DE3806181A1 - Optisches informationsaufzeichnungsmedium - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft optische Informationsaufzeichnungsmedien,
die jeweils eine Aufzeichnungsschicht aufweisen,
die einen neuen Farbstoff enthält; die Erfindung betrifft
insbesondere optische Informationsaufzeichnungsmedien,
bei denen die Aufzeichnung und Wiedergabe durch Verwendung
von Laserstrahlen durchgeführt werden.
Bisher sind Informationsaufzeichnungsmedien bekannt, in
denen die Aufzeichnung und Wiedergabe der Information jeweils
durch Bestrahlen eines sich drehenden scheibenförmigen
Informationsaufzeichnungsmediums mit einem Laserstrahl durchgeführt
werden. Als Aufzeichnungsschichten wurden in diesen
Informationsmedien solche vorgeschlagen, in denen Metalle
mit niedrigen Schmelzpunkten oder Metalle mit niedrigen
Schmelzpunkten und dielektrische Substanzen verwendet
werden. Diese Aufzeichnungsschichten haben jedoch verschiedene
Nachteile, wie z. B. eine geringe Haltbarkeit (Lagerbeständigkeit),
eine geringe Auflösung, eine niedrige Aufzeichnungsdichte
und hohe Herstellungskosten. Vor kurzem
wurde vorgeschlagen, Farbstoffilme, deren physikalische
Eigenschaften gegenüber Licht mit einer verhältnismäßig
langen Wellenlänge geändert werden können, in Aufzeichnungsschichten
zu verwenden. Bei Farbstoffen, die Absorptionsbanden
im langen Wellenlängenbereich aufweisen, treten
jedoch im allgemeinen Probleme auf, wie z. B. das Problem,
daß sie nur eine geringe Beständigkeit gegen Wärme und Licht
aufweisen. Der derzeitige Stand der Technik ist daher der,
daß Aufzeichnungsschichten mit Aufzeichnungseigenschaften,
die über lange Zeitspannen hinweg stabil und zufriedenstellend
sind, bisher nicht bekannt sind.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, optische Informationsaufzeichnungsmedien
zu schaffen, die jeweils eine
Farbstoffaufzeichnungsschicht aufweisen, die in der Lage ist,
gute Aufzeichnungseigenschaften über einen langen Zeitraum
hinweg aufrechtzuerhalten und somit eine ausgezeichnete
Stabilität besitzt.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem optischen
Informationsaufzeichnungsmedium, das gekennzeichnet
ist durch einen Träger, auf den aufgebracht sind ein oder
mehrere Methinfarbstoffe, der besteht bzw. die bestehen aus
einem Azulen-Kern bzw. -Ring, wobei mindestens eines der
zehn Kohlenstoffatome desselben, vorzugsweise mindestens
eines der Kohlenstoffatome in den 1- und 3-Positionen desselben,
durch ein oder mehrere Chalcogenatome (wie z. B. Sauerstoff-,
Schwefel-, Selen-, Tellur-Atome oder dgl.) und/oder
ein oder mehrere Stickstoffatome substituiert ist (nachstehend
als "Heteroazulen-Kern bzw. -Ring" bezeichnet) und
bei dem außerdem der 7gliedrige Ring-Teil substituiert ist
durch eine Methinbindung, die am Ende ein Auxochrom aufweist,
das zusammen mit dem 10 π-Elektronensystem des Kerns
bzw. Ringes einen konjugierten Resonanz-Chromophor bildet.
Ein solcher Methinfarbstoff weist eine höhere Stabilität auf
als aufgrund der Anzahl der Methingruppen in dem Chromophor
zu erwarten und er weist ein Absorptionsmaximum (Absorptionsspeak)
im Bereich einer verhältnismäßig langen Wellenlänge
auf. Diese Vorteile sind zurückzuführen auf das Vorhandensein
eines Heteroazulen-Kerns bzw. -Ringes in dem
Farbstoff.
Die erfindungsgemäß verwendeten Methinfarbstoffe bestehen
jeweils aus einem Heteroazulen-Kern bzw. -Ring, der substituiert
ist durch eine Methinbindung mit einem Auxochrom am
Ende. Das 10 π-Elektronensystem und das Auxochrom des Heteroazulen-
Kerns bzw. -Ringes sind über dazwischenliegende
Kohlenstoffatome miteinander verbunden. Wie aus der Bindung
über Kohlenstoffatome zwischen dem Heteroazulen-Kern bzw.
-Ring und dem Auxochrom ersichtlich, liegt ein Muster von
alternierenden Einzel- und Doppelbindungen vor und jeder
Farbstoff kann durch zwei verschiedene Formeln dargestellt
werden. Diese zwei Formeln stellen die Grenze der unterschiedlichen
Resonanzzustände dar und in diesen beiden
Formeln sind die Positionen der durch eine Einfachbindung
und durch eine Doppelbindung gebundenen Kohlenstoffatome
gegeneinander vertauscht. Das heißt, der Heteroazulen-Kern
bzw. -Ring und das Auxochrom bilden durch die Bindung einen
konjugierten Resonanz-Chromophor.
Die allgemeinen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten
Farbstoffe sind erklärlich, wenn man ihre Synthese in
Betracht zieht. Der als Ausgangssubstanz für die Synthese
eines erfindungsgemäßen Farbstoffes verwendete Heteroazulen-
Kern bzw. -Ring weist eine positive Ladung auf, die mindestens
eines der Kern-Kohlenstoffatome des Heteroazulen-
Kerns bzw. -Ringes oder einen Methylsubstituenten desselben
als ein Reaktionszentrum aktiviert. Dieses aktivierte Kern-
Kohlenstoffatom des Heteroazulen-Kerns bzw. -Ringes kann in
einer Resonanzform als Carbokation angesehen werden. Wenn
dieses Kohlenstoffatom Methyl-substituiert ist, wird durch
Deprotonierung des Methylsubstituenten in einer Resonanzform
ein Carbanion gebildet. Eine Methinbindung wird gebildet von
einem Carbokation (positiven)- oder Carbanion (negativen)
Zentrum des Heteroazulen-Kerns bzw. -Ringes.
Obgleich es viele Ausführungsformen gibt, die unter die
obige allgemeine Erläuterung fallen, wird die vorliegende
Erfindung nachstehend an Hand typischer Ausführungsformen
näher erläutert.
In einem Methinfarbstoff, der einen Heteroazulen-Kern enthält,
wie er erfindungsgemäß verwendet wird, ist der bevorzugte
Heteroazulen-Kern ein Azulen-Kern bzw. -Ring, von dem mindestens
eines der Kohlenstoffatome in den 1- und 3-Positionen
ersetzt ist durch ein oder mehrere Chalcogenatome und/oder
Stickstoffatome. Daher wird dieser Kern bzw. Ring nachstehend
als repräsentatives Beispiel näher beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Farbstoffe können dargestellt werden
durch die alternativen Resonanzformen, wie sie in der
folgenden allgemeinen Formel (I) angegeben sind:
worin bedeuten:
E ein Auxochrom;
L eine Methinbindung;
V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ jeweils Wasserstoffatome, Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, Acylgruppen, Acyloxygruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxycarbonylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Carbamoylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Sulfamoylgruppen, Carboxylgruppen, Cyanogruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen, Acylaminogruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsulfonylgruppen, Sulfonsäuregruppen oder Arylgruppen, oder alternativ zwei der Reste V₁ bis V₅, die an benachbarte Kohlenstoffatome gebunden sind, gemeinsam einen kondensierten Ring bilden können;
Y und Z jeweils Kohlenstoffatome
L eine Methinbindung;
V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ jeweils Wasserstoffatome, Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, Acylgruppen, Acyloxygruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxycarbonylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Carbamoylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Sulfamoylgruppen, Carboxylgruppen, Cyanogruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen, Acylaminogruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsulfonylgruppen, Sulfonsäuregruppen oder Arylgruppen, oder alternativ zwei der Reste V₁ bis V₅, die an benachbarte Kohlenstoffatome gebunden sind, gemeinsam einen kondensierten Ring bilden können;
Y und Z jeweils Kohlenstoffatome
worin V die gleiche
Bedeutung wie V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ hat), Chalcogenatome
(wie z. B. Sauerstoffatome, Schwefelatome, Selenatome,
Telluratome oder dgl.) oder Stickstoffatome
worin R₁ in einem Falle erforderlich ist für die
Bildung eines Kerns bzw. Ringes und im anderen Falle
überflüssig ist und dann, wenn es erforderlich ist,
ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe oder eine heterocyclische
Ringgruppe darstellt), mit der Maßgabe, daß Y und Z
nicht gleichzeitig Kohlenstoffatome darstellen, ferner
mit der Maßgabe, daß dann, wenn Y und Z Chalcogenatome
oder Stickstoffatome bedeuten, mindestens einer dieser
Reste ein Stickstoffatom ist; sowie ferner mit der
Maßgabe, daß dann, wenn einer der Reste Y und Z ein
Chalcogenatom darstellt und der andere Rest ein Kohlenstoffatom
oder ein Stickstoffatom darstellt, Z
für ein Chalcogenatom und Y für ein Kohlenstoffatom
oder ein Stickstoffatom stehen;
M ein Gegenion für den Ladungsausgleich;
m die Zahl 0 oder mehr, die für den Ladungsausgleich erforderlich ist.
M ein Gegenion für den Ladungsausgleich;
m die Zahl 0 oder mehr, die für den Ladungsausgleich erforderlich ist.
Die Bindungsposition einer Methinbindung L wurde in der Formel
(I) repräsentativ als die 6-Position dargestellt, sie kann
aber auch durch eine andere Position (4-, 5-, 7- oder 8-Position)
dargestellt werden. Bevorzugte Bindungspositionen von
L sind jedoch die 4-, 6- und 8-Positionen, insbesondere die
4- und 6-Positionen.
Das Auxochrom E wird nachstehend näher erläutert.
E kann eine beliebige allgemeine Formel haben, wie sie in Methinfarbstoffen zu finden ist. In der Regel besteht das Auxochrom aus Stickstoff- oder Chalcogenatomen und es liegt eine Resonanz zwischen einem geladenen Zustand und einem ungeladenen Zustand in dem Farbstoff vor. E kann irgendeine beliebige Form von Auxochromen sein, wie sie beispielsweise in Cyanin-, Merocyanin-, Oxonol-, Pyrylium- oder Thiapyryliumfarbstoffen zu finden sind. Es ist jedoch nicht erforderlich, das Auxochrom auf diese Arten zu beschränken. Es können beispielsweise auch Auxochrome, die aus anderen Atomen, wie z. B. Phosphor- oder Boratomen, bestehen, verwendet werden. Ein geeignetes Beispiel ist 2-Triphenylphosphoro-1,3-cyclopentadien- 5-yl.
E kann eine beliebige allgemeine Formel haben, wie sie in Methinfarbstoffen zu finden ist. In der Regel besteht das Auxochrom aus Stickstoff- oder Chalcogenatomen und es liegt eine Resonanz zwischen einem geladenen Zustand und einem ungeladenen Zustand in dem Farbstoff vor. E kann irgendeine beliebige Form von Auxochromen sein, wie sie beispielsweise in Cyanin-, Merocyanin-, Oxonol-, Pyrylium- oder Thiapyryliumfarbstoffen zu finden sind. Es ist jedoch nicht erforderlich, das Auxochrom auf diese Arten zu beschränken. Es können beispielsweise auch Auxochrome, die aus anderen Atomen, wie z. B. Phosphor- oder Boratomen, bestehen, verwendet werden. Ein geeignetes Beispiel ist 2-Triphenylphosphoro-1,3-cyclopentadien- 5-yl.
Bevorzugte Farbstoffe unter denjenigen der allgemeinen Formel
(I) sind solche der nachstehend angegebenen allgemeinen Formeln
(II) bis (IX):
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die
allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
Q₁ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ jeweils Methingruppen darstellen, die gegebenenfalls substituiert sein können;
R₂ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe darstellt;
l eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₁ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
Q₁ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ jeweils Methingruppen darstellen, die gegebenenfalls substituiert sein können;
R₂ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe darstellt;
l eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₁ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die
allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
Q₂ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₆, L₇, L₈, L₉ und L₁₀ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
R₃ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe darstellt;
l₂ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₂ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
Q₂ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₆, L₇, L₈, L₉ und L₁₀ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
R₃ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe darstellt;
l₂ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₂ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für
die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
Y′ und Z′ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Y und Z haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann;
V′₁ bis V′₅ jeweils die gleichen Bedeutungen wie V₁ bis V₅ haben;
L₁₁, L₁₂ und L₁₃ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l₃ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt;
Y′ und Z′ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Y und Z haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann;
V′₁ bis V′₅ jeweils die gleichen Bedeutungen wie V₁ bis V₅ haben;
L₁₁, L₁₂ und L₁₃ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l₃ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die
allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
D₁ und D′₁ jeweils Atomgruppen darstellen, die für die Bildung eines sauren Kerns bzw. Ringes erforderlich sind und acyclisch oder cyclisch sein können;
L₁₄, L₁₅, L₁₆ und L₁₇ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₄ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₃ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
D₁ und D′₁ jeweils Atomgruppen darstellen, die für die Bildung eines sauren Kerns bzw. Ringes erforderlich sind und acyclisch oder cyclisch sein können;
L₁₄, L₁₅, L₁₆ und L₁₇ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₄ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt; und
n₃ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die
allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
R₄ und R₅ Substituenten darstellen, wie sie in generellen tertiären Aminen bekannt sind, und worin R₄ und R₅ gemeinsam einen Ring bilden können;
L₁₈ und L₁₉ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
R₄ und R₅ Substituenten darstellen, wie sie in generellen tertiären Aminen bekannt sind, und worin R₄ und R₅ gemeinsam einen Ring bilden können;
L₁₈ und L₁₉ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt;
worin:
E und E′ jeweils E₁ oder E₂ bedeuten, mit der Maßgabe,
daß mindestens einer der Reste E und E′ für E₁ steht;
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung in E₁ irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₁ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ringes;
R₆ ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe darstellt;
Q₃ und R₇ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Q₁ und R₂ in der allgemeinen Formel (II) haben;
L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅ und L₂₆ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₆ und l₇ ganze Zahlen von 0 bis 3 darstellen; und
n₄ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung in E₁ irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₁ eine Atomgruppe darstellt, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ringes;
R₆ ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe darstellt;
Q₃ und R₇ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Q₁ und R₂ in der allgemeinen Formel (II) haben;
L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅ und L₂₆ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₆ und l₇ ganze Zahlen von 0 bis 3 darstellen; und
n₄ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für
die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₂ die gleiche Bedeutung wie W₁ hat;
R₈ die gleiche Bedeutung wie R₆ hat;
D₂ und D′₂ jeweils die gleichen Bedeutungen wie D₁ und D′₁ in der allgemeinen Formel (V) haben;
L₂₇, L₂₈, L₂₉, L₃₀, L₃₁ und L₃₂ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₈ und l₉ ganze Zahlen von 0 bis 3 darstellen; und
n₅ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₂ die gleiche Bedeutung wie W₁ hat;
R₈ die gleiche Bedeutung wie R₆ hat;
D₂ und D′₂ jeweils die gleichen Bedeutungen wie D₁ und D′₁ in der allgemeinen Formel (V) haben;
L₂₇, L₂₈, L₂₉, L₃₀, L₃₁ und L₃₂ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₈ und l₉ ganze Zahlen von 0 bis 3 darstellen; und
n₅ die Zahl 0 oder 1 bedeutet;
worin:
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die
allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
L₃₃ und L₃₄ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
Ar eine aromatische Gruppe darstellt; und
l₁₀ eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet.
die Position der Methin-Bindung irgendeine der 4-, 5-, 6- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
L₃₃ und L₃₄ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
Ar eine aromatische Gruppe darstellt; und
l₁₀ eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet.
Die allgemeinen Formeln (I) bis (IX) werden nachstehend
näher beschrieben.
Zu bevorzugten Beispielen für R₁ gehören ein Wasserstoffatom;
eine unsubstituierte Alkylgruppe mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen
(wie z. B. eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-,
Pentyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl- oder Octadecylgruppe oder
dgl.); eine substituierte Alkylgruppe {eine Alkylgruppe mit
18 oder weniger Kohlenstoffatomen, substituiert durch eine
Carboxylgruppe, eine Sulfogruppe, eine Cyanogruppe, ein oder
mehrere Halogenatome (z. B. Fluor-, Chlor- oder Bromatome oder
dgl.), eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe mit 8
oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. Methoxycarbonyl-,
Ethoxycarbonyl-, Phenoxycarbonyl- oder Benzyloxycarbonylgruppe
oder dgl.), eine Alkoxygruppe mit 8 oder weniger
Kohlenstoffatomen (z. B. eine Methoxy-, Ethoxy-, Benzyloxy-
oder Phenethyloxygruppe oder dgl.), eine monocyclische
Aryloxygruppe mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B.
eine Phenoxy- oder p-Tolyloxygruppe oder dgl.), eine Acyloxygruppe
mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine
Acetyloxy- oder Propionyloxygruppe oder dgl.), eine Acylgruppe
mit 8 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. Acetyl-,
Propionyl-, Benzoyl- oder Mesylgruppe oder dgl.), eine
substituierte oder unsubstituierte Carbamoylgruppe (z. B. eine
Carbamoyl-, N,N-Dimethylcarbamoyl-, Morpholinocarbonyl- oder
Piperidinocarbonylgruppe), eine substituierte oder unsubstituierte
Sulfamoylgruppe (z. B. eine Sulfamoyl-, N,N-Dimethylsulfamoyl-,
Morpholinosulfonyl- oder Piperidinosulfonylgruppe),
eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Phenyl-,
4-Chlorophenyl-, 4-Methylphenyl- oder α-Naphthylgruppe oder
dgl.) oder dgl.}; eine Arylgruppe (z. B. eine Phenyl- oder
2-Naphthylgruppe oder dgl.); eine substituierte Arylgruppe
(z. B. eine 4-Carboxyphenyl-, 4-Sulfophenyl-, 3-Chlorophenyl-
oder 3-Methylphenylgruppe oder dgl.); und eine heterocyclische
Gruppe (z. B. eine 2-Pyridyl- oder 2-Thiazolylgruppe
oder dgl.).
