JP2007112748A - Chlorine-substituted porphyrin compound and method for producing chlorine-substituted porphyrin compound - Google Patents

Chlorine-substituted porphyrin compound and method for producing chlorine-substituted porphyrin compound Download PDF

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Tomoshi Ito
智志 伊藤
Shinji Aramaki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new chlorine-substituted porphyrin compound usable as dyes, semiconductors or intermediates therefor. <P>SOLUTION: The chlorine-substituted porphyrin compound has a structure represented by general formula (I). The method for producing the chlorine-substituted porphyrin compound comprises at least a step of chlorinating the meso-positions of a porphyrin compound using N-chlorosuccinimide. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、色素や半導体、或いはそれらを合成する中間体として用いることのできる、新規な塩素置換ポルフィリン化合物、及び、ポルフィリン化合物のメソ位を効率的に塩素化することができ、安全性にも優れた塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法に関する。   The present invention can efficiently chlorinate meso-positions of novel chlorine-substituted porphyrin compounds and porphyrin compounds that can be used as dyes, semiconductors, or intermediates for synthesizing them, and is also safer The present invention relates to a method for producing an excellent chlorine-substituted porphyrin compound.

ポルフィリン骨格を有する化合物(以下適宜「ポルフィリン化合物」と総称する。)は、ヘモグロビンや酵素、葉緑素などに含まれ、生体内で様々な機能を発現している色素である。近紫外から可視光、近赤外領域に強い吸収体を示し、光吸収により生じた励起状態を利用した光触媒、光ラジカル発生、光起電力、光電流、光セラピーなどの検討がなされている。また、大きなπ電子共役系は、固体状態で半導体としての特性を示すことも分かっており、トランジスタへの応用もデモンストレーションされている。   A compound having a porphyrin skeleton (hereinafter, collectively referred to as “porphyrin compound” as appropriate) is a pigment that is contained in hemoglobin, enzyme, chlorophyll, and the like and exhibits various functions in vivo. A strong absorber is shown in the near-ultraviolet to visible light and near-infrared regions, and studies have been made on photocatalysts, photoradical generation, photovoltaic power, photocurrent, phototherapy, etc. using excited states generated by light absorption. Large π-electron conjugated systems are also known to exhibit semiconductor properties in the solid state, and their application to transistors has also been demonstrated.

しかしながら、従来知られているポルフィリン化合物の殆どは、そのメソ位にベンゼン環を有するものであり、分子構造としては限定されたものであった。そのような構造の化合物は平面構造をとり得ない為、特に良好な平面性の要求される半導体への用途は期待されるものではなかった。   However, most of the conventionally known porphyrin compounds have a benzene ring at their meso position and have a limited molecular structure. Since a compound having such a structure cannot have a planar structure, it was not expected to be used for a semiconductor that requires particularly good planarity.

従って、新規な構造のポルフィリン化合物が求められているが、中でも、ポルフィリン化合物の一部を塩素化して得られる塩素置換ポルフィリン化合物は、それ自身に色素や半導体としての用途が期待される他、塩素原子を他の基(例えばフッ素原子や臭素原子等)で更に置換することにより、色素や半導体として有用な他のポルフィリン化合物を合成する中間体としての用途が期待される。   Accordingly, a porphyrin compound having a novel structure is demanded. Among them, a chlorine-substituted porphyrin compound obtained by chlorinating a part of the porphyrin compound is expected to be used as a dye or a semiconductor, By further substituting the atom with another group (for example, fluorine atom or bromine atom), the use as an intermediate for synthesizing another porphyrin compound useful as a dye or semiconductor is expected.

従来、ポルフィリン化合物のメソ位を塩素化する方法として、過酸化水素−塩酸を作用させる方法が知られているが(例えば特許文献1参照)、過酸化水素は−C=C−を酸化してしまう等の課題があり、広く利用できる方法ではなかった。   Conventionally, as a method of chlorinating the meso-position of a porphyrin compound, a method of allowing hydrogen peroxide-hydrochloric acid to act is known (see, for example, Patent Document 1). Hydrogen peroxide oxidizes —C═C—. However, it was not a widely available method.

Bonnett, R.; Gale, I. A. D., Stephenson, G. F. J. Chem. Soc. C, 1966年, pp.1600-1604Bonnett, R .; Gale, I. A. D., Stephenson, G. F. J. Chem. Soc. C, 1966, pp. 1600-1604

以上の背景から、ポルフィリン化合物の特定部位を効率的に塩素化することができ、且つ、安全性にも優れた方法と、それにより得られる、新規な構造の塩素置換ポルフィリン化合物が求められていた。   From the above background, a method capable of efficiently chlorinating a specific part of a porphyrin compound and having excellent safety, and a chlorine-substituted porphyrin compound having a novel structure obtained thereby have been demanded. .

本発明は、上述の背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、色素や半導体、或いはそれらを合成する際の中間体として用いることのできる、新規な塩素置換ポルフィリン化合物を提供すること、及び、ポルフィリン化合物のメソ位を効率的に塩素化することができ、安全性に優れた塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described background, and the object thereof is to provide a novel chlorine-substituted porphyrin compound that can be used as a dye, a semiconductor, or an intermediate in the synthesis thereof, And it is providing the manufacturing method of the chlorine substituted porphyrin compound which can chlorinate the meso position of a porphyrin compound efficiently and was excellent in safety | security.

本発明者らは鋭意検討の結果、N−クロロコハク酸イミドを用いることにより、ポルフィリン化合物のメソ位を効率的に且つ安全に塩素化することが可能となることを見出した。また、この手法を用いることにより、新規な構造を有する塩素置換ポルフィリン化合物を得ることができ、上記課題を効果的に解決できることを見出して本発明を完成させた。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that by using N-chlorosuccinimide, the meso position of the porphyrin compound can be efficiently and safely chlorinated. Moreover, it was found that by using this technique, a chlorine-substituted porphyrin compound having a novel structure can be obtained, and the above problems can be effectively solved, and the present invention has been completed.

即ち、本発明の要旨は、下記一般式(I)で表わされることを特徴とする、塩素置換ポルフィリン化合物に存する(請求項1)。

Figure 2007112748
(上記一般式(I)において、Q1〜Q4は各々独立に、水素原子又は塩素原子を表わすが、Q1〜Q4のうち少なくとも一つは塩素原子であり、R1〜R8は各々独立に、水素原子又は任意の置換基を表わすが、R1とR2、R3とR4、R5とR6、及び、R7とR8の組み合せのうちの少なくとも1組は互いに結合して、置換基を有していてもよい環を形成しており、Mは、金属原子又は2個の水素原子を表わす。) That is, the gist of the present invention resides in a chlorine-substituted porphyrin compound represented by the following general formula (I) (claim 1).
Figure 2007112748
(In the general formula (I), Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom or a chlorine atom, but at least one of Q 1 to Q 4 is a chlorine atom, and R 1 to R 8 are Each independently represents a hydrogen atom or an optional substituent, and at least one of the combinations of R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , and R 7 and R 8 is And bonded to form an optionally substituted ring, and M represents a metal atom or two hydrogen atoms.)

また、本発明の別の要旨は、N−クロロコハク酸イミドを用いて、ポルフィリン化合物のメソ位を塩素化する工程を少なくとも有することを特徴とする、塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法に存する(請求項2)。   Another gist of the present invention resides in a method for producing a chlorine-substituted porphyrin compound, characterized by having at least a step of chlorinating the meso position of the porphyrin compound using N-chlorosuccinimide (claim). 2).

ここで、塩素化により得られる塩素置換ポルフィリン化合物が、上記一般式(I)で表わされる塩素置換ポルフィリン化合物であることが好ましい(請求項3)。   Here, the chlorine-substituted porphyrin compound obtained by chlorination is preferably a chlorine-substituted porphyrin compound represented by the above general formula (I) (Claim 3).

本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、新規な構造を有し、色素や半導体、或いはそれらを合成する中間体としての用途が期待される。
また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法によれば、本発明の塩素置換ポルフィリンを含む、メソ位が塩素化された各種のポルフィリン化合物を効率的に製造することができ、且つ、安全性にも優れている。
The chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has a novel structure and is expected to be used as a dye, a semiconductor, or an intermediate for synthesizing them.
Further, according to the method for producing a chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention, various porphyrin compounds in which the meso position is chlorinated, including the chlorine-substituted porphyrin of the present invention, can be efficiently produced, and safety is ensured. Also excellent.

以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の説明に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々に変更して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following description, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

[I.塩素置換ポルフィリン化合物]
[I−1.塩素置換ポルフィリン化合物の構造]
本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、下記一般式(I)で表わされる構造を有することを特徴としている。
[I. Chlorine-substituted porphyrin compound]
[I-1. Structure of chlorine-substituted porphyrin compound]
The chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention is characterized by having a structure represented by the following general formula (I).

