DE102005038665A1

DE102005038665A1 - Perylenfarbstoffe mit Imidazolyl-Resten in den Seitenketten

Info

Publication number: DE102005038665A1
Application number: DE200510038665
Authority: DE
Inventors: Heinz Langhals; Josef Dr. Gold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-22

Abstract

Bei der Umsetzung des Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisanhydrids mit langkettigen sec-Alkylaminen in geschmolzenem Imidazol werden stark fluoreszierende Imidazolyl-Substitutionsprodukte in beta-Position der Seitenketten gefunden, die z. B. für Anwendungen in der Biochemie von Interesse sind.

Description

Einleitung

Heterocyclische Verbindungen spielen bei den Lebensprozessen eine zentrale Rolle. Dementsprechend werden allgemein Abkömmlinge von Heterocyclen zur Untersuchung von Lebensvorgängen eingesetzt. Zur Erfassung solcher Prozesse kommt der Fluoreszenz eine immer größere Bedeutung wegen der leichten und unkritischen Handhabbarkeit der Fluorezenzfarbstoffe und ihrer empfindlichen Detektion zu. Hierbei ist in jüngsten Arbeiten sogar dir durch die Lichtbeugung gesetzte, natürliche Grenze des räumlichen Auflösungsvermögens überwunden worden [1].

Die Perylen-Fluoreszenzfarbstoffe [2,3], wie z.B. 1 [4,5], zeichnen sich durch ihre ungewöhnlich guten Eigenschaften aus, wie z.B. hohe Photostabilität und Chemische und thermisch Beständigkeit und verschwindend niedrige Toxizität, so dass sie ideale Marker für die Analyse von Lebensvorgängen („Biomonitoring") darstellen [6]. So ist beispielsweise die Intercalation von Perylenfarbstoffen in DNA beschrieben worden [7,8,9]. Der langkettige sec-Alkylrest in 1 vermittelt dem chromophoren System eine hinreichende Löslichkeit in lipophilen Medien; die Löslichkeit von 1 in Wasser ist dagegen gering. Für eine Anwendung von Perylenfarbstoffen in biochemischen Fragestellungen wäre es von Interesse, 1 mit heterocyclischen Resten zu verknüpfen. Dies ist aber wegen der hohen chemischen Beständigkeit von 1 nicht ohne weiteres möglich: Man könnte ein entsprechend substituiertes 1-Hexylheptylamin konventionell synthetisiert und dann zu Analogen von 1 kondensieren. Dieser Weg ist aber umständlich, so dass die direkte Substitution von 1 attraktiv bleibt.

Beschreibung

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Wir haben die Bildung von Nebenprodukten bei der Kondensation von 2 mit langkettig sec-Alkylgruppen untersucht und hierfür 2 mit einer größeren Menge 1-Hexylheptylamin in Imidazol [10] umgesetzt und die Reaktionsprodukte chromatographisch getrennt. Hierbei konnte neben einer kleinen Menge an nicht umgesetztem 2 der Farbstoff 1 mit 82% Ausbeute in analysenreiner Form erhalten werden. Darüber hinaus ließen sich neben eines gelben, nicht fluoreszierenden Vorlaufs, der als Fluoreszenzquencher wirkt, noch drei weitere Reaktionsprodukte in kleinen Ausbeuten nachweisen.

Die Auftrennung der Reaktionsprodukte erwies sich bei dem höheren Homologen des Farbstoffe 1 als einfacher. Es wurde daher in zu 1 völlig analoger Weise. 1-Heptyloctylamin mit 2 zu 3 kondensiert, das mit 85% Ausbeute analysenrein isoliert werden konnte; siehe 1. Neben dem bei 1 beschriebenen gelben Vorlauf wurden außerdem die analogen Reaktionsprodukte 4 bis 6 in kleinen Ausbeuten isoliert; weitere Reaktionsprodukte konnten nicht detektiert werden.