R₁ steht insbesondere für eine unsubstituierte Alkylgruppe
(z. B. eine Methyl- oder Ethylgruppe oder dgl.) oder eine
Sulfoalkylgruppe (z. B. eine 2-Sulfoethyl-, 3-Sulfopropyl-
oder 4-Sulfobutylgruppe oder dgl.). R₁ steht besonders bevorzugt
für eine Methylgruppe.
Ein Metallatom, das mit R₁ ein Salz bilden kann, ist vorzugsweise
ein Alkalimetall, und eine organische Verbindung, die
mit R₁ ein Salz bilden kann, ist vorzugsweise ein Pyridin
oder ein Amin.
V₁, V₂, V₃, V₄, V₅, V′₁, V′₂, V′₃, V′₄ und V′₅ bedeuten jeweils
vorzugsweise Wasserstoffatome, Halogenatome (z. B.
Chloratome, Fluoratome oder Bromatome), unsubstituierte
Alkylgruppen mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B.
Methyl- oder Ethylgruppen oder dgl.), substituierte Alkylgruppen
mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. Benzyl-,
α-Naphthylmethyl-, 2-Phenylethyl- oder Trifluoromethylgruppen),
Acylgruppen mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B.
Acetyl-, Benzoyl- oder Mesylgruppen oder dgl.), Acyloxygruppen
mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. Acetyloxygruppen
oder dgl.), substituierte oder unsubstituierte Alkoxycarbonylgruppen
(z. B. Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl- oder
Benzyloxycarbonylgruppen oder dgl.), substituierte oder unsubstituierte
Carbamoylgruppen (z. B. Carbamoyl-, N,N-Dimethylcarbamoyl-,
Morpholinocarbonyl- oder Piperidinocarbonylgruppen
oder dgl.), substituierte oder unsubstituierte Sulfamoylgruppen
(z. B. Sulfamoyl-, N,N-Dimethylsulfamoyl-,
Morpholinosulfonyl- oder Piperidinosulfonylgruppen oder dgl.),
Carboxylgruppen, Cyanogruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen,
Acylaminogruppen mit 8 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B.
Acetylaminogruppen), substituierte oder unsubstituierte
Alkoxygruppen mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B.
Methoxy-, Ethoxy- oder Benzyloxygruppen oder dgl.), Alkylthiogruppen
(z. B. Ethylgruppen oder dgl.), Alkylsulfonylgruppen
(z. B. Methylsulfonylgruppen oder dgl.), Sulfonsäuregruppen
oder Arylgruppen (z. B. Phenyl- oder Tolylgruppen).
Zwei der Reste V₁ bis V₅, die an benachbarte Kohlenstoffatome
gebunden sind, können gemeinsam einen Benzolring oder
einen heterocyclischen Ring (beispielsweise einen Pyrrolring,
eine Thiophenring, einen Furanring, einen Pyridinring,
einen Imidazolring, einen Triazolring, einen Thiazolring
oder dgl.) bilden.
V₂, V₃, V₄, V₅, V′₂, V′₃, V′₄ und V′₅ bedeuten jeweils bevorzugt
Wasserstoffatome. V₁ und V′₁ bedeuten jeweils bevorzugt
Wasserstoffatome, Chloratome, Alkoxygruppen (wie z. B. Methoxygruppen
oder dgl.), Alkylthiogruppen (wie z. B. Methylthiogruppen
oder dgl.), oder Arylgruppen (wie z. B. Phenylgruppen
oder dgl.).
Wenn zur Neutralisation der Ionenladung des Farbstoffes
erforderlich, ist M m in der Formel enthalten, um die Anwesenheit
oder Abwesenheit eines oder mehrerer Kationen oder Anionen
darzustellen. Es hängt von dem Auxochrom und dem Substituenten
ab, ob ein Farbstoff ein Kation oder ein Anion
ist oder ob der Farbstoff eine Ionenladung hat. Das Gegenion
kann nach der Herstellung des Farbstoffes leicht ausgetauscht
werden. Typische Kationen sind ein Ammoniumion und Alkalimetallionen.
Das Anion kann insbesondere eine anorganisches
Ion oder ein organisches Ion sein und zu Beispielen dafür
gehören Halogenidanionen (wie z. B. Fluorid, Chlorid und Jodid
und dgl.), substituierte Arylsulfonationen (wie z. B. p-Toluolsulfonat-
und p-Chlorobenzolsulfonationen und dgl.), Aryldisulfonationen
(wie z. B. 1,3-Benzoldisulfonat-, 1,5-Naphthalindisulfonat-
und 2,6-Naphthalindisulfonationen und dgl.),
Alkylsulfationen (wie z. B. ein Methylsulfation und dgl.),
ein Sulfation, ein Thiocyanation, ein Perchloration, ein
Tetrafluoroboration, ein Picration, ein Acetation, ein Trifluoromethansulfonation
und dgl. Ein Jodidion ist bevorzugt.
Zu Beispielen für einen Kern bzw. Ring, der so gebildet ist, daß er Q₁
oder Q₂ enthält, gehören ein Thiazol-Kern bzw. -Ring (wie
z. B. Thiazol, 4-Methylthiazol, 4-Phenylthiazol, 4,5-Dimethylthiazol,
4,5-Diphenylthiazol oder dgl.), ein Benzothiazol-
Kern bzw. -Ring (wie z. B. Benzothiazol, 4-Chlorobenzothiazol,
5-Chlorobenzothiazol, 6-Chlorobenzothiazol, 5-
Nitrobenzothiazol, 4-Methylbenzothiazol, 5-Methylbenzothiazol,
6-Methylbenzothiazol, 5-Bromobenzothiazol, 6-Bromobenzothiazol,
5-Jodobenzothiazol, 5-Phenylbenzothiazol, 5-Methoxybenzothiazol,
6-Methoxybenzothiazol, 5-Ethoxybenzothiazol,
5-Ethoxycarbonylbenzothiazol, 5-Carboxybenzothiazol, 5-
Phenethylbenzothiazol, 5-Fluorobenzothiazol, 5-Chloro-6-
methylbenzothiazol, 5,6-Dimethylbenzothiazol, 5,6-Dimethoxybenzothiazol,
5-Hydroxy-6-methylbenzothiazol, Tetrahydrobenzothiazol,
4-Phenylbenzothiazol oder dgl.), ein Naphthothiazol-
Kern bzw. -Ring (wie z. B. Naphtho(2,1-d)thiazol, Naphtho(1,2-
d)thiazol, Naphtho(2,3-d)thiazol, 5-Methoxynaphtho(1,2-d)thiazol,
7-Ethoxynaphtho(2,1-d)thiazol, 8-Methoxynaphtho(2,1-
d)thiazol, 5-Methoxynaphtho(2,3-d)thiazol oder dgl.),
ein Thiazolin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Thiazolin, 4-Methylthiazolin,
4-Nitrothiazolin oder dgl.), eine Oxazol-Kern bzw.
-Ring {Oxazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Oxazol, 4-Methyloxazol,
4-Nitrooxazol, 5-Methyloxazol, 4-Phenyloxazol, 4,5-
Diphenyloxazol, 4-Ethyloxazol oder dgl.), ein Benzoxazol-
Kern bzw. -Ring (wie z. B. Benzoxazol, 5-Chlorobenzoxazol,
5-Methylbenzoxazol, 5-Bromobenzoxazol, 5-Fluorobenzoxazol,
5-Phenylbenzoxazol, 5-Methoxybenzoxazol, 5-Nitrobenzoxazol,
5-Trifluoromethylbenzol, 5-Hydroxybenzoxazol, 5-Carboxybenzoxazol,
6-Methylbenzoxazol, 6-Chlorobenzoxazol, 6-Nitrobenzoxazol,
6-Methoxybenzoxazol, 6-Hydroxybenzoxazol, 5,6-
Dimethylbenzoxazol, 4,6-Dimethylbenzoxazol, 5-Ethoxybenzoxazol
oder dgl.), ein Naphthoxazol-Kern bzw. -Ring (wie
z. B. Naphtho(2,1-d)oxazol, Naphtho(1,2-d)oxazol, Naphtho(2,3-
d)oxazol, 5-Nitronaphtho(2,1-d)oxazol oder dgl.) oder
dgl.}, ein Oxazolin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. 4,4-Dimethyloxazolin
oder dgl.), ein Selenazol-Kern bzw. -Ring {ein
Selenazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B. 4-Methylselenazol,
4-Nitroselenazol, 4-Phenylselenazol oder dgl.), ein Benzoselenazol-
Kern bzw. -Ring (wie z. B. Benzoselenazol, 5-
Chlorobenzoselenazol, 5-Nitrobenzoselenazol, 5-Methoxybenzoselenazol,
5-Hydroxybenzoselenazol, 6-Nitrobenzoselenazol,
5-Chloro-6-nitrobenzoselenazol, 5,6-Dimethylbenzoselenazol
oder dgl.), ein Naphthoselenazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B.
Naphtho(2,1-d)selenazol, Naphtho(1,2-d)selenazol oder dgl.)
oder dgl.}, ein Selenazolin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Selenazolin,
4-Methylselenazolin oder dgl.), ein Tellurazol-Kern
bzw. -Ring {ein Tellurazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Tellurazol,
4-Methyltellurazol, 4-Phenyltellurazol oder dgl.),
ein Benzotellurazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Benzotellurazol,
5-Chlorobenzotellurazol, 5-Methylbenzotellurazol,
5,6-Dimethylbenzotellurazol, 6-Methoxybenzotellurazol oder
dgl.), ein Naphthotellurazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B.
Naphtho(2,1-d)tellurazol, Naphtho(1,2-d)tellurazol oder dgl.)
oder dgl.}, ein Tellurazolin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. Tellurazolin,
4-Methyltellurazolin oder dgl.), ein 3,3-Dialkylindolenin-
Kern bzw. -Ring (wie z. B. 3,3-Dimethylindolenin,
3,3-Diethylindolenin, 3,3-Dimethyl-5-cyanoindolenin, 3,3-
Dimethyl-6-nitroindolenin, 3,3-Dimethyl-5-nitroindolenin,
3,3-Dimethyl-5-methoxyindolenin, 3,3,5-Trimethylindolenin,
3,3,5-Trimethyl-5-chloroindolenin oder dgl.), ein Imidazol-
Kern bzw. -Ring {ein Imidazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B.
1-Alkylimidazol, 1-Arylimidazol, 1-Alkyl-4-phenylimidazol
oder dgl.), ein Benzimidazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B.
1-Alkylbenzimidazol, 1-Alkyl-5-chlorbenzimidazol, 1-Alkyl-
5,6-dichlorobenzimidazol, 1-Alkyl-5-methoxybenzimidazol,
1-Alkyl-5-cyanobenzimidazol, 1-Alkyl-5-fluorobenzimidazol,
1-Alkyl-5-trifluoromethylbenzimidazol, 1-Alkyl-6-chloro-
5-cyanobenzimidazol, 1-Alkyl-6-chloro-5-trifluoromethylbenzimidazol,
1-Allyl-5,6-dichlorobenzimidazol, 1-Allyl-
5-chlorobenzimidazol, 1-Arylbenzimidazol, 1-Aryl-5-chlorobenzimidazol,
1-Aryl-5,6-dichlorobenzimidazol, 1-Aryl-5-
methoxybenzimidazol, 1-Aryl-5-cyanobenzimidazol oder dgl.),
einen Naphthimidazol-Kern bzw. -Ring (wie z. B. 2-Alkylnaphtho
(1,2-d)imidazol, 1-Arylnaphtho(1,2-d)imidazol oder
dgl. Bei den vorstehend angegebenen Bedeutungen ist jede
Alkylgruppe vorzugsweise eine solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
wie eine unsubstituierte Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl,
Butyl oder dgl., eine Hydroxyalkylgruppe (z. B. 2-Hydroxyethyl
oder 3-Hydroxypropyl oder dgl.) oder dgl. Eine Methyl-
oder Ethylgruppe ist besonders bevorzugt. In den oben angegebenen
Bedeutungen steht jede Arylgruppe für Phenyl, Halogen
(wie z. B. Chlor)-substituiertes Phenyl, Alkyl (z. B. Methyl)-
substituiertes Phenyl, Alkoxy (z. B. Methoxy)-substituiertes
Phenyl oder dgl.}, einen Pyridin-Kern bzw. -Ring (wie z. B.
2-Pyridin, 4-Pyridin, 5-Methyl-2-pyridin, 3-Methyl-4-pyridin
oder dgl.), einen Chinolin-Kern bzw. -Ring {einen
Chinolin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. 2-Chinolin, 3-Methyl-2-
chinolin, 5-Ethyl-2-chinolin, 6-Methyl-2-chinolin, 6-Nitro-
2-chinolin, 8-Fluoro-2-chinolin, 6-Methoxy-2-chinolin, 6-
Hydroxy-2-chinolin, 8-Chloro-2-chinolin, 4-Chinolin, 6-
Ethoxy-4-chinolin, 6-Nitro-4-chinolin, 8-Chloro-4-chinolin,
8-Fluoro-4-chinolin, 8-Methyl-4-chinolin, 8-Methoxy-4-chinolin,
6-Methyl-4-chinolin, 6-Methoxy-4-chinolin, 6-Chloro-
4-chinolin oder dgl.), einen Isochinolin-Kern bzw. -Ring
(wie z. B. 6-Nitro-1-isochinolin, 3,4-Dihydro-1-isochinolin,
6-Nitro-3-isochinolin oder dgl.) oder dgl.}, einen Imidazo
(4,5-b)chinoxalin-Kern bzw. -Ring (wie z. B. 1,3-Diethylimidazo
(4,5-b)chinoxalin, 6-Chloro-1,3-diallylimidazo(4,5-b)
chinoxalin oder dgl.), einen Oxadiazol-Kern bzw. -Ring, einen
Thiadiazol-Kern bzw. -Ring, einen Tetrazol-Kern bzw. -Ring,
einen Pyrimidin-Kern bzw. -Ring und dgl. Ein Benzothiazolring
und ein Benzoxazolring sind bevorzugt.
R₂, R₃ und R₇ können jeweils die Form eines quaternären
Substituenten eines beliebigen Cyaninfarbstoffes haben.
Bevorzugte Beispiele für jeden der Reste R₂, R₃ und R₇ sind
eine unsubstituierte Alkylgruppe mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen
(z. B. eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-,
Pentyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl- oder Octadecylgruppe oder
dgl.) oder eine substituierte Alkylgruppe {vorzugsweise eine
Alkylgruppe mit 18 oder weniger Kohlenstoffatomen, substituiert
beispielsweise durch eine Carboxylgruppe, eine Sulfogruppe,
eine Cyanogruppe, ein oder mehrere Halogenatome
(wie z. B. Fluor-, Chlor- oder Bromatom(e) oder dgl.), eine
Hydroxylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe mit 8 oder weniger
Kohlenstoffatomen (z. B. eine Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl-,
Phenoxycarbonyl- oder Benzyloxycarbonylgruppe oder dgl.),
eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit 8
oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Methoxy-, Ethoxy-,
Benzyloxy- oder Phenethyloxygruppe oder dgl.), eine Aryloxygruppe
mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine
Phenoxy- oder p-Tolyloxygruppe oder dgl.), eine Acyloxygruppe
mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Acetyloxy-
oder Propionyloxygruppe oder dgl.), eine Acylgruppe mit 8
oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Acetyl-, Propionyl-,
Benzoyl- oder Mesylgruppe oder dgl.), eine substituierte
oder unsubstituierte Carbamoylgruppe (z. B. eine Carbamoyl-,
N,N-Dimethylcarbamoyl-, Morpholinocarbonyl- oder Piperidinocarbonylgruppe
oder dgl.), eine substituierte oder unsubstituierte
Sulfamoylgruppe (z. B. eine Sulfamoyl-, N,N-Dimethylsulfamoyl-,
Morpholinosulfonyl- oder Piperidinosulfonylgruppe
oder dgl.), eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine
Phenyl-, 4-Chlorophenyl-, 4-Methylphenyl- oder α-Naphthylgruppe
oder dgl.) oder dgl.}.
D₁ und D′₁ und D₂ und D′₂ stehen jeweils für Atomgruppen,
die erforderlich sind für die Bildung eines sauren Kerns
bzw. Ringes, wie vorstehend definiert, und sie können jeweils
in Form eines sauren Kerns bzw. Ringes verschiedener
genereller Merocyaninfarbstoffe vorliegen. D₁ und D₂ stehen
vorzugsweise jeweils für Cyano-, Sulfo- oder Carbonylgruppen
und D′₁ und D′₂ stehen jeweils für die restlichen Atomgruppen,
die für die Bildung eines sauren Kerns bzw. Ringes erforderlich
sind.
Wenn der saure Kern bzw. Ring nicht-cyclisch ist, d. h. wenn
D₁ und D′₁ voneinander unabhängige Gruppen darstellen, ist
das Ende der Methinbindung eine Gruppe, wie z. B. Malonitril,
Alkylsulfonylacetonitril, Cyanomethylbenzofuranylketon oder
Cyanomethylphenylketon.
D₁ und D′₁ oder D₂ und D′₂ können auch miteinander verbunden
sein unter Bildung eines 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen
Ringes, der aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen
und Chalcogenatomen (in der Regel Sauerstoff-, Schwefel-,
Selen- und Telluratomen) besteht. D₁ und D′₁ oder D₂ und
D′₂ können vorzugsweise miteinander kombiniert sein unter
Bildung des folgenden Kerns bzw. Ringes:
2-Pyrazolin-5-on, Pyrazolidin-3,5-dion, Imidazolin-5-on,
Hydantoin, 2- oder 4-Thiohydantoin, 2-Iminooxazolidin-4-on,
2-Oxazolidin-5-on, 2-Thioxazolidin-2,4-dion, Isoxazolin-5-on,
2-Thiazolin-4-on, Thiazolin-4-on, Thiazolin-2,4-dion, Rhodanin,
Thiazolidin-2,4-dithion, Isorhodanin, Indan-1,3-dion, Thiophen-
3-on, Thiophen-3-on-1,1-dioxid, Indolin-2-on, Indolin-
3-on, Indazolin-3-on, 2-Oxoindazolinium, 3-Oxoindazolinium,
5,7-Dioxo-6,7-dihydrothiazolo(3,2-a)pyrimidin, Cyclohexan-
1,3-dion, 3,4-Dihydroisochinolin-4-on, 1,3-Dioxan-4,6-dion,
Barbitursäure, 2-Thiobarbitursäure, Chroman-2,4-dion, Indazolin-
2-on oder Pyrido(1,2-a)pyrimidin-1,3-dion.
