JP2004315789A - シアニン化合物、光学フィルター及び光学記録材料 - Google Patents
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Abstract
Description
上記一般式(I)で表される本発明のシアニン化合物において、R1及びR2で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、イソヘプチル、第三ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、第三オクチル、2−エチルヘキシル等が挙げられ、炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メチルオキシ、エチルオキシ、イソプロピルオキシ、プロピルオキシ、ブチルオキシ、ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ等が挙げられ、炭素数6〜30のアリール含有基としては、フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、4−ビニルフェニル、3−イソプロピルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−ブチルフェニル、4−イソブチルフェニル、4−第三ブチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシル)フェニル、4−ステアリルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,4−ジ第三ブチルフェニル、2,5−ジ第三ブチルフェニル、2,6−ジ−第三ブチルフェニル、2,4−ジ第三ペンチルフェニル、2,5−ジ第三アミルフェニル、2,5−ジ第三オクチルフェニル、2,4−ジクミルフェニル、シクロヘキシルフェニル、ビフェニル、2,4,5−トリメチルフェニル、ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等が挙げられ、R3で表される炭素数1〜8で表されるアルキル基、炭素数6〜30のアリール基としては、R1と同様の基が挙げられる。
窒素置換した反応フラスコに、スクエア酸0.088mol、1−ブタノール60g及びトルエン30gを仕込み、生成する水を除去しながら110℃で還流した。理論量の水を除去した後、更に窒素ガスを吹き込みながら溶媒を20ml留去した。系内にスクエア酸が存在しないことを確認後、溶媒を完全に除去し、スクエア酸のジブチルエステル(前記〔化9〕における(1))を収率100%で得た。窒素置換した反応フラスコに、2−メチルインドリウム誘導体のヨウ素塩0.053mol、トリエチルアミン0.079mol及びエタノール86gを仕込み、室温で攪拌し、均一に混合した後、室温でスクエア酸のジブチルエステルを0.053mol滴下した。更に室温で5時間攪拌後、静置して得られた結晶をメタノールで洗浄し、中間体a(前記〔化9〕における(2)に相当)を収率86%で得た。窒素置換した反応フラスコに、上記の中間体a;0.039mol、酢酸104g及び水52gを仕込み、100℃で5時間還流させた。反応液を濃縮乾固させて得られた固体を酢酸エチルで洗浄し、中間体b(前記〔化9〕における(3)に相当)を収率83%で得た。窒素置換した反応フラスコに、中間体b;0.012mol、インドール誘導体0.012mol、1−ブタノール27g及びトルエン13.5gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体bのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.1を収率85%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.83;s;6)、(3.86;s;3)、(4.00;s;3)、(6.11;s;1)、(7.31−7.43;m;3)、(7.51−7.55;t;1)、(7.61−7.66;t;2)、(7.72;7.74;d;1)、(8.45;s;1)、(8.70−8.72;d;2)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
1604、1499、1458、1414、1297、1228、1090、1061
[3]CHN元素分析(理論値 C:78.5%、H:5.80%、N:7.32%)
C:78.3%、H:5.78%、N:7.30%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;587nm、ε;1.76×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
281℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、上記製造例1と同様の操作により得た中間体b;0.006mol、インドール誘導体0.006mol、1−ブタノール13g及びトルエン6.5gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体bのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.2を収率30%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.86;s;6)、(3.88;s;3)、(6.14;s;1)、(7.28−7.35;m;2)、(7.44−7.48;t;1)(7.56−7.58;d;2)、(7.67−7.69;d;1)、(7.75−7.77;d;1)、(8.42;s;1)、(8.71−8.73;d;1)(12.36;s;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
1597、1499、1476、1456、1436、1417、1315、1196、1179、1116、1063
[3]CHN元素分析(理論値 C:78.2%、H:5.47%、N:7.60%)