Die Bildung der Reaktionsprodukte 4 bis 6 stellt eine völlige Überraschung dar, denn hier ist die nicht aktivierte, aliphatische Seitenkette von 3 in β-Position oxydiert worden. Die Nebenprodukte bei der Synthese von 1 haben eine völlig analoge Struktur, so dass man annehmen kann, dass es sich bei der Oxydation um eine allgemeine Reaktion handelt; hieran ist evt. eine Carbonylgruppe der Carbonsäureimid-Struktur beteiligt. Die Nebenprodukte entstehen offensichtlich nur während der Synthese der Bisimide, den die reinen Bisimide sind unter den Reaktionsbedingungen gegen die Reagenzien inert. Die Ausbeuten von 4 bis 6 bzw. den Analogen auf der Basis von 1 sind zwar klein, der Farbstoff 1 und seine Homologen werden aber in der Zwischenzeit für diverse technische Anwendungen in erheblichen Mengen synthetisiert [11], so dass die Nebenprodukte, die bei der Hochreinigung von 1 abgetrennt werden, in brauchbaren Mengen technisch zur Verfügung stehen.

Die Farbstoffe 4 bis 6 bzw. ihre Homologen fluoreszieren ähnlich stark, wie der Farbstoff 1 und können damit allgemein als Fluoreszenzfarbstoffe eingesetzt werden. Der Farbstoff 6 weist durch seinen zusätzlichen heterocyclischen Ring eine langwellig verschobene Absorption und Fluoreszenz auf, siehe 2. Dies ist für diverse Fluoreszenzanwendungen von Interesse.

>>> 2 <<<

Die Farbstoffe 4 bis 6, insbesondere der Farbstoff 5 und seine Homologen sind für Anwendungen in der Biochemie grundsätzlich von Interesse, denn man hat bei Perylenfarbstoffen mit Stickstoffatomen in Bund γ-Positionen in der Seitenkette Wechselwirkungen mit DNA gefunden [7,8,9] die z.B. für Detektionszwecke eingesetzt werden. Bei den neuen Farbstoffen sind in solchen Positionen aber nicht einfache Aminogruppen, sondern jeweils Heterocyclen mit zwei Stickstoffatomen, so dass erhebliche Variationsmöglichkeiten bestehen.

