CN117715988A - 联吡咯啉酮化合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联吡咯啉酮化合物，该化合物对红外区域的波长具有低吸收，并且当用作黑色着色剂时表现出高程度的黑色。另一个目的是提供包含该化合物的制品，并且该制品的实例包括油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，并且还包括其中使用了任何前述制品的制品，例如近红外透明制品、波长控制装置、红外传感器的滤光器、固态图像传感装置的滤光器、用于LiDAR的覆盖物、用于配备有自动驾驶系统的车辆的涂层和图像显示装置的黑矩阵。

Description

联吡咯啉酮化合物

技术领域

本发明涉及一种联吡咯啉酮化合物。

背景技术

近年来，在各种各样的领域中，需要控制具有在红外区域的波长的光的装置、设施、材料等在数量上有增加的趋势。例如，这种控制对于医药包装的泡罩包装(press-through package，PTP)印刷；食品包装；红外传感器；汽车涂层；外墙材料；道路路面等是需要的。

在用于在PTP上有印刷物的医药包装的异种材料检测装置中，使用红外传感器来检测药片和包装本身中的异种材料。在该过程中，如果在包装上存在对红外区域中的波长具有吸收的材料，则来自光源的红外光不能被包装的铝基质充分反射，结果，传感器识别出存在异种材料。由此，用于这些应用的色料需要是对红外区域的波长具有低吸收的材料。

对于食品包装的回收，使用红外传感器来例如确定包装是否可回收和/或来识别包装的材料。如果材料对于红外区域的波长有吸收，该材料不能允许来自光源的红外光通过，或者对于一些识别装置，该材料不能反射红外光，结果，该包装被识别为不可回收。因此，用于这些应用的色料需要是对红外区域的波长具有低吸收的材料。

关于红外传感器，用作传感器的检测器和光源等不一定由仅检测和/或发射红外区域的光的元件形成。因此，在需要红外传感器来仅检测和/或发射红外区域的光的情况下，传感器中使用的材料必须是吸收或反射在可见光区域中的光、并且仅允许红外区域的光通过的材料。

在LCD、OLED等的滤色器中使用的黑矩阵和用于LCD的光间隔物的制造中，在后烘烤(post-baking)之后的步骤使用红外照相机来进行光掩模的对准，并且为了精密对准，需要可以允许红外区域的光通过的材料。

关于汽车涂层、外墙材料、道路路面等，需要尽可能地防止这些物体在炎热季节吸收阳光时可能发生的温度升高。不仅是从舒适的观点，而且还从能量节约的观点来看，这都是重要的挑战，因此，需要一种材料可以使得很大程度上会转化为热能的近红外区域的光通过。此外，这样的材料在涉及用红外激光系统进行的光探测和测距(LiDAR)的汽车涂层中有用，LiDAR用于配备有自动驾驶系统的车辆的周围环境距离测量，这有望在未来得到广泛应用。

在上述示例性应用中，存在在外部不仅使用有彩色、而且也使用黑色的趋势，并且该趋势存在各种原因。对于在PTP和食品包装上的印刷，黑色主要用于字符识别；对于红外传感器，黑色主要用于隐藏传感器本身；对于汽车涂层和外墙材料，黑色是受欢迎的颜色，因此，主要用于满足个人喜好；以及对于道路路面来说，黑色是沥青的颜色。因此，尽管使用的原因不同，但作为无彩色的黑色是基本颜色，像白色一样用于许多应用中，且不限于上述应用。

如上所述，用于上述应用的黑色色料需要基本上是能够允许具有红外区域波长的光通过的材料。然而，作为通常使用的黑色色料的炭黑吸收具有在宽范围的红外区域内的波长的光，包括具有800nm～1400nm波长的光，其在很大程度上被转化为热，因此，需要可以替代炭黑的黑色色料。

一种已知的黑色色料是联吡咯啉酮类颜料(PTL 1)，已经证明它能提供黑色着色。然而，联吡咯啉酮类颜料对红外区域的波长具有显著程度的吸收，因此存在与红外的透明性相关的问题。此外，已知作为苝黑颜料的颜料黑31和颜料黑32在高浓度使用时提供黑色着色，但这些颜料在低浓度使用时提供深绿色着色。因此，这些颜料只能以有限的方式使用。

引用列表

专利文献

[PTL 1]日本未审查专利申请公开第2009-84522号

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种联吡咯啉酮化合物，其对红外区域的波长具有低吸收，并且当用作黑色色料时表现出高程度的黑色。本发明的另一个目的是提供包含该化合物的制品，该制品的实例包括油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，还包括其中使用了任何前述制品的制品，例如近红外透明制品、波长控制装置、红外传感器的滤光器、固态图像传感装置的滤光器、用于LiDAR的覆盖物、用于配备有自动驾驶系统的车辆的涂层以及用于图像显示装置的黑矩阵。

用于解决问题的方案

发明人为了实现上述目的而努力进行研究，结果发现了具有特定结构的联吡咯啉酮化合物。发明人发现上述化合物对红外区域的波长具有低吸收，并且上述化合物具有高程度的黑色，因此实现了上述目的。

具体而言，本发明包括下述项目。

(1)由以下通式(1)表示的化合物。

[化1]

在式中，R表示具有1～3个碳原子的烷基或表示具有2～3个碳原子的烯基，X表示硝基、氰基、卤素和乙酰基中的一种。

(2)根据(1)所述的化合物，其中，上述化合物是联吡咯啉酮化合物。

(3)根据(1)或(2)所述的化合物，其中，上述化合物对具有800nm～1400nm波长的光是透明的。

(4)一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据(1)至(3)中任一项所述的化合物，并且对于近红外区域的光是透明的。