C:78.2%、H:5.44%、N:7.51%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;578nm、ε;1.41×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
286℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、2−メチルインドリウム誘導体のトルエンスルホン酸塩0.044mol、トリエチルアミン0.066mol及びエタノール74gを仕込み、室温で攪拌し、均一に混合した後、上記製造例1と同様にして得たスクエア酸のジブチルエステル0.044molを室温で滴下した。更に室温で5時間攪拌後、静置して得られた結晶をメタノールで洗浄し、中間体c(前記〔化9〕における(2)に相当)を収率79%で得た。窒素置換した反応フラスコに、上記中間体c;0.034mol、酢酸120g及び水60gを仕込み、100℃で5時間還流させた。反応液を濃縮乾固させて得られた固体を酢酸エチルで洗浄し、中間体d(前記〔化9〕における(3)に相当)を収率40%で得た。窒素置換した反応フラスコに、中間体d;0.0056mol、インドール誘導体0.0056mol、1−ブタノール26g及びトルエン13.0gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体dのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.4を収率30%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.85−2.11;m;8)(2.4−2.75;m;2)(3.98;s;3)、(3.27;s;3)、(6.32;s;1)、(7.26−7.30;t;1)、(7.34−7.37;t;1)、(7.57−7.60;d;1)、(7.69−7.73;t;1)、(7.83−7.86;t;1)、(7.97−8.00;d;1)、(8.24−8.30;m;3)、(8.43−8.45;d;1)、(8.67−8.69;d;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
3450、1601、1490、1469、1440、1349、1317、1231、1100、1093、1078
[3]CHN元素分析(理論値 C:81.3%、H:5.97%、N:5.93%)
C:81.1%、H:5.95%、N:5.89%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;607nm、ε;1.01×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
259℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、2−メチルインドリウム誘導体のヨウ素塩0.030mol、トリエチルアミン0.045mol及びエタノール45gを仕込み、室温で攪拌し、均一に混合した後、上記製造例1と同様にして得たスクエア酸のジブチルエステル0.030molを室温で滴下した。更に室温で5時間攪拌後、静置して得られた結晶をメタノールで洗浄し、中間体e(前記〔化9〕における(2)に相当)を収率64%で得た。窒素置換した反応フラスコに、上記中間体e;0.018mol、酢酸60g及び水30gを仕込み、100℃で5時間還流させた。反応液を濃縮乾固させて得られた固体を酢酸エチルで洗浄し、中間体f(前記〔化9〕における(3)に相当)を収率70%で得た。窒素置換した反応フラスコに、中間体f;0.006mol、インドール誘導体0.006mol、1−ブタノール28g及びトルエン14gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体fのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.5を収率61%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.09−1.11;d;6)、(1.69−1.75;m;2)、(1.82−1.90;m+s;7)、(4.03;s;3)、(4.34−4.38;t;2)、(6.15;s;1)、(7.33−7.45;m;3)、(7.53−7.57;t;1)、(7.62−7.66;m;2)、(7.75−7.77;d;1)、(8.47;s;1)、(8.72−8.73;d;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
3434、1600、1495、1452、1415、1306、1287、1230、1196、1092、1063
[3]CHN元素分析(理論値 C:79.4%、H:6.89%、N:6.39%)
C:79.0%、H:6.87%、N:6.35%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;587nm、ε;1.88×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
271℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、上記製造例1と同様の操作により得た中間体b;0.01mol、インドール誘導体0.01mol、1−ブタノール28g及びトルエン14gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体bのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.14を収率92%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.84;s;6)、(3.23;s;3)、(3.84;s;3)、(3.85;s;3)、(6.08;s;1)、(7.24−7.33;m;2)、(7.39−7.42;t;1)、(7.52−7.58;m;2)、(7.62−7.64;d;1)、(7.71−7.73;d;1)、(9.01−9.03;d;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
1600、1480、1453、1428、1392、1296、1210、1087、1068