Experimenteller Teil
Reaktion von Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisanhydrid mit 1-Hepyloctylamin und Imidazol: 1-Hepyloctylamin (7.00 g, 30.8 mmol), Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisanhydrid (5.14 g, 13.1 mmol) und Imidazol (20 g) wurden entsprechend Ref. [10] (4h, 160°C, Argon-Atmosphäre) umgesetzt und aufgearbeitet und ergaben 10.2 g (etwa 96%) Farbstoff-Material. Dessen säulenchromatographische Trennung (Silicagel, Chloroform) ergab einen gelben Vorlauf, 2,9-Bis-(1-heptyl-octyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetraon (2) [12] (9.00 g, 85%; analysenrein) und 200 mg einer Farbstoff-Mischung, die mit Hilfe eines Chromatotrons [13] (Rotationschromatograph, Silicagel, Dichloromethan/Aceton 20:1). Etwas Material wurde fest adsorbiert, ein Vorlauf verworfen und drei Fraktionen gesammelt.. 2-(1-Heptyl-2-imidazol-1-yl-octyl)-9-(1 heptyloctyl)-anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetron (3): Ausb. 67 mg (0.5%), Schmp. 287–291 °C. - R_f(Silicagel, CHCl₃) = 0.09. - R_f(Silicagel, CHCl₃/Ethanol 10 : 1) = 0.33. - R_f(Silicagel, CH₂Cl₂/Aceton 10 : 1) = 0.77. - IR (KBr): ν = 2925 cm^–1 (s), 2854 (m), 1700 (s), 1655 (m), 1595 (m), 1508 (w), 1458 (w), 1403 (w), 1344 (m), 1264 (m), 1175 (w), 1112 (w), 854 (w), 810 (m), 741 (w). - UV (CHCl₃): λ_max (E_rel.) = 528 nm (1.00), 491 (0.590), 460 (0.206), 435 (0.051), 370 (0.034). - Fluoreszenz (CHCl₃): λ_max (I_rel.) = 536 nm (1.00), 579 (0.517), 627 (0.118) 685 (0.016). – Fluoreszenzquantebausb. (λ_exc. = 490 nm, E₅₂₈ = 0.0593/1 cm in CHCl₃, Referenz 2,9-Bis-(1-hexylheptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetraon, RN 110590-84-6, mit Φ = 100%) = 95%. - ¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.84 (t, 12 H, CH₃), 1.23-1.35 (m, 38 H, CH₂), 1.83 (m, 2 H, CH₂), 1.85 (m, 2 H, CH₂), 2.05 (m, 1 H, CH₂), 2.23 (m, 2 H, CH₂), 2.46 (m, 1 H, CH₂), 5.06 (m, 1 H, CH), 5.17 (m, 1 H, CH), 5.46 (m, 1 H, CH), 6.77 (s, 1 H, Imidazol-H), 6.87 (s, 1 H, Imidazol-H), 7.33 (s, 1 H, Imidazol-H), 8.53-8.68 (m, 8 H, Perylen-H). - MS (70 eV); m/z (%): 879 (11), 878 (37), 877 (60) [M⁺], 713 (9), 712 (18), 699 (12), 698 (25), 669 (9), 668 (18), 667 (18), 614 (10), 602 (13), 601 (48), 600 (77), 403 (15), 392 (24), 391 (81), 390 (100), 373 (12), 179 (15), 83 (27). - C₅₇H₇₁N₄O₄: ber. 875.5475; gef. 875.5540 (MS). - C₅₇H₇₂N₄O₄ (877.2): ber. C 78.04, H 8.27, N 6.39; gef. C 77.31, H 7.69, N 6.81. - 2,9-Bis-(1-heptyl-2-imidazol-1-yl-octyl)-anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisoquinoline-1,3,8,10-tetrone (4): Ausb. 13 mg (0.1 %). - R_f(Silicagel, CHCl₃/Ethanol 10 : 1) = 0.04. - UV (CHCl₃): λ_max (E_rel.) = 528.5 nm (1.00), 491 (0.649), 461.5 (0.288), 436.5 (0.122). - Fluoreszenz (CHCl₃): λ_max (I_rel.) = 536 nm (1.00), 578 (0.587), 626 (0.174), 689 (0.029). – Fluoreszenzquantenausb. (λ_exc. = 490 nm, E_528.5 = 0.0482/1 cm in CHCl₃, Referenz 2,9-Bis-(1-hexylheptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetraon, RN 110590-84-6, mit Φ = 100%) = 85%. - MS (70 eV); m/z (%): 943 (3) [M⁺], 942 (7), 874 (6), 858 (12), 778 (10), 777 (16), 764 (11), 763 (18), 679 (12), 668 (13), 667 (15), 600 (7), 487 (7), 455 (19), 454 (14), 404 (13), 403 (24), 392 (28), 391 (100), 390 (88), 373 (15), 276 (12), 179 (26), 165 (20), 128 (12), 95 (13), 69 (22), 68 (57), 55 (13). - 2-(1-Heptyloctyl)-10-heptyl-11-hexyl-10,11-dihydroimidazo[2,1-a]anthra[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8(2H)-trion (5): Ausb. 3 mg (0.03%). - R_f(Silicagel, CHCl₃) = 0.09. - R_f(Silicagel, CHCl₃/Ethanol 10 : 1) = 0.95. - R_f(Silicagel, CH₂Cl₂/Aceton 20 : 1) = 0.77. - IR (KBr): ν = 2956 cm^–1 (m), 2924 (s), 2855 (m), 1697 (s), 1657 (s), 1620 (w), 1595 (w), 1462 (w), 1344 (m), 808 (w), 744 (w). - UV (CHCl₃): λ_max (E_rel.) = 538 nm (1.00), 500 (0.683), 469.5 (0.281), 439 (0.099). - Fluoreszenz (CHCl₃): λ_max = 550 nm (1.00), 593 (0.590), 642 (sh, 0.151). – Fluoreszenzquantenausb. (λ_exc. = 490 nm, E₅₃₈ = 0.0516/1 cm in CHCl₃, Referenz 2,9-Bis-(1-hexylheptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetraon, RN 110590-84-6, mit Φ = 100%) = 87%. - ¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.80-0.86 (m, 12 H, CH₃), 1.19-1.35 (m, 38 H, CH₂), 1.50 (m, 2 H, CH₂), 1.78 (m, 1 H, CH₂), 1.85 (m, 2 H, CH₂), 2.04 (m, 1 H, CH₂), 2.23 (m, 2 H, CH₂), 4.07 (m, 1 H, CH), 4.32 (m, 1 H, CH), 5.16 (m, 1 H, CH), 8.53-8.64 (m, 8 H, Perylen-H). - MS (70 eV); m/z (%): 809 (12), 808 (22) [M⁺], 807 (10), 806 (12), 725 (11), 724 (46), 723 (96), 711 (11), 710 (52), 709 (100), 625 (5), 604 (14), 603 (6), 602 (17), 512 (10), 498 (10), 414 (13), 33 8 (6), 337 (20), 335 (25), 210 (13), 111 (9), 98 (6), 97 (22), 85 (6), 84 (11), 83 (28), 82 (7), 71 (11), 70 (19), 69 (32), 67 (10), 57 (23), 56 (21), 55 (34), 44 (94), 43 (24), 41 (22). - C₅₄H₆₉N₃O₃: ber. 807.5338; gef. 807.5319 (MS).
Reaktion von Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisanhydrid mit 1-Hexylheptylamin und Imidazol: 1-Hexylheptylamin (24.7, 124 mmol), Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisanhydrid (20.7 g, 52.8 mmol) und Imidazol (30 g) wurden entsprechend Ref. [10] umgesetzt (4h, 160°C, Argon-Atmosphäre) und aufgearbeitet und ergaben 39.3 g (etwa 98%) Farbstoff-Material. Dessen säulenchromatographische Trennung (Silicagel, Chloroform) ergab einen gelben Vorlauf, 2,9-Bis-(1-hexyl-heptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetraon [14] (32.7 g, 82%; analysenrein) und 740 mg einer Farbstoff-Mischung, die mit Hilfe eines Chromatotrons [13] (Rotationschromatograph, Silicagel, Dichloromethan/Aceton 20:1). Etwas Material wurde fest adsorbiert, ein Vorlauf verworfen und zwei Fraktionen gesammelt. 