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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue Phthalocyaninverbindungen, die
als Farbstoff zum optischen Aufzeichnen, als Farbstoff für Farbfilter
und als ein Material zur Verwendung in fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen,
einem elektrofotografischen Fotoleiter, organischen Halbleitervorrichtungen,
Katalysatoren, als Gassensor und Farbfilter genutzt werden können.
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Diskussion des Hintergrundes
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Phthalocyaninverbindungen
haben nicht nur als herkömmlich
angewandte Pigmente, sondern auch als Farbstoffe für optische
Aufzeichnungsmedien, Farbstoffe für Farbfilter und als Materialien
zur Verwendung in fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen, elektrofotografischen
Fotoleitern, organischen Halbleitervorrichtungen, Katalysatoren,
Gassensoren und Farbstofffiltern Aufmerksamkeit erregt.
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Unsubstituierte
Phthalocyaninverbindungen sind jedoch nur schlecht löslich oder
unlöslich
in den meisten Lösungsmitteln,
und es mangelt ihnen daher beträchtlich
an Verarbeitbarkeit.
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Beispielsweise
wird dann, wenn ein dünner
Film einer Phthalocyaninverbindung ausgebildet wird, um die Phthalocyaninverbindung
für die
oben erwähnten
Anwendungen zu nutzen, die Vakuumabscheidung oder ein Dispersionsverfahren
für ultrafeine
Teilchen genutzt. In beiden Verfahren ist die Produktivität extrem
gering. Somit stellt die schlechte Löslichkeit oder Unlöslichkeit
der Phthalocyaninverbindungen in Lösungsmitteln ein großes Hindernis
für die
Massenproduktion der oben erwähnten
Medien und Vorrichtungen dar.
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Insbesondere
ist es dann, wenn ein über
Vakuumabscheidung hergestellter Phthalocyaninfilm als Aufzeichnungsschicht
für eine
optische Speicherplatte genutzt wird, erforderlich, eine Kristalltransformation
der Aufzeichnungsschicht in eine solche Kristallform durchzuführen, dass
diese für
den Erhalt der für
die optische Speicherplatte erforderlichen Aufzeichnungseigenschaften
geeignet ist. Diese Kristalltransformation muss durch Erwärmen der
vakuum-abgeschiedenen
Phthalocyaninaufzeichnungsschicht oder durch Exponieren der vakuum-abgeschiedenen Phthalocyaninaufzeichnungsschicht
an den Dampf eines organischen Lösungsmittels
für längere Zeit
erfolgen, und die Produktivität
dieses Verfahrens ist deutlich schlecht; dieses wird daher in der
Praxis für
die Produktion optischer Speicherplatten nicht genutzt.
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Bezüglich optischer
Speicherplatten, insbesondere bezogen auf CDs, sind WORM-CDs (write
once read many-CDs) in jüngerer
Zeit aktiv entwickelt worden. Hinsichtlich der organischen Farbstoffe,
die als Materialien für
solche WORM-CDs genutzt worden sind, sind Cyaninfarbstoffe hauptsächlich angewandt
worden. Cyaninfarbstoffe sind exzellent dahingehend, dass sie große Absorptionskoeffizienten
aufweisen; sie haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht wärmbeständig sind.
Um diesen Nachteil zu eliminieren, ist vorgeschlagen worden, einen
Stabilisator wie einen Quencher für Singlet-Sauerstoff zu den
Cyaninfarbstoffen zuzusetzen. Die Zugabe eines solchen Stabilisators
ist jedoch nicht ausreichend wirksam.
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In
scharfem Kontrast hierzu sind Phthalocyaninfarbstoffe den Cyaninfarbstoffen
bezüglich
der Lichtabsorptionswellenlänge
vergleichbar und können
daher die Phthalocyaninfarbstoffe die Cyaninfarbstoffe in dieser
Hinsicht ersetzen und weisen die Phthalocyaninfarbstoffe darüber hinaus
eine hohe Lichtstabilität
auf und sollten somit erwartungsgemäß viele Anwendungen auf dem
Gebiet der Aufzeichnungsmaterialien finden. Für solche Anwendungen muss jedoch
das Problem der Phthalocyaninfarbstoffe, dass ihre Löslichkeiten
in organischen Lösungsmitteln
extrem niedrig sind, gelöst
werden.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist vorgeschlagen worden, einige Substituenten in eine Phthalocyaninverbindung
einzuführen,
um die Löslichkeit
derselben in organischen Lösungsmitteln zu
verbessern und die Phthalocyaninverbindung in Form einer Beschichtungsflüssigkeit
durch Lösen
der Phthalocyaninverbindung in einem Lösungsmittel zu verwenden. Beispielsweise
sind in den japanischen Patent-Offenlegungsschriften 1-180865, 2-265788
und 63-31288 Phthalocyaninverbindungen
mit verbesserten Löslichkeiten
in organischen Lösungsmitteln
wie Kohlenwasserstoffen durch die Einführung einer Alkylgruppe, einer
Alkoxylgruppe oder einer Alkylthiogruppe in jeden Benzolring der
Phthalocyaninverbindungen offenbart.
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Darüber hinaus
ist versucht worden, verschiedene funktionale Gruppen wie Estergruppen
und Polyethergruppen in jede Benzolgruppe der Phthalocyaninfarbstoffverbindungen
einzuführen,
um die Löslichkeiten der
Phthalocyaninfarbstoffverbindungen in organischen Lösungsmitteln
zu erhöhen.
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Chemical
Abstracts 122:190392n (1995) offenbart den aktiven Transport von
Alkalimetallionen unter Zweiphasenbedingungen, einschließlich der
Synthesen und Eigenschaften von hoch lipophilen Phthalocyaninen
mit einer großen
Anzahl an Polyfluoralkyl-Seitengruppen. Insbesondere wurden beschrieben
die Synthesen und Eigenschaften von hoch lipophilen Phthalocyaninen
mit 16 2,2,2,-Trifluorethoxy- oder 2,2,3,3,3-Pentafluorpropoxy-Gruppen
pro Molekül.
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Chemical
Abstracts 124:234869w offenbart lösliche Phthalocyanine und deren
Nitro- und Aminoderivate wie auch Polymere und wieder beschreibbare
optische Aufzeichnungsmedien, welche dieselben verwenden.