Figure 2007112748
Figure 2007112748

一般式(I)において、Q1〜Q4は各々独立に、水素原子又は塩素原子を表わす。但し、Q1〜Q4のうち少なくとも一つは塩素原子である。塩素原子の数は1以上であれば任意であり、Q1〜Q4のうち何れか一つのみが塩素原子であっても、二つ又は三つが塩素原子であっても、四つ全部が塩素原子であってもよい。また、Q1〜Q4のうち二つが塩素原子の場合、その位置の組み合せとしては、5,10−ジクロロ体と5,15−ジクロロ体の二種類があり得るが、何れであってもよい。 In the general formula (I), Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom or a chlorine atom. However, at least one of Q 1 to Q 4 is a chlorine atom. The number of chlorine atoms is arbitrary as long as it is 1 or more. Even if only one of Q 1 to Q 4 is a chlorine atom, two or three are chlorine atoms, all four are It may be a chlorine atom. Further, when two of Q 1 to Q 4 are chlorine atoms, there may be two kinds of combinations of positions, 5,10-dichloro form and 5,15-dichloro form, either of which may be used. .

一般式(I)において、Mは、金属原子又は2個の水素原子を表わす。金属原子としては、Zn、Cu、Fe、Ni、Co等の2価の金属、又は、Fe−X、Al−X、Ti=O、Si(X1)(X2)等の、3価以上の金属と他の原子とが結合した原子団などが挙げられる(なお、前記式中のX、X1、X2は、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等の1価の基を表わす。)。中でも、Cu、Zn等の2価の金属が好ましい。 In general formula (I), M represents a metal atom or two hydrogen atoms. The metal atom is a divalent metal such as Zn, Cu, Fe, Ni, or Co, or a trivalent or more such as Fe—X, Al—X, Ti═O, Si (X 1 ) (X 2 ), or the like. And an atomic group in which other metal is bonded to each other (in the above formula, X, X 1 and X 2 represent a monovalent group such as a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group). . Of these, divalent metals such as Cu and Zn are preferable.

一般式(I)において、R1〜R8は各々独立に、水素原子又は任意の置換基を表わす。但し、R1とR2、R3とR4、R5とR6、及び、R7とR8の組み合せのうち、少なくとも1組は互いに結合することにより環(以下この環を「核縮合環」と称する場合がある。)を形成する。中でも、対向する位置の2組が核縮合環を形成しているのが好ましく、4組全てが核縮合環を形成しているのが特に好ましい。 In general formula (I), R < 1 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or arbitrary substituents each independently. However, at least one of the combinations of R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , and R 7 and R 8 is bonded to each other to form a ring (hereinafter referred to as “nuclear condensation”). May be referred to as a “ring”. Among them, it is preferable that two pairs at opposite positions form a nuclear condensed ring, and it is particularly preferable that all four sets form a nuclear condensed ring.

核縮合環構造を有するポルフィリン化合物の中でも、環がπ共役した平面構造のものは、可視光領域に強い吸収帯を示すために、顔料或いは染料として優れた特性を示す。また、共役しない環構造のポルフィリン化合物は溶解性が高いことから、適当な溶媒に溶解させた溶液として、或いはポリマーに溶解させた固体として利用することができる。また、ビシクロ構造を有するポルフィリン化合物は、環が共役したポルフィリン化合物を製造する際の前駆体として用いることができる。   Among porphyrin compounds having a nuclear condensed ring structure, those having a planar structure in which the ring is π-conjugated exhibit a strong absorption band in the visible light region, and thus exhibit excellent properties as a pigment or dye. Moreover, since the porphyrin compound of the ring structure which is not conjugated has high solubility, it can be utilized as a solution dissolved in an appropriate solvent or as a solid dissolved in a polymer. Moreover, the porphyrin compound which has a bicyclo structure can be used as a precursor at the time of manufacturing the porphyrin compound which the ring has conjugated.

核縮合環の構造は特に限定されず、飽和環であっても不飽和環であってもよく、炭化水素環であっても複素環であってもよく、更には2以上の環が縮合していてもよいが、好ましくは5〜6員環の単環及びその2〜3縮合環である。この核縮合環があまり大きすぎると基本骨格に予期せぬ影響を与えるので、核縮合環の炭素数は通常20以下であることが好ましい。   The structure of the nuclear condensed ring is not particularly limited, and may be a saturated ring or an unsaturated ring, may be a hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, and more than one ring may be condensed. However, it is preferably a 5- to 6-membered monocycle and a 2-3 condensed ring thereof. If this nucleus condensed ring is too large, the basic skeleton is unexpectedly affected. Therefore, the number of carbon atoms in the nucleus condensed ring is usually preferably 20 or less.

核縮合環が、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、キノリン等の芳香環である場合、化合物全体が平面性を有するため、π共役系が広がりやすく半導体材料などに適するので好ましい。また、ビシクロ[2,2,2]オクタ−2,5−ジエン、ビシクロ[2,2,2]ヘプタ−2,5−ジエンのようなビシクロ環や、シクロヘキセン等などの飽和炭化水素環である場合、各種溶媒やポリマー類などへの溶解性が高まり、好ましい。特に、後述するような塗布プロセスにより有機半導体膜を形成するための前駆体、光セラピー、ポリマー材料への添加剤等の用途に適するので、好ましい。なお、これらの核縮合環は、更に後述する置換基を有していてもよい。   When the nuclear condensed ring is an aromatic ring such as benzene, naphthalene, anthracene, pyridine, quinoline, etc., the whole compound has planarity, which is preferable because the π-conjugated system is easily spread and suitable for semiconductor materials. Further, it is a bicyclo ring such as bicyclo [2,2,2] octa-2,5-diene or bicyclo [2,2,2] hepta-2,5-diene, or a saturated hydrocarbon ring such as cyclohexene. In this case, the solubility in various solvents and polymers is increased, which is preferable. In particular, it is preferable because it is suitable for uses such as a precursor for forming an organic semiconductor film by a coating process as described later, phototherapy, an additive to a polymer material, and the like. These nuclear condensed rings may further have a substituent described later.

1〜R8のうち核縮合環を形成するもの以外は、各々独立に、水素原子又は任意の置換基を表わす。R1〜R8が置換基の場合、その分子量があまり大きすぎると基本骨格に予期せぬ影響を与えるので、分子量が通常1000以下、中でも500以下、更には200以下であることが好ましい。置換基の分子量の下限は特になく、1以上である。 R 1 to R 8 other than those forming a nuclear condensed ring each independently represent a hydrogen atom or an arbitrary substituent. When R 1 to R 8 are substituents, if the molecular weight is too large, the basic skeleton is unexpectedly affected. Therefore, the molecular weight is usually 1000 or less, preferably 500 or less, and more preferably 200 or less. The lower limit of the molecular weight of the substituent is not particularly limited and is 1 or more.

1〜R8が置換基の場合、その例としては、以下のものが挙げられる。
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−へプチル基等の、置換されていてもよい炭素数1〜18の直鎖又は分岐のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等の、置換されていてもよい炭素数3〜18の環状アルキル基;ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等の、置換されていてもよい炭素数2〜18の直鎖又は分岐のアルケニル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の、置換されていてもよい炭素数3〜18の環状アルケニル基;プロピニル基、ヘキシニル基等の、置換されていてもよい炭素数2〜18の直鎖又は分岐のアルキニル基;2−チエニル基、2−ピリジル基、4−ピペリジル基、モルホリノ基等の、置換されていてもよい複素環基;フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基等の、置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の、置換されていてもよい炭素数7〜20のアラルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等の、置換されていてもよい炭素数1〜18の直鎖又は分岐のアルコキシ基;プロペニルオキシ基、ブテニルオキシ基、ペンテニルオキシ基等の、置換されていてもよい炭素数3〜18の直鎖又は分岐のアルケニルオキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基、n−プロピルチオ基、n−ブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基等の、置換されていてもよい炭素数1〜18の直鎖又は分岐のアルキルチオ基が挙げられる。
When R 1 to R 8 are substituents, examples thereof include the following.
An optionally substituted straight chain having 1 to 18 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, and an n-heptyl group; A branched alkyl group; an optionally substituted cyclic alkyl group having 3 to 18 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group; a substituted group such as a vinyl group, a propenyl group, and a hexenyl group An optionally substituted linear or branched alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms; an optionally substituted cyclic alkenyl group having 3 to 18 carbon atoms such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group; a propynyl group and a hexynyl group; An optionally substituted linear or branched alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms; 2-thienyl group, 2-pyridyl group, 4-piperidyl group, morpholy An optionally substituted heterocyclic group, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, etc., an optionally substituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms; a benzyl group, a phenethyl group, etc. Optionally substituted aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms; substituted with methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, etc. C1-C18 linear or branched alkoxy group which may be substituted; C3-C18 linear or branched alkenyloxy which may be substituted, such as propenyloxy group, butenyloxy group, pentenyloxy group, etc. Groups; methylthio groups, ethylthio groups, n-propylthio groups, n-butylthio groups, sec-butylthio groups, tert-butylthio groups, etc. It includes good linear or branched alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms.