2-(1-Hexyl-2-imidazol-1-yl-heptyl)-9-(1 hexylheptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetrone): Ausb. 300 mg (0.7%), Schmp. 275–278°C - R_f(Silicagel, Toluol/Aceton 4 : 1) = 0.15. - R_f(Silicagel, Chloroform/Ethanol 10 : 1) = 0.36. - R_f(Silicagel, Chloroform/Eisessig 10 : 1) = 0.14. - R_f(Silicagel, CH₂Cl₂/Aceton 20 : 1) = 0.27. - IR (KBr): ν ~ = 2955 cm^–1 (m), 2927 (s), 2857 (m), 1698 (s), 1658 (s), 1594 (s), 1578 (w), 1495 (w), 1458 (w), 1435 (w), 1405 (m), 1339 (s), 1258 (w), 1174 (w), 1126 (w), 1107 (w), 854 (w), 810 (w), 748 (w). - UV (CHCl₃): λ_max (ε) = 528 nm (83200), 491 (48600), 459 (16500), 434 (3600). - Fluoreszenz (CHCl₃): λ_max = 536 nm, 576. – Feststoff-Fluoreszenz: λ_max = 626 nm. - ¹H NMR (CDCl₃): δ = 0.81 (t, 12 H, CH₃), 1.21-1.32 (m, 30 H, CH₂), 1.82 (m, 2 H, α-CH₂), 1.84 (m, 2 H, α-CH₂), 2.05 (m, 1 H, α-CH₂), 2.23 (m, 2 H, α-CH₂), 2.45 (m, 1 H, α-CH₂), 5.04 (m, 1 H, CH), 5.16 (m, 1 H, CH), 5.46 (m, 1 H, CH), 6.75 (s, 1 H, Imidazol-H), 6.88 (s, 1 H, Imidazol-H), 7.32 (s, 1 H, Imidazol-H), 8.50-8.67 (m, 8 H, Perylen-H). -¹³C NMR (CDCl₃): δ = 14.5 (CH₃), 22.9 (CH₂), 23.0 (CH₂), 26.4 (CH₂), 26.8 (CH₂), 27.1 (CH₂), 27.3 (CH₂), 29.3 (CH₂), 29.6 (CH₂), 32.0 (CH₂), 32.2 (CH₂), 32.8 (CH₂), 33.9 (CH₂), 55.2 (CH), 57.8 (CH), 59.4 (CH), 117.1, 122.4, 123.1, 123.3, 123.6, 126.8, 129.3, 129.8, 131.8, 132.5, 134.6, 135.3, 137.7, 164.2 (C=O), 164.6 (C=O). - MS (70 eV); m/z (%): 822 (10), 821 (36) [M⁺ + H], 820 (61) [M⁺], 752 (5) [M⁺ - Imidazol], 749 (3) [M⁺ - C₅H₁₁], 735 (2) [M⁺ - C₆H₁₃], 670 (6), 669 (13), 656 (12), 655 (24), 640 (8), 639 (17), 638 (5) [M⁺ - C₁₃H₂₆], 586 (6), 585 (15), 574 (12), 573 (42), 572 (67) [M⁺ - C₁₃H₂₆ - Imidazol], 473 (5), 404 (11), 403 (24), 393 (6), 392 (29), 391 (98), 390 (100), 374 (8), 373 (27), 346 (8), 345 (15), 248 (8), 166 (5), 165 (19), 151 (11), 109 (9), 95 (11), 85 (9), 83 (13), 69 (11), 55 (17). - MS (Elektrospray); m/z (%): 2463 (2) [3 (M⁺ H)⁺], 1713 (20), 1712 (31), 1711 (23), 1643 (13), 1642 (42) [2 (M⁺ H)⁺], 822 (70) [M⁺ + 2 H], 821 (100) [M⁺ + H], 753 (13). - C₅₃H₆₄N₄O₄: ber. 820.4927, gef. 820.4955 (MS). - 2,9-Bis-(1-hexyl-2-imidazol-1-yl-heptyl)anthra[2,1,9-def;6,5,10-d'e'f']diisochinolin-1,3,8,10-tetron: Ausb. 34 mg (0.07 %). -R_f (Silicagel, CHCl₃/Ethanol 10 : 1) = 0.09. - MS (70 eV); m/z (%): 886 (1) [M⁺], 822 (7), 821 (22), 820 (39) [M⁺ - C₃H₂N₂], 753(6), 752 (7) [M⁺ - C₃H₂N₂ - Imidazol], 670 (8), 669 (15), 656 (7), 655 (13), 640 (6), 639 (12), 585 (10), 574 (10), 573 (33), 572 (51) [M⁺ - C₁₃H₂₆ - 2 C₃H₂N₂], 404 (9), 403 (17), 393 (5), 392 (24), 391 (84), 390 (100), 374 (6), 373 (19), 346 (7), 345 (11), 248 (7), 165 (8), 151 (8), 69 (5), 55 (7).

