顔料として用いる使用。
【請求項３０】
請求項２１から２４までのいずれか１項に定義される一般式Ｉの少なくとも１つの化合物を、蛍光変換を基礎とするディスプレイにおける蛍光色素として；場合により太陽電池と組み合わされている集光性プラスチック部品において；電気泳動型ディスプレイにおける顔料色素として；化学発光を基礎とする用途における蛍光色素として用いる使用。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【公表番号】特表２００９−５３２４３６（Ｐ２００９−５３２４３６Ａ）
【公表日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０３５８８（Ｐ２００９−５０３５８８）
【出願日】平成１９年４月４日（２００７．４．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５３３３０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１１６００１
【国際公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（５０８０２０１５５）ビーエーエスエフ　ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ　ＳＥ
【住所又は居所原語表記】Ｄ−６７０５６　Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，　Ｇｅｒｍａｎｙ
【出願人】（３９００４０４２０）マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ (54)
【氏名又は名称原語表記】Ｍａｘ−Ｐｌａｎｃｋ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ　ｚｕｒ　Ｆｏｅｒｄｅｒｕｎｇ　ｄｅｒ　Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ　ｅ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｂｅｒｌｉｎ，　Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】