他の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;ニトロ基;ニトロソ基;シアノ基;イソシアノ基;シアナト基;イソシアナト基;チオシアナト基;イソチオシアナト基;メルカプト基;ヒドロキシ基;ヒドロキシアミノ基;ホルミル基;スルホン酸基;カルボキシル基;−COR9で表わされるアシル基;−NR1011で表わされるアミノ基;−NHCOR12で表わされるアシルアミノ基;−NHCOOR13で表わされるカーバメート基;−COOR14で表わされるカルボン酸エステル基;−OCOR15で表わされるアシルオキシ基;−CONR1617で表わされるカルバモイル基;−SO218で表わされるスルホニル基;−SO2NR1920で表わされるスルファモイル基;−SO321で表わされるスルホン酸エステル基;−NHSO222で表わされるスルホンアミド基;−SOR23で表わされるスルフィニル基などが挙げられる。ここで、R9、R12、R13、R14、R15、R18、R21、R22、R23は各々独立に、置換されていてもよい炭化水素基、又は置換されていてもよい複素環基を表わし、R10、R11、R16、R17、R19、R20は各々独立に、水素原子、置換されていてもよい炭化水素基、置換されていてもよい複素環基の何れかを表わす。 Other specific examples include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom; nitro group; nitroso group; cyano group; isocyano group; cyanato group; isocyanato group; thiocyanato group; isothiocyanato group; hydroxyamino group; a formyl group; a sulfonic group; a carboxyl group; carbamate represented by -NHCOOR 13; acylamino group represented by -NHCOR 12; amino group represented by -NR 10 R 11; acyl group represented by -COR 9 A carboxylate group represented by —COOR 14 ; an acyloxy group represented by —OCOR 15 ; a carbamoyl group represented by —CONR 16 R 17 ; a sulfonyl group represented by —SO 2 R 18 ; —SO 2 NR 19 R sulfamoyl group represented by 20; Sur represented by -SO 3 R 21 Phosphate ester groups; -NHSO 2 sulfonamide group represented by R 22; etc. sulfinyl group represented by -SOR 23, and the like. Here, R 9 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 18 , R 21 , R 22 , R 23 are each independently a hydrocarbon group that may be substituted, or may be substituted. R 10 , R 11 , R 16 , R 17 , R 19 , R 20 each independently represents a hydrogen atom, an optionally substituted hydrocarbon group, or an optionally substituted heterocyclic ring Represents any of the groups.

このR9〜R23で表わされる炭化水素基とは、直鎖又は分岐のアルキル基、環状アルキル基、直鎖又は分岐のアルケニル基、環状アルケニル基、アラルキル基、アリール基等を表わす。中でも好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘプチル基等の炭素数1〜18の直鎖又は分岐のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等の炭素数3〜18の環状アルキル基;ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等の炭素数2〜18の直鎖又は分岐のアルケニル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数3〜18の環状アルケニル基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数7〜20のアラルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基等の炭素数6〜18のアリール基などが挙げられる。これらの基のアリール基部分は、前述のR1〜R8と同様の置換基によって更に置換されていてもよい。 The hydrocarbon group represented by R 9 to R 23 represents a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, a linear or branched alkenyl group, a cyclic alkenyl group, an aralkyl group, an aryl group, or the like. Among them, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, and an n-heptyl group is preferable. A cyclic alkyl group having 3 to 18 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and an adamantyl group; a linear or branched alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms such as a vinyl group, a propenyl group and a hexenyl group; C3-C18 cyclic alkenyl groups such as pentenyl group and cyclohexenyl group; C7-C20 aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group; C6 such as phenyl group, tolyl group, xylyl group and mesityl group -18 aryl groups and the like. The aryl group portion of these groups may be further substituted with the same substituent as R 1 to R 8 described above.

また、R9〜R23で表わされる複素環基は、4−ピペリジル基、モルホリノ基、2−モルホリニル基、ピペラジル基等の飽和複素環であっても、2−フリル基、2−ピリジル基、2−チアゾリル基、2−キノリル基等の芳香族複素環であってもよい。これらは複数のヘテロ原子を含んでいても、更に置換基を有していてもよく、また、その結合位置も特に制限されない。複素環として好ましい構造のものは、5〜6員環の飽和複素環、5〜6員環の単環及びその2縮合環の芳香族複素環である。 The heterocyclic group represented by R 9 to R 23 may be a saturated heterocyclic ring such as a 4-piperidyl group, a morpholino group, a 2-morpholinyl group, a piperazyl group, a 2-furyl group, a 2-pyridyl group, An aromatic heterocyclic ring such as a 2-thiazolyl group and a 2-quinolyl group may be used. These may contain a plurality of hetero atoms or may further have a substituent, and the bonding position thereof is not particularly limited. Preferred structures for the heterocyclic ring are a 5- or 6-membered saturated heterocyclic ring, a 5- or 6-membered monocyclic ring and an aromatic heterocyclic ring thereof.

前記R1〜R8が有し得る直鎖又は分岐のアルキル基、環状アルキル基、直鎖又は分岐のアルケニル基、環状アルケニル基、直鎖又は分岐のアルキニル基、直鎖又は分岐のアルコキシ基、直鎖又は分岐のアルキルチオ基、及びR9〜R23が示すアルキル基のアルキル鎖部分は、更に置換基を有し得るが、その置換基としては、例えば以下のようなものが挙げられる。 R 1 to R 8 may have a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, a linear or branched alkenyl group, a cyclic alkenyl group, a linear or branched alkynyl group, a linear or branched alkoxy group, The linear or branched alkylthio group and the alkyl chain portion of the alkyl group represented by R 9 to R 23 may further have a substituent, and examples of the substituent include the following.

メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基;メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、メトキシブトキシ基等の炭素数2〜12のアルコキシアルコキシ基;メトキシメトキシメトキシ基、メトキシメトキシエトキシ基、メトキシエトキシメトキシ基、メトキシメトキシエトキシ基、エトキシエトキシメトキシ基等の炭素数3〜15のアルコキシアルコキシアルコキシ基;フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜12のアリール基(これらは任意の置換基で更に置換されていてもよい。);フェノキシ基、トリルオキシ基、キシリルオキシ基、ナフチルオキシ基等の炭素数6〜12のアリールオキシ基;アリルオキシ基、ビニルオキシ基等の炭素数2〜12のアルケニルオキシ基等が例示される。   Alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group; methoxymethoxy group, ethoxymethoxy group, propoxymethoxy Groups, ethoxyethoxy groups, propoxyethoxy groups, methoxybutoxy groups, etc., alkoxyalkoxy groups having 2 to 12 carbon atoms; methoxymethoxymethoxy groups, methoxymethoxyethoxy groups, methoxyethoxymethoxy groups, methoxymethoxyethoxy groups, ethoxyethoxymethoxy groups, etc. An alkoxyalkoxyalkoxy group having 3 to 15 carbon atoms; an aryl group having 6 to 12 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group (which may be further substituted with any substituent); a phenoxy group , Tolyloxy group, xylyloxy Group, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms such as naphthyloxy group; allyloxy group, an alkenyloxy group having 2 to 12 carbon atoms such as vinyloxy groups.

更に、他の置換基として、2−チエニル基、2−ピリジル基、4−ピペリジル基、モルホリノ基等の複素環基;シアノ基;ニトロ基;ヒドロキシル基;アミノ基;N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の炭素数1〜10のアルキルアミノ基;メチルスルホニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、n−プロピルスルホニルアミノ基等の炭素数1〜6のアルキルスルホニルアミノ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;カルボキシル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル等の炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基;メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基等の炭素数2〜7のアルキルカルボニルオキシ基;メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、イソプロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基等の炭素数2〜7のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。   Further, as other substituents, heterocyclic groups such as 2-thienyl group, 2-pyridyl group, 4-piperidyl group, morpholino group; cyano group; nitro group; hydroxyl group; amino group; N, N-dimethylamino group An alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms such as N, N-diethylamino group; an alkylsulfonylamino group having 1 to 6 carbon atoms such as methylsulfonylamino group, ethylsulfonylamino group and n-propylsulfonylamino group; fluorine atom Halogen atoms such as chlorine atom and bromine atom; C2-C7 alkoxycarbonyl groups such as carboxyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl; methyl Carbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, n-propylcarbonyl group An alkylcarbonyloxy group having 2 to 7 carbon atoms such as a cis group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group; a methoxycarbonyloxy group, an ethoxycarbonyloxy group, an n-propoxycarbonyloxy group, an isopropoxycarbonyloxy group, Examples thereof include an alkoxycarbonyloxy group having 2 to 7 carbon atoms such as an n-butoxycarbonyloxy group.

本発明の塩素置換ポルフィリン化合物の具体例としては、以下の構造の化合物が挙げられる。但し、以下の化合物はあくまでも例示であり、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、以下の例に限定されるものではない。   Specific examples of the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention include compounds having the following structure. However, the following compounds are merely examples, and the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention is not limited to the following examples.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

[I−2.塩素置換ポルフィリン化合物の特性及び用途]
本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、核縮合環構造を有するとともに、そのメソ位が少なくとも一つの塩素原子により置換されているという、新規な構造を有する。そして、その構造に応じて、光学的機能、電気的機能、化学的機能等を有することが予想される。従って、色素や半導体としての用途や、それらを合成する中間体等、各種の用途が期待される。
[I-2. Characteristics and applications of chlorine-substituted porphyrin compounds]
The chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has a novel structure in which it has a nuclear condensed ring structure and its meso position is substituted with at least one chlorine atom. And it is anticipated that it has an optical function, an electrical function, a chemical function, etc. according to the structure. Therefore, various uses such as uses as dyes and semiconductors and intermediates for synthesizing them are expected.