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Chemical
Abstracts 124:160510y offenbart Phthalocyanine, die mit einer Fluoralkoxy-
und einer Nitrogruppe in jedem Benzolring substituiert sind. Es
offenbart außerdem
eine CD (Kompaktdisk), bestehend aus einem transparenten Substrat,
nacheinander beschichtet mit einem dieses Material enthaltenden
Aufzeichnungsfilm, einem reflektierenden Film und einem Schutzfilm.
Die Fluoralkoxygruppen sollen nach Angaben die Löslichkeit der Phthalocyaninverbindung
fördern,
wogegen die Nitrogruppen die Aufzeichnungsempfindlichkeit über deren
hohe Zersetzungswärme
fördern.
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Chemical
Abstracts 111:41363z offenbart fluoralkoxy-substituierte Phthalocyanine
mit hoher Löslichkeit
zur Verwendung in optischen Aufzeichnungsmedien.
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Die
EP-A-0 491 951 offenbart perfluoralkylierte Naphthalocyaninderivate
und diese enthaltende optische Aufzeichnungsmedien, welche Verbindungen
eine hohe Löslichkeit
in verschiedenen Lösungsmitteln
haben.
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Wenn
Phthalocyaninverbindungen in einer Licht absorbierenden Schicht
für ein
optisches Informationsaufzeichnungsmedium genutzt werden, weisen
die Phthalocyaninfarbstoffverbindungen jedoch nicht nur das Problem
der extrem niedrigen Löslichkeiten
in organischen Lösungsmitteln
und der schlechten Verarbeitbarkeit, sondern auch das Problem auf,
dass die Absorptionskoeffizienten derselben auf der Seite längerer Wellenlängen durch
die Assoziationen der Moleküle
der Phthalocyaninfarbstoffverbindungen in Superpositionsweise gesenkt
werden, wenn ein Film derselben hergestellt wird, und zwar auf Grund
der außerordentlich hohen
Flachheit oder Ebenmäßigkeit
jedes Phthalocyaninfarbstoffmoleküls, und dass dann, wenn diese
in WORM-CDs genutzt werden, bei Anwendung von Laserstrahlen auf
selbige die Aufzeichnungsempfindlichkeit auf Grund der sehr hohen
thermischen Stabilität
der Phthalocyaninfarbstoffverbindungen nicht hoch genug ist.
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Die
in den oben erwähnten
japanischen Patentanmeldungen offenbarten Phthalocyaninfarbstoffverbindungen
werden bezüglich
der Filmbildungseigenschaften verbessert, die optischen Eigenschaften
und thermischen Eigenschaften derselben sind jedoch unbefriedigend
und die oben genannten Probleme sind noch nicht gelöst worden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Phthalocyaninverbindung
bereitzustellen, die nicht nur hinsichtlich der Löslichkeit
in organischen Lösungsmitteln,
sondern auch hinsichtlich der optischen und thermischen Eigenschaften,
wenn wie zu einem Film gebildet wird, verbessert ist und daher dann, wenn
sie in WORM-CDs genutzt wird, dazu führen kann, dass diese CDs hohe
Leistungen hinsichtlich der Aufzeichnung und Reproduktion aufweisen.
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Dieses
Ziel der vorliegenden Erfindung lässt sich erzielen durch eine
Phthalocyaninverbindung der Formel (I):
worin die Ziffern 1 bis 16
um das Phthalocyaningerüst
herum die Positionen von Kohlenstoffatomen in jedem Benzolring desselben
andeuten, ein Sauerstoffatom an das Kohlenstoffatom in Position
1 oder 4, an den Kohlenstoff in Position 5 oder 8, an den Kohlenstoff
in Position 9 oder 12 und an das Kohlenstoffatom in Position 13
oder 16 gebunden ist, R
1 eine fluoratom-substituierte
Alkylgruppe darstellt, wie in Anspruch 1 definiert, R
2 eine
unsubstituierte Phenylgruppe oder eine mit einer Alkylgruppe substituierte
Phenylgruppe ist, wie in Anspruch 1 definiert, R
3 eine
unsubstituierte Alkylgruppe, eine mit Fluoratom substituierte Alkylgruppe
oder ein Wasserstoffatom darstellt, wie in Anspruch 1 definiert,
und M VO oder TiO darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung wird durch die
Formel (I) dargestellt:
wie in Anspruch 1 und oben
definiert.
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In
der Phthalocyaninverbindung der obigen Formel (I) wird die von R1 repräsentierte,
mit Fluoratom substituierte Alkylgruppe ausgewählt unter einer Trifluoromethylgruppe,
einer Pentafluoroethylgruppe, einer Heptafluoro-n-propylgruppe,
einer Heptafluoro-iso-propylgruppe und einer Nonafluoro-n-butylgruppe.
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Die
von R2 repräsentierte, unsubstituierte
Phenylgruppe oder mit einer Alkylgruppe substituierte Phenylgruppe
ist ausgewählt
unter einer Phenylgruppe, einer 2-Methylphenylgruppe, einer 4-Methylphenylgruppe, einer
2,5-Dimethylphenylgruppe, einer 2,4-Dimethylphenylgruppe, einer
2,4,6-Trimethylphenylgruppe, einer 2,5-Diisopropylphenylgruppe und
einer 2,5-Di-tert.-butylphenylgruppe.
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Die
durch R3 repräsentierte, unsubstituierte
Alkylgruppe ist ausgewählt
unter einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe, einer n-Propylgruppe,
einer Isopropylgruppe, einer n-Butylgruppe, einer Isobutylgruppe,
einer sec.-Butylgruppe, einer tert.-Butylgruppe und einer geradkettigen
oder verzweigten Pentylgruppe, einer Hexylgruppe, einer Heptylgruppe
und einer Octylgruppe.
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Die
Alkyleinheit der mit einem Fluoratom substituierten Alkylgruppe,
dargestellt durch R3, ist ausgewählt unter
denselben Gruppen wie die oben erwähnte, unsubstituierte Alkylgruppe,
dargestellt durch R3.
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Die
Phthalocyaninverbindung der Formel (I) der vorliegenden Erfindung
kann synthetisiert werden, indem man ein Phthalonitrilderivat, das
gemäß einem
Verfahren, das später
erläutert
werden soll, synthetisiert wird, mit einem erforderlichen Metallsalz
in Anwesenheit einer starken organischen Base wie 1,8-Diazabicylco[5.4.0]-7-undecen
(DBU) oder 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]-5-nonen
(DBN) in einem alkoholischen Lösungsmittel wie
Methanol, Ethanol oder n-Pentanol reagieren lässt.