Der Kern bzw. Ring bedeutet insbesondere 1,3-Dialkylbarbitursäure,
1,3-Dialkyl-2-thiobarbitursäure oder 2-Alkylrhodanin,
wobei jede Alkylgruppe vorzugsweise eine unsubstituierte
Alkylgruppe ist).
Bevorzugte Beispiele für einen Substituenten, der an ein oder
mehrere Stickstoffatome gebunden ist, die in dem Kern bzw.
Ring enthalten sind, sind ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe
mit 1 bis 18, vorzugsweise 1 bis 7 oder insbesondere
1 bis 4 Kohlenstoffatomen (z. B. eine Methyl-, Ethyl-, n-
Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Hexyl-, Octyl-,
Dodecyl- oder Octadecylgruppe oder dgl.), eine substituierte
Alkylgruppe {z. B. eine Aralkylgruppe (beispielsweise
eine Benzyl- oder 2-Phenylethylgruppe oder dgl.), eine
Hydroxyalkylgruppe (z. B. eine 2-Hydroxyethyl- oder 3-Hydroxypropylgruppe
oder dgl.), eine Carboxyalkylgruppe (z. B.
eine 2-Carboxyethyl-, 3-Carboxypropyl-, 4-Carboxybutyl- oder
Carboxymethylgruppe oder dgl.), eine Alkoxyalkylgruppe (z. B.
eine 2-Methoxyethyl- oder 2-(2-Methoxyethoxy)ethylgruppe
oder dgl.), eine Sulfoalkylgruppe (z. B. eine 2-Sulfoethyl-,
3-Sulfopropyl-, 3-Sulfobutyl-, 4-Sulfobutyl-, 2-(3-Sulfopropoxy)ethyl-,
2-Hydroxy-3-sulfopropyl- oder 3-Sulfopropoxyethoxyethylgruppe
oder dgl.), eine Sulfatoalkylgruppe (z. B.
eine 3-Sulfatopropyl- oder 4-Sulfatobutylgruppe oder dgl.),
eine durch einen heterocyclischen Ring substituierte Alkylgruppe
(z. B. eine 2-(Pyrrolidin-2-on-1-yl)ethyl-, Tetrahydrofurfuryl-
oder 2-Morpholinoethylgruppe oder dgl.), eine
2-Acetoxyethylgruppe, eine Carbomethoxymethylgruppe, eine
2-Methansulfonylaminoethylgruppe oder dgl.}, eine Allylgruppe,
eine Arylgruppe (z. B. eine Phenyl- oder 2-Naphthylgruppe
oder dgl.), eine unsubstituierte Arylgruppe (z. B. eine
4-Carboxyphenyl-, 4-Sulfophenyl-, 3-Chlorophenyl- oder 3-
Methylphenylgruppe oder dgl.) und eine heterocyclische Gruppe
(z. B. eine 2-Pyridyl- oder 2-Thiazolylgruppe oder dgl.).
Jeder der Reste R₄ und R₅ ist ein Substituent eines tertiären
Amins, wie es in der Synthese verwendet wird, und dazu
gehören beliebige Substituenten von generellen tertiären
Aminen.
R₄ und R₅ können gleich oder verschieden sein und bevorzugte
Beispiele dafür sind unsubstituierte Alkylgruppen mit jeweils
18 oder weniger Kohlenstoffatomen (wie z. B. Methyl-,
Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl-
oder Octadecylgruppen oder dgl.) oder substituierte Alkylgruppen
{vorzugsweise Alkylgruppen mit 18 oder weniger
Kohlenstoffatomen, substituiert durch beispielsweise eine
Carboxylgruppe, eine Sulfogruppe, eine Cyanogruppe, ein oder
mehrere Halogenatome (z. B. Fluor-, Chlor- oder Bromatome
oder dgl.), eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe,
eine Aryloxycarbonylgruppe oder eine Aralkyloxycarbonylgruppe
mit 8 oder weniger Kohlenstoffatomen (wie z. B. eine
Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl-, Phenoxycarbonyl- oder
Benzyloxycarbonylgruppe oder dgl.), eine substituierte oder
unsubstituierte Alkoxygruppe mit 8 oder weniger Kohlenstoffatomen
(z. B. eine Methoxy-, Ethoxy-, Benzyloxy- oder Phenethyloxygruppe
oder dgl.), eine monocyclische Aryloxygruppe
mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Phenoxy-
oder p-Tolyloxygruppe oder dgl.), eine Acyloxygruppe mit 3
oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Acetyloxy- oder
Propionyloxygruppe oder dgl.), eine Acylgruppe mit 8 oder
weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Acetyl-, Propionyl-,
Benzoyl- oder Mesylgruppe oder dgl.), eine substituierte oder
unsubstituierte Carbamoylgruppe (z. B. eine Carbamoyl-, N,N-
Dimethylcarbamoyl-, Morpholinocarbonyl- oder Piperidinocarbonylgruppe
oder dgl.), eine substituierte oder unsubstituierte
Sulfamoylgruppe (z. B. Sulfamoyl-, N,N-Dimethylsulfamoyl-,
Morpholinosulfonyl- oder Piperidinosulfonylgruppe oder dgl.),
eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 10
oder weniger Kohlenstoffatomen (z. B. eine Phenyl-, 4-Chlorophenyl-,
4-Methylphenyl- oder α-Naphthylgruppe oder dgl.) oder
dgl. als Substituent(en)}, Cyanogruppen, Alkoxygruppen (z. B.
Methoxy- oder Ethoxygruppen oder dgl.), Aryloxygruppen
(z. B. Phenoxygruppen oder dgl.) oder Alkoxycarbonylgruppen
(z. B. Ethoxycarbonylgruppen oder dgl.).
R₄ und R₅ können ferner miteinander kombiniert sein unter
Bildung eines heterocyclischen Ringes mit Ausnahme eines
aromatischen heterocyclischen Ringes. Zu bevorzugten Beispielen
für einen solchen heterocyclischen Ring gehören
Pyrrolidin, Piperidin, Morpholin, Piperazin, Tetrahydropyridin,
Dihydropyridin, Tetrahydrochinolin und dgl.
R₄ und R₅ bedeuten besonders bevorzugte Ethylgruppen.
Zu bevorzugten Beispielen für einen heterocyclischen Ring,
der so gebildet wird, daß er Q₂ enthält, gehören ein Pyrrolkern,
ein Carbazolkern, ein Indolkern, ein Pyrazolkern,
ein Pyrazolo(1,5-a)benzimidazolkern, ein Pyrazol(1,5-b)chinazolonkern,
ein Indazolkern und dgl.
Ein 5- oder 6gliedriger heterocyclischer Ring, der so gebildet
wird, daß er W₁ oder W₂ enthält, ist ein solcher, der
erhalten wird durch Entfernung einer Oxogruppe oder einer
Thioxogruppe aus einer geeigneten Position eines heterocyclischen
Ringes, der so gebildet worden ist, daß er D₁ und D′₁
oder D₂ und D′₂ enthält.
Bevorzugte Bedeutungen für R₆ und R₈ sind identisch mit den
Beispielen für den (die) Substituent(en), die oben als solche
genannt sind, die an ein oder mehrere Stickstoffatome gebunden
sind, die in dem Kern eines heterocyclischen Ringes enthalten
sind, der so gebildet ist, daß er D₁ und D′₁ oder D₂ und D′₂
enthält.
Ar steht für eine aromatische Gruppe und dabei handelt es
sich vorzugsweise um eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe (z. B. eine Phenyl-, 3-Chlorophenyl- oder Naphthylgruppe
oder dgl.
Jeder der Reste L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁,
L₁₂, L₁₃, L₁₄, L₁₅, L₁₆, L₁₇, L₁₈, L₁₉, L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃,
L₂₄, L₂₅, L₂₆, L₂₇, L₂₈, L₂₉, L₃₀, L₃₁, L₃₂, L₃₃ und L₃₄
steht für eine Methingruppe {die gegebenenfalls substituiert
sein kann durch eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe
(z. B. eine Methyl- oder Ethylgruppe oder dgl.), eine
substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe (z. B. eine
Phenylgruppe oder dgl.) oder ein Halogenatom (z. B. ein
Chlor- oder Bromatom oder dgl.)} oder kann alternativ zusammen
mit einer anderen Methingruppe oder einem Auxochrom einen
Ring bilden.
Spezifische Beispiele für Methinfarbstoffe, die erfindungsgemäß
verwendet werden, sind nachstehend angegeben, die Erfindung
ist jedoch keineswegs darauf beschränkt.
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (II):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (III):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (IV):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel
(V):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (VI):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel
(VII):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel
(VIII):
Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel
(IX):
Die Syntheseverfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß
verwendeten Farbstoffe werden im Prinzip in die beiden folgenden
Kategorien eingeteilt:
Bei dem ersten Syntheseverfahren wird ein Heteroazulen-Kern
bzw. -Ring mit einer positiven Ladung als Ausgangssubstanz
verwendet. Ein Kohlenstoffatom in dem Heteroazulen-Kern bzw.
-Ring mit einer positiven Ladung (Carbokation) wird durch ein
nukleophiles Agens angegriffen. Durch Auswahl eines geeigneten
nukleophilen Agens kann ein Methinfarbstoff mit einer
Methinbindung an dem Kohlenstoffatom, das nukleophil angegriffen
worden ist, erhalten werden.
Bei dem zweiten Syntheseverfahren wird ein Heteroazulen-Kern
bzw. -Ring mit einer positiven Ladung, bei dem mindestens
ein Kohlenstoffatom einen Methylsubstituenten aufweist, als
Ausgangssubstanz verwendet. Dieser Methyl-substituierte
Teil wird mit einer Base deprotoniert unter Bildung eines
Kohlenstoffatoms mit einer negativen Ladung (Carbanion),
das dann durch ein elektrophiles Agens angegriffen wird.
Durch Auswahl eines geeigneten elektrophilen Agens wird ein
Methinfarbstoff mit einer Methinbindung in dem Methyl-substituierten
Teil erhalten.
Obgleich viele Heteroazulen-Kerne bzw. -Ringe erfindungsgemäß
verwendbar sind, gehören zu denjenigen, die leicht synthetisiert
werden können und besonders geeignet sind, ein Cycloheptofuran-,
Cycloheptothiophen-, Cycloheptopyrrol-, Cycloheptoxazol-,
Cycloheptothiazol-, Cycloheptimidazol-, Cycloheptopyrazol-,
Cycloheptotriazol-Kern bzw. -Ring und dgl.,
wie in D. Ginsburg, "Non-Benzenoid Aromatic Compounds",
Kapitel VII, Seiten 434 bis 446, Interscience Publishers
(1959), beschrieben.
Beispiele für Verfahren, mit denen jedem Kern bzw. Ring eine
positive Ladung verliehen wird, sind ein Verfahren, bei dem
ein Stickstoffatom quaternisiert wird, wenn der Kern bzw.
Ring ein oder mehrere Stickstoffatome aufweist, ein Verfahren,
bei dem eine Oxidationsreaktion angewendet wird, wenn
der Kern bzw. Ring kein Stickstoffatom enthält, und dgl.
Die nachstehende Erläuterung bezieht sich auf einen Cycloheptimidazol-
Kern bzw. -Ring als ein besonders bevorzugtes
Beispiel.
Ein erfindungsgemäßer Methinfarbstoff der allgemeinen Formel
(XII) kann hergestellt werden durch Kondensieren eines
Cycloheptimidazoliumions, dargestellt durch die allgemeine
Formel (X), mit einem Vorläufer eines Auxochroms und einer
Methinbindung, dargestellt durch die allgemeine Formel (XI):
worin G eine der folgenden Formeln (XIII) und (XIV) darstellt:
In den Formeln (XIII) und (XIV) haben R₂, Q₁, L₄ und L₅
die gleichen Bedeutungen wie sie jeweils für die allgemeine
Formel (II) angegeben worden sind und D₁, D′₁, L₁₆ und L₁₇
haben die gleichen Bedeutungen wie sie jeweils für die
allgemeine Formel (V) angegeben worden sind.
In den Formeln (X) und (XII) haben R₁, V₁ bis V₅, M und m
die gleichen Bedeutungen wie sie jeweils für die allgemeine
Formel (I) angegeben worden sind.
X- in der allgemeinen Formel (X) steht für ein Anion und r
steht für eine Zahl, die erforderlich ist für die Neutralisation
der Ladung einer Verbindung, dargestellt durch die
Formel (X).
Beispiele für ein Anion, wie es durch X- dargestellt wird,
sind vorzugsweise solche, wie sie als Beispiel für ein
Anion eines Ladungsausgleichs-Gegenions M angegeben worden
sind, besonders bevorzugt ist ein Trifluoromethansulfonation.
In der Formel (X) steht T für ein Wasserstoffatom oder eine
eliminierbare Gruppe, wie sie allgemein in der organischen
synthetischen Chemie verwendet wird, beispielsweise eine
eliminierbare Gruppe, wie sie in Jerry March, "Advanced
Organic Chemistry: Reactions, Mechanism and Structure",
publiziert von Mcgraw-hill Kogakusha (1977), Seiten 265 bis
452 beschrieben ist. Bevorzugte Beispiele für eine solche
eliminierbare Gruppe sind Halogenatome (z. B. Chlor-, Brom-
oder Jodatome oder dgl.), Alkylthiogruppen (z. B. Ethylthiogruppen
oder dgl.), Alkoxygruppen (z. B. Methoxygruppen oder
dgl.) und Alkylsulfonylgruppen (z. B. Methylsulfonylgruppen
oder dgl.). Eine besonders bevorzugte T-Gruppe ist ein Wasserstoffatom.
q steht in den Formeln (XI) und (XII) für die Zahl 0 oder 1.
Die Bindungsposition von T und der Methingruppe in den Formeln
(X) und (XII) können irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und
8-Positionen sein, wie in der allgemeinen Formel (I).
Eine Verbindung der Formel (XI), in der G eine Formel (XIII)
bedeutet und q für die Zahl 1 steht, ist eine quaternäre
Methylverbindung und sie wird als Ausgangssubstanz für die
entsprechende Methylenbase verwendet.
Die Reaktionen zum Kondensieren von Basen sind an sich bekannte
Verfahren zur Herstellung von Monomethincyaninfarbstoffen.
Diese Reaktionen sind in T. H. James, "The Theory
of the Photographic Process", 4. Auflage, Macmillan, 1977,
Kapitel 8, Seite 206, beschrieben.
Zur Kondensation einer Methylenbase zur Herstellung eines
Cyaninfarbstoffes ist es erforderlich, daß jeder der beiden
basischen Kerne (Ringe), die miteinander umgesetzt werden
sollen, eine reaktionsfähige Substanz enthält, und es wurde
gefunden, daß ein Cycloheptimidazoliumion der Formel (X)
einem nukleophilen Angriff unterliegt bei einem 7gliedrigen
Kohlenstoffring. Es besteht die Neigung, daß die Reaktion
in der 4-, 6- oder 8-Position, insbesondere in der 4- oder
6-Position, abläuft in Abhängigkeit vom Elektronenzustand.
Eine Kondensationsreaktion einer Methylenbase mit einem
aktivierten Cycloheptimidazoliumion kann somit über eine
Methylenbasen-Kondensationsreaktion nach allgemeinen Methoden
durchgeführt werden, wie sie für die Herstellung von Cyaninfarbstoffen
angewendet werden.
In entsprechender Weise wird eine Verbindung der Formel (XI),
in der q die Zahl 0 und G eine Gruppe der Formel (XIV) darstellen,
bei der es sich um ein Ketomethylen oder ein Cyanomethylen
handelt, mit einem aktivierten Cycloheptimidazoliumion
kondensiert unter Bildung eines Merocyanin-artigen
Farbstoffes. Bezüglich der Reaktionsposition besteht die
gleiche Neigung wie bei der obengenannten Cyanin-artigen
Farbstoffsynthese. Das heißt, die Reaktion hat die Neigung,
in der 4-, 6- oder 8-Position, insbesondere in der 4- oder 6-
Position, auszutreten. Die Kondensationsreaktion eines Ketomethylens
oder eines Cyanomethylens mit einem aktivierten
Cycloheptimidazoliumion kann nach generellen Methoden durchgeführt
werden, wie sie bei der Herstellung von Merocyaninfarbstoffen
angewendet werden.
Verfahren, die zur Herstellung von Cyaninfarbstoffen oder
Merocyaninfarbstoffen angewendet werden, können ebenfalls
für die Kondensationsreaktion einer Verbindung der Formel (X)
mit einer Verbindung der Formel (XI) angewendet werden. Die
Kondensationsreaktion kann bei Raumtemperatur durchgeführt
werden oder sie kann durch Erhitzen beschleunigt werden.
Zu Beispielen für verwendbare Reaktionslösungsmittel gehören
Acetonitril, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe
oder halogenierte Derivate davon, wie z. B. Benzol,
Toluol, Xylol oder Decan; Äther; Pyridin; Dimethylsulfoxid;
Dimethylformamid; und Alkohole, wie Methanol und Ethanol.
Acetonitril, Pyridin, Dimethylformamid, Methanol und Ethanol
sind besonders bevorzugt.
Für die Kondensation unter Verwendung einer Methylenbase
wird eine organische Base, wie z. B. ein tertiäres Amin
(wie Triethylamin, 1,8-Diazabicyclo(5,4,0)-7-undecen (DBU)
oder dgl.) Tetramethylguanidin oder Piperidin verwendet.
Das erste Syntheseverfahren für Farbstoffe, wie sie erfindungsgemäß
verwendet werden, ist nützlich für die Herstellung
eines Methinfarbstoffes, in dem ein Cycloheptimidazol-
Kern mit einem basischen Kern eines Typs, wie er in Cyaninfarbstoffen
zu finden ist, über eine Methinbindung verbunden
ist, oder ein Methinfarbstoff, in dem ein Cycloheptimidazol-
Kern direkt mit einem sauren Kern eines Typs, wie er in
Merocyaninfarbstoffen zu finden ist, verbunden ist. Bei den
nach dem ersten Syntheseverfahren hergestellten Methinfarbstoffen
handelt es sich somit um Monomethinfarbstoffe der
allgemeinen Formel (II) und Zeromethinfarbstoffe der allgemeinen
Formel (V).