例えば、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、近赤外〜可視〜近紫外光の波長領域に吸収帯を有するので、色素として用いることができる。具体的に、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、ポルフィリンに特有の400nm付近の強いSoret帯に加えて、可視光領域にそれよりも弱いQ帯を示す。特に、ベンゼン環やナフタレン環のような、π共役系が縮合した構造を有する場合には、このQ帯に対応する吸収帯が可視〜近赤外領域に強い吸収を示すという特徴を有する。従って、この色素としての特徴を利用すれば、染色の為の色素の他、インクジェットや熱転写等の記録、光ディスク等の記憶、ディスプレー等の光学フィルター等への応用が可能である。   For example, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has an absorption band in the near-infrared to visible to near-ultraviolet light wavelength region, and therefore can be used as a dye. Specifically, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention exhibits a weaker Q band in the visible light region in addition to the strong Soret band near 400 nm that is characteristic of porphyrin. In particular, when it has a structure in which a π-conjugated system is condensed, such as a benzene ring or a naphthalene ring, the absorption band corresponding to this Q band has a characteristic that it shows strong absorption in the visible to near infrared region. Therefore, if this characteristic as a dye is used, it can be applied to dyes for dyeing, recording such as ink jet and thermal transfer, storage of optical disks, optical filters such as displays, and the like.

また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物が、平面性の高いπ共役系の構造を有する場合には、有機半導体として用いることができる。有機半導体とは、電荷を運搬できる材料であり、不純物のドーピングや印加する電場により、半導体中のキャリア密度を制御することにより、種々の機能を発現するものである。例えば、整流素子やトランジスタ等が例として挙げられる。   Further, when the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has a π-conjugated structure with high planarity, it can be used as an organic semiconductor. An organic semiconductor is a material capable of transporting electric charges, and exhibits various functions by controlling the carrier density in the semiconductor by doping impurities or an applied electric field. For example, a rectifier element, a transistor, etc. are mentioned as an example.

また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、その強い光吸収帯を利用して、光機能材料として用いることができる。例としては、吸収された光により電荷分離を引き起こし機能する素子が挙げられる。この様な素子の具体例としては、太陽電池や光電変換素子(フォトダイオード)等が挙げられる。太陽電池は、金属や他の半導体との接合部分に生じる内部電界を利用して、光により電荷分離を引き起こし、これを外部に取り出すものである。また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、光の吸収により生じた励起状態を利用して、ラジカル発生剤を増感したり、直接励起状態からラジカルを発生させたりすることにより、光ラジカル発生剤としても用いることができる。   Further, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention can be used as an optical functional material by utilizing its strong light absorption band. An example is a device that functions by causing charge separation by absorbed light. Specific examples of such an element include a solar cell and a photoelectric conversion element (photodiode). A solar cell uses an internal electric field generated at a junction with a metal or another semiconductor to cause charge separation by light and take it out to the outside. In addition, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention utilizes a excited state generated by light absorption to sensitize a radical generator or generate a radical directly from the excited state, thereby generating a photo radical generator. Can also be used.

また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、塩素原子により置換された部分の高い反応性を利用して、メソ位に有用な置換基を導入することにより、各種の化合物を合成するための中間体として使用することができる。導入可能な置換基の例として、フッ素原子等が挙げられる。フッ素化反応には特殊な試薬や装置が必要な場合が多く、水素原子を直接置換してフッ素化を行なうことは通常は困難であるが、塩素原子で置換された本発明の塩素置換ポルフィリン化合物を用いれば、塩素原子をフッ素原子に置換する反応を用いて、容易にフッ素化物を得ることができる。塩素原子をフッ素原子に変換する方法としては、例えば、Comprehensive Organic Transformations, 2nd Edition, R. C. Larock 著, Weiley, 1999年, pp.671-672に記載されている方法を利用することができる。具体的な用途として、有機半導体のフッ素化により、そのHOMO(最高被占分子軌道)準位−LUMO(最低空分子軌道)準位を制御することに利用することができ、また、酸化電位を調整して半導体特性を変化させることにより、電極からの注入特性を改良したり、酸化に対する安定性を改良したり、更にはn型半導体を製造したりすることができる。   In addition, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention is an intermediate for synthesizing various compounds by introducing a useful substituent at the meso position utilizing the high reactivity of the moiety substituted with a chlorine atom. Can be used as Examples of the substituent that can be introduced include a fluorine atom. The fluorination reaction often requires special reagents and equipment, and it is usually difficult to perform fluorination by directly substituting a hydrogen atom, but the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention substituted with a chlorine atom Can be used to easily obtain a fluorinated product using a reaction in which a chlorine atom is replaced with a fluorine atom. As a method for converting a chlorine atom into a fluorine atom, for example, the method described in Comprehensive Organic Transformations, 2nd Edition, R. C. Larock, Weiley, 1999, pp.671-672 can be used. As a specific application, by fluorination of an organic semiconductor, it can be used to control its HOMO (highest occupied molecular orbital) level-LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) level, By adjusting and changing the semiconductor characteristics, it is possible to improve the injection characteristics from the electrodes, improve the stability against oxidation, and further manufacture an n-type semiconductor.

また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物が高い溶解性を示す構造の場合には、塗布プロセスにより成膜した後、より溶解性の低い色素や半導体に変換する等の使用法が考えられる。   Further, in the case where the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has a structure having high solubility, a method of use such as conversion to a less soluble dye or semiconductor after forming a film by a coating process can be considered.

[II.塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法]
本発明の塩素置換ポルフィリン化合物を合成する方法は任意であるが、好ましい例としては、N−クロロコハク酸イミド(N-chrolo succinimide:以下「NCS」と略称する場合がある。)を用いて、ポルフィリン化合物のメソ位を塩素化する工程(以下、適宜「NCS塩素化工程」と略称する。)を少なくとも有する方法(以下、これを「本発明の塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法」或いは単に「本発明の製造方法」という。)が挙げられる。以下、この本発明の製造方法について説明するが、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物を合成するための方法は、この本発明の製造方法に限定されるものではない。
[II. Method for producing chlorine-substituted porphyrin compound]
The method for synthesizing the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention is arbitrary, but a preferred example is porphyrin using N-chlorosuccinimide (hereinafter sometimes abbreviated as “NCS”). A method having at least a step of chlorinating the meso-position of the compound (hereinafter abbreviated as “NCS chlorination step” as appropriate) And a manufacturing method of Hereinafter, although the manufacturing method of this invention is demonstrated, the method for synthesize | combining the chlorine substituted porphyrin compound of this invention is not limited to this manufacturing method of this invention.

例えば、ビシクロポルフィリンのメソ位のうち一箇所をNCSにより塩素化して5−モノクロロビシクロポルフィリンを製造する場合、その反応過程は以下の反応式で表わされる。   For example, when 5-monochlorobicycloporphyrin is produced by chlorinating one of the meso positions of bicycloporphyrin with NCS, the reaction process is represented by the following reaction formula.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

なお、本発明の製造方法によれば、その製造対象は、上述の一般式(I)で表わされる一以上の核縮合環を有する塩素置換ポルフィリン化合物(即ち、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物)に限定されない。即ち、核縮合環の有無に関わらず、一以上のメソ位が塩素置換された各種の塩素置換ポルフィリン化合物を、本発明の製造方法により製造することが可能である。従って、以下の記載では特に断りのない限り、製造対象の塩素置換ポルフィリン化合物が本発明の塩素置換ポルフィリン化合物に制限されない(即ち、核縮合環の有無が特に限定されない)ものとして説明を行なう。   According to the production method of the present invention, the production object is a chlorine-substituted porphyrin compound having one or more nuclear condensed rings represented by the general formula (I) (that is, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention). It is not limited. That is, various chlorine-substituted porphyrin compounds in which one or more meso positions are substituted with chlorine can be produced by the production method of the present invention regardless of the presence or absence of a nuclear condensed ring. Therefore, unless otherwise specified, the following description will be made assuming that the chlorine-substituted porphyrin compound to be produced is not limited to the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention (that is, the presence or absence of a nuclear condensed ring is not particularly limited).

また、本発明の製造方法は、少なくとも上述のNCS塩素化工程を有していれば、その他の条件は特に制限されず、他の工程を追加する等、任意に変形を加えて実施することが可能である。以下の説明では、まず本発明の製造方法の特徴であるNCS塩素化工程について説明し、続いてその他の工程の追加や変形例等について説明する。   Further, the production method of the present invention is not particularly limited as long as it has at least the above-described NCS chlorination step, and may be carried out with arbitrary modifications such as adding other steps. Is possible. In the following description, the NCS chlorination process, which is a feature of the production method of the present invention, will be described first, followed by the addition of other processes and modified examples.

[II−1.NCS塩素化工程]
NCS塩素化工程は、上述のように、原料となるポルフィリン化合物(これを以下適宜「原料ポルフィリン化合物」という。)のメソ位をNCSにより塩素化する工程である。原料ポルフィリン化合物の構造は特に制限されず、製造対象の塩素置換ポルフィリン化合物の構造に応じて適宜選択すればよい。
[II-1. NCS chlorination process]
As described above, the NCS chlorination step is a step of chlorinating the meso position of a porphyrin compound as a raw material (hereinafter referred to as “raw porphyrin compound” as appropriate) with NCS. The structure of the raw material porphyrin compound is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the structure of the chlorine-substituted porphyrin compound to be manufactured.