[3]CHN元素分析(理論値 C:78.8%、H:6.10%、N:7.07%)
C:78.5%、H:6.05%、N:7.07%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;602nm、ε;1.79×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
287℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、上記製造例1と同様の操作により得た中間体b;0.006mol、インドール誘導体0.006mol、1−ブタノール13g及びトルエン6.5gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体bのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.22を収率88%で得た。
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.85;s;6)、(3.13;s;3)、(3.87;s;3)、(6.10;s;1)、(7.04−7.9;m;1)、(7.38−7.45;m;2)、(7.53−7.57;t;1)、(7.65−7.67;d;1)、(7.73−7.75;d;1)、(8.75−8.78;d;1)、(12.3;s;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
1598、1567、1452、1425、1374、1350、1291、1241、1201、1156、1097、1072、1000
[3]CHN元素分析(理論値 C:75.0%、H:5.29%、N:7.00%)
C:74.7%、H:5.32%、N:7.02%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;590nm、ε;1.49×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
295℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、上記製造例1と同様の操作により得た中間体b;0.0038mol、インドール誘導体0.0038mol、1−ブタノール34g及びトルエン17gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体bのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄した後、160℃で真空乾燥を行い、目的物である化合物No.26を収率60%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(1.76;s;6)、(3.74;s;3)、(3.82;s;3)、(6.04;s;1)、(7.30−7.34;t;1)、(7.37−7.43;m;2)、(7.50−7.54;m;6)、(7.63−7.64;d;1)、(7.65−7.66;d;1)、(7.70−7.72;d;1)(8.86−8.88;d;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
1604、1573、1475、1456、1436、1380、1348、1294、1243、1218、1195、1091、1066、1018
[3]CHN元素分析(理論値 C:81.2%、H:5.72%、N:6.11%)
C:81.5%、H:5.69%、N:6.13%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;606nm、ε;1.45×105
[5]分解温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
273℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、2−イソアミルインドリウム誘導体のヨウ素塩0.090mol、トリエチルアミン0.135mol及びエタノール135gを仕込み、室温で攪拌し、均一に混合した後、室温で上記の製造例1と同様にして得たスクエア酸のジブチルエステルを0.090mol滴下した。更に室温で5時間攪拌後、静置して得た結晶をメタノールで洗浄し、中間体g(前記〔化9〕における(2)に相当)を収率60%で得た。窒素置換した反応フラスコに、上記の中間体g;0.050mol、酢酸180g及び水90gを仕込み、100℃で5時間還流させた。反応液を濃縮乾固させた固体を酢酸エチルで洗浄し、中間体h(前記〔化9〕における(3)に相当)を収率70%で得た。窒素置換した反応フラスコに、中間体h;0.012mol、インドール誘導体0.013mol、イソアミルアルコール17g及びトルエン17gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体hのピークが消失するまで反応を行った。室温まで冷却した後、反応液に酢酸エチルを加えて析出させた結晶を濾取し、これをシリカゲルカラムで精製して、目的物であるシアニン化合物No.65を収率47%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(CDCl3溶媒)
(ピークトップケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(0.95−0.97;d;6)(1.04−1.06;d;6)(1.59−1.76;m+m;4)(1.78−1.80;m+m;2)(1.83;s;6)(4.01−4.12;t;2)(4.15−4.19;t;2)(6.14;s;1)(7.08−7.10;d;1)(7.20−7.39;m;5)(7.41−7.43;d;1)(8.38;s;1)(8.80−8.82;m;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
2958、2919、2869、1601、1576、1493、14571393、1352、1308、1288、1237、1190、11071080、1063
[3]CHN元素分析(理論値 C:81.1%、H:7.76%、N:5.66%)