Ein Cycloheptimidazol-Kern-Symmetrie-Monomethin- oder Trimethinfarbstoff
kann synthetisiert werden durch Umsetzung
einer Verbindung der Formel (X) mit einer Malonsäure oder
einer Glutaconsäure (dieses Verfahren ähnelt dem ersten
Syntheseverfahren) durch Anwendung eines Syntheseverfahrens,
wie es in F. M. Hamer, "Heterocyclic Compounds-Cyanine
Dyes and Related Compounds", Kapitel 2, Seiten 72 und 73,
Kapitel 4, Seite 111, John Wiley and Sons Company (1964),
beschrieben ist. Nach dem Syntheseverfahren können Monomethin-
und Trimethinfarbstoffe der allgemeinen Formel (IV)
synthetisiert werden. Die Reaktion tritt auf in der 4- oder
6-Position, insbesondere in der 4-Position des Cycloheptimidazoliumions.
Ein Verfahren zum Synthetisieren von Farbstoffen der allgemeinen
Formel (VI) vom Hemicyanin-Typ als ein spezielles
Syntheseverfahren ähnlich dem ersten Syntheseverfahren, wird
nachstehend näher beschrieben.
Ein Farbstoff vom Dimethinhemicyanin-Typ der allgemeinen
Formel (VI) kann synthetisiert werden durch Kondensieren einer
Verbindung der Formel (X) mit einem tertiären Amin mit
mindestens einer Ethylgruppe.
Die Reaktion tritt auf in der 4-, 6- oder 8-Position, insbesondere
in der 4-Position.
Das zweite Syntheseverfahren ermöglicht die Synthese von
Methinfarbstoffen, die jeweils zwei oder mehr Methingruppen
enthalten, die einen Cycloheptimidazol-Kern mit dem restlichen
basischen oder sauren Kern verbinden.
Methinfarbstoffe, die nach dem zweiten Verfahren synthetisiert
werden können, werden dargestellt durch die folgende
Formel:
Ein solcher Farbstoff kann hergestellt werden durch Kondensieren
einer Verbindung der Formel:
mit einer Verbindung der Formel
und anschließendes Kondensieren des Kondensationsprodukts
mit einer Verbindung der Formel
In den Formeln stellen Ar¹ und Ar² aromatische Kohlenstoff-
Ringgruppen dar und G und G′ stellen jeweils Gruppen der
Formel (XIX), (XIII) oder (XIV) dar:
worin R₁ und V₁ bis V₅ jeweils die gleichen Bedeutungen wie
für die allgemeine Formel (I) angegeben haben und X- und r
die gleichen Bedeutungen haben wie sie jeweils für die Formel
(X) angegeben sind.
Wenn G und G′ in den Formeln (XVII) und (XVIII) der Formel
(XIX) genügen, stehen q und q′ für die Zahl 1 und gleichzeitig
kann die Bindungsposition der Methylgruppe irgendeine
der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein, vorzugsweise ist
es die 4-, 6- oder 8-Position, insbesondere die 4- oder 6-
Position.
Außerdem stehen L₃₅, L₃₆ und L₃₇ in den Formeln (XV), (XVI),
(XVII) und (XVIII) für gegebenenfalls substituierte Methingruppen
und sie haben jeweils die gleichen Bedeutungen wie
L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ in der allgemeinen Formel (II).
q und q′ stehen für die Zahl 0 oder 1 und p steht für die Zahl
0 oder eine positive ganze Zahl, in der Regel für die Zahl 0,
1, 2 oder 3. Mindestens einer der Reste G und G′ repräsentiert
die Formel (XIX).
Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, handelt es
sich bei einer Ausgangssubstanz, die für das zweite Syntheseverfahren
der erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffe erforderlich
ist, um ein Cycloheptimidazoliumion mit einem Methylsubstituenten.
Wenn ein Methinfarbstoff mit nur einem Cycloheptimidazolkern
synthetisiert wird, wird eine Verbindung der Formel (XVII)
oder (XVIII) verwendet, in der einer der Reste G und G′ durch
die Formel (XVIII) oder (XIV) dargestellt wird.
Eine Verbindung, die erforderlich ist als restliche Ausgangssubstanz
ist diejenige der Formel (XVI). Wenn p die Zahl 0
und L₁₅ -CH- bedeutet, ist eine Verbindung der Formel (XVI)
offensichtlich ein Diarylformamidin, in der Regel ein Diphenylformamidin.
Wenn p eine positive ganze Zahl ist, ist die
erhaltene Verbindung der Formel (XVI) ein Analogon zu einem
Diarylformamidin oder einem Vinylog.
Eine Verbindung, die erhalten wird durch Umsetzung eines Analogons
eines Diarylformamidins oder Vinylogs, dargestellt
durch die Formel (XVI), mit einer Verbindung der Formel
(XVII), in der G einer der Formeln (XIII) und (XIV) genügt,
ist ein Zwischenprodukt, das allgemein zur Herstellung eines
Cyaninfarbstoffes oder eines Merocyaninfarbstoffes verwendet
wird.
Obgleich diese Zwischenprodukte häufig als solche verwendet
werden, können ihre Reaktionsfähigkeiten erhöht werden durch
Acylsubstitution des N-Wasserstoffs, beispielsweise durch Umsetzung
mit einer Carbonsäure oder einem Anhydrid davon.
Acetyl-substituierte Zwischenprodukte werden am häufigsten
verwendet. Wenn diese Zwischenprodukte jeweils einen quaternären
Ammoniumkern enthalten, wie durch die allgemeine
Formel (XIII) dargestellt, werden sie häufig als I. C. I.-
Zwischenprodukte bezeichnet. Andererseits werden sie dann,
wenn diese Zwischenprodukte jeweils ein Ketomethylen oder
Cyanomethylen enthalten, dargestellt durch die Formel (XIV), diese
werden häufig als Dains-Zwischenprodukte bezeichnet. Anwendungsmethoden
für I. C. I.-Zwischenprodukte und Dains-Zwischenprodukte
bei der Synthese von Cyaninfarbstoffen und Merocyaninfarbstoffen
sind in T. H. James, "The Theory of the Photographic
Process", Seiten 195 bis 212, wie weiter oben zitiert,
beschrieben.
Ein neues Zwischenprodukt zur Herstellung von Farbstoffen wird
erhalten durch Umsetzung eines Analogons eines Diarylformamidins
oder Vinylogs, dargestellt durch die Formel (XVI), mit
einer Verbindung der Formel (XVII), worin G der Formel (XIX)
genügt. Das erhaltene Farbstoff-Zwischenprodukt, das einen
Cycloheptimidazol-Kern enthält, kann verwendet werden in
ähnlicher Weise wie ein I. C. I.-Zwischenprodukt und ein Dains-
Zwischenprodukt, wie es aus der Herstellung eines Methinfarbstoffes
bekannt ist.
Ein Farbstoff-Zwischenprodukt, das erhalten wird durch Umsetzung
einer Verbindung der Formel (XVI) mit einer Verbindung
der Formel (XVII) und erforderlichenfalls Acylierung des
Produkts kann dargestellt werden durch die Formel:
worin R₉ Wasserstoff oder Acyl bedeutet und die übrigen
Symbole wie oben definiert sind.
Ein Farbstoff der Formel (XV) kann synthetisiert werden durch
Kondensieren einer Verbindung der Formel (XVIII) mit einem
Farbstoff-Zwischenprodukt der Formel (XX). Die Reihenfolge
der gesamten Reaktionen von einer Ausgangssubstanz bis zu einem
End-Farbstoff ist ähnlich derjenigen in der Synthese,
die bekannt ist aus der Herstellung eines Cyaninfarbstoffes
und eines Merocyaninfarbstoffes, mit Ausnahme des Methyl-
substituierten Cycloheptimidazoliumions. Obgleich die Reaktion
im allgemeinen bei Raumtemperatur fortschreitet, kann
die Reaktion je nach Bedarf durch Erhitzen beschleunigt werden.
Die Reaktion kann auch in dem gleichen Lösungsmittel durchgeführt
werden, wie es in dem obengenannten ersten Syntheseverfahren
eines Farbstoffs der Erfindung verwendet wird.
Das zweite Syntheseverfahren ist vorteilhafter als das erste
Syntheseverfahren insofern, als eine größere Anzahl von
Methingruppen in den Farbstoffen eingeführt werden kann und
die Substitutionsposition der Methinbindung in dem Cycloheptimidazol-
Kern nicht willkürlich ist und die Mengen an
Nebenprodukten gering ist. Die substituierte(n) oder unsubstituierte(n)
Methingruppe(n) in der erforderlichen Anzahl
kann (können) nach dem zweiten Syntheseverfahren eingeführt
werden.
Da die Absorption eines Farbstoffes mit 1 oder 2 oder mehr
Cycloheptimidazol-Kernen zu einer dunklen Farbe verschoben
ist, ist es in der Tat selten erforderlich, daß zur Erzielung
einer Absorption eines Farbstoffes im langen Wellenlängenbereich
p in der Formel (XV) den Wert 3 überschreitet.
Obgleich die obige Erläuterung auf der Verwendung von Analoga
von Diarylformamidinen oder Vinylogen, dargestellt durch die
Formel (XVI), als Methinquellen basiert, können auch andere
Methinquellen, wie z. B. Analoga von Orthoestern oder Vinylogen,
verwendet werden.
Methinfarbstoffe der allgemeinen Formeln (II), (III), (IV),
(V), (VI) und (IX) können unter Anwendung eines zweiten Syntheseverfahrens
synthetisiert werden.
Außerdem können Methinfarbstoffe der allgemeinen Formeln
(VII) und (VIII) synthetisiert werden unter Bezugnahme auf
die ersten und zweiten Syntheseverfahren und F. M. Hamer,
"Heterocyclic Compounds-Cyanine Dyes and Related Compounds",
John Wiley and Sons Company (1964).
Verbindungen, die den Formeln (X) und (XIX) genügen, sind
Cycloheptimidazoliumionen als Ausgangssubstanzen bei dem
ersten und dem zweiten Syntheseverfahren und die Synthese
von
(X):R₁ = CH₃, V₁ = SCH₃, V₂ bis V₅ = H, T = H
(XIX):R₁ = CH₃, V₁ = SCH₃, V₂ bis V₅ = H
als repräsentative Beispiele dafür wird nachstehend erläutert.
2-Hydroxy-2,4,6-cycloheptatrien-1-on, das leicht erhalten
wird nach einem Verfahren, wie es in "Journal of the
American Chemical Society", Band 37, Nr. 22, Seiten 5257
bis 5259 (1965), beschrieben ist, oder 2-Hydroxy-5-methyl-
2,4,6-cycloheptatrien-1-on, das leicht erhalten wird nach
dem Verfahren, wie es in "Bulletin of the Chemical Society
of Japan", Band 32, Seiten 493 bis 496 (1953), beschrieben
ist, wird O-methyliert mit einem Methylierungsmittel (wie
z. B. Dimethylsulfat) zur Herstellung von 2-Methoxy-2,4,6-
cycloheptatrien-1-on bzw. 2-Methoxy-5-methyl-2,4,6-cycloheptatrien-
1-on, das dann mit Thioharnstoff kondensiert wird
unter Bildung von 2-Mercaptocycloheptimidazol bzw. 2-Mercapto-
6-methylcycloheptimidazol. Sie werden dann jeweils S-
methyliert mit einem Methylierungsmittel (wie z. B. Methyljodid)
zur Herstellung von 2-Methylthiocycloheptimidazol
bzw. 6-Methyl-2-methylthiocycloheptimidazol.
Sie werden jeweils weiter N-methyliert mit einem Methylierungsmittel
(wie z. B. Methyltrifluoromethansulfonat) unter
Bildung des 3-Methyl-2-methylthiocycloheptimidazoliumions
oder des 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazoliumions.
Das obige Gesamtschema ist wie folgt:
Beispiele für die Synthese der obengenannten Farbstoffe
werden nachstehend beschrieben.
Die Synthese von (2) ist nachstehend beschrieben, wobei man
von der Synthese des Ausgangsmaterials des Farbstoffes ausgeht.
Zuerst wurden 200 g 2-Hydroxy-2,4,6-cycloheptatrien-1-on,
das leicht erhältlich ist nach dem Verfahren, wie es im
"Journal of the American Chemical Society", Band 87, Nr. 22,
Seiten 5257 bis 5259 (1965), beschrieben ist, und 340 g
Kaliumcarbonat zu 1,3 l Aceton, das 10% Wasser enthielt,
zugegeben, dann wurden 310 g Dimethylsulfat zugegeben und die
Mischung wurde 8 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Nachdem
die Mischung über Nacht stehen gelassen worden war, wurden
die abgeschiedenen anorganischen Stoffe abfiltriert und
das Aceton wurde unter vermindertem Druck aus dem Filtrat
abdestilliert. Dann wurde 1 l Wasser zu dem Konzentrat
zugegeben, anschließend wurde mit Chloroform (0,3 l × 3)
extrahiert. Die Chloroformschicht wurde über wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet, eingeengt, um das Lösungsmittel
zu verdampfen, und dann unter vermindertem Druck destilliert
(120°C/0,5 mm Hg). Man erhielt 205,7 g einer farblosen Flüssigkeit
(Ausbeute 92,3%).
Nach dem in "Journal of the American Chemical Society",
Band 76, Seiten 3352 und 3353 (1954), beschriebenen Verfahren
wurden 150 g 2-Methoxytropon und 84 g Thioharnstoff
zu 255 g einer Lösung von 28% Natriummethylat in Methanol
zugegeben und 30 min lang bei Raumtemperatur gerührt.
Außerdem wurden 600 ml Methanol zugegeben und es wurde
Essigsäure zugegeben, bis der pH-Wert der Lösung etwa 5 betrug.
Die ausgefallenen Kristalle wurden abfiltriert und
mit Methanol gewaschen. Die erhaltenen Kristalle wurden zu
1 l Methanol zugegeben und 30 min unter Rückfluß erhitzt.
Nach dem Abkühlenlassen auf Raumtemperatur wurden die Kristalle
abfiltriert und getrocknet. Man erhielt 125 g gelbe
Kristalle (Ausbeute 70,0%), Schmelzpunkt 300°C oder höher.
Zuerst wurden 38 g Kaliumhydroxid in 800 ml Methanol gelöst,
es wurden 100 g 2-Mercaptocycloheptimidazol zugegeben und die
Mischung wurde unter Erhitzen gerührt, bis die Innentemperatur
etwa 45°C betrug. Dann wurden 131,2 g Dimethylsulfat
zugetropft und es wurde unter Erhitzen 1 Stunde lang gerührt,
bis die Innentemperatur etwa 45°C betrug. Nachdem das Lösungsmittel
bis zu einem gewissen Umfang unter vermindertem
Druck abdestilliert worden war, wurde 1 l Wasser zugegeben
und es wurde mit Chloroform (0,5 l × 2) extrahiert. Nach
dem Trocknen über wasserfreiem Natriumsulfat wurde die
Chloroformschicht unter vermindertem Druck eingedampft auf
200 ml und es wurde 1 l Hexan zugegeben, um Kristalle auszufällen,
die dann abfiltriert und getrocknet wurden. Man erhielt
89 g farblose Kristalle (Ausbeute 82,0%), Schmelzpunkt
101 bis 102°C.
Zuerst wurden 25 g 2-Methylthiocycloheptimidazol zu 100 ml
Anisol zugegeben und unter Eiskühlen gerührt. Dann wurden
28 g Methyltrifluoromethansulfonat zugetropft und unter
Eiskühlen gerührt. Die Mischung wurde weitere 2 Stunden und
30 min lang bei Raumtemperatur gerührt und es wurden 200 ml
Ethylacetat zugegeben und die ausgefallenen Kristalle wurden
abfiltriert und getrocknet. Man erhielt 39,7 g farblose
Kristalle (Ausbeute 82,0%), F. 163 bis 164°C.
Zuerst wurden 2,8 g 3-Methyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat und 2,3 g 3-Methyl-2-methylbenzothiazolium-
p-toluolsulfonat zu 50 ml Acetonitril zugegeben, dann
wurden 2,3 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde
1 Stunde lang unter Rückfluß erhitzt. Nachdem das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck abdestilliert worden war, wurde
die Mischung einer Silicagel-Säulenchromatographie-Reinigung
unterworfen unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches
aus Methanol/Chloroform = ¼ als Entwicklungslösungsmittel.
Die erhaltenen Kristalle wurden zu 50 ml Methanol zugegeben
und erhitzt, um sie aufzulösen. Dann wurden die unlöslichen
Stoffe im heißen Zustand abfiltriert, es wurde eine
Lösung von 1,2 g Natriumjodid in 5 ml Methanol zu dem Filtrat
zugegeben und die Mischung wurde abkühlen gelassen.
Die ausgefallenen Kristalle wurden abfiltriert, mit Methanol
und Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 0,75 g
purpurrote Kristalle (Ausbeute 24%), Schmelzpunkt 260
bis 264°C, λ max = 574 nm (ε = 9,95 × 10⁴) (Lösungsmittel
Methanol).
Als Nebenprodukt-Farbstoffe wurden bei der Synthese von
(2) geringe Mengen an Farbstoffen mit einer Methin-Bindung
in der 4-Position bzw. in der 8-Position des Cycloheptimidazol-
Kerns erhalten. 4-Position: Verbindung (27), 8-Position:
Verbindung (32).
Geringe Mengen an ähnlichen Nebenprodukt-Farbstoffen wurden
auch in den folgenden Synthesebeispielen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9 und 10 bei dem ersten Syntheseverfahren erhalten.
Zuerst wurden 4 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
und 3,53 g 3-Ethyl-2-methylbenzoxazolium-p-toluolsulfonat
zu 50 ml Acetonitril zugegeben, außerdem wurden 3 ml
Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde lang
unter Rückfluß erhitzt. Dann wurden 200 ml Ethylacetat zu der
Reaktionslösung zugegeben und die ausgefallenen Kristalle
wurden durch Filtrieren gesammelt. Die Kristalle wurden zu
100 ml Methanol zugegeben und darin unter Erwärmen gelöst.
