JP2001226606A - 高密度記録媒体用のシアニン - Google Patents
高密度記録媒体用のシアニンInfo
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Abstract
きい吸収係数のシアニンを合成し、その化学安定性およ
び有機溶剤に対する溶解性を向上させるものである。 【解決手段】下記の化学式1で表されるシアニンであっ
て、 【化1】 式中、R1をベンゼン環エステル基とし、R2をC1〜
C18のアルキル基またはベンゼン環エステル基とする
ことができ、X−を酸陰イオンとすることができる高密
度記録媒体用のシアニンであるとともに、波長を500〜6
50nmとする可視領域で大きな吸収係数を有し、適当な調
製により、特定の光波長において最良の反射ならびに吸
収条件を備えて、高密度光ディスクの記録層となる光学
記録材料とすることができる。
Description
ine)の調製方法に関し、特に、高密度記録媒体に応用
されるシアニンの調製方法に関する。
の流通を必要としており、大量データの流通には、記録
密度が更に大きく、更に小型化され、製造コストが更に
小さい記録媒体を必要としている。現在、有機合成化学
と光化学とを結合した機能性色素は、まさに、その光特
性が積極的に利用されて、非線形光学素子、光ディスク
データの記録ならびに表示、フォトレジスト、熱/光/
電気センサーおよび指示剤、エネルギーの変換ならびに
蓄積、医療およびバイオなどを含む各種の工業開発に利
用されている。
てシアニン構造を備えたシアニンブルー(Cyanine Blu
e)(K. Venkataraman (ed.), The Chemistry of Synt
heticDyes, Vol. II, p.1143-1186, Academic Press, N
ew York, 1952 )を合成した。その後、1875年に、
Vogelが、Williamsの合成したシアニンブルーが特殊な
感光特性(sensitizing properties)を備えていること
を発見した。これにより、布地のプリントに用いられて
いた色素が、高い付加価値を有する写真の感光剤となっ
た。シアニンは、構造の違いにより、UV/Visible/IRと
いう感光範囲をカバーすることができた。従って、写真
の感光剤だけでなく、シアニンは、電子工業におけるフ
ォトレジストの感光剤およびデータを蓄積する光記録材
料に応用できるものとなった。
(3,3’-ジエチル-1,2-アセチル基-thiatetracyanine p
erchlorate)を光ディスク製作(K. Y. Law, P. S. Vin
cett and G. E. Johnson, Appl. Phys. Lett., 39,718
(1981))に応用した。この種の有機色素を選択した主な
要因は、近赤外線レーザー読み書きヘッドの使用に適合
させるためであった。シアニンの光記録材料における応
用成功に伴って、例えば、U. S. Patent 5019476, 5292
615, 5328802, 5332608, 5424171, 5900348, 5958087と
いった次々と異なるシアニン構造が開発された。有機色
素を利用して記録材料とすることは、主要には、それが
スピンコーティング(spin coating)を利用して基板上
に塗布できるからであって、真空蒸着と較べてみると、
工程を短縮できるばかりではなく、製造コストを低減さ
せることができた。
素の安定性と有機溶剤に対する溶解特性とを同時に向上
させることは難しく、それを改善することが非常に重要
な課題となっている。
〜650nmの可視領域において極めて大きい吸収係数の
シアニンを合成することにあり、高度な記録/再生感度
ならびにS/N値を備えて、高密度光ディスクに応用す
ることができるとともに、その化学安定性および有機溶
剤に対する溶解性を向上させることにある。
の目的を達成するために、この発明にかかる高密度記録
媒体用のシアニンは、シアニン構造のindolenineの窒素
原子上に電子引き付け効果を有するベンゼン環エステル
基を導入して、その構造が化学安定性と有機溶剤に対す
る良好な溶解性とを兼備するように構成したものであ
る。
ニンは、下記の化学式5で表されるシアニン(I)であっ
て、
R2をC1〜C18のアルキル基またはベンゼン環エス
テル基とすることができ、nを1とし、X−をハロゲン
陰イオン(halogen anion)(例えば、Cl−,B
r−,I−等)、アルキル硫酸陰イオン(alkylsulfate
anion)(例えば、CH3SO4 −,C2H5SO4 −
等)、アリールスルホン酸陰イオン(arylsulfonate an