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Die
so erhaltene Phthalocyaninverbindung ist in verschiedenen organischen
Lösungsmitteln
wie Kohlenwasserstofflösungsmitteln,
Etherlösungsmitteln,
Alkohollösungsmitteln
und aromatischen Lösungsmitteln hochlöslich, wobei
sie eine blaugrüne
oder grüne
Farbe annimmt, wenn sie in diesen Lösungsmitteln gelöst ist.
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Durch
Schleuderbeschichten einer Lösung
der Phthalocyaninverbindung in einem der oben genannten Lösungsmittel,
beispielsweise auf ein Polycarbonatsubstrat, kann eine homogene
dünne Schicht
der Phthalocyaninverbindung gebildet werden.
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Die
so hergestellte, dünne
Schicht der Phthalocyaninverbindung weist anders als dünne Schichten herkömmlicher
Phthalocyaninverbindungen keine verringerten Absorptionskoeffizienten
im Bereich sichtbarer Wellenlängen
auf, so dass die dünne
Schicht der Phthalocyaninverbindung zur Verwendung in einem optischen
Informationsaufzeichnungsmedium geeignet ist.
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In
der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung ist die Phenylgruppe
oder die mit Fluoratom substituierte Alkylgruppe voluminös und fördert die
Vanadylgruppe oder Titanylgruppe im Zentrum des Moleküls der Phthalocyaninverbindung
die Unebenheit des Moleküls
der Phthalocyaninverbindung, so dass die Assoziation der Moleküle der Phthalocy aninverbindung,
die eine signifikante Verringerung der Lichtabsorption verursacht,
signifikant behindert wird.
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Es
wird angenommen, dass die oben erwähnte vorteilhafte Eigenschaft
bezüglich
des Absorptionsspektrums der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden
Erfindung auf Grund der oben erwähnten
Hinderung der Assoziation der Moleküle der Phthalocyaninverbindung
erhältlich
ist.
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Darüber hinaus
wird angenommen, hinsichtlich der thermischen Eigenschaften der
Phthalocyaninverbindung, dass die Einheit der Phenylmethyloxygruppe,
die in der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung enthalten
ist, im Allgemeinen eine thermisch leicht zersetzbare Struktur aufweist.
Tatsächlich
zersetzt sich die Phthalocyaninverbindung, dargestellt durch die
Formel (I), der vorliegenden Erfindung exothermisch bei Temperaturen
im Bereich von 200°C
bis 350°C,
so dass die von Formel (I) repräsentierte
Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung als das Material
für WORM-CDs
geeignet ist.
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Darüber hinaus
weisen die Fluoratome, die in der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden
Erfindung enthalten sind, starke Elektronen anziehende Eigenschaften
auf, so dass die Fluoratome mit den Elektronen spendenden Substituenten
wie Alkylgruppen bezüglich
der Lichtabsorptionswellenlänge,
thermischen Stabilität
und Lichtstabilität
in Wettbewerb treten.
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Die
Gesamteigenschaften des Moleküls
der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung können durch
Ausgleich zwischen den oben erwähnten
charakteristischen Atomen und Substituenten, die in Betracht gezogen
werden, gesteuert werden, und können
auch geeignet zur Verwendung in WORM-CDs angepasst oder eingestellt
werden, die feine Einstellungen hinsichtlich ihrer Eigenschaften
erfordern.
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Somit
weist die Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung die
hohe Anpassbarkeit als das Material für die WORM-CDs auf.
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Das
Phthalonitrilderivat mit einem Fluor enthaltenden Substituenten,
das für
die Synthese der Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung
erforderlich ist, kann hergestellt werden, indem man ein Fluor enthaltendes
Benzylalkoholderivat, das über
eine der folgenden Methoden (a), (b) und (c) synthetisiert werden kann,
mit 3-Nitrophthalonitril reagieren lässt:
- (a)
Ein Benzolderivat lässt
man mit einem Fluor enthaltenden Carbonsäureanhydrid oder einem Fluor
enthaltenden halogenierten Carbonsäureanhydrid mittels Friedel-Crafts-Reaktion zur Herstellung
eines Fluor enthaltenden Acetophenonderivats reagieren; und das
so hergestellte, Fluor enthaltende Acetophenonderivat wird reduziert.
- (b) Ein Benzolderivat und ein Fluor enthaltendendes Acetonderivat
werden einer Friedel-Crafts-Reaktion unterworfen.
- (c) Ein halogeniertes Benzoylderivat lässt man mit einem Fluor enthaltenden,
ungesättigten
Kohlenwasserstoff in Anwesenheit eines Fluoridions reagieren, um
ein Fluor enthaltendes Acetophenonderivat herzustellen, und das
so hergestellte Fluor enthaltende Acetophenonderivat wird reduziert.
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Andere
Merkmale dieser Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung
veranschaulichender Ausführungsformen
ersichtlich, die zur Veranschaulichung der Erfindung gegeben werden
und diese nicht einschränken
sollen.
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Beispiel
1
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 1 in TABELLE 1
Schritt
(1-1) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (1-2))
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5,0
g 2,2,2-Trifluoroacetophenon der Formel (1-1), 11,8 g Aluminiumtriisopropoxid
und 100 ml Isopropylalkohol wurden in einen Kolben gegeben, ausgestattet
mit einem Refluxkonden sator. Dieses Reaktionsgemisch wurde unter
Rühren
auf seine Refluxtemperatur erwärmt
und unter Rühren
für 1 Stunde
und 30 Minuten am Rückfluss
gehalten.
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Das
Reaktionsgemisch wurde anschließend
bei Raumtemperatur stehen gelassen und auf Raumtemperatur gekühlt. Das
Reaktionsgemisch wurde dann in 1000 ml Eiswasser gegossen und der
pH-Wert der Mischung auf 3 durch Zugabe einer 20%igen wässrigen
Lösung
von HCl dazu eingestellt.
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Das
obige Reaktionsgemisch wurde mit 200 ml Toluol extrahiert. Die Toluol-Extraktschicht
wurde von der Mischung abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet.
Das Toluol wurde aus der Toluol-Extraktschicht abdestilliert, wodurch
ein Benzylalkohol der Formel (1-2) als Rückstand in einer Ausbeute von
5,1 g erhalten wurde.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkohols der Formel (1-2) waren
wie folgt:
Massenspektrum: | 175
(M+) |
IR-Spektrum: | 3500
cm–1 (νOH)
1120
bis 1170 cm–1 (νCF) |
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Schritt
(1-2) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (1-4))
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5,0
g des in dem obigen Schritt (1-1) erhaltenen Benzylalkoholderivats
der Formel (1-2), 7,9 g wasserfreies Kaliumcarbonat, 30 ml Dimethylsulfoxid
und 4,5 g 3-Nitrophthalonitril der Formel (1-3) wurden in einen Kolben
gegeben.