Die unlöslichen Stoffe wurden im heißen Zustand abfiltriert
und es wurde eine Lösung von 1,5 g Natriumjodid in 5 ml
Methanol zu dem Filtrat zugegeben und abkühlen gelassen.
Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt,
mit Methanol und Wasser gewaschen und getrocknet. Man
erhielt 1,8 g purpurrote Kristalle (Ausbeute 36%), Schmelzpunkt
300°C oder mehr, λ max = 547 nm (ε = 1,05 × 10⁵)
(Methanol).
Zuerst wurden 3 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
und 1,77 g N,N-Diethylthiobarbitursäure zu 30 ml Pyridin
zugegeben und 30 min lang unter Erhitzen gerührt, bis
die Innentemperatur 50°C betrug. Dann wurden 200 ml Ethylacetat
zu der Reaktionslösung zugegeben und die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt. Die
Kristalle wurden zu einem Lösungsmittelgemisch aus Methanol
(100 ml)/Chloroform (200 ml) zugegeben und darin unter Erwärmen
unter Rückfluß gelöst. Die unlöslichen Stoffe wurden
im heißen Zustand abfiltriert und das Filtrat wurde unter
vermindertem Druck auf 120 ml eingeengt. Nach dem Stehenlassen
bei Raumtemperatur wurden die erhaltenen Kristalle durch
Filtrieren gesammelt, mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Man erhielt 1 g rote Kristalle (Ausbeute 29,2%), Schmelzpunkt
300°C oder mehr, λ max = 530 nm (ε = 5,18 × 10⁴) (Methanol).
Zuerst wurden 3 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
und 2,1 g N,N-Di-n-butylbarbitursäure zu 30 ml Pyridin
zugegeben und es wurde 1 Stunde lang unter Erhitzen bis zu
einer Innentemperatur von 50°C gerührt. Dann wurden 200 ml
Wasser zu der Reaktionslösung zugegeben und die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt. Die Kristalle
wurden in einem Lösungsmittelgemisch aus Isopropanol
(100 ml)/Chloroform (100 ml) gelöst, die unlöslichen Stoffe
wurden abfiltriert und das Filtrat wurde unter vermindertem
Druck auf 100 ml eingeengt. Nach dem Stehenlassen bei Raumtemperatur
wurden die ausgefallenen Kristalle durch Filtrieren
gesammelt, mit Isopropanol gewaschen und getrocknet. Man erhielt
1,06 g rote Kristalle (Ausbeute 28,0%), Schmelzpunkt
219 bis 221°C, λ max = 516 nm (ε = 4,59 × 10⁴) (Methanol).
Zuerst wurden 5 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
und 0,84 g Malonsäure zu 50 ml Pyridin zugegeben und 30 min
lang unter Rückfluß erhitzt. Dann wurden 200 ml Wasser
zu der Reaktionslösung zugegeben, danach wurden 2,2 g Natriumjodid
zugegeben. Die ausgefallenen Kristalle wurde durch
Filtrieren gesammelt und durch Silicagel-Säulenchromatographie
unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches aus Methanol/
Chloroform = ¼ als Entwicklungslösungsmittel gereinigt.
Die resultierenden Kristalle wurden in einem Lösungsmittelgemisch
aus Methanol (50 ml)/Chloroform (50 ml)
gelöst und die unlöslichen Stoffe wurden abfiltriert. Das
Filtrat wurde auf 60 ml eingeengt und abkühlen gelassen. Die
ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt,
mit Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhielt 1,1 g
purpurrote Kristalle (Ausbeute 14,4%), Schmelzpunkt 300°C
oder mehr, λ max = 674 nm (ε = 6,49 × 10⁴) (Methanol).
Zuerst wurden 10 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel
1(d), und 3,82 g Glutaconsäure zu 50 ml Pyridin zugegeben
und es wurde 1 Stunde lang unter Erhitzen bis auf eine
Innentemperatur von 50°C gerührt. Dann wurden 200 ml Ethylacetat
zu der Reaktionslösung zugegeben und die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt. Die Kristalle
wurden in 1 l Methanol durch Erhitzen unter Rückfluß gelöst
und die unlöslichen Stoffe wurden abfiltriert. Dann wurde
eine Lösung von 1 g Natriumjodid in 50 ml Methanol zu dem
Filtrat zugegeben und auf 200 ml eingeengt. Die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt, mit Methanol
und Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 2 g
tief-purpurrote Kristalle (Ausbeute 12,5%), Schmelzpunkt:
Zersetzung bei etwa 200°C, g max = 774 nm (ε = 1,14 × 10⁵)
(Methanol).
Zuerst wurden 3 g 3-Methyl-2-methylthio-cycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
zu 30 ml Acetonitril zugegeben, dann wurden 1,5 ml
Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde lang
unter Erhitzen bis auf eine Innentemperatur von 60°C gerührt.
Nach der Reaktion wurde das Lösungsmittel abdestilliert
und die resultierenden Kristalle wurden durch Silicagel-
Säulenchromatographie unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches
aus Methanol/Chloroform = ¼ als Entwicklungslösungsmittel
gereinigt. Die resultierenden Kristalle wurden
in 10 ml Methanol gelöst und es wurde eine Lösung von 0,7 g
Natriumjodid in 3 ml Methanol zugegeben. Nach weiterer Zugabe
von 100 ml Wasser wurden die ausgefallenen Kristalle
durch Filtrieren gesammelt, mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Man erhielt 0,5 g rote Kristalle (Ausbeute 13,7%),
Schmelzpunkt 219 bis 221°C, λ max = 522 nm (ε = 8,12 × 10⁴)
(Methanol).
Die Synthese von (4) ist nachstehend angegeben nach der Synthese
des Ausgangsmaterials des Farbstoffes.
Zuerst wurden 3 g 2-Methylthiocycloheptimidazol nach dem Synthesebeispiel
1(c) synthetisiert unter Anwendung des Verfahrens,
wie es in "Bulletin of the Chemical Society of Japan",
Band 33, Nr. 1, Seiten 56 bis 58 (1960), beschrieben ist,
dann wurden 50 ml Methanol zugegeben und es wurde 1 g Natriummethylat
zugegeben. Nach 10stündigem Erhitzen unter Rückfluß
wurde das Lösungsmittel abdestilliert und es wurden 50 ml
Benzol zu dem Rückstand zugegeben. Die unlöslichen Stoffe
wurden abfiltriert und das Filtrat wurde eingeengt. Die resultierenden
Kristalle wurden durch Silicagel-Säulenchromatographie
gereinigt unter Verwendung von Ethylacetat als Entwicklungslösungsmittel.
Man erhielt 1 g farblose Kristalle
(Ausbeute 36,8%), Schmelzpunkt 94°C
Zuerst wurden 0,9 g 2-Methoxycycloheptimidazol zu 5 ml Anisol
zugegeben und es wurden 1,1 g Methyltrifluoromethansulfonat
zugetropft. Nach 1stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurden
30 ml Ethylacetat zugegeben und die ausgefallenen Kristalle
wurden durch Filtrieren gesammelt und getrocknet. Man erhielt
1,1 g farblose Kristalle (Ausbeute 60,4%), Schmelzpunkt
123 bis 124°C.
1 g 2-Methoxy-3-methylcycloheptimidazolium-trifluoromethansulfonat
und 1,08 g 3-Ethyl-2-methylbenzothiazolium-p-toluolsulfonat
wurden zu 30 ml Acetonitril zugegeben, dann wurden
0,86 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde 40 min
lang unter Rückfluß erhitzt. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert
und der Rückstand wurde durch Silicagel-Säulenchromatographie
unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches
aus Methanol/Chloroform = ¼ als Entwicklungslösungsmittel
gereinigt.
Die resultierenden Kristalle wurden in 50 ml Methanol gelöst,
die unslöslichen Stoffe wurden im heißen Zustand abfiltriert
und dann wurde eine Lösung von 0,5 g Natriumjodid in 5 ml
Methanol zu dem Filtrat zugegeben. Die ausgefallenen Kristalle
wurden durch Filtrieren gesammelt, nacheinander mit Methanol
und Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 0,2 g
(Ausbeute 13,9%) rote Kristalle, Schmelzpunkt 190 bis 191°C,
λ max = 557 nm (ε = 1,04 × 10⁵) (Methanol).
Die Synthese von (3) ist nachstehend angegeben nach der Synthese
des Ausgangsmaterials des Farbstoffes.
Zuerst wurden 60 g 2-Methylthiocycloheptimidazol, synthetisiert
nach dem Synthesebeispiel 1(c), unter Anwendung des in
"Journal of the American Chemical Society", Band 76, Seiten
3352 und 3353 (1954), beschriebenen Verfahrens, zu 300 ml
konzentrierter Chlorwasserstoffsäure (35% Chlorwasserstoff)
zugegeben und 2 Stunden und 30 min unter Rückfluß erhitzt.
Dann wurden 500 ml Ethanol zugegeben und nach dem Rühren bei
Raumtemperatur wurden die ausgefallenen Kristalle durch Filtrieren
gesammelt. Die Kristalle wurden in 0,5 l Wasser gelöst
und der pH-Wert wurde mit Natriumbicarbonat auf etwa 7
eingestellt. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren
gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt
40 g blaßgelbe Kristalle (Ausbeute 80,3%), Schmelzpunkt
245°C.
Nach dem in "Chemical and Pharmaceutical Bulletin", Band 16,
Nr. 7, Seiten 1300 bis 1307 (1968), beschriebenen Verfahren
wurden 10 g 2-Hydroxycycloheptimidazol, 150 g Phosphoroxychlorid
und 12 g N,N-Diethylanilin 6 Stunden und 30 min lang
unter Erhitzen bis zu einer Innentemperatur von 70°C gerührt.
Nach der Reaktion wurde das Phosphoroxychlorid unter vermindertem
Druck abdestilliert und es wurden 500 ml Eiswasser zu
dem Rückstand zugegeben. Dann wurde eine Natriumbicarbonatlösung
zugegeben bis zu einem neutralen pH-Wert und mit Chloroform
extrahiert (250 ml × 2). Die Chloroformschicht wurde
über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel
wurde abdestilliert und der Rückstand wurde durch Silicagel-
Säulenchromatographie unter Verwendung von Ethylacetat als
Entwicklungslösungsmittel gereinigt. Man erhielt 2,7 g farblose
Kristalle (Ausbeute 24%), Schmelzpunkt 162 bis 163°C.
0,78 g 2-Chlorocycloheptimidazol wurden zu 4 ml Anisol zugegeben
und es wurden 0,93 g Methyltrifluoromethansulfonat zugetropft
und die Mischung wurde 40 min lang bei Raumtemperatur
gerührt. Dann wurden 50 ml Ethylacetat zu der Reaktionslösung
zugegeben und die ausgefallenen Kristalle wurden durch
Filtrieren gesammelt und getrocknet. Man erhielt 1,27 g farblose
Kristalle (Ausbeute 81,5%), Schmelzpunkt 109 bis 110°C.
Zuerst wurden 1,2 g 2-Chloro-3-methylcycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat und 1,28 g 3-Ethyl-2-methylbenzothiazolium-
p-toluolsulfonat zu 30 ml Acetonitril zugegeben und
es wurde 1 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde
1 Stunde und 30 min lang unter Rückfluß erhitzt. Nach der
Reaktion wurde das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand
wurde durch Silicagel-Säulenchromatographie unter Verwendung
eines Lösungsmittelgemisches aus Methanol/Chloroform =
¼ als Entwicklungslösungsmittel gereinigt. Die resultierenden
Kristalle wurden in 100 ml Methanol gelöst, die unlöslichen
Stoffe wurden abfiltriert und es wurde eine Lösung von
0,6 g Natriumjodid in 5 ml Methanol zu dem Filtrat zugegeben.
Nach dem Stehenlassen bei Raumtemperatur wurden die ausgefallenen
Kristalle durch Filtrieren gesammelt, mit einer geringen
Menge Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhielt
100 mg rote Kristalle (Ausbeute 5,7%), Schmelzpunkt: Zersetzung
bei 120°C, λ max = 522 nm (ε = 4,32 × 10⁴) (Methanol).
Die Synthese von (1) ist nachstehend nach der Synthese der
Ausgangssubstanz für den Farbstoff angegeben.
Nach den Angaben im "Journal of the American Chemical Society",
Band 76, Seiten 3352 und 3353 (1954), wurden 23 g 2-Mercaptocycloheptimidazol,
synthetisiert im Synthesebeispiel 1(b),
zu 210 ml 10%iger Salpetersäure zugegeben und 1 Stunde lang
unter Erhitzen bis auf die Innentemperatur von 80 bis 90°C
gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Natriumbicarbonat
neutralisiert und mit Chloroform extrahiert (250 ml × 2).
Die Chloroformschicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter vermindertem Druck auf 50 ml eingeengt
und dann wurden 200 ml Hexan zugegeben. Die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt und getrocknet.
Man erhielt 7 g blaßgelbe Kristalle (Ausbeute
38,5%), Schmelzpunkt 120°C.
Zuerst wurden 3,8 g Cycloheptimidazol zu 20 ml Anisol zugegeben,
es wurden 7,2 g Methyltrifluoromethansulfonat zugetropft
und die Mischung wurde 30 min lang bei Raumtemperatur
gerührt. Das ausgefallene ölige Material wurde durch
Dekantieren entfernt. Das gesamte ölige Material und 5,1 g
3-Ethyl-2-methylbenzothiazolium-p-toluolsulfonat wurden zu
50 ml Acetonitril zugegeben und es wurden ferner 4 ml Triethylamin
zugegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde lang unter
Rückfluß erhitzt und das Lösungsmittel wurde abdestilliert.
Das resultierende Rohprodukt wurde zweimal durch Silicagel-
Säulenchromatographie gereinigt unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches
aus Methanol/Chloroform = ¼ als Entwicklungslösungsmittel.
Dann wurden 50 ml Methanol zu den
resultierenden Kristallen zugegeben, um sie aufzulösen, und
es wurde eine Lösung von 1,5 g Natriumjodid in 5 ml Methanol
zugegeben. Nach dem Stehenlassen für eine Weile wurden die
ausgefallenen Kristalle durch Filtrieren gesammelt, mit
Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhielt 0,5 g rote
Kristalle (Ausbeute 3,8%), Schmelzpunkt 288 bis 290°C,
λ max = 550 nm (ε = 5,98 × 10⁴) (Methanol).
Die Synthese von (2) ist nachstehend angegeben nach der
Synthese der Ausgangssubstanz des Farbstoffs.
223 g 2-Hydroxy-5-methyl-2,4,6-cycloheptatrien-1-on, erhalten
nach dem im "Bulletin of the Chemical Society of Japan",
Band 32, Seiten 493 bis 496 (1959), beschriebenen Verfahren,
und 340 g Kaliumcarbonat wurden zu 1,3 l Aceton, das 10%
Wasser enthielt, zugegeben, dann wurden 310 g Dimethylsulfat
zugegeben und die Mischung wurde 7 Stunden lang unter Rückfluß
erhitzt. Nach dem Stehenlassen über Nacht wurden die
ausgefallenen anorganischen Stoffe abfiltriert und das
Aceton in dem Filtrat wurde unter vermindertem Druck abdestilliert.
Dann wurde 1 l Wasser zu dem resultierenden
Konzentrat zugegeben und mit Chloroform extrahiert (0,25 l × 4).
Die Chloroformschicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet, eingedampft, um das Lösungsmittel abzudestillieren,
und unter vermindertem Druck destilliert (130°C/0,5 mm Hg).
Man erhielt 224 g einer farblosen Flüssigkeit (Ausbeute
91%).
165 g 2-Methoxy-5-methyl-2,4,6-cycloheptatrien-1-on und 84 g
Thioharnstoff wurden zu 255 g einer 28%igen Natriummethylat/
Methanol-Lösung zugegeben und 30 min lang bei Raumtemperatur
gerührt. Dann wurden 600 ml Methanol zugegeben und es
wurde Essigsäure zugegeben, bis der pH-Wert der Lösung etwa
5 betrug. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren
gesammelt, mit Methanol gründlich gewaschen und getrocknet.
Man erhielt 145,4 g gelbe Kristalle (Ausbeute 75%),
Schmelzpunkt 300°C oder mehr.
Zuerst wurden 38 g Kaliumhydroxid in 800 ml Methanol gelöst,
es wurden 108,5 g 2-Mercapto-6-methylcycloheptimidazol zugegeben
und die Mischung wurde unter Erhitzen bis auf eine
Innentemperatur von etwa 45°C gerührt. Dann wurden 131,2 g
Dimethylsulfat zugetropft und es wurde 1 Stunde lang unter
Erhitzen bis auf eine Innentemperatur von etwa 45°C gerührt.
Nachdem das Lösungsmittel bis zu einem gewissen Grade unter
vermindertem Druck abdestilliert worden war, wurde 1 l Wasser
zugegeben und mit Chloroform extrahiert (0,5 l × 2). Die
Chloroformschicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet
und auf 200 ml unter vermindertem Druck eingedampft,
um das Lösungsmittel abzudestillieren. Unter Zugabe von 1 l
Hexan wurden Kristalle abgeschieden und sie wurden durch
Filtrieren gesammelt und getrocknet. Man erhielt 99,6 g farblose
Kristalle (Ausbeute 85,0%), Schmelzpunkt 110 bis 111°C.
27 g 6-Methyl-2-methylthiocycloheptimidazol wurden zu 100 ml
Anisol zugegeben und unter Eiskühlung gerührt. Dann wurden
28 g Methyltrifluoromethansulfonat zugetropft und unter Eiskühlung
gerührt. Die Mischung wurde 1 Stunde lang bei Raumtemperatur
gerührt, es wurden 200 ml Ethylacetat zugegeben
und die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt
und getrocknet. Man erhielt 40,3 g farblose Kristalle
(Ausbeute 80%), Schmelzpunkt 175 bis 177°C.