(5)一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据(1)至(3)中任一项所述的化合物，上述化合物用作色料、着色剂或颜料。

(6)一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据(1)至(3)中任一项所述的化合物，上述化合物用作对近红外区域的光透明的色料、着色剂或颜料。

发明的有益效果

本发明的联吡咯啉酮化合物对红外区域的波长具有低吸收，并且上述化合物具有高程度的黑色。由于上述化合物对红外区域的波长具有低吸收并且具有用于各种应用的高程度的黑色，上述化合物可以用于各种工业领域。具体而言，上述应用包括包含上述化合物的波长控制装置，例如需要近红外透明性的装置，其实例包括用于红外传感器的滤光器、用于固态图像传感装置的滤光器、用于LiDAR的覆盖物和用于配备有自动驾驶系统的车辆的涂层，并且上述应用还包括在前述装置中使用的制品，例如油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品。

附图说明

图1是本发明的联吡咯啉酮化合物的反射光谱。

具体实施方式

本发明的下述实施方式仅是本发明的一些实施方式。只要实施方式没有明显地偏离本发明的范围，实施方式不限于下文的描述。

[联吡咯啉酮化合物]

本发明的联吡咯啉酮化合物是由以下通式(1)表示的化合物。

[化2]

式中，R表示具有1～3个碳原子的烷基或表示具有2～3个碳原子的烯基，X表示硝基、氰基、卤素和乙酰基中的一种。

联吡咯啉酮化合物是具有由以下通式(1-1)表示的5元环不饱和内酰胺骨架的化合物。

[化3]

联吡咯啉酮化合物的实例包含在星号所示位置连接有芳族化合物例如苯基或联苯基的化合物。

本发明的联吡咯啉酮化合物包含在通式(1-1)中星号所示位置连接的取代咔唑化合物。在通式(1)中，R优选为乙烯基、丙烯基、乙烯基或丙烯基，特别地优选乙基或乙烯基。X优选为硝基、氰基、氯或溴，特别地优选硝基或氰基。

本发明的联吡咯啉酮化合物的实例包括但不限于以下所示的化合物。

[化4]

可以单独使用这些化合物中的一种，或者可以使用两种或更多的这些化合物的混合物。

[生产联吡咯啉酮化合物的方法]

本发明的联吡咯啉酮化合物通过本领域已知的生产方法生产。例如，生产联吡咯啉酮化合物的方法可以是使用β-芳酰基丙酸化合物作为起始材料的方法。β-芳酰基丙酸化合物可以通过采用各种常用方法中的任何一种来获得。简单方法的实例是用琥珀酸酐进行芳烃的酰化。酰化反应在溶剂中(例如硝基苯、二氯乙烷或二硫化碳)，在路易斯酸催化剂(例如氯化铝、氯化铁、溴化铁或氯化锡)的存在下进行。

联吡咯啉酮类化合物的生产可以如下进行。通过将β-芳酰基丙酸化合物转化为烯胺，随后在含有氧化剂(例如硝基苯)的均相系统中或在含有乙酸(例如乙酸酐)的脱水剂中使烯胺环化脱水，然后通过氧化使吡咯啉酮化合物二聚化，由此制备吡咯啉酮化合物。通过这种方法，可以抑制副反应，并且例如，在从原料生产最终产品的过程中，不需要更换反应容器的额外步骤，结果减少了产量损失。

具体地说，β-芳酰基丙酸化合物被转化成烯胺，随后在含有氧化剂的均相系统中环化脱水。

通过这种方法，在反应被控制在相对低的温度下的情况下，可以仅选择性地生产吡咯啉酮类化合物，然而如下文将描述的，在反应被控制在相对高的温度下的情况下，通过吡咯啉酮类化合物的生产，可以仅选择性地生产联吡咯啉酮类化合物。

上述方法中使用的氧化剂是液体或固体氧化剂，当装载反应原料时，其可以形成均相系统。氧化剂是具有将吡咯啉酮类化合物氧化的功能的试剂，这将在后面描述。氧化剂的实例包括过氧化物，例如过氧化氢和间氯过氧苯甲酸(mCPBA)；硝基化合物，例如硝基苯；醌化合物，例如氯醌和2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)；亚砜化合物，例如二甲基亚砜(DMSO)；金属氧化物，例如铬酸、二氧化锰和二氧化硒；以及金属盐，如四乙酸铅。

氧化剂可以相对于β-芳酰基丙酸化合物基于当量重量以1或更大的比率使用。为了形成均相系统，溶解氧化剂的有机溶剂可以与氧化剂组合使用，或者氧化剂在室温下是液体的情况下，氧化剂的用量可以大于氧化剂发挥氧化功能所需的量；在这种情况下，反应系统可以是其中氧化剂也用作溶剂的系统。在以这种方式使用氧化剂的情况下，以质量计，优选氧化剂的用量为以重量计每100份β-芳酰基丙酸化合物为50～2000份。

优选氧化剂是有机氧化剂。这是因为，在这种情况下，可以轻易地增加氧化剂在有机溶剂中的溶解度。此外，就安全性而言，优选避免使用大量具有高氧化性能的氧化剂。从这些观点考虑，可能不优选倾向于形成非均相系统的方法，例如使用空气或氧气作为氧化剂并将空气或氧气注入反应系统的方法，优选的方法是使用硝基化合物或醌化合物的方法，因为这些化合物即使在过量使用时也具有温和的反应性和高安全性。就原料的获取性而言，优选硝基化合物，特别是硝基苯。