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(14) Demmig, S.; Langhals, H. Chem. Ber. 1988, 121, 225–230.

Bezugszeichenliste

1. Synthese des Farbstoffs 3 und Nebenprodukte 4 bis 6.

2. UV/Vis-Absorptions- und Fluoreszenzspektrum Spektren von 6 in Chloroform (dicke Linie links und rechts) und Absorptionsspektrum von 3 (dünne Linie ganz links).

Claims

Perylenfarbstoffe der allgemeinen Formel 7,
in denen die Reste R¹ bis R⁸ gleich oder verschieden voneinander sein können und unabhängig voneinander Wasserstoff oder lineare Alkylreste mit mindestens einem und höchstens 37 C-Atome bedeuten, bei denen eine bis 10 CH₂-Enheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch jeweils Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei der eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierten Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierte Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei denen ein oder zwei CH-Gruppen durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei CH-Gruppen durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Bis zu 12 einzelne Wasserstoffatome der CH₂-Gruppen können jeweils unabhängig voneinander auch an gleichen C-Atomen ersetzt sein durch die Halogene Fluor, Chlor, Brom oder Iod oder die Cyanogruppe oder eine lineare Alkylkette mit bis zu 18 C-Atomen, bei der eine bis 6 CH₂-Einheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei denen eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen, 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierte Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierter Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei dem ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Bis zu 12 einzelne Wasserstoffatome der CH₂-Gruppen der Alkylreste können jeweils unabhängig voneinander auch an gleichen C-Atomen ersetzt sein durch die Halogene Fluor, Chlor, Brom oder Iod oder oder Cyanogruppen oder lineare Alkylketten mit bis zu 18 C-Atomen, bei denen eine bis 6 CH₂-Einheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei der eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierte Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierte Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Statt Substituenten zu tragen können die freien Valenzen der Methingruppen bzw. der quartären C-Atome paarweise verknüpft werden, so dass Ringe entstehen, wie z.B. Cyclohexanringe. Die Gruppe A in 6 ein in den Positionen 1 und 2 substituierter Cycloalkylrest mit mindestens drei und höchstens 20 C-Atome bedeuten, bei denen eine bis 6 CH₂-Enheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch jeweils Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei der eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierten Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierte Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei denen ein oder zwei CH-Gruppen durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei CH-Gruppen durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Bis zu 12 einzelne Wasserstoffatome der CH₂-Gruppen können jeweils unabhängig voneinander auch an gleichen C-Atomen ersetzt sein durch die Halogene Fluor, Chlor, Brom oder Iod oder die Cyanogruppe oder eine lineare Alkylkette mit bis zu 18 C-Atomen, bei der eine bis 6 CH₂-Einheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei denen eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen, 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierte Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierter Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei dem ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Bis zu 12 einzelne Wasserstoffatome der CH₂-Gruppen der Alkylreste können jeweils unabhängig voneinander auch an gleichen C-Atomen ersetzt sein durch die Halogene Fluor, Chlor, Brom oder Iod oder oder Cyanogruppen oder lineare Alkylketten mit bis zu 18 C-Atomen, bei denen eine bis 6 CH₂-Einheiten unabhängig voneinander ersetzt sein können durch Carbonylgruppen, Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome, Telluratome, cis- oder trans-CH=CH-Gruppen, bei der eine CH-Einheit auch durch ein Stickstoffatom ersetzt sein kann, acetylenische C≡C-Gruppen 1,2-, 1,3- oder 1,4-substituierte Phenylreste, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- oder 3,5-disubstituierte Pyridinreste, 2,3-, 2,4-, 2,5- oder 3,4-disubstituierte Thiophenreste, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 2,3-, 2,6- oder 2,7-disubstituierte Naphthalinreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 1,8-, 1,9-, 1,10-, 2,3-, 2,6-, 2,7-, 2,9-, 2,10- oder 9,10-disubstituierte Anthracenreste, bei denen ein oder zwei Kohlenstoffatome durch Stickstoffatome ersetzt sein können. Statt Substituenten zu tragen können die freien Valenzen der Methingruppen bzw. der quartären C-Atome paarweise verknüpft werden, so dass Ringe entstehen, wie z.B. Cyclohexanringe.