例えば、上述の一般式(I)で表わされる塩素置換ポルフィリン化合物(即ち、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物)を合成する場合には、一般式(I)におけるQ1〜Q4の全部が水素原子であるポルフィリン化合物を、原料ポルフィリン化合物として用いればよい。 For example, when synthesizing the chlorine-substituted porphyrin compound represented by the above general formula (I) (that is, the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention), all of Q 1 to Q 4 in the general formula (I) are hydrogen atoms. What is necessary is just to use the porphyrin compound which is these as a raw material porphyrin compound.

また、核縮合環を有さない塩素置換ポルフィリン化合物を合成する場合には、例えば、下記一般式(II)で表わされるポルフィリン化合物を、原料ポルフィリン化合物として用いることができる。   Moreover, when synthesizing a chlorine-substituted porphyrin compound having no nuclear condensed ring, for example, a porphyrin compound represented by the following general formula (II) can be used as a raw material porphyrin compound.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

上記一般式(II)において、Mは、上記一般式(I)のMと同様である。
また、R1’〜R8’は各々独立に、水素原子又は任意の置換基を表わす。任意の置換基の例としては、上記一般式(I)のR1〜R8について先に説明した置換基と同様の置換基が挙げられる。
In the general formula (II), M is the same as M in the general formula (I).
R 1 ′ to R 8 ′ each independently represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent. Examples of optional substituents, same substituents described above for R 1 to R 8 in the general formula (I).

NCSの使用量を調整することによって、目的とする塩素置換ポルフィリン化合物の塩素置換数を制御することができる。例えば、原料ポルフィリン化合物1モルに対し、1モル当量程度のNCSを使用すれば、主に一塩素置換ポルフィリン化合物が得られ、2モル当量程度のNCSを使用すれば、主に二塩素置換ポルフィリン化合物が得られ、3モル当量程度のNCSを使用すれば、主に三塩素置換ポルフィリン化合物が得られ、4モル当量程度のNCSを使用すれば、主に四塩素置換ポルフィリン化合物が得られることになる。   By adjusting the amount of NCS used, the number of chlorine substitutions in the target chlorine-substituted porphyrin compound can be controlled. For example, if 1 mol equivalent of NCS is used per 1 mol of raw material porphyrin compound, a monochlorine-substituted porphyrin compound is mainly obtained, and if 2 mol equivalent of NCS is used, it is mainly a dichlorine substituted porphyrin compound. When about 3 molar equivalents of NCS are used, trichlorinated porphyrin compounds are mainly obtained, and when about 4 molar equivalents of NCS are used, mainly tetrachlorinated porphyrin compounds are obtained. .

塩素化反応は、通常は原料ポルフィリン化合物を溶媒に溶解させ、この溶液中で原料ポルフィリン化合物をNCSと接触させることにより行なう。NCSを反応系に加えるタイミングは特に制限されない。原料ポルフィリン化合物と一緒にNCSを溶媒中に加えて混合してもよく、原料ポルフィリン化合物を溶媒に溶解させてから、得られた溶液に対してNCSを加えて混合してもよい。   The chlorination reaction is usually carried out by dissolving a raw material porphyrin compound in a solvent and contacting the raw material porphyrin compound with NCS in this solution. The timing for adding NCS to the reaction system is not particularly limited. NCS may be added and mixed together with the raw material porphyrin compound in the solvent, or the raw material porphyrin compound may be dissolved in the solvent, and then NCS may be added to the resulting solution and mixed.

溶媒としては、原料ポルフィリン化合物を溶解可能なものであれば特に限定されるものではないが、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素類;トルエンやベンゼン、キシレンやクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル等のエステル類;ピリジン、キノリン等の含窒素有機溶媒類;エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類などが挙げられる。中でも、溶解性に優れているという点から、ハロゲン化炭化水素類が好ましい。これらの溶媒は何れか一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組成及び組み合わせで用いてもよい。   The solvent is not particularly limited as long as the raw material porphyrin compound can be dissolved, but halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, trichloroethane, and trichloroethylene; hexane, heptane, octane, isooctane, Aliphatic hydrocarbons such as nonane and decane; aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, xylene and chlorobenzene; lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc. Ketones; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate and methyl lactate; Nitrogen-containing organic solvents such as pyridine and quinoline; Ethers such as ethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; Dimethylformamide and di An amide such as chill acetamide and the like. Among these, halogenated hydrocarbons are preferable from the viewpoint of excellent solubility. Any one of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in any composition and combination.

塩素化反応時の条件は特に制限されないが、一般的には以下の通りである。
反応温度は、通常室温以上、好ましくは50℃以上である。反応温度が低すぎると反応速度が遅くなるおそれがある。一方、反応温度の上限は、用いる溶媒の沸点、原料ポルフィリン化合物の安定性等の条件に応じて適切に選択すればよいが、通常100℃以下、好ましくは80℃以下である。
The conditions during the chlorination reaction are not particularly limited, but are generally as follows.
The reaction temperature is usually room temperature or higher, preferably 50 ° C. or higher. If the reaction temperature is too low, the reaction rate may be slow. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature may be appropriately selected according to conditions such as the boiling point of the solvent used and the stability of the raw material porphyrin compound, but is usually 100 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower.

反応圧力は、通常は常圧で行なわれるが、種々の圧力条件で実施することも可能である。具体的に、減圧側は溶媒の蒸気圧との兼ね合いから、通常0.1気圧以上、また、高圧側は装置の問題から、通常10気圧以下の範囲で行なうことができる。   The reaction pressure is usually normal pressure, but can be carried out under various pressure conditions. Specifically, the pressure reduction side can be carried out usually in the range of 0.1 atm or more due to the vapor pressure of the solvent, and the high pressure side can usually be carried out in the range of 10 atm or less due to problems with the apparatus.

反応時間は反応温度や反応圧力等の条件によっても異なるが、通常1時間以上、好ましくは8時間以上、また、通常100時間以下、好ましくは72時間以下の範囲である。   Although the reaction time varies depending on conditions such as reaction temperature and reaction pressure, it is usually 1 hour or longer, preferably 8 hours or longer, and usually 100 hours or shorter, preferably 72 hours or shorter.

なお、塩素化反応時に、各種のクロマトグラフィーや核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance:以下適宜「NMR」と略する。)スペクトル測定等の通常の分析手段により、反応の進行状態をモニターしながら反応を行なうことにより、適切な反応時間を定めることが出来る。   During the chlorination reaction, the reaction is carried out while monitoring the progress of the reaction by various analytical methods such as various types of chromatography and nuclear magnetic resonance (hereinafter abbreviated as “NMR” where appropriate). By carrying out, an appropriate reaction time can be determined.

塩素化反応の終了後、得られた生成物を必要に応じて再結晶、再沈殿、カラムクロマトグラフィー、昇華法等の手法を用いて精製することにより、目的とする塩素置換ポルフィリン化合物を得ることができる。特に、得られた塩素置換ポルフィリン化合物を、不純物に敏感な半導体等の用途に供する場合には、高純度の塩素置換ポルフィリン化合物が必要になる。具体的には、生成物に含有される金属不純物が通常100ppm以下、中でも10ppm以下となるまで精製を行なうことが好ましい。   After completion of the chlorination reaction, the desired product can be obtained by purifying the obtained product using techniques such as recrystallization, reprecipitation, column chromatography, sublimation, etc., to obtain the desired chlorine-substituted porphyrin compound. Can do. In particular, when the obtained chlorine-substituted porphyrin compound is used for applications such as semiconductors sensitive to impurities, a high-purity chlorine-substituted porphyrin compound is required. Specifically, it is preferable to carry out purification until the metal impurities contained in the product are usually 100 ppm or less, particularly 10 ppm or less.

[II−2.脱エチレン反応工程]
芳香環が縮合した構造の塩素置換ポルフィリン化合物(例えば、塩素置換テトラベンゾポルフィリン等)を製造する場合には、対応する塩素置換ビシクロポルフィリン化合物を上述のNCS塩素化工程により合成した後、これを前駆体として更に脱エチレン反応を行なうことにより、目的とする塩素置換ポルフィリン化合物を得ることも可能である。
[II-2. Deethylene removal reaction process]
In the case of producing a chlorine-substituted porphyrin compound having a structure in which an aromatic ring is condensed (for example, chlorine-substituted tetrabenzoporphyrin), the corresponding chlorine-substituted bicycloporphyrin compound is synthesized by the above-mentioned NCS chlorination step, and is then used as a precursor. It is also possible to obtain the target chlorine-substituted porphyrin compound by further carrying out a deethylene reaction as a body.

例えば、5−モノクロロビシクロポルフィリンを前駆体として脱エチレン化反応を行なうことにより5−モノクロロテトラベンゾポルフィリンを製造する場合、その反応過程は以下の反応式で表わされる。   For example, when 5-monochlorotetrabenzoporphyrin is produced by carrying out a deethylenation reaction using 5-monochlorobicycloporphyrin as a precursor, the reaction process is represented by the following reaction formula.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

脱エチレン反応の手法は特に制限されず、公知の手法を用いて行なえばよい。例としては、前駆体となる塩素置換ビシクロポルフィリン化合物を、10Pa以下の真空条件下、又は、アルゴンガス等の不活性雰囲気下、通常100℃以上、好ましくは150℃以上、また、通常400℃以下、好ましくは300℃以下の高温に、通常1分以上、好ましくは3分以上、また、通常24時間以下、好ましくは12時間以下に亘って加熱することにより、脱エチレン化するという手法が挙げられる。   The method for the deethylene reaction is not particularly limited, and may be performed using a known method. As an example, a chlorine-substituted bicycloporphyrin compound as a precursor is usually 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, and usually 400 ° C. or lower under vacuum conditions of 10 Pa or less or in an inert atmosphere such as argon gas. The method of deethylenating by heating to a high temperature of preferably 300 ° C. or less, usually for 1 minute or more, preferably 3 minutes or more, and usually for 24 hours or less, preferably 12 hours or less. .