在生产吡咯啉酮类化合物的步骤中，β-芳酰基丙酸化合物被转化成烯胺，随后在上述反应系统中环化脱水。

使用胺化剂进行β-芳酰基丙酸化合物的烯胺化。胺化剂可以是氨、胺或在反应过程中生产氨或胺的化合物。这种化合物的实例包括氨气、液氨、铵盐例如乙酸铵和盐酸铵、尿素和伯胺例如甲胺、乙胺和正丁胺。在胺化剂是固体或液体的情况下，胺化剂可以直接装载到反应系统中，或者在胺化剂是气体的情况下，胺化剂可以吹入到反应系统中。

为了增加烯胺化反应的转化率，优选相对于β-芳酰基丙酸化合物的量而过量使用胺化剂。在胺化剂是乙酸铵的情况下，乙酸铵的用量可以是每mol的β-芳酰基丙酸化合物为2mol～2.5mol。

β-芳酰基丙酸的烯胺化可以通过在有机溶剂中将β-芳酰基丙酸和胺化剂共同混合并搅拌来进行，其是任选使用的。如上所述，可以使用的有机溶剂可以是在室温下为液体的氧化剂或在室温下为液体的脱水剂。

烯胺化反应例如可以在50℃～200℃的温度下进行1～50小时。

此外，可以使用催化剂例如酸来提高烯胺化的反应速率。酸性催化剂的实例包括有机酸例如对甲苯磺酸和乙酸，以及无机酸例如盐酸、硫酸和硝酸。由于酸性催化剂与胺化剂形成盐，在使用强酸催化剂的情况下，催化剂可以以催化量使用，例如每mol的β-芳酰基丙酸化合物为0.05mol～0.5mol的催化剂。

此外，在酸性催化剂是弱酸性催化剂如乙酸的情况下，与胺化剂形成的盐可以在反应过程中可逆地生产胺，因此，催化剂可以每mol的β-芳酰基丙酸化合物使用1mol～1.5mol的量。

烯胺化的过程导致水的释放。由于水会将所生产的烯胺水解，因此优选从反应系统中去除水，例如用Dean-Stark分水器等。

通过胺化生产的烯胺中间体在分子内与羧基脱水缩合，来获得吡咯啉酮化合物。这种分子内脱水缩合反应可以例如用酸性催化剂加速。因此，优选将酸性催化剂预先装载到反应系统中，上述酸性催化剂例如为上述提到的那些之一。酸性催化剂的实例包括上述用于烯胺化的酸性催化剂。

此外，在分子内脱水缩合反应中，也与烯胺化反应同样地，优选从反应系统中除去由分子内脱水产生的水，以便平衡可以向生产侧移动。

对于环化脱水反应，例如，加热温度可以是60℃～170℃，加热时间可以是30分钟～10小时。

在最终目标产物是吡咯啉酮类化合物的情况下，烯胺化和环化脱水的反应温度可以优选为80℃～150℃。

在生产吡咯啉酮类化合物的方法中，可以例如通过使反应液体经历一个或多个色谱步骤并确定吡咯啉酮类化合物产生的量不再增加的点，来确定反应的终点。

以这种方式生产的吡咯啉酮类化合物可以进行过滤和干燥，从而以任何合适的形式使用。此外，可以例如通过使吡咯啉酮类化合物经历洗涤和重结晶，来对吡咯啉酮类化合物进行纯化。

现在，将描述生产联吡咯啉酮类化合物的方法。

联吡咯啉酮类化合物可以通过氧化由上述方法生产的吡咯啉酮类化合物来生产。该反应是从2mol的吡咯啉酮类化合物生产1mol的联吡咯啉酮类化合物的反应。

在通过上述方法生产吡咯啉酮类化合物的情况下，在反应完成后，起到氧化剂作用的物质已经存在于反应系统中，因此，在生产联吡咯啉酮类化合物时，可以在不需要向反应系统中加入氧化剂的情况下完成氧化。

据推测，由于在羰基α位的亚甲基碳的氧化，吡咯啉酮类化合物的分子变成2,3-二酮吡咯啉，并且2,3-二酮吡咯啉与另一分子的吡咯啉酮类化合物进行分子间脱水缩合，形成联吡咯啉酮类化合物。在由吡咯啉酮类化合物生产联吡咯啉酮类化合物时，优选避免使用过量的具有高氧化性能的氧化剂，从而可以防止联吡咯啉酮类化合物的产量降低；另外，如果与由吡咯啉酮类化合物的氧化而产生的2,3-二酮吡咯啉反应的吡咯啉酮类化合物的量变得不足，则也可能出现这种降低。因此，与上述方法同样，优选采用使用了具有温和反应性、能够更均匀氧化并具有高安全性的氧化剂的方法。

吡咯啉酮类化合物的氧化可以在有机溶剂的存在下进行。有机溶剂的实例包括芳香烃类溶剂，芳香烃的实例包括甲苯和二甲苯。

对于吡咯啉酮类化合物成为联吡咯啉酮类化合物的氧化反应，例如，加热温度可以是70℃～250℃，加热时间可以是1小时～50小时。可以使用逐步加热，其中恒温保持一段时间，然后增加温度。

在氧化反应中，优选搅拌反应混合物以防止由脱水缩合反应产生的水的暴沸。关于反应温度，在硝基苯用作氧化剂和反应溶剂的情况下，就提高氧化反应速率而言，在50℃～250℃的温度下加热是优选的，就加速脱水缩合反应而言，在100℃～220℃的温度下加热是优选的。此外，在155℃～200℃的温度下加热可以进一步提高生产联吡咯啉酮类化合物的速率。