ion)(例えば、◎--SO3 -,CH3--◎-- SO3 -等、◎はベン
ゼン環を示す)、過塩素酸陰イオン(perchlorateanio
n)(例えば、ClO4 −等)、TCNQ,PF6 −,
BF4 −とすることができるものである。
[3-(1,3dihydro-1,1-dimethyl-3(4’-methoxycarbonyl)
benzyl)-2H-benze[e]indol-2-ylidene]-1-propenyl]1,1
-dimethyl-3butyl-1H-indolium perchlorate(E03-SL1)
(II)の構造は、下記の化学式6で表されるものであ
る。
chloromethylbenzoyl chlorideと、0.3〜0.4gのメタノ
ールを取って20〜30mlのベンゼンに溶かすものである
が、4-chloromethylbenzoyl chlorideを1.89gとするこ
とが望ましく、メタノールを0.32gとすることが望まし
く、ベンゼンを約25mlとすることが望ましい。0.7〜0.8
5gのpyridineを滴下させ、40〜50℃で数時間反応させ
て、methyl(4-indomethyl)benzoate(MIB)を得るが、pyr
idineを約0.791gとすることが望ましく、反応温度を約
45℃とすることが望ましい。次に、2.5〜3gのMIBと1.5
〜2gの2,3,3-trimethyl-4,5-benzo-3H-indoleをベンゼ
ンに溶かすが、MIBを約2.76gとすることが望ましく、
2,3,3-trimethyl-4,5-benzo-3H-indoleを約1.75gとす
ることが望ましい。数時間加熱して、1-(4’-methoxyca
rbonyl)benzyl-2,3,3-trimethyl-4,5-benzo-3H-indoliu
m iodide(MBTI)を合成する。2.5〜3gのiodidebutaneと
2〜2.5gの2,3,3-trimethyl indolenineとをベンゼンに
溶かすが、iodidebutaneを約2.76gとすることが望まし
く、2,3,3-trimethyl indolenineを約2.38gとすること
が望ましい。数時間加熱して、1-buthyl-2,3,3-trimeth
yl indolenine(BII)を合成するが、反応時間を約4時間
とすることが望ましい。そして、2.5〜3gのMBTIと1〜
1.5gのN,N’-diphenylformamidineとを15〜25mlの無水
酢酸中に置くが、MBTIを約2.77gとすることが望まし
く、N,N’-diphenylformamidineを約1.12gとすること
が望ましく、無水酢酸を約20mlとすることが望ましい。
数時間加熱して、BFEIを合成する。次に、3〜4gのBII
と6〜7gのBFEIと0.5〜1gの酢酸ナトリウムとを45〜55
mlの無水酢酸中に置くが、BIIを約3.2gとすることが望
ましく、BFEIを約6.5gとすることが望ましく、無水酢
酸を約50mlとすることが望ましい。95〜105℃で数時間
反応させるが、反応温度を約100℃とすることが望まし
い。さらに、ヨウ素を過塩素酸ナトリウムで置換して、
シアニン(II)E03-SL1を得る。
ydro-1,1-dimethyl-3(4’-methoxycarbonyl)benzyl)-2H
-benze[e]indol-2-ylidene]-1-propenyl]1,1-dimethyl-
3(4’--methoxycarbonyl)benzyl-1H-indolium perchlor
ate(E03-SL2)構造は、下記の化学式7で表されるもので
ある。
chloromethylbenzoyl chlorideと、0.3〜0.4gのメタノ
ールを取って20〜30mlのベンゼンに溶かすものである
が、4-chloromethylbenzoyl chlorideを1.89gとするこ
とが望ましく、メタノールを0.32gとすることが望まし
く、ベンゼンを約25mlとすることが望ましい。0.7〜0.8
5gのpyridineを滴下させ、40〜50℃で数時間反応させ
てMIBを得るが、pyridineを約0.791gとすることが望ま
しく、反応温度を約45℃とすることが望ましい。次に、
2.5〜3gのMIBと1.5〜2gの2,3,3-trimethyl-4,5-benzo
-3H-indoleをベンゼンに溶かすが、MIBを約2.76gとす
ることが望ましく、2,3,3-trimethyl-4,5-benzo-3H-ind
oleを約1.75gとすることが望ましい。数時間加熱し
て、MBTIを得る。2.5〜3gのMIBと1.3〜2gの2,3,3-tri
methyl indolenineとをベンゼンに溶かすが、MIBを約2.