一般に、芳香環が縮合した構造のポルフィリン化合物は、溶媒に対する溶解性が低いことが多い。この場合に、まず溶解性の高い塩素置換ビシクロポルフィリン化合物を合成し、これを前駆体として脱エチレン化するというこの方法は、前駆体の合成や精製が容易である点、また、脱エチレン化反応がほぼ定量的に進行するという点から、高純度の塩素置換ポルフィリン化合物を得る上で都合がよい。   In general, porphyrin compounds having a structure in which aromatic rings are condensed often have low solubility in a solvent. In this case, this method of synthesizing a highly soluble chlorine-substituted bicycloporphyrin compound first and then deethylating it as a precursor is easy to synthesize and purify the precursor, and also to deethylenate the reaction. Is convenient for obtaining a high-purity chlorine-substituted porphyrin compound from the point that it proceeds almost quantitatively.

[II−3.金属塩接触工程]
塩素置換ポルフィリン金属錯体を製造する場合には、原料ポルフィリン化合物としてポルフィリン金属錯体を用い、これを上述のNCS塩素化工程により塩素化して製造してもよいが、原料ポルフィリン化合物として無金属ポルフィリン化合物を用い、これを上述のNCS塩素化工程により塩素化した後、得られた無金属塩素置換ポルフィリン化合物を金属塩と接触させることにより製造することも可能である。
[II-3. Metal salt contact process]
When producing a chlorine-substituted porphyrin metal complex, a porphyrin metal complex may be used as a raw material porphyrin compound and chlorinated by the NCS chlorination step described above. It can also be produced by chlorinating it by the NCS chlorination step described above and then contacting the resulting metal-free chlorine-substituted porphyrin compound with a metal salt.

後者の方法の例として、5−モノクロロビシクロポルフィリンを金属塩と接触させて5−モノクロロビシクロポルフィリン金属錯体を製造する場合、その反応過程は以下の反応式で表わされる。なお、下記反応式において、Mは任意の金属原子を表わし、XはMと塩を形成する原子又は原子団を表わす。   As an example of the latter method, when 5-monochlorobicycloporphyrin metal complex is produced by contacting 5-monochlorobicycloporphyrin with a metal salt, the reaction process is represented by the following reaction formula. In the following reaction formula, M represents an arbitrary metal atom, and X represents an atom or an atomic group that forms a salt with M.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

この場合、金属塩としては、目的とする金属元素の塩であって、NCS塩素化反応に使用した溶媒に溶解し易い塩(例えば金属の酢酸塩等)を選択すればよい。金属塩の使用量は、使用する金属塩の種類等によっても異なるが、通常は無金属塩素置換ポルフィリン化合物1モルに対し、1モル当量程度又は過剰量の金属塩を使用する。無金属塩素置換ポルフィリン化合物と金属塩との接触方法についても特に制限されない。上述のNCS塩素化工程によって無金属塩素置換ポルフィリン化合物を合成した後、その反応溶液に直接、金属塩を加えて混合してもよいが、高純度の金属塩を得るには、無金属体を取り出して精製した後に、金属を導入するのが好ましい。   In this case, as the metal salt, a salt of a target metal element that is easily dissolved in the solvent used in the NCS chlorination reaction (for example, a metal acetate or the like) may be selected. The amount of metal salt used varies depending on the type of metal salt used and the like, but usually about 1 molar equivalent or an excess amount of metal salt is used per 1 mol of the metal-free chlorine-substituted porphyrin compound. There is no particular limitation on the contact method between the metal-free chlorine-substituted porphyrin compound and the metal salt. After synthesizing a metal-free chlorine-substituted porphyrin compound by the NCS chlorination process described above, a metal salt may be added directly to the reaction solution and mixed. To obtain a highly pure metal salt, a metal-free body is used. It is preferred to introduce the metal after removal and purification.

[II−4.その他]
以上説明した本発明の製造方法によれば、NCSを用いてポルフィリン化合物のメソ位を塩素化することにより、従来の方法よりもより効率的且つ安全な手法で、塩素置換ポルフィリン化合物を製造することができる。
[II-4. Others]
According to the production method of the present invention described above, a chlorine-substituted porphyrin compound can be produced in a more efficient and safer manner than conventional methods by chlorinating the meso position of the porphyrin compound using NCS. Can do.

なお、上述の説明では、NCS塩素化工程の原料として、塩素無置換のポルフィリン化合物を行なうことを前提として説明したが、メソ位の一部が塩素置換されているポルフィリン化合物(一塩素置換〜三塩素置換ポルフィリン化合物)をNCS塩素化工程に供することにより、更に塩素置換を行なうことにより、より塩素置換数の多いポルフィリン化合物(二塩素置換〜四塩素置換ポルフィリン化合物)を製造することも可能である。   In the above description, it is assumed that a chlorine-free porphyrin compound is used as a raw material for the NCS chlorination process. However, a porphyrin compound in which a part of the meso position is substituted with chlorine (from one chlorine substitution to three chlorine substitutions). It is also possible to produce a porphyrin compound (dichlorine substituted to tetrachlorine substituted porphyrin compound) having a larger number of chlorine substitutions by subjecting the chlorine substituted porphyrin compound) to the NCS chlorination step and further performing chlorine substitution. .

以下、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

[実施例1:モノクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体]
遮光・アルゴン雰囲気下、ビシクロポルフィリン0.062g(0.10mmol)をクロロホルム15mlに溶解させた。これにN−クロロコハク酸イミド(NCS)0.014g(0.11mmol)を加え、還流下3日間攪拌した。反応終了後、反応液を順に飽和重曹水、水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄後、濃縮した。これを反応混合物のまま、クロロホルムとメタノールの混合溶媒(クロロホルム:メタノールの体積比9:1)10mlに溶解させてから、酢酸亜鉛二水和物0.439g(2.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応終了後、反応液を順に水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:クロロホルム)により精製し、乾燥することで、モノクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体が、赤紫色粉末として得られた(収量31mg、収率43%、原料回収量27mg)。
[Example 1: Monochlorobicycloporphyrin zinc complex]
Under light shielding and argon atmosphere, 0.062 g (0.10 mmol) of bicycloporphyrin was dissolved in 15 ml of chloroform. To this was added 0.014 g (0.11 mmol) of N-chlorosuccinimide (NCS), and the mixture was stirred under reflux for 3 days. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed successively with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine (once each) and concentrated. The reaction mixture was dissolved in 10 ml of a mixed solvent of chloroform and methanol (volume ratio of chloroform: methanol: 9: 1), and then 0.439 g (2.0 mmol) of zinc acetate dihydrate was added. Stir for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed in turn with water and saturated saline (each once), concentrated, purified by silica gel column chromatography (mobile phase: chloroform), and dried to obtain monochlorobicycloporphyrin. The zinc complex was obtained as a reddish purple powder (yield 31 mg, yield 43%, raw material recovery 27 mg).

得られた生成物について、質量スペクトル(mass spectrum:以下適宜「MS」と略する。)及びNMRスペクトルの測定を行なった。その結果をそれぞれ図1及び図2に示す。これらの結果から、生成物が下記化学式で表わされる構造のモノクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体であることが分かる。   The obtained product was measured for mass spectrum (hereinafter abbreviated as “MS” where appropriate) and NMR spectrum. The results are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. From these results, it can be seen that the product is a monochlorobicycloporphyrin zinc complex having a structure represented by the following chemical formula.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

[実施例2:ジクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体]
遮光・アルゴン雰囲気下、ビシクロポルフィリン0.062g(0.10mmol)をクロロホルム15mlに溶解させた。これにN−クロロコハク酸イミド(NCS)0.028g(0.22mmol)を加え、還流下3日間攪拌した。反応終了後、反応液を順に飽和重曹水、水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄後、濃縮した。これを反応混合物のまま、クロロホルムとメタノールの混合溶媒(クロロホルム:メタノールの体積比9:1)10mlに溶解させてから、酢酸亜鉛二水和物0.439g(2.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応終了後、反応液を順に水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:クロロホルム)により粗精製し、粗生成物を得た。これを更にGPCにより精製し、乾燥することで、ジクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体(5,10−二置換体、5,15−二置換体2種類の混合物)が、赤紫色粉末として得られた(収量24mg、収率32%、モノクロロ体副生量11mg、原料回収量17mg)。
[Example 2: Dichlorobicycloporphyrin zinc complex]
Under light shielding and argon atmosphere, 0.062 g (0.10 mmol) of bicycloporphyrin was dissolved in 15 ml of chloroform. To this, 0.028 g (0.22 mmol) of N-chlorosuccinimide (NCS) was added and stirred for 3 days under reflux. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed successively with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine (once each) and concentrated. The reaction mixture was dissolved in 10 ml of a mixed solvent of chloroform and methanol (volume ratio of chloroform: methanol 9: 1), and 0.439 g (2.0 mmol) of zinc acetate dihydrate was added. Stir for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed successively with water and saturated brine (each once), concentrated, and then roughly purified by silica gel column chromatography (mobile phase: chloroform) to obtain a crude product. This was further purified by GPC and dried to obtain a dichlorobicycloporphyrin zinc complex (a mixture of two types of 5,10-disubstituted and 5,15-disubstituted) as a reddish purple powder (yield) 24 mg, yield 32%, monochloro body by-product amount 11 mg, raw material recovery amount 17 mg).