在生产联吡咯啉酮类化合物的方法中，可以采用其中使用了含有氧化剂的均相系统方法，该氧化剂的量充足以使该氧化剂作为氧化剂和反应溶剂发挥作用，并且该反应在相对低的温度下(例如，50℃～150℃)进行；因此，通过对获得的吡咯啉酮类化合物进行氧化，可以立即获得联吡咯啉酮类化合物。

吡咯啉酮类化合物的氧化反应的终点可以例如通过使反应液体经历一个或多个色谱步骤并确定产生联吡咯啉酮类化合物的量不再增加的点，从而确定。

以这种方式生产的联吡咯啉酮类化合物可以过滤和干燥，从而以任何合适的形式使用。此外，联吡咯啉酮类化合物可以通过例如对联吡咯啉酮类化合物进行洗涤和重结晶来纯化。此外，可以对联吡咯啉酮类化合物进行精制处理和/或一种或多种表面处理，这使得联吡咯啉酮类化合物能够用作适于给待着色物体着色的色料、着色剂或颜料。

在生产之后，通过该生产方法生产的上述联吡咯啉酮化合物在许多情况下具有大粒径和粒子的不均匀性，因此，在一些应用中上述联吡咯啉酮化合物表现出差的分散性。因此，根据需要，有必要进行控制粒子的附加步骤，以便可以获得所需的粒径和晶体形式。

在要进行粒子控制的情况下，可以使用各种公知方法中的任何一种。这些方法的具体实例包括将本发明的联吡咯啉酮化合物与水溶性无机盐和水溶性有机溶剂捏合和研磨的方法(溶剂盐研磨法)；将本发明的联吡咯啉酮化合物在溶剂中加热的方法，联吡咯啉酮化合物在上述溶剂中不溶(溶剂法)；以及在研磨机或分散器中精细研磨联吡咯啉酮化合物的方法。

溶剂盐研磨法的实例是如下的方法：将本发明的联吡咯啉酮化合物与水溶性无机盐和水溶性有机溶剂在加热下捏合和研磨，所得粒子用水洗涤；水溶性无机盐的实例包括氯化钠和硫酸钠，以及水溶性有机溶剂的实例包括二乙二醇和三乙二醇。

在进行溶剂法的情况下，所使用的液体介质是不溶解本发明的联吡咯啉酮化合物的介质。上述液体介质可以是包括水溶性有机溶剂作为必要成分的液体介质。就更一致地控制本发明的联吡咯啉酮化合物的结晶度而言，这是优选的。

在进行精细研磨方法的情况下，可以使用颜料研磨机或颜料分散器，其实例包括球磨机、砂磨机、磨碎机、卧式连续介质分散器、捏合机、连续单螺杆捏合机、连续双螺杆捏合机、三辊研磨机和开辊连续捏合机。这些研磨机和分散器也可以用于溶剂盐研磨法中。

在控制粒子的情况下，本发明的联吡咯啉酮化合物可以表现出结晶性质而不是分子性质。具体地，当联吡咯啉酮化合物具有结晶性质时，联吡咯啉酮化合物可以保持高程度的黑色、稳定性和波长可控性。

[近红外透明制品]

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于要求近红外透明的制品，该制品的实例包括油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品。

例如，联吡咯啉酮化合物适用于红外传感器的滤光器、固态图像传感装置的滤光器、用于LiDAR的覆盖物、用于配备有自动驾驶系统的车辆的涂层和用于图像显示装置的黑矩阵等。

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于使用红外传感器的制品中，其原因如下。在配备有红外传感器的装置中，红外透明性是必要的，这取决于应用和装置类型。具体地，在发射红外光的振荡器侧，红外透明性对于将所产生的红外光发射到装置外部是必要的，并且在接收红外光的检测器侧，红外透明性对于防止来自外部的红外光被阻挡是必要的。此外，对于这些装置，有优选黑色的趋势，其原因是，例如黑色具有保护振荡器和光接收器的功能、隐藏制品本身是红外传感器的事实的功能以及模糊制品本身的存在的功能。

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于固态图像传感装置应用的制品中，其原因如下。需要与红外传感器的功能相类似的功能。此外，除了与红外传感器相关的功能之外，还需要耐光性的提高，这是因为固态图像传感装置更频繁地用于户外，因此对于这些装置，有相比于染料类着色物质而言更优选颜料类着色物质的趋势。

本发明的联吡咯啉酮化合物可以使用于LiDAR应用的制品中，该使用的实例如下。在一个实例中，联吡咯啉酮化合物用于光探测和测距(LiDAR)功能，其对应于红外传感器的功能，在另一个实例中，联吡咯啉酮化合物用于LiDAR距离测量的目标对象的涂层膜中。目标对象的特定实例包括车辆，例如汽车和卡车。

LiDAR的主要原理是飞行时间(time of flight，TOF)原理，其通过发射的激光到达目标对象并且从对象反射的激光由感光器接收的过程来计算距目标对象的距离和朝向目标对象的方向以及目标对象的形状。

包含本发明的联吡咯啉酮化合物的制品可以用于LiDAR装置本身，其原因类似于上文对于红外传感器的讨论。此外，额外的原因如下。对于LiDAR装置，由于用作光源的红外传感器的波长是例如905nm或1550nm，所以仅对这些波长透明可能是足够的；然而，由于带通滤波器过量，因此有优选对整个近红外区域的波长透明的材料的趋势。

包含本发明的联吡咯啉酮化合物的制品可以用于车辆的涂层膜。在这种情况下，一个前提是红外光需要被车辆的底盘、或车身本身、或被涂层的底漆层或下层反射。当激光到达车辆时，激光穿过红外透明的涂层膜并被底漆层或下层反射，随后，激光再次穿过涂层膜被发射出车辆外。总体而言，对于车辆来说，有倾向于优选使用基本颜色如白色系或黑色系来提供着色的趋势。