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Das
Reaktionsgemisch wurde in einem Strom von Stickstoff bei 70°C für 4 Stunden
gerührt
und anschließend
in 1000 ml Wasser gegossen. Kristalle, die sich aus der Mischung
abtrennten, wurden abfiltriert und getrocknet, wodurch man ein Phthalonitrilderivat
der Formel (1-4) in einer Ausbeute von 6 g erhielt.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(1-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 302
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2230
cm–1 (νCN)
1140
bis 1180 cm–1 (νCF) |
Schmelzpunkt: | 165
bis 167°C |
1H-NMR (CDCl3): | δ (ppm von
TMS) 5,6 (1H, q), 7,1 (1H, d), 7,4–7,6 (7H, m) |
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Schritt
(1-3) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 1)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 1
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Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 1 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der
und VO ist.
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5
g des Phthalonitrilderivats der Formel (1-4), hergestellt im obigen
Schritt (2), 3,8 g 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]-7-undecen
(im Folgenden als DBU bezeichnet), 40 ml n-Pentanol und 0,87 g Vandiumtrichlorid
wurden in einen Kolben gegeben.
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Dieses
Reaktionsgemisch wurde in einem Stickstoffstrom bei 110°C für 18 Stunden
gerührt.
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Das
Reaktionsgemisch wurde anschließend
in 500 ml Methanol gegossen. Zu dieser Mischung wurden 500 ml Wasser
weiterhin zugesetzt. Kristalle, die sich in der Mischung abschieden,
wurden abfiltriert und getrocknet, wodurch ein Rohprodukt einer
Phthalocyaninverbindung Nr. 1 in einer Ausbeute von 5,4 g erhalten wurde.
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Dieses
Rohprodukt wurde der Säulenchromatographie
unterworfen (Silikagel/Toluol: Ethylacetat = 20 : 1), wodurch man
eine gereinigte Phthalocyaninverbindung Nr. 1 in einer Ausbeute
von 1,4 g erhielt.
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Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 1 waren
wie folgt:
IR-Spektrum
(KBr): | 1140
bis 1180 cm–1 (νCF) |
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 2%
bei Raumtemperatur |
Löslichkeit
in Toluol: | 2%
bei Raumtemperatur |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks in der Nähe
von 300°C
(Ti 293°C, Tp
310°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung wurde in der Nähe von 250°C beobachtet |
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Das
Ergebnis der Elementaranalyse der Phthalocyaninverbindung Nr. 1
war wie folgt:
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Beispiel
2
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 2 in TABELLE 1
Schritt
(2-1) (Synthese des Acetophenonderivats der Formel (2-2))
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40
g wasserfreies Aluminiumchlorid und 40 ml Kohlenstoffdisulfid wurden
in einen Kolben eingegeben, ausgestattet mit einem Kondensator.
Dieses Reaktionsgemisch wurde unter Rühren auf –10°C gekühlt Zu dem Reaktionsgemisch
gab man tropfenweise 24 g des Mesitylens der Formel (2-1) über eine
Zeitspanne von 30 Minuten zu. Die Temperatur des Reaktionsgemisches
wurde auf –10°C gehalten,
während
21 g Trifluoressigsäureanhydrid
tropfenweise zum Reaktionsgemisch über eine Zeitspanne von 40
Minuten zugegeben wurde.
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Das
Reaktionsgemisch wurde bei –12°C bis –8°C für 2 Stunden
und 30 Minuten gerührt.
Das Reaktionsgemisch wurde anschließend in 1000 ml Eiswasser gegossen.
Diese Mischung wurde mit 300 ml Toluol extrahiert. Die Toluolextraktschicht
wurde von der Mischung abgetrennt und nacheinander mit 1000 ml einer 3%igen
wässrigen
Lösung
von Natriumcarbonat und anschließend mit 1000 ml Wasser gewaschen.
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Die
derart gewaschene Toluolextraktschicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet.
Toluol und Mesitylen wurden aus der obigen Extraktschicht abdestilliert,
wodurch ein Acetophenonderivat der Formel (2-2) in Form eines blassgelben Öls in einer
Ausbeute von 13 g erhalten wurde.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Acetophenonderivats der Formel (2-2)
waren wie folgt:
Massenspektrum: | 216
(M+) |
IR-Spektrum: | 1740
cm–1 (νCO)
1150
bis 1200 cm–1 (νCF) |
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Schritt
(2-2) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (2-3))
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13
g des im obigen Schritt (1-1) hergestellten Acetophenonderivats
der Formel (2-2) und 150 ml Isopropylalkohol wurden in einen Kolben
gegeben.
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Zu
diesem Reaktionsgemisch gab man 7,5 g Natriumborhydrid zu und rührte die
Mischung für
2 Stunden bei 40°C.
Das Reaktionsgemisch wurde anschließend auf Raumtemperatur gekühlt und
in 2000 ml Wasser gegossen.
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Die
Mischung wurde mit Toluol extrahiert. Die Toluol-Extraktschicht
wurde mit Wasser gewaschen und anschließend über Magnesiumsulfat getrocknet.
Das Toluol wurde aus der Extraktschicht abdestilliert und die Extraktschicht
konzentriert, wodurch ein Benzylalkoholderivat der Formel (2-3)
in Form eines blassen Öls
in einer Ausbeute von 12 g erhalten wurde.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkoholderivats der Formel
(2-3) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 218
(M+) |
IR-Spektrum: | keine νCO-Adsorption,
3500
cm–1 (νOH)
1120
bis 1170 cm–1 (νCF) |
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Schritt
(2-3) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (2-4))
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12
g des im obigen Schritt (2-2) hergestellten Benzylalkoholderivats
der Formel (2-3), 15 g wasserfreies Kaliumcarbonat und 50 ml Dimethylsulfoxid
wurden in einen Kolben eingegeben.
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Zum
obigen Reaktionsgemisch wurde eine Lösung von 3,3 g 3-Nitrophthalonitril
in 50 ml Dimethylsulfoxid tropfenweise unter Rühren bei 60°C über eine Zeitspanne von 90
Minuten zugegeben.