3 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoromethansulfona-t
und 3,4 g 3-Ethyl-2-ethylthiobenzothiazolium-
p-toluolsulfonat wurden zu 50 ml Acetonitril zugegeben, es
wurden 2,4 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde
1 Stunde lang unter Erhitzen bis auf eine Innentemperatur
von 45°C gerührt. Nach der Reaktion wurden 200 ml Ethylacetat
zugegeben und die ausgefallenen Kristalle wurden durch
Filtrieren gesammelt. Die Kristalle wurden zu 100 ml Methanol
zugegeben und erhitzt, um sie zu lösen und die unlöslichen
Stoffe wurden im heißen Zustand abfiltriert. Es wurde eine
Lösung von 1,5 g Natriumjodid in 10 ml Methanol zu dem Filtrat
zugegeben und stehen gelassen. Die ausgefallenen Kristalle
wurden durch Filtrieren gesammelt, nacheinander mit
Methanol und Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt
1,5 g purpurrote Kristalle (Ausbeute 35,9%), Schmelzpunkt
260 bis 264°C.
3 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoromethansulfona-t,
synthetisiert im Synthesebeispiel 1(d),
und 3,3 g 3-Ethyl-2-ethylthiobenzoxazolium-p-toluolsulfonat
wurden zu 50 ml Acetonitril zugegeben, es wurden 2,4 ml
Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde lang
unter Erwärmen bis auf eine Innentemperatur von 40°C gerührt.
Nach der Reaktion wurden 200 ml Ethylacetat zugegeben
und die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt.
Die Kristalle wurden zu 150 ml Methanol zugegeben
und darin unter Erwärmen gelöst und die unlöslichen Stoffe
wurden in heißem Zustand abfiltriert. Es wurde eine Lösung
von 1,5 g Natriumjodid in 10 ml Methanol zu dem Filtrat zugegeben
und abkühlen gelassen. Die ausgefallenen Kristalle
wurden durch Filtrieren gesammelt, nacheinander mit Methanol
und Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 2,4 g
purpurrote Kristalle (Ausbeute 59%), Schmelzpunkt 300°C oder
mehr.
3 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoromethansulfona-t,
synthetisiert im Synthesebeispiel 11(d),
und 5 g 2-(2-Acetanilidovinyl)-3-ethylbenzothiazolium-p-
toluolsulfonat wurden zu 50 ml Methanol zugegeben, ferner
wurden 2,4 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung wurde
2 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Es wurde eine
Lösung von 1 g Natriumjodid in 10 ml Methanol zugegeben und
für eine Weile gerührt, um Kristalle auszufällen.
Die Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt, zu 200 ml
Methanol zugegeben und darin durch Erhitzen unter Rückfluß
gelöst. Die resultierenden unlöslichen Stoffe wurden in
heißem Zustand abfiltriert und das Filtrat wurde abkühlen
gelassen. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren
gesammelt, mit Methanol gewaschen und getrocknet. Man
erhielt 2,5 g purpurrote Kristalle (Ausbeute 56,8%),
Schmelzpunkt 215 bis 216°C, λ max = 672 nm (ε = 1,02 × 10⁵)
(Methanol).
3 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoromethansulfona-t,
synthetisiert im Synthesebeispiel 11(d),
und 3,1 g 5-(Acetanilidomethyliden)-3-ethylrhodanin wurden
zu 100 ml Methanol zugegeben, ferner wurden 2,4 ml Triethylamin
zugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde lang bei
Raumtemperatur gerührt.
Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt,
es wurden 200 ml Methanol zugegeben und die Mischung
wurde unter Rückfluß erhitzt, um sie aufzulösen. Die unlöslichen
Stoffe wurden abfiltriert und das Filtrat wurde abkühlen
gelassen. Die ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren
gesammelt, mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Man erhielt 2,1 g purpurrote Kristalle (Ausbeute 66,0%),
Schmelzpunkt 151 bis 152°C, λ max = 621 nm (ε = 5,20 × 10⁴)
(Methanol).
Die Synthese von (10) ist nachstehend nach der Synthese der
Ausgangssubstanz des Farbstoffes angegeben.
10 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoromethansulfona-t,
synthetisiert im Synthesebeispiel 11(d),
und 8,3 g N,N′-Diphenylformamidin wurden zu 150 ml Essigsäureanhydrid
zugegeben und 1 Stunde lang unter Erwärmen
bis auf eine Innentemperatur von etwa 90°C gerührt. Nach dem
Abkühle 39005 00070 552 001000280000000200012000285913889400040 0002003806181 00004 38886nlassen wurden 150 ml Ethylacetat zugegeben und die
ausgefallenen Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt
und getrocknet. Man erhielt 12 g gelbe Kristalle (Ausbeute
85,1%), Schmelzpunkt 162 bis 163°C.
4 g 6-(2-Acetanilidovinyl)-3-methyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat und 2,5 g 3-Ethyl-2-methylbenzothiazolium-
p-toluolsulfonat wurden zu 50 ml Methanol zugegeben
und es wurden 2,2 ml Triethylamin zugegeben und die
Mischung wurde 1 Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt.
Die Nachbehandlung wurde auf die gleiche Weise wie im Synthesebeispiel
13 durchgeführt. Man erhielt 2,7 g purpurrote Kristalle
(Ausbeute 73,0%), Schmelzpunkt 215 bis 216°C.
4 g 6-(2-Acetanilidovinyl)-3-methylthiocycloheptimidazolium-
trifluoromethansulfonat, synthetisiert wie im Synthesebeispiel
15(a), und 1,16 g 3-Ethylrhodanin wurden zu 100 ml
Methanol zugegeben, ferner wurden 2,2 ml Triethylamin zugegeben
und die Mischung wurde 1 Stunde lang bei Raumtemperatur
gerührt. Die anschließenden Behandlungen wurden ähnlich wie
im Synthesebeispiel 14 durchgeführt. Man erhielt 2,3 g
purpurrote Kristalle (Ausbeute 85,2%), Schmelzpunkt 151 bis
152°C.
5 g 3,6-Dimethyl-2-methylthiocycloheptimidazolium-trifluoro-
methansulfonat, 1,66 g N,N′-Diphenylformamidin und 2 ml
Essigsäureanhydrid wurden zu 100 ml Methanol zugegeben und
außerdem wurden 3,9 ml Triethylamin zugegeben und die Mischung
wurde 1 Stunde lang bei Raumtemperatur gerührt.
Es wurde eine Lösung von 1 g Natriumjodid in 10 ml Methanol
zu der Reaktionslösung zugegeben. Nachdem eine Weile gerührt
worden war, wurden die ausgefallenen Kristalle durch Filtrieren
gesammelt und in 100 ml Methanol durch Erhitzen
unter Rückfluß gelöst und die unlöslichen Stoffe wurden
in heißem Zustand abfiltriert.
Das Filtrat wurde abkühlen gelassen und die ausgefallenen
Kristalle wurden durch Filtrieren gesammelt, mit Methanol
gewaschen und getrocknet. Man erhielt 2,1 g purpurrote
Kristalle (Ausbeute 54,5%), Schmelzpunkt 140 bis 141°C,
λ max = 825 nm (ε = 1,21 × 10⁵) (Methanol).
Alle erfindungsgemäßen Farbstoffe, wie sie in den Synthesebeispielen
1 bis 17 synthetisiert worden sind, wiesen im
Massenspektrum einen Molekularionen-Peak (Stammpeak) auf.
Außerdem wurde festgestellt, daß die Elementaranalysen
übereinstimmten.
Nachstehend sind die ¹H-NMR-Daten einiger Farbstoffe angegeben.
Alle Messungen wurden durchgeführt unter Verwendung
von 400 MHz¹H-NMR und von DMSO-d⁶ als Lösungsmittel.
- (1) Meßtemperatur 373°K
δ ppm, JinHz:
1.45 (3 H, t, J = 8, N-CH₂-CH₃),
3.93 (3 H, s, N-CH₃),
4.67 (2 H, q, J = 8, N-CH₂CH₃),
6,90 (1 H, S, H-9),
7.55-7.66 (4 H, m, H-13 (oder 14), 3 H von H-4, 5, 7, 8),
7.73 (1 H, td, J = 8, 0.5, H-14 (oder 13)),
7.83 (1 H, dd, J = 12, 1 H von H-4, 5, 7, 8),
7.95 (1 H, d, J = 8, H-15),
8.17 (1 H, d, J = 8, H-12),
8.33 (1 H, s, H-2). - (2) Meßtemperatur 333°K
δ ppm, JinHz:
1.41 (3 H, t, J = 8, N-CH₂CH₃),
2.79 (3 H, s, S-CH₃),
3.78 (3 H, s, N-CH₃),
4.62 (2 H, q, J = 8, N-CH₂CH₃)
6.88 (1 H, S, H-9),
7.54 (1 H, t, J = 8, H-14 (oder 13)),
7.67 (2 H, d, J = 12, H-5, 7 (oder 4, 8)),
7.69 (1 H, t, J = 8, H-13 (oder 14)),
7.88 (2 H, d, J = 12, H-4, 8 (oder 5, 7)),
7.90 (1 H, d, J = 8, H-15),
8.14 (1 H, d, J = 8, H-12). - (7) Meßtemperatur 373°K
δ ppm, JinHz:
1.44 (3 H, t, J = 7, N-CH₂CH₃),
2.79 (3H, s, S-CH₃),
3,79 (3 H, s, N-CH₃),
4,38 (2 H, q, J = 7, N-CH₂CH₃),
6.22 (1 H, S, H-9),
7.48 (1 H, td, J = 8, 1, H-14 (oder 13)),
7.54 (1 H, td, J = 8, 1, H-13 (oder 14)),
7.73 (1 H, dd, J = 8, 1, H-15),
7.79 (1 H, dd, J = 8, 1, H-12),
7.85-7.89 (2 H, m, H-5, 7 (oder 4,8)),
7-91-8.02 (2 H, bm, H-4, 8 (oder 5, 7)). - (49): Meßtemperatur 373°K
δ ppm, JinHz:
2.84 (6 H, s, -SCH₃),
3,82 (6 H, s, N-CH₃),
7,36 (2 H, t, J = 12, H-7),
7.47 (2 H, t, J = 12, H-6),
7.84 (2 H, d, J = 12, H-5),
8,22 (2 H, d, J = 12, H-8),
8,44 (1 H, S, H-9).Außerdem wurde der Kern-Overhauser-Effekt (NOE) zwischen N-CH₃ und H-8 beobachtet. - (50): Meßtemperatur 373°K
δ ppm, JinHz:
2.88 (6 H, s, -SCH₃),
3,77 (6 H, s, N-CH₃),
7.19 (2 H, t, J = 12, H-7),
7.27 (2 H, t, J = 12, H-6),
7.33 (2 H, d, J = 13, H-9),
7.66 (2 H, d, J = 12, H-5),
8.18 (2 H, d, J = 12, H-8),
9.10 (1 H, bt, J = 13, H-10). - (58): Meßtemperatur 323°K
δ ppm, JinHz:
1.20 (6 H, t, J = 8, N-CH₂CH₃),
2.86 (3 H, s, -SCH₃),
3,88 (3 H, s, N-CH₃),
4.48 (4 H, q, J = 8, N-CH₂CH₃),
8.43 (1 H, d, J = 12, H-5 oder 7 (oder 4 oder 8)),
8.46 (1 H, d, J = 12, H-5 oder 7 (oder 4 oder 8)),
9.17 (1 H, d, J = 12, H-4 oder 8 (oder 5 oder 7)),
9.20 (1 H, d, J = 12, H-4 oder 8 (oder 5 oder 7)). - (59): Meßtemperatur 323°K
δ ppm, JinHz:
0,89 (6 H, t, J = 8, -N(CH₂)₃CH₃),
1.28 (4 H, qt, J = 8, NCH₂CH₂CH₂CH₃),
1.52 (4 H, tt, J = 8, NCH₂CH₂CH₂CH₃),
2.82 (3 H, s, -SCH₃),
3.83 (3 H, s, -NCH₃),
3.83 (4 H, t, J = 8, NCH₂CH₂CH₂CH₃),
8.23 (1 H, d, J = 12, H-5 oder 7 (oder 4 oder 8)),
8.25 (1 H, d, J = 12, H-5 oder 7 (oder 4 oder 8)),
9.18 (1 H, d, J = 12, H-4 oder 8 (oder 5 oder 7)),
9.22 (1 H, d, J = 12, H-4 oder 8 (oder 5 oder 7)). - (77): Meßtemperatur 298°K
δ ppm, JinHz:
1.23 (3 H, t, J = 8, N-CH₂-CH₃),
1.26 (3 H, t, J = 8, N-CH₂-CH₃),
2.77 (3 H, s, S-CH₃),
3.60 (2 H, q, J = 8, N-CH₂CH₃),
3.65 (2 H, q, N-CH₂CH₃),
3.73 (3 H, s, N-CH-3),
6.07 (1 H, d, J = 13, H-10),
7.36 (1 H, t, J = 12, H-7),
7.67 (1 H, d, J = 12, H-5),
7.75 (1 H, t, J = 12, H-6),
7.91 (1 H, d, J = 12, H-8),
8.50 (1 H, t, J = 13, H-9).
Die in den erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmedien
verwendeten Methinfarbstoffe können allein oder in Kombination
von zwei oder mehr verwendet werden oder sie können
zusammen mit anderen Farbstoffen als den erfindungsgemäßen
Methinfarbstoffen verwendet werden. Außerdem ist es auch
vorteilhaft, verschiedene Antioxidantien oder Singulett-
Sauerstoff-Abfangmittel zusammen damit zu verwenden, um die
Ablesehaltbarkeit zu verbessern. Gemeinsam damit können
auch verschiedene Harze verwendet werden.
Es ist auch möglich, die Ablesungs-Haltbarkeit zu verbessern
durch Bildung von Chelat-Verbindungen mit erfindungsgemäßen
Farbstoffen durch Zugabe von Übergangsmetallionen. Dieses
Verfahren ist besonders wirksam, wenn die erfindungsgemäßen
Methinfarbstoffe Stickstoff enthaltende Heterocyclen aufweisen.
Erfindungsgemäß können verschiedene Abfangmittel (Auslöschungsmittel)
verwendet werden, bevorzugt sind jedoch
die Übergangsmetallkomplexe, die eine Beeinträchtigung durch
Wiedergabe vermindern und eine gute Verträglichkeit mit den
Farbstoffen haben. Bevorzugte Zentralmetalle sind Ni, Co,
Cu, Pd, Pt und dgl.
Zu Beispielen für neue Abfang- bzw. Auslöschungsmittel, die
erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören Abfang-
bzw. Auslöschungsmittel, dargestellt durch die Formeln (XXI)
und (XXII):
worin bedeuten:
[Cat₁] und [Cat₂] jeweils ein Kation, das erforderlich ist, um jede Verbindung neutral zu machen,
M₁ und M₂ jeweils Nickel, Kupfer, Kobalt, Palladium oder Platin und
n die Zahl 1 oder 2.
[Cat₁] und [Cat₂] jeweils ein Kation, das erforderlich ist, um jede Verbindung neutral zu machen,
M₁ und M₂ jeweils Nickel, Kupfer, Kobalt, Palladium oder Platin und
n die Zahl 1 oder 2.
Zu Beispielen für ein anorganisches Kation in dem durch
[Cat₁] oder [Cat₂] in der obengenannten allgemeinen Formel
(XXI) oder (XXII) dargestellten Kation gehören Alkalimetallionen,
wie Li⁺, Na⁺ und K⁺, Erdalkalimetallionen, wie
Mg2+, Ca2+ und Ba2+.
Zu Beispielen für ein organisches Kation gehören ferner
quaternäre Ammoniumionen und quaternäre Phosphoniumionen.
Bevorzugte Kationen unter den obengenannten Kationen
[Cat₁] und [Cat₂] sind z. B. diejenigen der nachstehend angegebenen
allgemeinen Formel (XXIII-a), (XXIII-b), [XXIII-c),
(XXIII-d) oder (XXIII-e):
worin bedeuten:
R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹ und R²² jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und
Z¹ und Z² jeweils eine Nichtmetallatomgruppe, die zusammen mit einem Stickstoffatom oder einem Phosphoratom in jeder Formel einen 5gliedrigen oder 6gliedrigen Ring bildet.
R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, R¹⁹, R²⁰, R²¹ und R²² jeweils eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen und
Z¹ und Z² jeweils eine Nichtmetallatomgruppe, die zusammen mit einem Stickstoffatom oder einem Phosphoratom in jeder Formel einen 5gliedrigen oder 6gliedrigen Ring bildet.
Die obengenannte substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfaßt beispielsweise
eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Butylgruppe,
eine Isoamylgruppe, eine n-Dodecylgruppe und eine n-Octadecylgruppe.
Die Arylgruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen
umfaßt beispielsweise eine Phenylgruppe, eine Tolylgruppe
und eine α-Naphthylgruppe.
Diese Alkylgruppen und Arylgruppen können jeweils substituiert
sein durch eine Cyanogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine
Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen (beispielsweise
eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Butylgruppe
oder eine n-Octylgruppe), eine Arylgruppe mit 6 bis 14
Kohlenstoffatomen (beispielsweise eine Phenylgruppe, eine
Tolylgruppe oder eine α-Naphthylgruppe), eine Acyloxygruppe
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen (beispielsweise eine Acetoxygruppe,
eine Benzoylgruppe oder eine p-Methoxybenzoyloxygruppe),
eine Alkoxygruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
(beispielsweise eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine
Propoxygruppe oder eine Butoxygruppe), eine Aryloxygruppe
(beispielsweise eine Phenoxygruppe oder eine Tolyloxygruppe),
eine Aralkylgruppe (beispielsweise eine Benzylgruppe, eine
Phenethylgruppe oder eine Anisylgruppe), eine Alkoxycarbonylgruppe
(beispielsweise eine Methoxycarbonylgruppe, eine
Ethoxycarbonylgruppe oder eine n-Butoxycarbonylgruppe), eine
Aryloxycarbonylgruppe (beispielsweise eine Phenoxycarbonylgruppe
oder eine Tolyloxycarbonylgruppe), eine Acylgruppe
(beispielsweise eine Acetylgruppe oder eine Benzoylgruppe),
eine Acylaminogruppe (beispielsweise eine Acetylaminogruppe
oder eine Benzoylaminogruppe), eine substituierte oder unsubstituierte
Carbamoylgruppe (beispielsweise eine N-Ethyl-carbamoylgruppe
oder eine N-Phenylcarbamoylgruppe), eine
Alkylsulfonylaminogruppe (beispielsweise eine Methylsulfonylaminogruppe),
eine Arylsulfonylaminogruppe (beispielsweise
eine Phenylsulfonylaminogruppe), eine substituierte oder unsubstituierte
Sulfamoylgruppe (beispielsweise eine N-Ethylsulfamoylgruppe
oder eine N-Phenylsulfamoylgruppe), eine
Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe (beispielsweise eine Mesylgruppe
oder eine Tosylgruppe) oder dgl.