76gとすることが望ましく、2,3,3-trimethyl indoleni
neを約1.59gとすることが望ましい。数時間加熱して、
1-(4’-methoxycarbonyl)benzyl-2,3,3-trimethyl indo
leninium(MBII)を合成する。そして、2.5〜3gのMBTIと
1〜1.5gのN,N’-diphenylformamidineとを15〜25mlの
無水酢酸中に置くが、MBTIを約2.77gとすることが望ま
しく、N,N’-diphenylformamidineを約1.12gとするこ
とが望ましく、無水酢酸を約20mlとすることが望まし
い。数時間加熱して、BFEIを合成する。次に、4〜5gの
MBIIと6〜7gのBFEIと0.5〜1gの酢酸ナトリウムとを45
〜55mlの無水酢酸中に置くが、MBIIを約4.15gとするこ
とが望ましく、BFEIを約6.5gとすることが望ましく、
無水酢酸を約50mlとすることが望ましい。95〜105℃で
数時間反応させるが、反応温度を約100℃とすることが
望ましい。さらに、ヨウ素を過塩素酸ナトリウムで置換
して、シアニン(III)(E03-SL2)を得る。
ィスク(CD−R)製作に応用する時には、1-(4’’-m
ethoxycarbonyl)benzyl-3,3-dimethyl-1’-(4’’-meth
oxycarbonyl)benzyl-3’,3’- dimethyllindo-2:2’-pe
ntamethine perchlorate(E05)(IV)という構造のシアニ
ンを感光色素(photosensitizing dye)として、追記型
光ディスクの反射率を向上させることができる。
溶液を調製するが、シアニン(I)の重量パーセントを溶
液の総重量の1〜10%とし、シアニン(IV)のシアニン(I)
に対する重量パーセントを3.5〜5%とすることが望まし
い。
メタノール、エタノール、イソプロパノール、ケトン等
といったアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン
(MEK)等といったケトン類、エチルエーテル、テトラ
ヒドラフラン(tetrahydrofuran)等といったエーテル
類、あるいはクロロホルム、ジクロロメタン、ジメチル
ホオルムアミド(DMF)等の有機溶剤で溶解できるもの
である。従って、この発明にかかるシアニンは、吹き付
けコーティング、ローラーコーティング、含漬(がんし
ん)またはスピンコーティングなどの方法を利用して、
この発明にかかるシアニンを基板に塗布し、シアニン薄
膜を形成することができる。また、この発明にかかるシ
アニンは、光記録材料だけでなく、銀塩写真、複写、印
刷用の増感剤に応用することもできる。
合して調製する溶液は、シアニン(I)の重量パーセント
を溶液の総重量の0.5〜7%とし、1〜3%とすることが望
ましい。
施例を図面に基づいて説明する。 <第1実施例>この発明にかかる第1実施例のシアニン
(II) 2-[3-(1,3dihydro-1,1-dimethyl-3(4’-methoxyca
rbonyl)benzyl)-2H-benze[e]indol-2-ylidene]-1-prope