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Dieses
Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden lang bei 60°C gerührt und anschließend in
1000 ml Wasser gegossen. Kristalle, die sich in der Mischung abschieden,
wurden abfiltriert und getrocknet, wodurch man ein Phthalonitrilderivat
der Formel (2-4) in Form eines blassgelben Feststoffs in einer Ausbeute
von 16 g erhielt.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(2-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 344
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2240
cm–1 (νCN),
1140
bis 1180 cm–1 (νCF) |
Schmelzpunkt: | 170
bis 175°C |
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Schritt
(2-4) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 2)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 2
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Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 2 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I) in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
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4
g des Phthalonitrilderivats der Formel (2-4), hergestellt im obigen
Schritt (2-3), 2,7 g DBU und 40 ml n-Pentanol wurden in einen Kolben
gegeben.
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Das
Reaktionsgemisch wurde auf 90°C
in einem Stickstoffstrom erwärmt
und 0,6 g Vanadiumtrichlorid zu diesem zugesetzt. Das Reaktionsgemisch
wurde 6 Stunden lang bei 100°C
gerührt.
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Mit
dem Ende des Erwärmens
der Reaktionsmischung wurde diese anschließend in 300 ml Methanol gegossen.
Zu diesem Gemisch gab man weiterhin 100 ml Wasser zu.
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Kristalle,
die sich in der Mischung abschieden, wurden abfiltriert und getrocknet,
wodurch man ein Rohprodukt der Phthalocyaninverbindung Nr. 2 in
einer Ausbeute von 3,3 g erhielt.
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Dieses
Rohprodukt wurde einer Säulenchromatographie
unterworfen (Silikagel/Toluol : Ethylacetat = 50 : 1), wodurch man
eine gereinigte Phthalocyaninverbindung Nr. 2 in einer Ausbeute
von 1,5 g erhielt.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalocyaninderivats waren wie folgt:
IR-Spektrum
(KBr): | 1130
bis 1180 cm–1 (νCF)
2920
cm–1 (νCH) (Methylgruppe) |
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 2%
bei Raumtemperatur |
Löslichkeit
in Toluol: | 2%
bei Raumtemperatur |
Löslichkeit
in 2-Ethoxyethanol: | 1%
bei Raumtemperatur |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks in der Nähe
von 350°C
(Ti 344°C, Tp
355°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung wurde in der Nähe von 250°C beobachtet |
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Beispiel
3
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 3 in TABELLE 1
Schritt
(3-1) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (3-2))
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10
g 1,1,1,3,3,3,-Hexafluoro-2-phenyl-2-propanol der Formel (3-1),
16 g wasserfreies Kaliumcarbonat und 25 ml N,N-Dimethylformamid
wurde in einen Kolben gegeben.
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Zum
obigen Reaktionsgemisch gab man 4,8 g 3-Nitrophthalonitril unter
Rühren
bei 50 bis 60°C über eine
Zeitspanne von 40 Minuten zu.
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Dieses
Reaktionsgemisch wurde 6 Stunden lang bei 70°C gerührt und anschließend in
600 ml Wasser gegossen. Kristalle, die sich in der Mischung abschieden,
wurden abfiltriert und getrocknet, wodurch man ein Phthalonitrilderivat
der Formel (3-2) in Form eines Feststoffs in einer Ausbeute von
5,2 g erhielt.
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Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(3-2) waren wie folgt:
Schmelzpunkt: | 150
bis 152°C |
Massenspektrum: | 370
(M+) |
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Schritt
(3-2) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 3)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 3
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Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 3 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
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5,2
g des im obigen Schritt (3-1) hergestellten Phthalonitrilderivats
der Formel (3-2), 5,1 g DBU, 30 ml n-Pentanol und 0,73 g Vanadiumtrichlorid
wurden in einen Kolben gegeben.
-
Diese
Reaktionsmischung wurde in einem Stickstoffstrom 8 Stunden lang
bei 90 bis 95°C
gerührt
und in 600 ml Methanol gegossen. Zu diesem Gemisch gab man weiter
80 ml Wasser zu. Ein Präzipitat,
das sich in der Mischung abtrennte, wurde abfiltriert und getrocknet,
wodurch man ein Rohprodukt der Phthalocyaninverbindung Nr. 3 in
einer Ausbeute von 2,4 g erhielt.
-
Dieses
Rohprodukt wurde einer Säulenchromatographie
unterworfen (Silikagel/Toluol : Ethylacetat = 80 : 1), wodurch man
eine gereinigte Phthalocyaninverbindung Nr. 3 in einer Ausbeute
von 1,1 g erhielt.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 3 waren
wie folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 2%
bei Raumtemperatur |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks in der Nähe
von 300°C
(Ti 296°C, Tp
311°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung wurde in der Nähe von 250°C beobachtet |
-
Beispiel 4
-
Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 4 in TABELLE 1
-
Das
Verfahren der Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. in Beispiel
3 wurde wiederholt, ausgenommen, dass die 0,73 g Vandiumtrichlorid,
verwendet in Schritt (3-2) in Beispiel 3, durch 0,5 g Titantetrachlorid
ersetzt wurden, wodurch man eine Phthalocyaninverbindung Nr. 4,
gezeigt in TABELLE 1 herstellte und in einer Ausbeute von 0,8 g
erhielt.
-
Phthalocyaninverbindung
Nr. 4
-
Phthalocyaninverbindung
Nr. 4 ist eine Phthalocyaninverbindung der Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M TiO ist.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 4 waren
wie folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 2%
bei Raumtemperatur |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks in der Nähe
von 300°C
(Ti 288°C, Tp
315°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung wurde in der Nähe von 250°C beobachtet |
-
Beispiel
5
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 5 in TABELLE 1
Schritt
(5-1) (Synthese des Acetophenonderivats der Formel (5-2))
-
20
g wasserfreies Aluminiumchlorid und 20 ml Kohlenstoffdisulfid wurden
in einen Kolben eingegeben, ausgestattet mit einem Kondensator.
Dieses Reaktionsgemisch wurde unter Rühren auf –15°C gekühlt. Zu dieser Reaktionsmischung
gab man 12 g Mesitylen der Formel (5-1) tropfenweise über eine Zeitspanne von 30 Minuten
zu. Unter Halten der Temperatur auf der Reaktionsmischung auf –15°C wurden
15,5 g Pentafluoropropionsäureanhydrid
tropfenweise zu diesem Reaktionsgemisch über eine Zeitspanne von 30
Minuten zugegeben.
-
Die
Reaktionsmischung wurde anschließend 3 Stunden und 30 Minuten
lang bei –10°C bis –18°C gerührt.