Z¹ und Z² stehen jeweils für eine Nichtmetallatomgruppe, die
erforderlich ist für die Bildung eine 5gliedrigen Ringes
oder eines 6gliedrigen Ringes, wie oben angegeben. Der 5gliedrige
Ring oder 6gliedrige Ring kann umfassen einen
Pyridinring, einen Imidazolring, einen Pyrrolring, einen 2-
Pyrrolinring, einen Pyrrolidinring, einen Piperidinring,
einen Pyrazolring, einen Pyrazolinring, einen Imidazolinring
und dgl.
Die durch die allgemeine Formel (XXIII-b) dargestellten
Kationen können beispielsweise umfassen eine Dodecylpyridiniumgruppe,
eine Hexadecylpyridiniumgruppe und eine Dodecylimidazoliumgruppe.
Die durch die allgemeine Formel (XXIII-c)
dargestellten Kationen können beispielsweise umfassen eine
N-Ethyl-N-hexadecylpiperidiniumgruppe und eine N-Ethyl-N-
dodecylpyrazolidiniumgruppe.
Die Kationen, die erfindungsgemäß bevorzugt verwendet werden
unter den Kationen, die durch die oben angegebenen allgemeinen
Formeln (XXIII-a), (XXIII-b), (XXIII-c), (XXIII-d) und
(XXIII-e) dargestellt werden, sind diejenigen der Formeln
(XXIII-a), (XXIII-b), (XXIII-d) und (XXIII-e) im Hinblick
auf die Zugänglichkeit der Ausgangsmaterialien und die
Herstellungskosten.
Die Art dieser Kationen [Cat₁] und [Cat₂] hat einen Einfluß
auf die Löslichkeiten der Verbindungen der oben angegebenen
allgemeinen Formel (XXI) oder (XXII) in organischen Lösungsmitteln.
Im allgemeinen gilt, daß dann, wenn die Substituenten, die
an das quaternäre Heteroatom gebunden sind, Alkylgruppen
sind, die Löslichkeit der Verbindung mit steigender Kettenlänge
der Alkylgruppen besser wird. Diese Neigung ist bemerkenswert
im Falle des Tetraalkyl-substituierten Ammoniums
oder Tetraalkyl-substituierten Phosphoniums und Kationen
mit einer Gesamtkohlenstoffanzahl von 17 oder mehr im
Falle der Ammoniumkationen und Kationen mit einer Gesamtkohlenstoffanzahl
von 4 oder mehr im Falle der Phosphoniumkationen
verleihen den Verbindungen besonders hohe Löslichkeit.
Die Aufzählung von M₁ oder M₂ in den Verbindungen, dargestellt
durch die oben angegebene allgemeine Formel (XXI)
oder (XXII), in der Reihenfolge der Bevorzugung ist Nickel,
Kobalt, Kupfer, Palladium und Platin.
Die Metallkomplexe der allgemeinen Formel (XXI) oder (XXII)
haben Stereostrukturen mit einer ebenen 4-Koordination.
Obleich nicht definitiv festgelegt werden kann, ob die
Thioketongruppen in den Verbindungen der allgemeinen Formel
(XXII) in der symmetrischen oder unsymmetrischen Form, bezogen
auf das Zentralmetall, vorliegen, werden die Thioketongruppen
der Einfachheit halber wie in der allgemeinen
Formel (XXII) der vorliegenden Anmeldung dargestellt.
Die Verbindungen der oben angegebenen allgemeinen Formel
(XXI) oder (XXII) können wie folgt synthetisiert werden:
Dinatrium-1,3-dithiol-2-thion-4,5-dithiolat, erhalten durch
Umsetzung von Schwefelkohlenstoff mit Natrium, wird in
einen Zinkkomplex umgewandelt und Benzoylchlorid wird mit
dem Komplex umgesetzt unter Bildung einer Bisbenzoylthioverbindung.
Nach der Zersetzung mit einem Alkali wird die
Bisbenzoylthioverbindung mit einem Metallsalz umgesetzt
zur Herstellung der oben angegebenen Verbindung.
Außerdem kann eine Verbindung der allgemeinen Formel (XXI)
(n = 1) erhalten werden durch Oxidieren eines Komplexes,
der wie vorstehend beschrieben (n = 2) erhalten worden ist,
mit einem geeigneten Oxidationsmittel.
Zuerst wird Dinatrium-1,3-dithiol-2-thion-4,5-dithiolat,
hergestellt durch Umsetzung von Schwefelkohlenstoff mit
Natrium, auf mehr als 130°C erhitzt, um es in Dinatrium-
1,2-dithiol-3-thion-4,5-dithiolat zu isomerisieren. Dann
wird dieses Dithiolat in einen Zinkkomplex umgewandelt und
Benzoylchlorid wird mit dem Zinkkomplex umgesetzt zur
Bildung einer Bisbenzoylthioverbindung, die mit einem
Alkali zersetzt und mit einem Alkalimetallsalz umgesetzt
wird zur Herstellung der oben angegebenen Verbindung.
Eine Verbindung der allgemeinen Formel (XXII) (n = 1) kann
auch erhalten werden durch Oxidieren eines Komplexes, der
wie vorstehend angegeben erhalten worden ist (n = 2), mit
einem geeigneten Oxidationsmittel.
Außerdem kann das 1,3-Dithiol-2-thion-4,5-dithiolat-Anion,
das ein Zwischenprodukt für die Herstellung einer Verbindung
der allgemeinen Formel (XXI) oder (XXII) ist, auch erhalten
werden durch elektrochemische Reduktion neben dem vorstehend
beschriebenen Na-Reduktionsverfahren.
Bevorzugte Verbindungen unter solchen der oben angegebenen
allgemeinen Formel (XXI) sind nachstehend angegeben:
Nachstehend werden Synthesebeispiele für die Herstellung
von Verbindungen der allgemeinen Formel (XXI) beschrieben.
Alle Reaktionsverfahren wurden unter einer Argonatmosphäre
durchgeführt. 23 g Natrium wurden zu kleinen Stücken zerschnitten
und in 180 ml Schwefelkohlenstoff dispergiert,
danach wurden mit einer geringen Geschwindigkeit 200 ml Dimethylformamid
unter Rühren zugetropft. Während des Zutropfens
sollte darauf geachtet werden, daß in der Mischung nicht
schnell Wärme entsteht. Nach dem Zutropfen von Dimethylformamid
wurde die Mischung 24 Stunden lang vorsichtig und
langsam unter Rückfluß erhitzt. Nach Beendigung der Reaktion
wurde das nicht-umgesetzte Natrium durch Filtrieren entfernt.
Dann wurden 50 ml Ethanol zum Filtrat zugegeben und die
Mischung wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt.
Der Schwefelkohlenstoff wurde aus dieser Lösung bei Raumtemperatur
unter vermindertem Druck abdestilliert. Dann wurden
300 ml Wasser langsam zugetropft und die resultierende Lösung
wurde filtriert.
Getrennt davon wurden vorher 20 g Zinkchlorid in 500 ml
Methanol gelöst und es wurden 500 ml konzentriertes Ammoniakwasser
zugegeben zur Herstellung einer Lösung. Diese Lösung
wurde dann zu dem obigen Filtrat bei Raumtemperatur zugegeben.
Nach 5minütigem Rühren wurde eine wäßrige Lösung von 53 g
Tetraethylammoniumbromid in 250 ml Wasser zu der Mischung
zugegeben, wobei sofort ein roter Niederschlag entstand,
der durch Filtrieren abgetrennt und an der Luft getrocknet
wurde, wobei man den obengenannten Zinkkomplex erhielt.
22 g des in (1-1) erhaltenen Zinkkomplexes wurden in 500 ml
Aceton gelöst und filtriert. Es wurden 150 ml Benzoylchlorid
zu dem Filtrat unter Rühren zugegeben, wobei sofort ein
gelber Niederschlag entstand. Der Niederschlag wurde durch
Filtrieren abgetrennt, mit Wasser gewaschen und an der Luft
getrocknet, wobei man 16 g der obengenannten Verbindung erhielt.
9,2 g der in (1-2) erhaltenen Bis-(benzoylthio)-Verbindung
wurden in 50 ml Methanol gelöst. Dann wurden 6,3 g einer
28%igen Methanollösung von Natriummethylat zugegeben, anschließend
wurde 10 min lang gerührt. Zu dieser Lösung wurde
eine Lösung von 2,4 g Nickelchlorhexahydrat in 50 ml
Methanol zugegeben und die Mischung wurde 30 min lang bei
Raumtemperatur gerührt. Zu der resultierenden Lösung wurde
eine Lösung von 8,5 g Tetrabutylphosphoniumbromid in 100 ml
Methanol zugegeben, wobei sofort ein schwarzer Niederschlag
entstand. Die Mischung wurde weitere 20 min lang gerührt
und filtriert. Der Feststoff wurde mit Aceton gewaschen,
an der Luft getrocknet und aus Aceton/Isopropylalkohol umkristallisiert,
wobei man die obengenannte Verbindung erhielt,
Ausbeute 3,8 g
1 g des in (1-3) erhaltenen Nickelkomplexes wurden in 60 ml
Aceton gelöst und es wurden 30 ml Essigsäure zugegeben. Die
Mischung wurde 3 Stunden lang gerührt und das Lösungsmittel
wurde abdestilliert unter Bildung von schwarzen Kristallen,
die dann aus Aceton/Methanol umkristallisiert wurden, wobei
man die gewünschte beispielhafte Verbindung (XXI-2) erhielt,
Ausbeute 0,4 g, Schmelzpunkt 185°C, λ max 1125 nm, ε max 2,51
× 10⁴ (in CH₂Cl₂).
Beispiele für bekannte Abfang- bzw. Auslöschungsmittel, die
erfindungsgemäß verwendet werden können, sind die nachstehend
angegebenen Verbindungen, die in J.P. KOKAI Nr. 59-
178295 beschrieben sind.
(i)Verbindungen der Bisdithio-α-diketon-Reihe
worin R¹ bis R⁴ jeweils eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe
und M ein divalentes Übergangsmetallatom bedeuten.
(ii)Verbindungen der Bisphenyldithiol-Reihe
worin R⁵ und R⁶ jeweils eine Alkylgruppe oder ein Halogenatom
und M ein divalentes Übergangsmetallatom bedeuten.
(iii)Verbindungen der Acetylacetonatcholat-Reihe,
(iv)Verbindungen der Dithiocarbamidsäurechelat-Reihe,
(v)Verbindungen der Bisphenylthiol-Reihe,
(vi)Verbindungen der Thiobrenzkatechinchelat-Reihe,
(vii)Verbindungen der Salicylaldehydoxim-Reihe,
(viii)Verbindungen der Thiobisphenolatchelat-Reihe,
(ix)Verbindungen der Phosphonigsäurechelat-Reihe,
(x)Verbindungen der Benzoat-Reihe,
(xi)Verbindungen der sterisch gehinderten Amin-Reihe,
(xii)Übergangsmetallsalze.
Neben den obengenannten Verbindungen können erfindungsgemäß
als bekannte Abfangs- bzw. Auslöschungsmittel auch Verbindungen
der Aminium-Reihe oder der Diimonium-Reihe der nachstehend
angegebenen allgemeinen Formel verwendet werden:
worin R eine Alkylgruppe oder eine Arylgruppe bedeutet.
Zu spezifischen Beispielen dafür gehören IRG-002, IRG-003,
IRG-022 und IRG-033, jeweils hergestellt durch die Firma
Nippon Kayaku Co., Ltd.
Erfindungsgemäß kann auch eine brückenbildende Verbindung
(verbindende Verbindung) zwischen einem Kation eines oder
mehrerer der erfindungsgemäßen Methinfarbstoffe und einem
Anion eines Abfang- bzw. Auslöschungsmittels verwendet werden.
Ein Abfang- bzw. Auslöschungsmittel wird im allgemeinen in
einer Menge von 0,05 bis 12 Mol, vorzugsweise von 0,1 bis
1,2 Mol, pro Mol des (der) erfindungsgemäßen Methinfarbstoffs
(Methinfarbstoffe) verwendet.
Obgleich ein Abfang- bzw. Auslöschungsmittel vorzugsweise in
der Farbstoffilmaufzeichnungsschicht enthalten ist, kann es
auch in einer von der Aufzeichnungsschicht verschiedenen Schicht
enthalten sein. In dem erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmedium
ist es möglich, eine Substrier- bzw. Haftschicht
auf den Träger aufzubringen, eine Schutzschicht auf die Aufzeichnungsschicht
aufzubringen und/oder eine Reflexionsschicht
auf den Träger oder auf die Aufzeichnungsschicht aufzubringen.
Bekannte Träger können beliebig als Träger verwendet werden.
Typische Beispiele dafür sind solche aus Glas und Kunststoff,
wie z. B. aus Acrylaten, Polycarbonaten, Polysulfonen, Polyimiden,
amorphen Polyolefinen, Epoxyharzen, Polyestern und
dgl. Der Träger kann in verschiedenen Formen verwendet werden,
beispielsweise in Form einer Scheibe, in Form einer Karte,
in Form einer Folie bzw. Platte und in Form eines Rollfilms.
Auf dem Glas- oder Kunststoffträger kann eine Rille vorgesehen
sein, um die Abtastung während der Aufzeichnung zu erleichtern.
Außerdem kann auf dem Glas- oder Kunststoffträger eine
Haft- bzw. Substrierschicht aus einem Kunststoffbindemittel
oder einem anorganischen Oxid, einem anorganischen Sulfid
oder dgl. vorgesehen sein. Eine Haft- bzw. Substrierschicht
mit einer thermischen Leitfähigkeit, die niedriger ist als
diejenige des Trägers, ist bevorzugt. Außerdem ist es auch
möglich, zwei Aufzeichnungsmedien so mit der Vorderseite
einander gegenüberliegend herzustellen, daß beide Aufzeichnungsschichten
im Innern liegen, um so zwei Aufzeichnungsmedien
mit einer sogenannten Luft-Sandwich-Struktur
herzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufzeichnungsschicht kann beispielsweise
hergestellt werden durch Auflösen eines erfindungsgemäßen
Farbstoffes und eines Auslöschungs- bzw. Abfangmittels
in einem organischen Lösungsmittel (z. B. in Methanol,
Ethanol, Isopropylalkohol, einem fluorierten Alkohol, wie
2,2,3,3-Tetrafluoropropanol, Dichloromethan, Dichloroethan
oder Aceton) und erforderlichenfalls Zugabe eines geeigneten
Bindemittels (wie z. B. PVA, PVP, Polyvinylbutyral, Polycarbonat,
Nitrocellulose, Polyvinylformal, Methylvinyläther,
chloriertes Paraffin, Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Styrol/-
Butadien-Copolymer oder ein Harz der Xylol-Reihe) und Aufbringen
der Lösung (beispielsweise durch Schleuderbeschichtung) auf
einen Träger. Die Aufzeichnungsschicht kann auch hergestellt
werden durch gemeinsame Abscheidung eines erfindungsgemäßen
Methinfarbstoffes und eines Abfangs- bzw. Auslöschungsmittels
auf einen Träger oder durch Vakuumabscheidung eines erfindungsgemäßen
Methinfarbstoffes und anschließendes Aufbringen eines
Abfangs- bzw. Auslöschungsmittels. Wenn ein Bindemittel verwendet
wird, wird es vorzugsweise in einer Menge verwendet,
die dem 0,01- bis 2fachen des Gewichtes des Farbstoffes entspricht.
Es ist auch möglich, einen dünnen Film nach der
Langmuir-Blodgett's-Technik unter Verwendung eines Farbstoffes
herzustellen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine oder mehr Aufzeichungsschichten
vorzusehen.
In der Aufzeichnungsschicht oder in einer daran angrenzenden
Schicht kann ein Antioxidationsmittel oder ein Fading-Verhinderungsmittel
enthalten sein, um eine Beeinträchtigung (Verschlechterung)
des Farbstoffes zu verhindern.
Die Filmdicke der Aufzeichnungsschicht liegt in der Regel in
dem Bereich von 0,01 bis 2 µm, vorzugsweise in dem Bereich von
0,02 bis 0,8 µm. Im Falle der Reflexions-Ablesung ist es besonders
vorteilhaft, daß die Dicke einem ungeraden Vielfachen
von 1/4 der für die Ablesung verwendeten Laserwellenlänge
entspricht.
Wenn eine Schicht zum Reflektieren eines Halbleiter-Lasers,
eines He-Ne-Lasers oder dgl. vorgesehen ist, kann das erfindungsgemäße
optische Aufzeichnungsmedium entweder durch Aufbringen
einer reflektierenden Schicht auf einen Träger und
anschließendes Aufbringen einer Aufzeichnungsschicht auf die
reflektierende Schicht auf die vorstehend beschriebene Weise
oder durch Aufbringen einer Aufzeichnungsschicht auf einen
Träger und anschließendes Aufbringen einer reflektierenden
Schicht darauf hergestellt werden.
Die reflektierende Schicht kann wie nachstehend angegeben neben
einem Aufspritzverfahren, einem Ionenplattierungsverfahren
oder dgl. aufgebracht werden.
So wird beispielsweise eine Lösung, hergestellt durch Auflösen
eines Metallsalzes oder eines Metallkomplexsalzes in
einem wasserlöslichen Harz (PVP, PVA oder dgl.) und Zugabe
eines Reduktionsmittels, auf einen Träger aufgebracht und der
resultierende Träger wird unter Erwärmen auf 50 bis 150°C,
vorzugsweise auf 60 bis 100°C, getrocknet, so daß eine reflektierende
Schicht darauf erhalten wird.
Das Metallsalz oder das Metallkomplexsalz wird in einem Gewichtsverhältnis,
bezogen auf das Harz, von 0,1 bis 10, vorzugsweise
von 0,5 bis 1,5, verwendet. Außerdem ist es bezüglich
der Dicke der Aufzeichnungsschicht zweckmäßig, daß
die Dicke der Metallteilchen der reflektierenden Schicht in
dem Bereich von 0,01 bis 0,1 µm liegt und daß diejenige der
Lichtabsorptionsschicht in dem Bereich von 0,01 bis 1 µm
liegt.