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于图像显示装置的黑矩阵和其它类似制品中，其原因如下。由于需要防止RGB颜色的颜色混合，因此要求可见光区域的高度不透明性，该颜色混合可能在来自任何多种类型光源的可见光通过滤色器时发生。此外，对于黑矩阵的应用，有倾向于优选具有以下特征的染料和颜料的趋势，该特征与黑矩阵的制造方法相关。制造方法包括光刻法，该光刻法在将材料涂覆到基板并干燥该材料后进行，并且光刻法包括例如使用光掩模的曝光、显影和后烘烤。这些特性是：对UV区域一定程度的透明性，通过这种透明性，在使用光掩模的曝光中，曝光部分可以获得一定程度的光固化性；以及足以在后烘烤方法中保持不透明性的耐热性。

[色料应用]

通过使用本发明的联吡咯啉酮化合物，可以提供制品，例如油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，此外，在要求这些制品是近红外透明的情况下，可以满足需要。下文详细讨论的用途仅仅是实例。本发明的联吡咯啉酮化合物的应用能够实现多种用途。

[油墨应用]

本发明的联吡咯啉酮化合物可用于印刷油墨。印刷油墨可以根据相关领域的制备方法，通过将一种或多种公知的粘合剂树脂、溶剂、添加剂等与本发明的联吡咯啉酮化合物混合来制备。具体而言，可以通过制备用于液体油墨的高颜料浓度基础油墨并在基础油墨中添加一种或多种粘合剂、溶剂、添加剂和/或其他物质等，来制备液体油墨。

通过使用本发明的联吡咯啉酮化合物，可以生产PU油墨和NC油墨。因此，联吡咯啉酮化合物适用于凹版印刷油墨和柔版印刷油墨的有机颜料组合物。PU油墨包括PU树脂、颜料、溶剂和一种或多种添加剂。NC油墨包括NC树脂、颜料、溶剂和一种或多种添加剂。PU树脂没有特别的限制，只要PU树脂在骨架中具有氨基甲酸酯结构即可。PU树脂的实例包括聚氨酯和聚脲。溶剂的实例包括芳族有机溶剂，例如甲苯和二甲苯；酮类溶剂，例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮和3-庚酮；酯类溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、丙二醇单乙醚乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯；醇溶剂，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇；(聚)亚烷基二醇单烷基醚类溶剂，例如丙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚和二乙二醇单异丙醚；(聚)亚烷基二醇单烷基醚乙酸酯类溶剂，例如乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯和二乙二醇单乙醚乙酸酯；和其他醚类溶剂，例如二乙二醇二甲醚和二乙二醇二乙醚。注意，可以单独使用一种溶剂，或者可以组合使用两种或更多种溶剂。一种或更多种添加剂的实例包括表面活性剂，例如阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂；松香，例如脂松香、聚合松香、歧化松香、氢化松香、马来化松香、硬化松香和邻苯二甲酸醇酸树脂；颜料衍生物；分散剂；湿润剂；粘接辅助剂；流平剂；消泡剂；抗静电剂；捕捉剂；抗粘连剂；和蜡成分。

在本发明的联吡咯啉酮化合物用于印刷油墨的情况下，如上所述制备的包含本发明的联吡咯啉酮化合物的印刷油墨可以通过在乙酸乙酯、聚氨酯类清漆或聚酰胺类清漆中稀释来使用。印刷油墨可以通过使用公知方法制备。

[涂料组合物应用]

在本发明的联吡咯啉酮化合物用于涂料组合物的情况下，在涂料组合物中使用的树脂可以是各种树脂中的任何树脂，其实例包括丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂和酚醛树脂。

可以在涂料组合物中使用的溶剂的实例包括芳香族溶剂，例如甲苯、二甲苯和甲氧基苯；乙酸酯类溶剂，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯；丙酸酯类溶剂，例如丙酸乙氧基乙酯；醇溶剂，例如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇和异丁醇；醚类溶剂，例如丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、二乙二醇乙基醚和二乙二醇二甲醚；酮类溶剂，例如甲乙酮、甲基异丁基酮和环己酮；脂肪烃类溶剂，例如己烷；氮化合物类溶剂，例如N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酰胺、N-甲基-2-吡咯啉酮、苯胺和吡啶；内酯类溶剂，例如γ-丁内酯；氨基甲酸酯，例如氨基甲酸甲酯和氨基甲酸乙酯以48:52比例混合的混合物；和水。特别适合的溶剂是可溶于水的极性溶剂，例如丙酸酯类溶剂、醇溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、氮化合物类溶剂、内酯类溶剂和水。

此外，当通过在液体树脂中将颜料添加剂和/或颜料组合物分散或混合来制备用于涂料组合物的树脂组合物的情况下，可以将一种或多种典型的添加剂加入到液体树脂中。典型添加剂的实例包括分散剂、填料、涂布助剂、干燥剂、增塑剂和辅助颜料。这些成分可以单独地加入或以几种成分的组合加入来包含所有的成分，或者可以一次加入所有的成分。然后，将这些成分分散或混合在一起，以形成用于涂料组合物的树脂组合物。

关于用于将根据用途如上文上述制备的含有联吡咯啉酮化合物的组合物分散的分散机，该分散机可以是已知的分散机，其实例包括但不限于分散机、均化机、涂料调节机、Scandex分散机、珠磨机、磨碎机、球磨机、双辊磨机、三辊磨机和加压捏合机。将树脂和溶剂加入到颜料组合物中，以使颜料组合物具有能够用任何这些分散机使颜料组合物分散的粘度。在分散操作后，用于涂料组合物的高浓度基料具有5％～20％的固体含量。将树脂和溶剂进一步与基料混合以提供供于使用的涂料组合物。