Perylenfarbstoffe mit der allgemeinen Formel 8,
in denen die Reste R¹ bis R⁷ gleich oder verschieden voneinander sein können und die unter 1 genannte Bedeutung haben.
Perylenfarbstoffe mit der allgemeinen Formel 9,
in denen die Reste R¹ bis R⁷ gleich oder verschieden voneinander sein können und die unter 1 genannte Bedeutung haben.
Die Perylenfarbstoffe 4 bis 6.
Die Perylenfarbstoffe 10 bis 12.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4, als intercalierende Substanzen, insbesondere als intercalierende Fasrbstoffe für DNA und dort insbesondere für analytische Zwecke, so z.B. zur Fluoreszenzdetektion.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 als Pigmente.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 als Pigmente für Leimfarben und verwandten Farben wie Aquarell-Farben und Wasserfarben und Farben für Tintenstrahldrucker Papierfarben, Druckfarben, Tinten und Tuschen und andere Farben für Mal- und Schreib-Zwecke und in Anstrichstoffen.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 als Pigmente in Lacken. Bevorzugte Lacke sind Kunstharz Lacke wie Acryl- oder Vinyl-Harze, Polyesterlacke, Novolacke, Nitrocellulose-Lacke (Nitrolacke) oder auch Naturstoffe wie Zaponlack, Schellack oder Qi-Lack (Japanlack bzw. Chinalack oder ostasiatischer Lack).
Verwendung der Farbstoffe nach 1 bis 4 in Datenspeichern, bevorzugt in optischen Speichern. Beispiele sind Systeme wie die CD- oder DVD-Disk.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 als Fluoreszenzfarbstoffe.
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 in OLEDS (organischen Leuchtdioden).
Verwendung der Substanzen nach 1 bis 4 in photovoltaischen Anlagen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 zur Masse-Färbung von Polymeren. Beispiele sind Materialien aus Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polycarbonaten, Polyamiden, Polyurethanen, Polyimiden, Polybenzimidazolen, Melaminharzen, Silikonen, Polyestern, Polyethern, Polystyrol Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polybutadien, Polychlorbutadien oder Polyisopren bzw. die Copolymeren der genannten Monomeren.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Küpenfarbstoffe, z.B. zur Färbung von Naturstoffen. Beispiele sind Papier, Holz, Stroh, Leder, Felle oder natürliche Fasermaterialien wie Baumwolle, Wolle, Seide, Jute, Sisal, Hanf, Flachs oder Tierhaare (z.B. Rosshaar) oder menschlichen Haaren und deren Umwandlungsprodukte wie z.B. die Viskosefaser, Nitratseide oder Kupferrayon (Reyon).
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Beizenfarbstoffe, z.B. zur Färbung von Naturstoffen. Beispiele sind Papier, Holz, Stroh, Leder, Felle oder natürliche Fasermaterialien wie Baumwolle, Wolle, Seide, Jute, Sisal, Hanf, Flachs oder Tierhaare (z.B. Roßhaar) und deren Umwandlungsprodukte wie z.B. die Viskosefaser, Nitratseide oder Kupferrayon (Reyon). Bevorzugte Salze zum beizen sind Aluminium-, Chrom- und Eisensalze.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbmittel, z.B. zur Färbung von Farben, Lacken und anderen Anstrichsstoffen, Papierfarben, Druckfarben, Tinten und andere Farben für Mal- und Schreib-Zwecke.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Pigmente in der Elektrophotographie: z.B. für Trockenkopiersysteme (Xerox-Verfahren) und Laserdrucker ("Non-Impact-Printing").