Zu verwendbaren Metallsalzen und Metallkomplexsalzen gehören
Silbernitrat, Kaliumsilbercyanid, Kaliumgoldcyanid, Silberamminkomplex,
Silbercyankomplex, Goldsalz oder Goldcyankomplex
und dgl. Zu verwendbaren Reduktionsmitteln gehören Formalin,
Weisäure, ein Tartrat, ein Hypophosphit, Natriumborhydrid,
Dimethylaminboran und dgl. Das Reduktionsmittel kann in
einer Menge in dem Bereich von 0,2 bis 10 Mol, vorzugsweise
von 0,5 bis 4 Mol, pro Mol des Metallsalzes oder des Metallkomplexsalzes
verwendet werden.
In dem erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmedium wird
die Information aufgezeichnet durch Auftreffenlassen eines
punktförmigen Hochenergie-Strahls, wie z. B. eines Lasers
(wie eines Halbleiter-Lasers und eines He-Ne-Lasers) auf die
Aufzeichnungsschicht durch den Träger hindurch oder von der
gegenüberliegenden Seite des Trägers her. Das heißt, das absorbierte
Licht wird in der Aufzeichnungsschicht in Wärme umgewandelt
und in der Aufzeichnungsschicht entstehen Lunker
(Vertiefungen).
Andererseits wird die Information abgelesen durch Auftreffenlassen
eines Laserstrahls mit einer niedrigen Energie der
Schwellenwert-Energie oder weniger für die Aufzeichnung, und
Bestimmung der Differenz der Menge des reflektierenden Lichtes
oder der Menge des transmittierten Lichtes zwischen den
mit Lunkern (Vertiefungen) versehenen Bereichen und den davon
freien Bereichen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Ein Farbstoff und ein Auslöschungs- bzw. Abfangmittel und ein
Bindemittel, falls erforderlich, wie jeweils in der folgenden
Tabelle II angegeben, wurden in einem Lösungsmittelgemisch
von Methanol, Methylethylketon und Dichlorethan in einem geeigneten
Verhältnis gelöst. Ein Oberflächen-gehärteter Polycarbonatträger
mit einer Rille (Rillenabstand 1,6 µm, Rillentiefe
750 Å) wurde mit der Lösung bis zu einer Dicke von 0,1 µm
beschichtet und getrocknet. Das Gewichtsverhältnis zwischen
Farbstoff und Abfangs- bzw. Auslöschungsmittel betrug 3 : 1 und
bei Verwendung eines Bindemittels betrug sein Gewicht ¹/₅ des
des Farbstoffs.
Es wurden die folgenden Bewertungsbedingungen angewendet:
Aufzeichnung und Wiedergabe
Laser:Halbleiterlaser (GaAlAs) Wellenlänge des Lasers:780 nm Strahldurchmesser des Lasers:1,6 µm Abtastgeschwindigkeit:5 m/s Aufzeichnungsenergie:8 mW Aufzeichnungsfrequenz:2,5 MHz Aufzeichnungsleistung:50% Wiedergabeenergie:0,4 mW
Laser:Halbleiterlaser (GaAlAs) Wellenlänge des Lasers:780 nm Strahldurchmesser des Lasers:1,6 µm Abtastgeschwindigkeit:5 m/s Aufzeichnungsenergie:8 mW Aufzeichnungsfrequenz:2,5 MHz Aufzeichnungsleistung:50% Wiedergabeenergie:0,4 mW
Bewertung der Beeinträchtigung (Verschlechterung) durch die
Wiedergabe
Wiedergabeenergie:1,0 mW Häufigkeit der Wiedergabe:10⁵-mal
Wiedergabeenergie:1,0 mW Häufigkeit der Wiedergabe:10⁵-mal
Bewertung der Beeinträchtigung (Verschlechterung) während der
Lagerung
Lagerungstemperatur und Feuchtigkeit:60°C, 90% RH Lagerungsdauer:30 Tage
Lagerungstemperatur und Feuchtigkeit:60°C, 90% RH Lagerungsdauer:30 Tage
Es wurde die Lichtbeständigkeit der erfindungsgemäßen Methinfarbstoffe
(2), (49) und (50) untersucht.
Als Vergleichsfarbstoffe wurden die in bezug auf Benzothiazol
symmetrischen Polymethincyaninfarbstoffe A-1, A-2, A-3, A-4
und A verwendet.
A - 1n = 0
A - 2n = 1
A - 3n = 2
A - 4n = 3
Bestrahlung mit Licht: CRM-FA Xe-Lampe,
Bestrahlungsspektroskop hergestellt von der Firma Nippon Bunko Co., Ltd.
Quantitative Bestimmung: Typ 340
Spektrophotometer, hergestellt von der Firma Hitachi, Ltd.
Bestrahlungsspektroskop hergestellt von der Firma Nippon Bunko Co., Ltd.
Quantitative Bestimmung: Typ 340
Spektrophotometer, hergestellt von der Firma Hitachi, Ltd.
Wellenlänge des Bestrahlungslichtes: λ max jedes Farbstoffes
mit Ausnahme von (50), A-4 und A-5 wurden mit Licht von jeweils
704 nm bestrahlt
Lösungsmittel: Methanol
Farbstoffdichte: 1 × 10-5 moVl
Lösungsmittel: Methanol
Farbstoffdichte: 1 × 10-5 moVl
E: Durch den Farbstoff absorbierte Energie (erg/Mol),
E = Lichtenergie, die in die Zelle eintrat (erg/cm²) × Absorptionskoeffizient (10³ cm²/Mol),
E 1/2: Von einem Farbstoff absorbierte Lichtenergie, wenn die Farbstoffdichte auf 1/2 ihres anfänglichen Wertes herabgesetzt worden war (erg/Mol)
Lichtbeständigkeit der erfindungsgemäßen Farbstoffe (2), (49) und (50)
E = Lichtenergie, die in die Zelle eintrat (erg/cm²) × Absorptionskoeffizient (10³ cm²/Mol),
E 1/2: Von einem Farbstoff absorbierte Lichtenergie, wenn die Farbstoffdichte auf 1/2 ihres anfänglichen Wertes herabgesetzt worden war (erg/Mol)
Lichtbeständigkeit der erfindungsgemäßen Farbstoffe (2), (49) und (50)
Wärmebeständigkeit der Vergleichsfarbstoffe A-1, A-2, A-3 und
A-4
Lichtbeständigkeit des Vergleichsfarbstoffes A
Wie aus den vorstehenden Angaben hervorgeht, weisen die
erfindungsgemäßen Farbstoffe (2), (49) und (50) jeweils Lichtbeständigkeiten
auf, die viel höher sind als diejenigen der
Vergleichsfarbstoffe und sie stellen ausgezeichnete Farbstoffe
für optische Scheiben dar.
Die erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmedien
weisen gute Aufzeichnungseigenschaften mit einem
C/N-Verhältnis sowie eine hohe Beständigkeit gegen Langzeit-
Lagerung oder gegen Langzeit-Ablesung auf.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf
spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert,
es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie
darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher
Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können,
ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen
wird.
Claims (9)
1. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium zur Durchführung
der Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung mit
Laserstrahlen, gekennzeichnet durch einen
Träger mit mindestens einem darauf aufgebrachten Methinfarbstoff,
der besteht aus einem Azulen-Kern bzw. -Ring,
in dem mindestens eines von zehn Kohlenstoffatomen durch
ein oder mehrere Chalcogenatome und/oder Stickstoffatome
ersetzt ist und dessen 7gliedriger Ringteil substituiert
ist durch eine Methinbindung, die am Ende ein Auxochrom
aufweist, das zusammen mit dem 10 π-Elektronensystem
des Kerns bzw. Ringes einen konjugierten Resonanzchromophor
bildet.
2. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das (die) durch ein oder
mehrere Chalcogenatome und/oder Stickstoffatome ersetzte(n)
Kohlenstoffatom(e) mindestens eines der Kohlenstoffatome
in den 1- und 3-Positionen des Azulen-Kerns bzw.
-Ringes ist (sind), und daß dann, wenn beide Kohlenstoffatome
in den 1- und 3-Positionen des Kerns bzw. Ringes durch
Heteroatome ersetzt sind, mindestens eines der Heteroatome
ein Stickstoffatom ist.
3. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß der Methinfarbstoff dargestellt
wird durch die allgemeine Formel
worin bedeuten:E ein Auxochrom;
L eine Methinbindung;
V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ jeweils Wasserstoffatome, Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, Acylgruppen, Acyloxygruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxycarbonylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Carbamoylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Sulfamoylgruppen, Carboxylgruppen, Cyanogruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen, Acylaminogruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsulfonylgruppen, Sulfonsäuregruppen oder Arylgruppen oder alternativ zwei der Reste V₁ bis V₅, die mit benachbarten Kohlenstoffatomen verbunden sind, gemeinsam einen kondensierten Ring bilden können;
Y und Z jeweils Kohlenstoffatome worin V die gleiche Bedeutung wie V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ hat), Chalcogenatome oder Stickstoffatome worin R₁ im einen Falle für die Bildung eines Ringes bzw. Kerns erforderlich ist und im anderen Falle überflüssig ist und dann, wenn es erforderlich ist, ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Ringgruppe darstellt), mit der Maßgabe, daß Y und Z nicht gleichzeitig Kohlenstoffatome darstellen, mit der weiteren Maßgabe, daß dann, wenn Y und Z durch Chalcogenatome oder Stickstoffatome dargestellt werden, mindestens einer von ihnen ein Stickstoffatom ist, mit der weiteren Maßgabe, daß dann, wenn einer der Reste Y und Z ein Chalcogenatom darstellt und der andere ein Kohlenstoffatom oder ein Stickstoffatom darstellt, Z ein Chalcogenatom und Y ein Kohlenstoffatom oder ein Stickstoffatom darstellen;
M ein Gegenion zum Ladungsausgleich;
m die Zahl 0 oder eine höhere Zahl, die zum Ausgleich der Ladung erforderlich ist;und die Bindungsposition einer Methinbindung L in der Formel (I) repräsentativ als 6-Position dargestellt ist, diese aber auch in einer anderen Position (in der 4-, 5-, 7-, oder 8-Position) dargestellt sein kann.
L eine Methinbindung;
V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ jeweils Wasserstoffatome, Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, Acylgruppen, Acyloxygruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxycarbonylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Carbamoylgruppen, substituierte oder unsubstituierte Sulfamoylgruppen, Carboxylgruppen, Cyanogruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen, Acylaminogruppen, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsulfonylgruppen, Sulfonsäuregruppen oder Arylgruppen oder alternativ zwei der Reste V₁ bis V₅, die mit benachbarten Kohlenstoffatomen verbunden sind, gemeinsam einen kondensierten Ring bilden können;
Y und Z jeweils Kohlenstoffatome worin V die gleiche Bedeutung wie V₁, V₂, V₃, V₄ und V₅ hat), Chalcogenatome oder Stickstoffatome worin R₁ im einen Falle für die Bildung eines Ringes bzw. Kerns erforderlich ist und im anderen Falle überflüssig ist und dann, wenn es erforderlich ist, ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Ringgruppe darstellt), mit der Maßgabe, daß Y und Z nicht gleichzeitig Kohlenstoffatome darstellen, mit der weiteren Maßgabe, daß dann, wenn Y und Z durch Chalcogenatome oder Stickstoffatome dargestellt werden, mindestens einer von ihnen ein Stickstoffatom ist, mit der weiteren Maßgabe, daß dann, wenn einer der Reste Y und Z ein Chalcogenatom darstellt und der andere ein Kohlenstoffatom oder ein Stickstoffatom darstellt, Z ein Chalcogenatom und Y ein Kohlenstoffatom oder ein Stickstoffatom darstellen;
M ein Gegenion zum Ladungsausgleich;
m die Zahl 0 oder eine höhere Zahl, die zum Ausgleich der Ladung erforderlich ist;und die Bindungsposition einer Methinbindung L in der Formel (I) repräsentativ als 6-Position dargestellt ist, diese aber auch in einer anderen Position (in der 4-, 5-, 7-, oder 8-Position) dargestellt sein kann.
4. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet, daß der Methinfarbstoff dargestellt
wird durch eine der folgenden allgemeinen Formeln:
worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie
in bezug auf die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung eine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
Q₁ eine Atomgruppe, die erforderlich ist zur Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ jeweils Methingruppen, die gegebenenfalls substituiert sein können;
R₂ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
l eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₁ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
Q₂ eine Atomgruppe, die erforderlich ist zur Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₆, L₇, L₈, L₉ und L₁₀ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
R₃ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
L₂ eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₂ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
Y′ und Z′ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Y und Z haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann;
V′₁ bis V′₅ jeweils die gleichen Bedeutungen haben wie V₁ bis V₅;
L₁₁, L₁₂ und L₁₃ die gleichen Bedeutungen haben wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅;
und l₃ eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
D₁ und D′₁ jeweils Atomgruppen, die erforderlich sind für die Bildung eines sauren Kerns bzw. Ringes und die nicht-cyclisch oder cyclisch sein können;
L₁₄, L₁₅, L₁₆ und L₁₇ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₄ eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₃ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
R₄ und R₅ Substituenten, wie sie in generellen tertiären Aminen bekannt sind, und wobei R₄ und R₅ gemeinsam einen Ring bilden können;
L₁₈ und L₁₉ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l eine ganze Zahl von 0 bis 3; worin bedeuten:E und E′ jeweils E₁ oder E₂, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste E und E′ E₁ darstellt;
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Positionen der Methinbindung in E₁ irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (II):
W₁ eine Atomgruppe, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ringes;
R₆ ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe;
Q₃ und R₇ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Q₁ und R₂ in der allgemeinen Formel (II) haben;
L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅ und L₂₆ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₆ und l₇ ganze Zahlen von 0 bis 3; und
n₄ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₂ die gleiche Bedeutung wie W₁ hat;
R₈ die gleiche Bedeutung wie R₆ hat;
D₂ und D′₂ jeweils die gleichen Bedeutungen wie D₁ und D′₁ in der allgemeinen Formel (V) haben;
L₂₇, L₂₈, L₂₉, L₃₀, L₃₁ und L₃₂ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₈ und l₉ ganze Zahlen von 0 bis 3 bedeuten; und
n₅ die Zahl 0 oder 1 darstellt; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
L₃₃ und L₃₄ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
Ar eine aromatische Gruppe bedeutet und
l₁₀ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt.
die Position der Methinbindung eine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
Q₁ eine Atomgruppe, die erforderlich ist zur Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ jeweils Methingruppen, die gegebenenfalls substituiert sein können;
R₂ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
l eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₁ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
Q₂ eine Atomgruppe, die erforderlich ist zur Bildung eines 5- oder 6gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Ringes;
L₆, L₇, L₈, L₉ und L₁₀ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
R₃ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe;
L₂ eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₂ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
Y′ und Z′ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Y und Z haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann;
V′₁ bis V′₅ jeweils die gleichen Bedeutungen haben wie V₁ bis V₅;
L₁₁, L₁₂ und L₁₃ die gleichen Bedeutungen haben wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅;
und l₃ eine ganze Zahl von 0 bis 3 bedeutet; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
D₁ und D′₁ jeweils Atomgruppen, die erforderlich sind für die Bildung eines sauren Kerns bzw. Ringes und die nicht-cyclisch oder cyclisch sein können;
L₁₄, L₁₅, L₁₆ und L₁₇ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₄ eine ganze Zahl von 0 bis 3; und
n₃ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8- Positionen sein kann wie in der allgemeinen Formel (I);
und worin bedeuten:
R₄ und R₅ Substituenten, wie sie in generellen tertiären Aminen bekannt sind, und wobei R₄ und R₅ gemeinsam einen Ring bilden können;
L₁₈ und L₁₉ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben; und
l eine ganze Zahl von 0 bis 3; worin bedeuten:E und E′ jeweils E₁ oder E₂, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Reste E und E′ E₁ darstellt;
V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Positionen der Methinbindung in E₁ irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (II):
W₁ eine Atomgruppe, die erforderlich ist für die Bildung eines 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ringes;
R₆ ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe;
Q₃ und R₇ jeweils die gleichen Bedeutungen wie Q₁ und R₂ in der allgemeinen Formel (II) haben;
L₂₀, L₂₁, L₂₂, L₂₃, L₂₄, L₂₅ und L₂₆ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₆ und l₇ ganze Zahlen von 0 bis 3; und
n₄ die Zahl 0 oder 1; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
W₂ die gleiche Bedeutung wie W₁ hat;
R₈ die gleiche Bedeutung wie R₆ hat;
D₂ und D′₂ jeweils die gleichen Bedeutungen wie D₁ und D′₁ in der allgemeinen Formel (V) haben;
L₂₇, L₂₈, L₂₉, L₃₀, L₃₁ und L₃₂ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
l₈ und l₉ ganze Zahlen von 0 bis 3 bedeuten; und
n₅ die Zahl 0 oder 1 darstellt; worin:V₁ bis V₅, Y, Z, M und m die gleichen Bedeutungen wie für die allgemeine Formel (I) angegeben haben;
die Position der Methinbindung irgendeine der 4-, 5-, 6- und 8-Positionen sein kann, wie in der allgemeinen Formel (I);
L₃₃ und L₃₄ die gleichen Bedeutungen wie L₁, L₂, L₃, L₄ und L₅ haben;
Ar eine aromatische Gruppe bedeutet und
l₁₀ eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellt.
5. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es
neben der Aufzeichnungsschicht als Farbstoffschicht eine
auf den Träger aufgebrachten Haft- bzw. Substrierschicht,
eine auf die Aufzeichnungsschicht aufgebrachte Schutzschicht
und/oder eine auf den Träger oder auf die Aufzeichnungsschicht
aufgebrachte Reflexionsschicht aufweist.
6. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es
außerdem ein einzelnes Sauerstoffauslöschungsmittel trägt.
7. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöschungsmittel (quencher) in
der Aufzeichnungsschicht enthalten ist.
8. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach
Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöschungsmittel
in einer Menge von 0,05 bis 12 Mol pro Mol
Methinfarbstoff(e) verwendet wird.
9. Optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach einem
der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Filmdicke der Aufzeichnungsschicht 0,01 bis 2 µm beträgt.
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