[塑料应用]

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于塑料着色应用。在生产有色塑料模制品的情况下，使用用于热成型的热塑性树脂(塑料)，上述热成型可以是注射成型、压制成型等，并且热塑性树脂的实例包括聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯，以及聚氯乙烯树脂。本发明的颜料可以通过使用本领域已知的方法捏合到树脂中来使用。

[化妆品应用]

本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于化妆品中。将联吡咯啉酮化合物用于其中的化妆品没有特别的限制。本发明的联吡咯啉酮化合物可以用于多种类型的化妆品中。

化妆品可以是任何的多种类型的化妆品，只要化妆品的功能能够有效地展现。化妆品可以是乳液、乳霜凝胶、喷雾剂等形式。化妆品的实例包括护肤化妆品，例如洗面剂、卸妆剂、护肤乳液、精华液、面膜、保护性乳液、保护性乳霜、皮肤美白剂和防紫外线化妆品；彩妆化妆品，例如粉底、散粉、妆前乳、口红、眼部彩妆、腮红和指甲油；护发化妆品，例如洗发剂、护发素、头发护理剂、头发定型产品、烫发剂、染发剂和育发剂；以及身体护理化妆品，例如身体清洗用化妆品、除臭化妆品和沐浴盐。

这些化妆品中使用的本发明的联吡咯啉酮化合物的含量可以根据化妆品的类型适当设定。任何的上述化妆品中的含量通常在0.1质量％～99质量％的范围内。通常，该含量优选在0.1质量％～10质量％的范围内。另一方面，在用于着色的彩妆品中，该含量优选在5质量％～80质量％的范围内，更优选10质量％～70质量％，最优选20质量％～60质量％。当化妆品中存在的本发明的联吡咯啉酮化合物的含量在任何的上述范围内时，其功能例如着色性能可以有效地展现，并且可以保持化妆品所需的功能。

化妆品中，除了包括本发明的联吡咯啉酮化合物之外，根据化妆品的类型，还可以包括一种或多种允许作为化妆品成分的成分。一种或多种成分的实例包括载体、颜料、油、甾醇、氨基酸、粉末、着色剂、pH调节剂、香料、精油、化妆品活性成分、维生素、必需脂肪酸、鞘脂类、防晒剂、赋形剂、填充剂、乳化剂、抗氧化剂、表面活性剂、螯合剂、胶凝剂、增稠剂、润肤剂、湿润剂、保湿剂、矿物质、粘度调节剂、流动调节剂、角质溶解剂、类视黄醇、激素化合物、α-羟基酸、α-酮酸、抗分枝杆菌剂、抗真菌剂、抗菌剂、抗病毒剂、镇痛剂、抗过敏剂、抗组胺剂、抗炎剂、抗刺激剂、抗肿瘤剂、免疫系统助推剂、免疫系统抑制剂、抗粉刺剂、麻醉剂、消毒剂、防虫剂、皮肤冷却化合物、皮肤保护剂、皮肤渗透增强剂、剥除剂(exfoliant)、润滑剂、芳香剂、染色剂、脱色剂、美白祛斑剂(hypopigmenting agent)、防腐剂、稳定剂、医药品、光稳定剂和球形粉末等。

化妆品可以通过将本发明的联吡咯啉酮化合物与一种或多种其它化妆品成分混合来生产。

此外，包含本发明的联吡咯啉酮化合物的化妆品可以根据例如化妆品的类型，以类似于典型化妆品的方式使用。

[实施例]

现在将参考实施例更详细地描述本发明。注意，本发明不限于这些实施例。此外，用于以下实施例的组成的“％”是“质量％”。

(合成实施例1)

在氮气吹扫下，将7.4g的3-硝基乙基咔唑和3.0g的琥珀酸酐与85g的硝基苯混合，并且进一步加入8.5g的氯化铝。将所得混合物在室温下搅拌2小时，随后，使内容物在60℃下反应4小时。在混合物回到室温后，向反应溶液中加入17ml浓盐酸和170g水，然后在室温下搅拌2小时。随后，将所得物过滤，用水洗涤，并干燥，来获得5.67g中间体1。获得的中间体1具有94.5％的纯度。

接下来，将4.08g的获得的中间体1与含有1.85g乙酸铵和50g硝基苯的溶液混合，将混合物在90℃搅拌2小时，并进一步在125℃搅拌1小时。将所得的混合物在200℃下加热4小时，以除去其中的水，随后，将所得物冷却，以获得墨绿色沉淀。重复洗涤和过滤所得的沉淀，其中洗涤为用100ml丙酮洗涤两次，并且再用50ml甲醇和水进行洗涤。将所得的湿滤饼加入DMF中，然后回流2小时。随后，用DMF、丙酮和水洗涤所得物，然后干燥，来获得2.17g黑色化合物。产量为57％。此外，进行电子碰撞质谱分析(MS-EI)，结果证实该化合物的分子量为638(m/z＝638)。

将获得的黑色化合物与10.85g氯化钠和2.5g二乙二醇进行盐研磨，对所得物重复进行用水洗涤和过滤，干燥获得的湿滤饼，以获得2.01g实施例1的黑色化合物。

请注意，用于MS-EI光谱测定的仪器和条件如下。

仪器名称：5973N GC/MS，由安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc)生产

测量条件GC的条件

初始温度：50℃

加热速率：100℃/分钟(目标温度：450℃)