nyl]1,1-dimethyl-3butyl-1H-indolium perchlorate(E0
3-SL1)の構造は、下記の化学式8で表されるものであ
る。
む。1.89gの4-chloromethylbenzoyl chloride(TCI
化薬製)と、0.32gのメタノールを取って25mlのベンゼ
ンに溶かす。次に、0.791gのpyridineを滴下させ、45
℃で1〜3時間反応させる。濾過濃縮して白色固体を得
るが、この白色固体をアセトンに溶かすとともに、1.5
gのヨウ化ナトリウムを加え、40℃で3〜5時間反応さ
せる。濾過濃縮してから、ジクロロメタンと水とを抽出
し、淡黄色の固体であるMIBを得る。その収率は約90
%で、融点は約67℃である。
2,3,3-trimethyl-4,5-benzo-3H-indole(TCI化薬
製)とをベンゼンに溶かす。80〜90℃で4〜8時間反応
させる。減圧濃縮して、メタノールで再結晶させ、淡灰
色の産物であるMBTIを得る。その収率は約75%で、融
点は約198℃である。
製)と2.38gの2,3,3-trimethyl indolenine(TCI化
薬製)とをベンゼンに溶かす。80〜85℃で4時間反応さ
せる。減圧濃縮して、酢酸エチルで再結晶させ、淡黄色
の産物であるBIIを得る。その収率は約85%で、融点
は約137℃である。
phenylformamidine(Lancaster化薬製)とを20mlの無水
酢酸中に置く。100〜120℃で2〜3時間反応させる。冷
却後に0.72gの過塩素酸ナトリウム水溶液を加えてか
ら、ジクロロメタンで溶解するとともに、水で数回洗浄
する。濃縮後に、エタノールで再結晶させて、BFEIを得
る。その収率は約72%で、融点は約190℃である。
ナトリウムとを約50mlの無水酢酸中に置く。100℃で1
〜3時間反応させる。冷却後に1.17gの過塩素酸ナトリ
ウム水溶液を加えてから、ジクロロメタンで溶解すると
ともに、水で数回洗浄する。濃縮して、エタノールで再
結晶させ、赤茶色の結晶であるシアニン(II) E03-SL1を
得る。その収率は約76%で、融点は約237℃であ
り、最大吸収波長λma x(EtOH)は、図1に示すよう
に、約571nmである。縦軸Abs.は、吸収係数を示す(以
下、同じ)。
例のシアニン2-[3-(1,3dihydro-1,1-dimethyl-3(4’-me
thoxycarbonyl)benzyl)-2H-benze[e]indol-2-ylidene]-
1-propenyl]1,1-dimethyl-3(4’--methoxycarbonyl)ben
zyl-1H-indolium perchlorate(E03-SL2)(III)構造
は、下記の化学式9で表されるものである。
む。1.89gの4-chloromethylbenzoyl chloride(TCI
化薬製)と、0.32gのメタノールとを取って25mlのベン
ゼンに溶かす。次に、0.791gのpyridineを滴下させ、4
5℃で1〜3時間反応させる。濾過濃縮して白色固体を
得るが、この白色固体をアセトンに溶かすとともに、1.