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 für Sicherheitsmarkierungs-Zwecke, wobei die große chemische und photochemische Beständigkeit und ggf. auch die Fluoreszenz der Substanzen von Bedeutung ist. Bevorzugt ist dies für Schecks, Scheckkarten, Geldscheine Coupons, Dokumente, Ausweispapiere und dergleichen, bei denen ein besonderer, unverkennbarer Farbeindruck erzielt werden soll.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Zusatz zu anderen Farben, bei denen eine bestimmte Farbnuance erzielt werden soll, bevorzugt sind besonders leuchtende Farbtöne.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 zum Markieren von Gegenständen zum maschinellen Erkennen dieser Gegenstände über die Fluoreszenz, bevorzugt ist die maschinelle Erkennung von Gegenständen zum Sortieren, z.B. auch für das Recycling von Kunststoffen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Fluoreszenzfarbstoffe für maschinenlesbare Markierungen, bevorzugt sind alphanumerische Aufdrucke oder Barcodes.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 zur Frequenzumsetzung von Licht, z.B. um aus kurzwelligem Licht längerwelliges, sichtbares Licht zu machen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 in Anzeigeelementen für vielerlei Anzeige-, Hinweis- und Markierungszwecke, z.B. passive Anzeigeelemente, Hinweis- und Verkehrszeichen, wie Ampeln.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 in Tintenstrahldruckern in homogener Lösung als fluoreszierende Tinte.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Ausgangsmaterial für supraleitende organische Materialien.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 für Feststoff-Fluoreszenz-Markierungen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 für dekorative Zwecke.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 für künstlerische Zwecke.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 zu Tracer-Zwecken, z.B. in der Biochemie, Medizin, Technik und Naturwissenschaft. Hierbei können die Farbstoffe kovalent mit Substraten verknüpft sein oder über Nebenvalenzen wie Wasserstoffbrückenbindungen oder hydrophobe Wechselwirkungen (Adsorption).
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Fluoreszenzfarbstoffe in hochempfindlichen Nachweisverfahren (siehe C. Aubert, J. Fünfschilling, I. Zschokke-Gränacher und H. Langhals, Z.Analyt.Chem. 1985, 320, 361).
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Fluoreszenzfarbstoffe in Szintillatoren.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in optischen Lichtsammelsystemen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Fluoreszenz-Solarkollektoren (siehe H. Langhals, Nachr. Chem. Tech. Lab. 1980, 28, 716).
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Fluoreszenz-aktivierten Displays (siehe W. Greubel und G. Baur, Elektronik 1977, 26, 6).
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Kaltlichtquellen zur lichtinduzierten Polymerisation zur Darstellung von Kunststoffen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe zur Materialprüfung, z.B. bei der Herstellung von Halbleiterschaltungen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe zur Untersuchung von Mikrostrukturen von integrierten Halbleiterbauteilen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Photoleitern.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in fotografischen Verfahren.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Anzeige-, Beleuchtungs- oder Bildwandlersystemen, bei denen die Anregung durch Elektronen, Ionen oder UV-Strahlung erfolgt, z.B. in Fluoreszenzanzeigen, Braunschen Röhren oder in Leuchtstoffröhren.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe als Teil einer integrierten Halbleiterschaltung, die Farbstoffe als solche oder in Verbindung mit anderen Halbleitern z.B. in Form einer Epitaxie.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Chemilumineszenzsystemen, z.B. in Chemilumineszenz-Leuchtstäben, in Lumineszenzimmunoassays oder anderen Lumineszenznachweisverfahren.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe als Signalfarben, bevorzugt zum optischen Hervorheben von Schriftzügen und Zeichnungen oder anderen graphischen Produkten, zum Kennzeichnen von Schildern und anderen Gegenständen, bei denen ein besonderer optischer Farbeindruck erreicht werden soll.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe oder Fluoreszenzfarbstoffe in Farbstoff-Lasern, bevorzugt als Fluoreszenzfarbstoffe zur Erzeugung von Laserstrahlen.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Farbstoffe in Farbstoff-Lasern als Q-Switch Schalter.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als aktive Substanzen für eine nichtlineare Optik, z.B. für die Frequenzverdopplung und die Frequenzverdreifachung von Laserlicht.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 als Rheologieverbesserer.
Anwendung der Farbstoffe von 1 bis 4 zur Dichtigkeitsprüfung geschlossener Systeme.