得られた生成物について、MS及びNMRスペクトルの測定を行なった。その結果をそれぞれ図3及び図4に示す。これらの結果から、主生成物が下記化学式で表わされる構造のジクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体(5,10−二置換体、5,15−二置換体2種類の混合物)であることが分かる。   The resulting product was measured for MS and NMR spectra. The results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. From these results, it can be seen that the main product is a dichlorobicycloporphyrin zinc complex having a structure represented by the following chemical formula (a mixture of two types of 5,10-disubstituted and 5,15-disubstituted).

Figure 2007112748
Figure 2007112748

Figure 2007112748
Figure 2007112748

[実施例3:テトラクロロビシクロポルフィリン]
遮光・アルゴン雰囲気下、ビシクロポルフィリン0.062g(0.10mmol)をクロロホルム15mlに溶解させた。これにN−クロロコハク酸イミド(NCS)0.056g(0.44mmol)を加え、還流下3日間攪拌した。反応終了後、反応液を順に飽和重曹水、水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄後、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:クロロホルム)により精製することで、テトラクロロビシクロポルフィリンが得られた(収量53mg、収率70%)。
[Example 3: Tetrachlorobicycloporphyrin]
Under light shielding and argon atmosphere, 0.062 g (0.10 mmol) of bicycloporphyrin was dissolved in 15 ml of chloroform. N-chlorosuccinimide (NCS) 0.056g (0.44mmol) was added to this, and it stirred under recirculation | reflux for 3 days. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed successively with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine (once each) and concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (mobile phase: chloroform) to obtain tetrachlorobicycloporphyrin (yield 53 mg, yield 70%).

得られた生成物について、NMRスペクトル、MS及び吸収スペクトルの測定を行なった。その結果をそれぞれ図5、図6及び図7に示す。これらの結果から、主生成物が下記化学式で表わされる構造のテトラクロロビシクロポルフィリンであることが分かる。図7の吸収スペクトルにおいて、可視光領域に強い吸収帯が見られることから、得られたテトラクロロビシクロポルフィリンは、色素材料として有望であることが分かる。   The obtained product was measured for NMR spectrum, MS and absorption spectrum. The results are shown in FIGS. 5, 6 and 7, respectively. From these results, it is understood that the main product is tetrachlorobicycloporphyrin having a structure represented by the following chemical formula. In the absorption spectrum of FIG. 7, since a strong absorption band is seen in the visible light region, it can be seen that the obtained tetrachlorobicycloporphyrin is promising as a dye material.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

[実施例4:テトラクロロテトラベンゾポルフィリン]
実施例5で得られたポルフィリン化合物(テトラクロロビシクロポルフィリン)の粉末約2mgを、真空ポンプによる真空減圧下、200℃で10分間加熱することにより、構造を変換し、下記化学式で表わされる構造のテトラクロロテトラベンゾポルフィリンを得た(収量2mg、収率100%)。なお、生成物の構造の確認は、NMRスペクトル、TOF−MS、UVスペクトルを測定して行なった。
[Example 4: Tetrachlorotetrabenzoporphyrin]
About 2 mg of the porphyrin compound (tetrachlorobicycloporphyrin) powder obtained in Example 5 was heated at 200 ° C. for 10 minutes under a vacuum reduced pressure by a vacuum pump to convert the structure, and the structure represented by the following chemical formula: Tetrachlorotetrabenzoporphyrin was obtained (yield 2 mg, yield 100%). The product structure was confirmed by measuring NMR spectrum, TOF-MS, and UV spectrum.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

得られたテトラクロロテトラベンゾポルフィリンについて、吸収スペクトルを測定した。測定結果を図8に示す。494nmに強く鋭い吸収帯が見られることから、このテトラクロロテトラベンゾポルフィリンは、この波長帯域の光をカットするフィルターの材料としての用途が期待される。   The absorption spectrum was measured about the obtained tetrachlorotetrabenzoporphyrin. The measurement results are shown in FIG. Since a strong and sharp absorption band is observed at 494 nm, this tetrachlorotetrabenzoporphyrin is expected to be used as a filter material that cuts off light in this wavelength band.

[実施例5:テトラクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体]
遮光・アルゴン雰囲気下、ビシクロポルフィリン0.062g(0.10mmol)をクロロホルム15mlに溶解させた。これにN−クロロコハク酸イミド(NCS)0.056g(0.44mmol)を加え、還流下3日間攪拌した。反応終了後、反応液を順に飽和重曹水、水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄後、濃縮した。これを反応混合物のまま、クロロホルムとメタノールの混合溶媒(クロロホルム:メタノールの体積比9:1)10mlに溶解させてから、酢酸亜鉛二水和物0.439g(2.0mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応終了後、反応液を順に水、飽和食塩水(各1回)を用いて洗浄し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(移動相:クロロホルム)により精製することで、下記化学式で表わされる構造のテトラクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体が得られた(収量58mg、収率70%)。
[Example 5: Tetrachlorobicycloporphyrin zinc complex]
Under light shielding and argon atmosphere, 0.062 g (0.10 mmol) of bicycloporphyrin was dissolved in 15 ml of chloroform. N-chlorosuccinimide (NCS) 0.056g (0.44mmol) was added to this, and it stirred under recirculation | reflux for 3 days. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed successively with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine (once each) and concentrated. The reaction mixture was dissolved in 10 ml of a mixed solvent of chloroform and methanol (volume ratio of chloroform: methanol 9: 1), and 0.439 g (2.0 mmol) of zinc acetate dihydrate was added. Stir for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution is washed successively with water and saturated saline (once each), concentrated, and purified by silica gel column chromatography (mobile phase: chloroform) to obtain a structure represented by the following chemical formula. Of tetrachlorobicycloporphyrin zinc complex was obtained (yield 58 mg, yield 70%).

Figure 2007112748
Figure 2007112748

得られた化合物について吸収スペクトルを測定した。測定結果を図9に示す。442nmに強く鋭い吸収帯が見られることから、得られたテトラクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体は、この波長帯域の光をカットするフィルターの材料としての用途が期待される。   The absorption spectrum was measured about the obtained compound. The measurement results are shown in FIG. Since a strong and sharp absorption band is observed at 442 nm, the obtained tetrachlorobicycloporphyrin zinc complex is expected to be used as a filter material for cutting light in this wavelength band.

[実施例6:テトラクロロテトラベンゾポルフィリン亜鉛錯体]
実施例5で得られたポルフィリン化合物(テトラクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体)の粉末約2mgを、真空ポンプによる真空減圧下、200℃で10分間加熱して変換することにより、テトラクロロテトラベンゾポルフィリン亜鉛錯体を得た。なお、生成物の構造の確認は、NMRスペクトル、TOF−MS、UVスペクトルを測定して行なった。
[Example 6: Tetrachlorotetrabenzoporphyrin zinc complex]
By converting about 2 mg of the powder of the porphyrin compound (tetrachlorobicycloporphyrin zinc complex) obtained in Example 5 by heating at 200 ° C. for 10 minutes under vacuum reduced pressure by a vacuum pump, the tetrachlorotetrabenzoporphyrin zinc complex is converted. Got. The product structure was confirmed by measuring NMR spectrum, TOF-MS, and UV spectrum.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

得られたテトラクロロテトラベンゾポルフィリン亜鉛錯体について吸収スペクトルを測定した。測定結果を図10に示す。479nmに強く鋭い吸収帯が見られることから、このテトラクロロテトラベンゾポルフィリン亜鉛錯体は、この波長帯域の光をカットするフィルターの材料としての用途が期待される。   The absorption spectrum of the resulting tetrachlorotetrabenzoporphyrin zinc complex was measured. The measurement results are shown in FIG. Since a strong and sharp absorption band is observed at 479 nm, this tetrachlorotetrabenzoporphyrin zinc complex is expected to be used as a filter material for cutting light in this wavelength band.

[実施例7:モノ及びジ−クロロオクタエチルポルフィリン]
遮光・アルゴン雰囲気下、オクタエチルポルフィリン(アルドリッチ社製)0.114g(0.20mmol)をクロロホルムに溶解させた。これにN−クロロコハクイミド0.028g(0.22mmol)を加え、還流下3日間還流撹拌した。反応終了後、反応液を順に飽和重曹水、水、飽和食塩水(各一回)を用いて洗浄後、濃縮した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:ヘキサン=9:1)により精製することで、下記化学式で表わされる構造の5−クロロオクタエチルポルフィリン0.068g(収率56%)と5,15−ジクロロオクタエチルポルフィリン0.012g(収率11%)が得られた。
[Example 7: Mono- and di-chlorooctaethylporphyrin]
Under light shielding and argon atmosphere, 0.114 g (0.20 mmol) of octaethylporphyrin (manufactured by Aldrich) was dissolved in chloroform. To this, 0.028 g (0.22 mmol) of N-chlorosuccinimide was added, and the mixture was refluxed and stirred for 3 days. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed successively with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, water, and saturated brine (one time each), and concentrated. This was purified by silica gel column chromatography (chloroform: hexane = 9: 1) to give 0.068 g (yield 56%) of 5-chlorooctaethylporphyrin having a structure represented by the following chemical formula and 5,15-dichloroocta 0.012 g (yield 11%) of ethyl porphyrin was obtained.