5gのヨウ化ナトリウムを加え、40℃で3〜5時間反応
させる。濾過濃縮してから、ジクロロメタンと水とで抽
出し、淡黄色の固体であるMIBを得る。その収率は約9
0%で、融点は約67℃である。
4,5-benzo-3H-indole(TCI化薬製)とベンゼンに溶
かす。80〜90℃で4〜8時間反応させる。減圧濃縮し
て、メタノールで再結晶させ、淡灰色の産物であるMBTI
を得る。その収率は約75%で、融点は約197℃であ
る。
thyl indolenine(TCI化薬製)とをベンゼンに溶か
す。80〜85℃で3〜6時間反応させる。減圧濃縮して、
酢酸エチルで再結晶させ、淡黄色の産物であるMBIIを得
る。その収率は約81%で、融点は約140℃である。
phenylformamidine(Lancaster化薬製)とを20mlの無水
酢酸中に置く。100〜120℃で2〜3時間反応させる。冷
却後に0.72gの過塩素酸ナトリウム水溶液を加えてか
ら、ジクロロメタンで溶解するとともに、水で数回洗浄
する。濃縮後に、エタノールで再結晶させて、BFEIを得
る。その収率は約72%で、融点は約190℃である。
ナトリウムとを約50mlの無水酢酸中に置く。100℃で1
〜3時間反応させる。冷却後に1.17gの過塩素酸ナトリ
ウム水溶液を加えてから、ジクロロメタンで溶解すると
ともに、水で数回洗浄する。濃縮して、エタノールで再
結晶させ、赤茶色の結晶であるシアニン(III) E03-SL2
を得る。その収率は約74%で、融点は約240℃であ
り、最大吸収波長λm ax(EtOH)は、図2に示すよう
に、約574nmである。
を追記型光ディスク(CD−R)製作に応用する時に
は、下記する化学式10で表されるシアニン(IV)1-
(4’’-methoxycarbonyl)benzyl-3,3-dimethyl-1’-
(4’’-methoxycarbonyl)benzyl-3’,3’- dimethyllin
do-2:2’-pentamethine perchlorate(E05)を感光色素と
して使用すれば、追記型光ディスクの反射率を向上させ
ることができる。
て、以下のステップを含む。1.89gの4-chloromethylbe
nzoyl chloride(TCI化薬製)と、0.32gのメタノー
ルを取って25mlのベンゼンに溶かす。次に、0.791gのp
yridineを滴下させ、45℃で1〜3時間反応させる。濾
過濃縮して白色固体を得るが、この白色固体をアセトン
に溶かすとともに、1.5gのヨウ化ナトリウムを加え、4
0℃で3〜5時間反応させる。濾過濃縮してから、ジク
ロロメタンと水とで抽出し、淡黄色の固体であるMIBを
得る。その収率は約90%で、融点は約67℃である。
indolenine(TCI化薬製)とをベンゼンに溶かす。8
0〜85℃で3〜6時間反応させる。減圧濃縮して、酢酸
エチルで再結晶させ、淡黄色の産物であるMBIIを得る。
その収率は約81%で、融点は約140℃である。
ルアルセヒドと1.64gの酢酸ナトリウムとを20mlの無水
酢酸中に置く。100℃で1〜3時間反応させる。冷却後
に1.41gの過塩素酸ナトリウム水溶液を加えてから、ジ
クロロメタンで溶解するとともに、水で数回洗浄する。
濃縮して、エタノールで再結晶させ、藍色の結晶(E05)
(IV)を得る。その収率は約74%で、融点は約201℃
であり、最大吸収波長λmax(EtOH)は、図3に示す
ように、約648nmである。
かるシアニンを追記型光ディスクに応用する場合、その
製造工程は、次の通りである。2.5gのこの発明にかか
るシアニン(II)と0.152gのシアニン(IV)とを2,2,3,3-
テトラフルオロプロパノール中に溶かして、100gの溶
液を調製する。スピンコートを利用してシアニン溶液を
基板上にコーティングするが、その工程は、以下の通り
である。
約1000〜2500Åとする。次に、厚さが約500〜1000Åの
反射層をその上にメッキするが、その材質を金、銀、ア
ルミニウム、クロムまたは、これらの合金とする。そし
て基板を別なブランク基板と貼り合わせて、高密度追記
型光ディスクとする。基板の貼り合わせ方法としては、
スピンコート法、スクリーン印刷法、ホットメルト法な
どがある。
記型光ディスクに対するテスト結果を示すと、この光デ
ィスクは、波長が630〜660nm付近の反射率が、いずれも
60%以上に達していることが分かった。
より開示したが、もとより、この発明を限定するための
ものではなく、当業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更
ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特
許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等