-
Das
Reaktionsgemisch wurde dann in 500 ml Eiswasser gegossen. Diese
Mischung wurde mit 200 ml Toluol extrahiert. Die Toluol-Extraktschicht
wurde von der Mischung abgetrennt und nacheinander mit 500 ml einer
3%igen wässrigen
Lösung
von Natriumcarbonat und anschließend mit 1000 ml Wasser gewaschen.
-
Die
so gewaschene Extraktschicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet.
Toluol und Mesitylen wurden aus der obigen Extraktschicht abgedampft,
wodurch man ein Acetophenonderivat der Formel (5-2) in Form eines
blass-gelben Öls
in einer Ausbeute von 5,8 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Acetophenonderivats der Formel (5-2)
waren wie folgt:
Massenspektrum: | 266
(M+) |
IR-Spektrum: | 1740
cm–1 (νCO),
1140
bis 1260 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(5-2) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (5-3))
-
13
g des Acetophenonderivats der Formel (5-2), hergestellt im obigen
Schritt (5-1), und 50 ml Isopropylalkohol wurden in einen Kolben
gegeben.
-
Zu
dieser Reaktionsmischung gab man 2,6 g Natriumborhydrid bei 40 bis
50°C zu,
und die Mischung wurde bei 40°C
2 Stunden lang gerührt.
Dieses Reaktionsgemisch wurde anschließend in 700 ml Wasser gegossen.
-
Die
Mischung wurde mit Toluol extrahiert. Die Toluol-Extraktionsschicht
wurde mit Wasser gewaschen, anschließend über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet und konzentriert, wodurch man ein Benzylalkoholderivat
der Formel (5-3) in Form eines blass-gelben Öls in einer Ausbeute von 5,4
g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkoholderivats der Formel
(5-3) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 268
(M+) |
IR-Spektrum: | keine νCO-Absorption
3500
cm–1 (νOH)
1130
bis 1210 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(5-3) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (5-4))
-
12
g des in dem obigen Schritt (5-2) hergestellten Benzylalkoholderivats
der Formel (5-3), 5,5 g wasserfreies Kaliumcarbonat, 3,5 g 3-Nitrophthalonitril
und 50 ml Dimethylsulfoxid wurden in einen Kolben gegeben.
-
Dieses
Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden lang bei 60°C gerührt. Bei Abstoppen des Erwärmens der Reaktionsmischung
wurde die Reaktionsmischung in 500 ml Wasser gegossen. Kristalle,
die sich in der Mischung abschieden, wurden abfiltriert und getrocknet,
wodurch man ein Phthalonitrilderivat der Formel (5-4) in Form eines
weißen
Feststoffs in einer Ausbeute von 7,8 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(5-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 394
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2250
cm–1 (νCN),
1140
bis 1210 cm–1 (νCF) |
Schmelzpunkt: | 155
bis 158°C |
-
Schritt
(5-4) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 5)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 5
-
Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 5 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
-
7,2
g des im obigen Schritt (5-3) hergestellten Phthalonitrilderivats
der Formel (5-4), 3,5 g DBU, 30 ml n-Pentanol und 1,6 g Vanadiumtrichlorid
wurden in einen Kolben gegeben.
-
Dieses
Reaktionsgemisch wurde in einem Stickstoffstrom 20 Stunden lang
bei 100°C
gerührt.
-
Mit
Abstoppen des Erwärmens
der Reaktionsmischung wurde diese anschließend in 400 ml Methanol gegossen
und die unlöslichen
Komponenten aus der Mischung mittels Filtration entfernt.
-
Zum
Filtrat setzte man 100 ml Wasser zu. Kristalle, die sich in der
Mischung abschieden, wurden abfiltriert und getrocknet, wodurch
man ein Rohprodukt der Phthalocyaninverbindung Nr. 5 in einer Ausbeute
von 5,4 g erhielt.
-
Dieses
Rohprodukt der Phthalocyaninverbindung Nr. 5 wurde einer Säulenchromatographie
unterworfen (Silikagel/Toluol), wodurch man eine gereinigte Phthalocyaninverbindung
Nr. 5 in einer Ausbeute von 0,4 g erhielt.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung waren wie
folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 5%
bei Raumtemperatur. |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks in der Nähe
von 250 bis 350°C
(Ti 224°C,
Tp 248°C,
294°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung wurde in der Nähe von 200°C beobachtet |
-
Beispiel
6
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 6 in TABELLE 1
Schritt
(6-1) (Synthese des Acetophenonderivats der Formel (6-2))
-
Das
Verfahren zur Synthese des Acetophenonderivats der Formel (2-2)
in Schritt (2-1) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass die 24 g Mesitylen, verwendet in Schritt (2-1) in Beispiel
2, durch 32 g 2,5-Diisopropylbenzol der Formel (6-1) ersetzt wurden,
wodurch man ein Acetophenonderivat der Formel (6-2) in einer Ausbeute
von 8,5 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Acetophenonderivats der Formel (6-2)
waren wie folgt:
Massenspektrum: | 258
(M+) |
IR-Spektrum: | 1720
cm–1 (νCO),
1150
bis 1200 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(6-2) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (6-3))
-
Das
Verfahren zur Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (2-3)
in Schritt (2-2) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass die 13 g des Acetophenonderivats der Formel (2-2), verwendet
in Schritt (2-2) in Beispiel 2, durch 4,0 g des Acetophenonderivats
der Formel (6-2), hergestellt im obigen Schritt (6-1), zur Reduktion
ersetzt wurden, wodurch man ein Benzylalkoholderivat der Formel
(6-3) in einer Ausbeute von 2,2 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkoholderivats der Formel
(6-3) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 260
(M+) |
IR-Spektrum: | 3500
cm–1 (νOH)
1130
bis 1170 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(6-3) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (6-4))
-
Das
Verfahren zur Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (2-4)
in Schritt (2-3) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass man das Benzylalkoholderivat der Formel (2-3), verwendet in
Schritt (2-3) in Beispiel 2, durch 2,2 g des Benzylalkoholderivats
der Formel (6-3) ersetzte, erhalten im obigen Schritt (6-2), wodurch
man ein Phthalonitrilderivat der Formel (6-4) in Form eines Öls in einer
Ausbeute von 2,4 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(6-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 386
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2240
cm–1 (νCN)
1150
bis 1180 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(6-4) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 6)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 6
-
Die
Phthalocyaninverbindung Nr. ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
-
Das
Verfahren zur Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 2 in Schritt
(2-4) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass man
die 4 g des Phthalonitrilderivats der Formel (2-4), verwendet in
Schritt (2-4) in Beispiel 2, durch 2,4 g des Phthalonitrilderivats
der Formel (6-4), hergestellt im obigen Schritt (6-3), ersetzte,
wodurch man eine rohe Phthalocyaninverbindung Nr. 6 in einer Ausbeute
von 1,0 g erhielt.