MS的条件

质量范围：50到800

四极杆温度：150℃

惰性离子源温度：230℃

用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)测量获得的黑色化合物的红外吸收，结果是在3395cm-1处观察到对应于NH键的吸收峰，在1675cm-1处观察到对应于羰基键的吸收峰，在1321cm-1处观察到对应于硝基的吸收峰。

请注意，用于FT-IR光谱测定的仪器和条件如下。

仪器名称：FT/IR-6100，由JASCO公司制造

测量条件样品形式：粉末

测量模式：衰减全反射(ATR)

测量波长：400～4000cm-1

用X射线衍射仪测量获得的黑色化合物的结晶度，结果是在8.8°、11.0°、14.5°、17.6°、21.8°、23.9°、25.3°、27.1°和29.2°处观察到X射线衍射峰。请注意，用于X射线衍射测量的仪器和条件如下。

仪器名称：X射线衍射仪MiniFlex II，由Rigaku公司制造

测量条件样品形式：粉末

测量角度：2°至40°，扫描速度：2°/分钟

接下来，用分光光度计测量获得的黑色化合物的近红外透明性。结果显示在图1中，其表明与合成实施例2的黑色化合物(其为日本未审查专利申请公开第2009-84522号(PTL 1)的实施例6的联吡咯啉酮化合物)相比，本发明的联吡咯啉酮化合物对约800nm以上的近红外区域中的光具有高透明性。

请注意，用于近红外透明性测量的仪器和条件如下。

仪器名称：UV-可见/NIR分光光度计V-770，由JASCO公司制造

测量条件样品：粉末(使用PSH-002粉末室(powder cell))

测量范围：300nm～2500nm

在图1中，纵轴表示反射率，其被用作透明性的指标。由于不能用单独的化合物来完成透明性的测量，所以假设未装载有化合物的状态下的粉末室具有100％的反射率，并且计算由装载有化合物的室反射的光的量，以确定表示反射率的百分比。

[化5]

(合成实施例2)

在氮气吹扫下，将20g咔唑和6.0g琥珀酸酐与340g硝基苯混合，然后进一步加入34g氯化铝。将所得混合物在室温下搅拌4小时，随后静置过夜。此后，向反应混合物中加入68ml浓盐酸和680ml水，然后在室温下搅拌2小时。将所得浅黄色沉淀过滤，用水洗涤，随后，向所得湿滤饼中加入20g氢氧化钾和800g水，然后搅拌。随后，过滤出不溶性残余物，在搅拌下用浓盐酸将所得滤液的pH调节至约pH 2。将所得白色沉淀过滤，用水洗涤，干燥以获得5.22g中间体2。该反应进行两次。获得的中间体2具有87.7％的纯度。

接下来，将6.49g获得的中间体2与含有3.74g乙酸铵和100g硝基苯的溶液混合，将混合物在90℃搅拌2小时，并进一步在125℃搅拌1小时。将所得的混合物在200℃下加热4小时，以除去其中的水，随后，将产物冷却，以获得墨绿色沉淀。重复洗涤和过滤所得的沉淀，其中洗涤为用100ml丙酮洗涤两次，再用50ml甲醇和水进行洗涤。将所得的湿滤饼加入30ml的DMF中，然后回流2小时。随后，用50ml DMF、100ml丙酮和1500ml热水洗涤混合物，过滤，干燥所得的固体，以获得2.6g黑色化合物。进行电子碰撞质谱分析(MS-EI)，结果证实该化合物的分子量为492(m/z＝492)。

将获得的黑色化合物与10.85g氯化钠和2.5g二乙二醇进行盐研磨，将所得物重复用水洗涤和过滤，干燥获得的湿滤饼，以获得2.2g比较例2的黑色化合物。

用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)测量获得的黑色化合物的红外吸收，结果是在3419cm-1处观察到对应于NH键的吸收峰，在1668cm-1处观察到对应于羰基键的吸收峰。

[化6]

(合成实施例3)

在氮气吹扫下，将7.4g的3-硝基甲基咔唑和3.0g琥珀酸酐与85g硝基苯混合，并进一步加入8.5g氯化铝。将所得混合物在室温下搅拌2小时，随后，使内容物在50℃下反应4小时。在混合物回到室温后，向反应溶液中加入17ml浓盐酸和170g水，然后在室温下搅拌2小时。随后，将所得物过滤，用水洗涤，并干燥，来获得5.32g中间体3。获得的中间体3具有95.6％的纯度。

接下来，将5.05g获得的中间体3与含有2.39g乙酸铵和50g硝基苯的溶液混合，将混合物在90℃搅拌2小时，并进一步在125℃搅拌1小时。将所得混合物在200℃下加热4小时，以除去其中的水，随后，将产物冷却，以获得墨绿色沉淀。重复洗涤和过滤所得沉淀，其中洗涤为用100ml丙酮洗涤两次，再用50ml甲醇和水进行洗涤。将所得湿滤饼加入DMF中，然后回流2小时。随后，用DMF、丙酮和水洗涤所得物，然后干燥，来获得2.50g黑色化合物。产量为53％。此外，进行电子碰撞质谱分析(MS-EI)，结果证实该化合物的分子量为610(m/z＝610)。

将获得的黑色化合物与12.50g氯化钠和2.91g二乙二醇进行盐研磨，将所得物重复用水洗涤和过滤，干燥获得的湿滤饼，以获得2.30g实施例2的黑色化合物。

用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)测量获得的黑色化合物的红外吸收，结果是在3398cm-1处观察到对应于NH键的吸收峰，在1673cm-1处观察到对应于羰基键的吸收峰，在1322cm-1处观察到对应于硝基的吸收峰。

接下来，用分光光度计测量获得的黑色化合物的近红外透明度。结果显示在图1中，其表明本发明的联吡咯啉酮化合物对大约800nm以上的近红外区域中的光具有高透明性。

[化7]