な領域を基準として定めなければならない。
度記録媒体用のシアニンは、波長が500〜650nmの
可視領域において極めて大きい吸収係数のシアニン(記
録層)を合成することができるので、高度な記録/再生
感度ならびにS/N値を備えるとともに、その化学安定
性および有機溶剤に対する溶解性を向上させることがで
きる。従って、産業上の利用価値が高い。
スペクトル図である。
スペクトル図である。
の吸収スペクトル図である。
製作に応用し、銀を反射層とした時の反射率スペクトル
図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 下記の化学式1で表されるシアニンであ
って、 【化1】 式中、R1をベンゼン環エステル基とし、R2をC1〜
C18のアルキル基またはベンゼン環エステル基とし、
X−を酸陰イオンとすることができる高密度記録媒体用
のシアニン。 - 【請求項2】 上記R1をベンゼン環エステル基とし、
上記R2をC1〜C 18のアルキル基またはベンゼン環
エステル基とすることができ、上記X−をハロゲンイオ
ン、アルキル硫酸陰イオン、アリールスルホン酸陰イオ
ン、過塩素酸陰イオン、TCNQ、PF6 −、BF4 −
のいずれかとすることができる請求項1記載の高密度記
録媒体用のシアニン。 - 【請求項3】 上記R1をベンゼン環エステル基とし、
上記R2を-C4H 9とし、上記X−をClO4 −と
し、下記の化学式2 【化2】 で表される請求項1記載の高密度記録媒体用のシアニ
ン。 - 【請求項4】 上記R1をベンゼン環エステル基とし、
上記R2をベンゼン環エステル基とし、上記X−をCl
O4 −とし、下記の化学式3 【化3】 で表される請求項1記載の高密度記録媒体用のシアニ
ン。 - 【請求項5】 上記高密度記録媒体の反射層が、金、
銀、アルミニウム、銅、クロムおよびその合金からなる
グループより選択されるものである請求項1記載の高密
度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項6】 上記シアニンが、2,2,3,3-テトラフルオ
ロプロパノールに溶解するものである請求項1記載の高
密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項7】 上記シアニンが、Diacetonalcohol(ジ
アセトンアルコール)に溶解するものである請求項1記
載の高密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項8】 上記シアニンが、ケトン類に溶解するも
のである請求項1記載の高密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項9】 上記シアニンが、アルコール類に溶解す
るものである請求項1記載の高密度記録媒体用のシアニ
ン。 - 【請求項10】 上記シアニンが、エーテル類に溶解す
るものである請求項1記載の高密度記録媒体用のシアニ
ン。 - 【請求項11】 上記シアニンが、クロロホルムに溶解
するものである請求項1記載の高密度記録媒体用のシア
ニン。 - 【請求項12】 上記シアニンが、ジクロロメチルに溶
解するものである請求項1記載の高密度記録媒体用のシ
アニン。 - 【請求項13】 上記シアニンが、ジメチルホルムアミ
ドに溶解するものである請求項1記載の高密度記録媒体
用のシアニン。 - 【請求項14】 高密度記録媒体に用いられるシアニン
溶液であって、請求項1に記載した化学式1のシアニン
(I)を含むとともに、前記した化学式1のシアニンの
重量パーセントを望ましくは前記溶液の総重量の約1〜
10%とするものである高密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項15】 上記シアニン溶液が、さらに、上記し
た化学式1のシアニン(I)に対する重量パーセントを
望ましくは約3.5〜5%とする 【化4】 で表される化学式4のシアニン(IV)を含むものである請
求項14記載の高密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項16】 上記高密度記録媒体に用いられるシア
ニン溶液であって、請求項1に記載した化学式1のシア
ニン(I)と、請求項14に記載した化学式4のシアニ
ン(IV)と、請求項6〜13に記載した溶剤とを含むとと
もに、前記した化学式1のシアニン(I)の重量パーセ
ントを望ましくは前記溶液の総重量の約0.5〜7%と
するものである高密度記録媒体用のシアニン。 - 【請求項17】 上記した化学式1のシアニン(I)の重
量パーセントが、望ましくは上記溶液の総重量の約1〜
3%である請求項16記載の高密度記録媒体用のシアニ
ン。
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