-
Dieses
Rohprodukt wurde der Säulenchromatographie
(Silikagel/Toluol) unterworfen, wodurch man eine Phthalocyaninverbindung
Nr. 6 in einer Ausbeute von 0,2 g erhielt.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 6 waren
wie folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 5%
bei Raumtemperatur |
-
Beispiel
7
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 7 in TABELLE 1
Schritt
(7-1) (Synthese des Acetophenonderivats der Formel (7-2))
-
Das
Verfahren der Synthese des Acetophenonderivats der Formel (2-2)
in Schritt (2-1) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass man die 24 g des in Schritt (2-1) in Bei spiel 2 verwendeten
Mesitylens durch 38 g 2,5-Di-tert.-butylbenzol der Formel (7-1)
ersetzte, wodurch man ein Acetophenonderivat der Formel (7-2) in
einer Ausbeute von 13 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhalten Acetophenonderivats der Formel (7-2)
waren wie folgt:
Massenspektrum: | 286
(M+) |
IR-Spektrum: | 1720
cm–1 (νCO),
1150
bis 1200 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(7-2) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (7-3))
-
Das
Verfahren zur Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (2-3)
in Schritt (2-2) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass man die 4,0 g des in Schritt (2-2) aus Beispiel 2 verwendeten
Acetophenonderivats der Formel (2-2) durch 13 g des Acetophenonderivats
der Formel (7-2), hergestellt im obigen Schritt (7-1), für dessen
Reduktion ersetzte, wodurch man ein Benzylalkoholderivat der Formel
(7-3) in einer Ausbeute von 7,3 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkoholderivats der Formel
(7-3) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 288
(M+) |
IR-Spektrum: | 3400
bis 3550 cm–1 (νOH),
1130
bis 1170 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(7-3) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (7-4))
-
Das
Verfahren zur Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (2-4)
in Schritt (2-3) aus Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme,
dass man das Benzylalkoholderivat der Formel (2-3), verwendet in
Schritt (2-3) aus Beispiel 2, ersetzte durch 7,3 g des Benzylalkoholderivats
der Formel (7-3), hergestellt im obigen Schritt (7-2), wodurch man
ein Phthalonitrilderivat der Formel (7-4) in einer Ausbeute von
7,5 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(7-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 414
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2250
cm–1 (νCN),
1150
bis 1180 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(7-4) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 7)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 7
-
Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 7 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
-
Das
Verfahren zur Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 2 in Schritt
(2-4) in Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass man
das Phthalonitrilderivat der Formel (2-4), verwendet in Schritt
(2-4) aus Beispiel 2, ersetzte durch 4,0 g des Phthalonitrilderivats
der Formel (7-4), hergestellt im obigen Schritt (7-3), wodurch man
eine rohe Phthalocyaninverbindung Nr. 7 in einer Ausbeute von 0,87
g erhielt.
-
Diese
rohe Phthalocyaninverbindung Nr. 7 wurde einer Säulenchromatographie unterworfen
(Silikagel/Toluol), wodurch man eine gereinigte Phthalocyaninverbindung
Nr. 7 in einer Ausbeute von 0,11 g erhielt.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 7 waren
wie folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 5%
bei Raumtemperatur |
-
Beispiel
8
Synthese der Phthalocyaninverbindung Nr. 8 in TABELLE 1
Schritt
(8-1) (Synthese des Acetophenonderivats der Formel (8-2))
-
14
g Benzoylchlorid der Formel (8-1), 50 ml Dimethylformamid und 23
g pulverisiertes Kaliumfluorid wurden in einen Reaktor gegeben.
Dieses Reaktionsgemisch wurde unter Rühren auf –40°C gekühlt.
-
Zu
diesem Reaktionsgemisch gab man 0,22 Mol Hexafluoropropen hinzu.
Bei fest versiegeltem Reaktor ließ man die Temperatur des Reaktionsgemisches
auf Raumtemperatur zurückkehren.
-
Der
Reaktor wurde anschließend
in einen Autoklaven eingebracht und das Reaktionsgemisch auf 120°C unter Rühren erwärmt und
das Rühren
des Reaktionsgemisches für
6 Stunden bei 120°C
fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend zum Abkühlen desselben
auf Raumtemperatur bei Raumtemperatur stehen gelassen.
-
Das
Reaktionsgemisch wurde dann in 1000 ml Wasser gegossen. Diese Mischung
wurde mit Diethylether extrahiert. Die Extraktschicht wurde von
der Mischung abgetrennt und nacheinander mit einer wässrigen Lösung von
Natriumhydrogencarbonat und anschließend mit Wasser gewaschen.
-
Die
so gewaschene Extraktschicht wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet. Diethylether wurde aus der obigen Extraktschicht abdestilliert
und der Rückstand
einer Vakuumdestillation bei 80 bis 82°C/40 mmHg unterworfen, wodurch
man ein Acetophenonderivat der Formel (8-2) in einer Ausbeute von
15 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Acetophenonderivats der Formel (8-2)
waren wie folgt:
Massenspektrum: | 274
(M+) |
IR-Spektrum: | 1700
cm–1 (νCO),
1140
bis 1200 cm–1 (νCF) |
-
Schritte
(8-2) (Synthese des Benzylalkoholderivats der Formel (8-3))
-
15
g des im obigen Schritt (8-1) hergestellten Acetophenonderivats
der Formel (8-2) und 150 ml Isopropylalkohol wurden in einen Kolben
gegeben.
-
Das
Reaktionsgemisch wurde unter Rühren
auf 40°C
erwärmt.
Zu diesem Reaktionsgemisch gab man 8,5 g Natriumborhydrid zu und
die Mischung wurde bei 40°C
für 3 Stunden
gerührt.
Das Reaktionsgemisch wurde anschließend in 2000 ml Wasser gegossen.