[实施例1]

[颜色属性的评估]

将1.6g合成实施例1中获得的化合物、6.4g聚氨酯-丙烯酸树脂(固体浓度：40％，溶剂：二甲苯/异丁醇＝50/50)、3.2g二甲苯和0.8g异丁醇加入到玻璃瓶中，并且进一步加入直径为3mm的玻璃珠。用涂料调节剂将该化合物分散1小时。随后，加入20.0g聚氨酯-丙烯酸树脂，并用涂料调节剂分散该化合物10分钟。此后，将7.5g的获得的分散体、10.6g的聚氨酯-丙烯酸树脂、0.8g的二甲苯、0.2g的异丁醇和玻璃珠加入到玻璃瓶中，并将内容物分散10分钟以形成实施例1的涂料组合物。

用涂布器将所获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有25μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在视觉上是黑色的。涂层膜的颜色属性用分光光度计(仪器名称：DC650，来自Datacolor)测量，结果是L*＝26.1、a*＝0.03和b*＝0.10。

[反射率的评估]

用涂布器将所获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有20μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在红外区域中的光反射率用分光光度计(仪器名称：V-770，来自JASCO公司)测量。

在905nm处反射率的评价标准如下。

反射率为80％以上：A

反射率为60％～80％：B

反射率为40％～60％：C

反射率为40％以下：D

所获得的涂层膜在905nm处的反射率被评定为“A”，并且该涂层膜在780nm～2500nm范围内的平均反射率为91.9％。

[实施例2]

除了使用合成实施例3中获得的黑色化合物代替合成实施例1中获得的化合物之外，如实施例1那样制备实施例2的涂料组合物。

用涂布器将所获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有25μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在视觉上是灰色的。涂层膜的颜色属性用分光光度计(仪器名称：DC650，来自Datacolor)测量。结果是L*＝26.0、a*＝0.01和b*＝0.48。

[反射率的评估]

如实施例1那样用分光光度计测量所获得的具有20μm膜厚的涂层膜在红外区的光反射率。所获得的涂层膜在905nm处的反射率被评定为“B”，并且该涂层膜在780nm～2500nm范围内的平均反射率为89.6％。

(比较例1)

除了使用炭黑(#2600(商品名)，由三菱化学公司制造)代替合成实施例1中获得的化合物之外，如实施例1那样制备比较例1的涂料组合物。

用涂布器将所获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有25μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在视觉上是灰色的。涂层膜的颜色属性用分光光度计(仪器名称：DC650，来自Datacolor)测量，结果是L*＝25.9、a*＝-0.01和b*＝-0.79。

[反射率的评估]

如实施例1那样用分光光度计测量所获得的具有20μm膜厚的涂层膜在红外区的光反射率。所获得的涂层膜在905nm处的反射率被评定为“D”，并且该涂层膜在780nm～2500nm范围内的平均反射率为10.7％。

(比较例2)

除了使用合成实施例2中获得的黑色化合物代替合成实施例1中获得的化合物之外，如实施例1那样制备比较例2的涂料组合物。

用涂布器将获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有25μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在视觉上是灰色的。涂层膜的颜色属性用分光光度计(仪器名称：DC650，来自Datacolor)测量。结果是L*＝25.7、a*＝-0.03和b*＝-1.38。

[反射率的评估]

如实施例1那样用分光光度计测量所获得的具有20μm膜厚的涂层膜在红外区的光反射率。所获得的涂层膜在905nm处的反射率被评定为“C”，并且该涂层膜在780nm～2500nm范围内的平均反射率为82.9％。

(比较例3)

除了使用苝黑颜料(Paliogen Black S 0084(商品名)，由Sun Chemical Color&Effects制造)代替合成实施例1中所获得的化合物之外，如实施例1那样制备比较例3的涂料组合物。

用涂布器将所获得的涂料组合物涂布到白色铜版纸上，以形成具有25μm膜厚的涂层膜。所获得的涂层膜在视觉上是灰色的。涂层膜的颜色属性用分光光度计(仪器名称：DC650，来自Datacolor)测量，结果是L*＝26.4，a*＝-0.06，b*＝-1.06。

[反射率的评估]

如实施例1那样用分光光度计测量所获得的具有20μm膜厚的涂层膜在红外区的光反射率。所获得的涂层膜在905nm处的反射率被评定为“A”，并且该涂层膜在780nm～2500nm范围内的平均反射率为92.4％。

上述结果表明，本发明的联吡咯啉酮化合物对红外区域的波长具有低吸收，并且当用作黑色着色剂时表现出高程度的黑色。

Claims (9)

1.一种由以下通式(1)表示的化合物，

[化1]

其中，R表示具有1～3个碳原子的烷基或表示具有2～3个碳原子的烯基，X表示硝基、氰基、卤素和乙酰基中的一种。

2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述化合物是联吡咯啉酮化合物。

3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，所述化合物对于具有800nm～1400nm波长的光是透明的。

4.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求1或2所述的化合物，并且对于近红外区域的光是透明的。

5.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求3所述的化合物，并且对于近红外区域的光是透明的。

6.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求1或2所述的化合物，所述化合物用作色料、着色剂或颜料。

7.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求3所述的化合物，所述化合物用作色料、着色剂或颜料。

8.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求1或2所述的化合物，所述化合物用作对近红外区域的光透明的色料、着色剂或颜料。

9.一种油墨、印刷品、涂料组合物、涂覆制品、塑料、纤维、膜、化妆品和模制品，包含根据权利要求3所述的化合物，所述化合物用作对近红外区域的光透明的色料、着色剂或颜料。