C:82.1%、H:7.80%、N:5.80%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;590nm、ε;1.90×105
[5]融点(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
221℃;ピークトップ
窒素置換した反応フラスコに、上記製造例8と同様の操作により得た中間体hを0.010mol、インドール誘導体0.011mol、1−ブタノール14g及びトルエン14gを仕込み、80〜85℃で窒素を吹き込み、溶媒を留出させながら、HPLCで中間体hのピークが消失するまで反応を行った。反応液を濃縮した残渣をシリカゲルカラムにより粗精製して得た結晶について、さらに酢酸エチル用いて再結晶を行い、目的物であるシアニン化合物No.66を収率53%で得た。
(分析結果)
[1]1H−NMR(DMSO溶媒)
(ピークトップのケミカルシフトppm;多重度;プロトン数)
(0.99−1.01;d;6)(1.60−1.16;q;2)(1.75−1.80;s+m;7)(3.92;s;3)(4.26−4.30;t;2)(6.08;s;1)(7.27−7.32;d;1)(7.32−7.36;t;1)(7.41−7.46;t;1)(7.51−7.59;d+d;2)(7.66−7.68;d;1)(8.35;s;1)(8.68;s;1)
[2]IR吸収(4000−1000cm-1の間での特に大きな吸収)
2958、2924、2868、1611、1572、1498、14581352、1316、1267、1238、1197、1101、1065
[3]CHN元素分析(理論値 C:73.6%、H:6.18%、N:5.92%)
C:74.0%、H:6.24%、N:6.01%
[4]UV吸収測定(クロロホルム溶媒)
λmax;584nm、ε;1.78×105
[5]融点温度(TG−DTA:100ml/分窒素気流中、昇温10℃/分)
252℃;ピークトップ
上記製造例で得られた化合物(表1参照)及び以下に示す比較化合物1〜3について、20℃でのエチルメチルケトンへの溶解性を評価した。評価は、化合物濃度0.1〜0.3質量%の範囲において0.05質量%刻みで行い、溶解するか、不溶であるかを観察した。結果を表1に示す。
化合物No.1又は比較化合物3:10mg、ポリカーボネート10質量%クロロホルム溶液(商品名:KEL-GEF;タキロン社製):150mg及びクロロホルム3000mgを混合した溶液を、20×20mmのガラス板上に1500rpm、60秒でスピンコートして試験片を作成した。得られた試験片についてUV吸収スペクトルを測定した後、該試験片を熱風循環式乾燥機中120℃で保存し、加熱保存開始から41時間後に再びUV吸収スペクトルを測定した。その結果、加熱保存前のUV吸収スペクトルのλmaxでの吸光度に対する加熱保存後の吸光度残率は、化合物No.1を用いた試験片は83%であったのに対して、比較化合物3を用いた試験片は50%であり、本発明のシアニン化合物は耐熱性に優れることが確認された。
エチルメチルケトンと2,2,3,3−テトラフルオロプロパン−1−オールとの体積比1:1の混合溶媒を用いて、表2に記載の試験化合物の1質量%溶液を調製した。この溶液を用いて、20×20mmのポリカーボネート板上に2000rpm、60秒でスピンコートを行い試験片を作成した。得られた試験片についてUV吸収スペクトルを測定した後、該試験片に55000ルクスの光を照射し、照射前のUV吸収スペクトルのλmaxでの吸光度に対する照射後の吸光度残率が50%になるまでの時間を測定した。結果を表2に示す。
下記の配合をプラストミルで260℃、5分間溶融混練した。混練後、直径6mmのノズルから押出し水冷却ペレタイザーで色素含有ペレットを得た。このペレットを電気プレスを用いて250℃で0.25mm厚の薄板に成形した。この薄板を(株)日立製作所スペクトロフォトメーターU−3010で測定したところ、λmaxが588nmで、半値巾が29nmであり、光学フィルターとして好適であることが確認された。
ユーピロンS−3000 100g
(三菱瓦斯化学(株)製;ポリカーボネート樹脂)
化合物No.1 0.01g
下記の配合にてUVワニスを作成し、易密着処理した188ミクロン厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、該UVワニスをバーコーター#9により塗布した後、80℃で30秒乾燥させた。その後、赤外線カットフィルムフィルター付き高圧水銀灯にて紫外線を100mJ照射し、硬化膜厚約5ミクロンのフィルムを得た。このフィルムを(株)日立製作所スペクトロフォトメーターU−3010で測定したところ、λmaxが590nmで半値巾が29nmであり、光学フィルターとして好適であることが確認された。
アデカオプトマーKRX−571−65 100g
(旭電化工業(株)製UV硬化樹脂、樹脂分80重量%)
化合物No.3 0.5g
メチルエチルケトン 60g
下記の配合にてバインダー組成物を作成し、易密着処理した188ミクロン厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに、該バインダー組成物をバーコーター#9により塗布し、80℃で30秒乾燥した。その後、このフィルムを0.9mm厚アルカリガラス板に100℃で熱圧着し、ガラス板とPETフィルムとの間のバインダー層に光吸収性色素を含有するPET保護ガラス板を作成した。これらのPET保護ガラス板について(株)日立製作所スペクトロフォトメーターU−3010で測定したところ、λmax及び半値巾の結果から、これらのPET保護ガラス板は、いずれも光学フィルターとして好適であることが確認された。結果を表3に記載する。
アデカアークルズR−103 100g
(旭電化工業(株)製アクリル樹脂系バインダー、樹脂分50重量%)
試験化合物(表3に記載) 0.1g
前記評価例3と同様にして試験片を作成し、該試験片について薄膜の透過UVスペクトルと入射角5°の反射光のUVスペクトルを測定した。測定結果を表4に示す。なお、表4における反射光の650nmの強度は、反射光のλmaxの強度に対する相対強度である。
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