-
Die
Mischung wurde mit Toluol extrahiert. Die Toluol-Extraktschicht
wurde mit Wasser gewaschen und anschließend über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet. Das Toluol wurde von der Extraktschicht abdestilliert,
wodurch man ein Benzylalkoholderivat der Formel (8-3) in Form eines Öls in einer
Ausbeute von 14 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Benzylalkoholderivats der Formel
(8-3) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 276
(M+) |
IR-Spektrum: | 3500
cm–1 (νOH),
1120
bis 1200 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(8-3) (Synthese des Phthalonitrilderivats der Formel (8-4))
-
14
g des Benzylalkoholderivats der Formel (8-3), hergestellt im obigen
Schritt (8-2), 17 g wasserfreies Kaliumcarbonat und 40 ml Dimethylsulfoxid
wurden in einen Kolben gegeben.
-
Zur
obigen Reaktionsmischung gab man 7,3 g 3-Nitrophthalonitril unter
Rühren
bei 50 bis 60°C über eine
Zeitspanne von 90 Minuten zu.
-
Dieses
Reaktionsgemisch wurde 5 Stunden lang bei 60°C gerührt und anschließend in
1000 ml Wasser gegossen. Die Mischung wurde mit Toluol extrahiert.
Die Toluol-Extraktschicht wurde mit Wasser gewaschen und anschließend über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet. Das Toluol wurde aus der Extraktschicht
abdestilliert und der Rückstand
konzentriert, wodurch man ein Phthalonitrilderivat der Formel (8-4)
in einer Ausbeute von 11 g erhielt.
-
Die
Analysedaten des so erhaltenen Phthalonitrilderivats der Formel
(8-4) waren wie folgt:
Massenspektrum: | 402
(M+) |
IR-Spektrum
(KBr): | 2240
cm–1 (νCN),
1140
bis 1210 cm–1 (νCF) |
-
Schritt
(8-4) (Cyclisierungsreaktion zur Synthese der Phthalocyaninverbindung
Nr. 8)
Phthalocyaninverbindung
Nr. 8
-
Die
Phthalocyaninverbindung Nr. 8 ist eine Phthalocyaninverbindung der
Formel (I), in der -O-CR
1R
2R
3 bedeutet
und M VO ist.
-
4
g des Phthalonitrilderivats der Formel (8-4), hergestellt im obigen
Schritt (8-3), 2,3 g DBU und 40 ml n-Pentanol wurden in einen Kolben
gegeben.
-
Diese
Reaktionsmischung wurde auf 90°C
in einem Stickstoffstrom erwärmt
und 0,52 g Vanadiumtrichlorid dazu gegeben. Das Reaktionsgemisch
wurde 10 Stunden lang bei 90 bis 100°C gerührt.
-
Bei
Abstoppen des Erwärmens
der Reaktionsmischung wurde das Reaktionsgemisch in 300 ml Methanol
gegossen. Zu dieser Mischung gab man 20 ml Wasser weiterhin dazu.
Kristalle, die sich in der Mischung abschieden, wurden abfiltriert
und getrocknet, wodurch man ein Rohprodukt der Phthalocyaninverbindung
Nr. 8 in einer Ausbeute von 2,3 g erhielt.
-
Dieses
Rohprodukt wurden der Säulenchromatographie
unterworfen (Silikagel/Toluol : Ethylacetat = 60 : 1), wodurch man
eine gereinigte Phthalocyaninverbindung Nr. 8 in einer Ausbeute
von 1,2 g erhielt.
-
Die
Analysedaten der so erhaltenen Phthalocyaninverbindung Nr. 8 waren
wie folgt:
Löslichkeit
in 1,2-Dichlorethan: | 5%
bei Raumtemperatur |
DSC-Analyse: | exotherme
Peaks (Ti 240°C,
Tp 285°C) |
TG-Analyse: | Beginn
der Gewichtsverringerung beobachtet bei 220°C |
-
TABELLE
1 zeigt nur die Einheit -O-CR1R2R3 der Phthalocyaninverbindung der oben erwähnten Formel
(I), das zentrale Metall M jeder der Phthalocyaninverbindungen der
Nrn. 1 bis 8, synthetisiert in den Beispielen 1 bis 8, und die maximale
Wellenlänge λmax (nm)
des Absorptionsspektrum jeder der Phthalocyaninverbindungen der
Nrn. 1 bis 8, wenn diese in Kohlenstofftetrachlorid gelöst sind.
-
-
Anwendungsbeispiel
-
Ein
scheibenförmiges
Substrat aus Polycarbonat mit einem Durchmesser von 120 mm und einer
Dicke von 1,2 mm wurde hergestellt, wobei Führvertiefungen mit einer Tiefe
von etwa 1400 Å auf
der Oberfläche
des Substrats ausgebildet wurden.
-
Die
in Tabelle 1 gezeigte Phthalocyaninverbindung Nr. 1 wurde in einem
gemischten Lösungsmittel aus
Tetrahydrofuran, 2-Butoxyethanol und Methylcyclohexanon zur Herstellung
einer Beschichtungslösung gelöst.
-
Die
so hergestellte Beschichtungslösung
wurde mittels Schleuderbeschichten auf die Oberfläche des oben
hergestellten Substrats aufgebracht, wodurch eine Lichtabsorptionsschicht
mit einer Dicke von etwa 1500 Å ausgebildet
wurde.
-
Die
maximale Wellenlänge λmax (nm)
des Absorptionsspektrums der oben hergestellten Lichtabsorptionsschicht
betrug 732 nm.
-
Auf
der obigen Lichtabsorptionsschicht wurde mittels Sputtern eine Lichtreflexionsschicht
aus Au mit einer Dicke von etwa 800 Å aufgebracht.
-
Darüber hinaus
wurde eine Schutzschicht aus einem UV-härtenden Harz (Marke "SD-17", hergestellt von
Dainippon Ink & Chemicals,
Incorporated) mit einer Dicke von etwa 5 μm auf der Lichtabsorptionsschicht ausgebildet,
wodurch eine WORM-CD hergestellt wurde.
-
Information
wurde auf dieser CD unter Anwendung eines im Handel erhältlichen
CD-Writers (Marke "CDE-100", hergestellt von
Yamaha Corporation, 4-facher Geschwindigkeitsmodus) aufgezeichnet
und die aufgezeichnete Information zum Untersuchen der Reproduktionseigenschaften
der CD wiedergegeben.
-
Das
Ergebnis war, dass die normale Reproduktion von dieser CD getragen
werden kann und das der CI-Fehler derselben nicht mehr als 50 betrug,
was die CD-Standards erfüllt,
die hinsichtlich des CI-Fehlers einen Wert von 220 oder darunter
erfordern.