Figure 2007112748
Figure 2007112748

Figure 2007112748
Figure 2007112748

更に、NCSの分量を倍にした他は、上述と同様の条件で合成を行なうことにより、5−クロロオクタエチルポルフィリン0.024g(収率20%)と5,15−ジクロロオクタエチルポルフィリン0.060g(収率46%)が得られた。   Furthermore, except that the amount of NCS was doubled, 0.024 g of 5-chlorooctaethylporphyrin (yield 20%) and 5,15-dichlorooctaethylporphyrin 0. 060 g (yield 46%) was obtained.

得られたモノ及びジ−クロロオクタエチルポルフィリンについて、NMRスペクトル、吸収スペクトル及びMSの測定を行なった。モノクロロオクタエチルポルフィリンのNMRスペクトル、吸収スペクトル及びMSの測定結果をそれぞれ図11〜13に示す。また、ジクロロオクタエチルポルフィリンのNMRスペクトル、吸収スペクトル及びMSの測定結果をそれぞれ図14〜16に示す。   The obtained mono- and di-chlorooctaethylporphyrin were measured for NMR spectrum, absorption spectrum and MS. The NMR spectrum, absorption spectrum, and MS measurement results of monochlorooctaethylporphyrin are shown in FIGS. Moreover, the NMR spectrum, absorption spectrum, and MS measurement result of dichlorooctaethylporphyrin are shown in FIGS.

[実施例8:有機FET]
実施例3で得られたポルフィリン化合物(テトラクロロビシクロポルフィリン)を用いて、膜厚300nmの酸化膜を形成したN型のシリコン(Si)基板(Sbドープ、抵抗率0.02Ω・cm以下、住友金属工業社製)上に、フォトリソグラフィーで長さ(L)10μm、幅(W)500μmのギャップを有する金電極(ソース、ドレイン電極)を形成した。また、この電極と異なる位置の酸化膜を削り取ってむき出しになったSi部分にクロムを蒸着して、この部分をシリコン基板に電圧を印加するためのゲート電極として利用した。
[Example 8: Organic FET]
Using the porphyrin compound (tetrachlorobicycloporphyrin) obtained in Example 3, an N-type silicon (Si) substrate on which an oxide film having a thickness of 300 nm is formed (Sb dope, resistivity 0.02 Ω · cm or less, Sumitomo Gold electrodes (source and drain electrodes) having a gap with a length (L) of 10 μm and a width (W) of 500 μm were formed on the metal industry). Further, chromium was deposited on an exposed Si portion by scraping an oxide film at a position different from that of this electrode, and this portion was used as a gate electrode for applying a voltage to the silicon substrate.

実施例3で得られたポルフィリン化合物7mgをクロロホルム1mLに溶解し、これを上述の基板上にスピンコートすることにより、良好な膜を得た。その後、180℃で5分間加熱処理することにより、電極を形成した基板上に半導体膜を作製した。   7 mg of the porphyrin compound obtained in Example 3 was dissolved in 1 mL of chloroform, and this was spin-coated on the above-mentioned substrate to obtain a good film. Then, the semiconductor film was produced on the board | substrate with which the electrode was formed by heat-processing for 5 minutes at 180 degreeC.

こうして得られたFET(電界効果トランジスタ)素子の電気特性を、Agilent社製半導体パラメータアナライザ4155Cを用いて評価した結果、FET特性を示し、その飽和移動度は2.3×10-6cm2/V・sであった。 As a result of evaluating the electric characteristics of the FET (field effect transistor) element thus obtained using a semiconductor parameter analyzer 4155C manufactured by Agilent, the FET characteristics were shown, and the saturation mobility was 2.3 × 10 −6 cm 2 / V · s.

本発明の塩素置換ポルフィリン化合物は、優れた光学的機能、電気的機能、化学的機能等を有することから、色素や半導体としての用途や、それらの中間体としての用途等、各種用途において好適に使用することができる。
また、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法によれば、本発明の塩素置換ポルフィリン化合物を含む各種の塩素置換ポルフィリン化合物を効率的に製造できることから、色素や半導体、或いはその中間体となるポルフィリン化合物を製造する用途において、好適に使用することが可能である。
Since the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention has excellent optical functions, electrical functions, chemical functions, etc., it is suitably used in various applications such as applications as dyes and semiconductors, and applications as intermediates thereof. Can be used.
Further, according to the method for producing a chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention, various chlorine-substituted porphyrin compounds including the chlorine-substituted porphyrin compound of the present invention can be efficiently produced, so that a porphyrin serving as a dye, a semiconductor, or an intermediate thereof It can be used suitably in the use which manufactures a compound.

実施例1で得られたモノクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体のMSである。2 is an MS of monochlorobicycloporphyrin zinc complex obtained in Example 1. 実施例1で得られたモノクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of the monochlorobicycloporphyrin zinc complex obtained in Example 1. 実施例2で得られたジクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体のMSである。2 is an MS of the dichlorobicycloporphyrin zinc complex obtained in Example 2. 実施例2で得られたジクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of the dichlorobicycloporphyrin zinc complex obtained in Example 2. 実施例3で得られたテトラクロロビシクロポルフィリンのMSである。4 is an MS of tetrachlorobicycloporphyrin obtained in Example 3. 実施例3で得られたテトラクロロビシクロポルフィリンのNMRスペクトルである。3 is an NMR spectrum of tetrachlorobicycloporphyrin obtained in Example 3. 実施例3で得られたテトラクロロビシクロポルフィリンの吸収スペクトルである。4 is an absorption spectrum of tetrachlorobicycloporphyrin obtained in Example 3. 実施例4で得られたテトラクロロテトラベンゾポルフィリンの吸収スペクトルである。4 is an absorption spectrum of tetrachlorotetrabenzoporphyrin obtained in Example 4. 実施例5で得られたテトラクロロビシクロポルフィリン亜鉛錯体の吸収スペクトルである。6 is an absorption spectrum of a tetrachlorobicycloporphyrin zinc complex obtained in Example 5. 実施例6で得られたテトラクロロテトラベンゾポルフィリン亜鉛錯体の吸収スペクトルである。4 is an absorption spectrum of a tetrachlorotetrabenzoporphyrin zinc complex obtained in Example 6. 実施例7で得られたモノクロロオクタエチルポルフィリンのNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of monochlorooctaethylporphyrin obtained in Example 7. 実施例7で得られたモノクロロオクタエチルポルフィリンの吸収スペクトルである。4 is an absorption spectrum of monochlorooctaethylporphyrin obtained in Example 7. 実施例7で得られたモノクロロオクタエチルポルフィリンMSのである。It is the monochlorooctaethyl porphyrin MS obtained in Example 7. 実施例7で得られたジクロロオクタエチルポルフィリンのNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of dichlorooctaethylporphyrin obtained in Example 7. 実施例7で得られたジクロロオクタエチルポルフィリンの吸収スペクトルである。4 is an absorption spectrum of dichlorooctaethylporphyrin obtained in Example 7. 実施例7で得られたジクロロオクタエチルポルフィリンのMSである。4 is an MS of dichlorooctaethylporphyrin obtained in Example 7.

Claims (3)

下記一般式(I)で表わされる
ことを特徴とする、塩素置換ポルフィリン化合物。
Figure 2007112748
(上記一般式(I)において、
1〜Q4は各々独立に、水素原子又は塩素原子を表わすが、Q1〜Q4のうち少なくとも一つは塩素原子であり、
1〜R8は各々独立に、水素原子又は任意の置換基を表わすが、R1とR2、R3とR4、R5とR6、及び、R7とR8の組み合せのうちの少なくとも1組は互いに結合して、置換基を有していてもよい環を形成しており、
Mは、金属原子又は2個の水素原子を表わす。)
A chlorine-substituted porphyrin compound represented by the following general formula (I):
Figure 2007112748
(In the above general formula (I),
Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom or a chlorine atom, and at least one of Q 1 to Q 4 is a chlorine atom,
R 1 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, and among the combinations of R 1 and R 2 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , and R 7 and R 8 At least one pair of the above is bonded to each other to form an optionally substituted ring,
M represents a metal atom or two hydrogen atoms. )
N−クロロコハク酸イミドを用いて、ポルフィリン化合物のメソ位を塩素化する工程を少なくとも有する
ことを特徴とする、塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法。
A method for producing a chlorine-substituted porphyrin compound, comprising at least a step of chlorinating a meso position of a porphyrin compound using N-chlorosuccinimide.
塩素化により得られる塩素置換ポルフィリン化合物が、請求項1記載の塩素置換ポルフィリン化合物である
ことを特徴とする、請求項2記載の塩素置換ポルフィリン化合物の製造方法。
The method for producing a chlorine-substituted porphyrin compound according to claim 2, wherein the chlorine-substituted porphyrin compound obtained by chlorination is the chlorine-substituted porphyrin compound according to claim 1.
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