JP2007522121A - 直接合成によるテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの製造方法 - Google Patents

直接合成によるテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの製造方法 Download PDF

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Abstract

次の意味の置換基:R、R′は相互に無関係に水素;場合により置換されたアルキル又はシクロアルキル、アリール又はヘタリール;R1は水素又はアルキル;R2は水素;アルキル;場合により置換されたアリール又はヘタリールのテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミド(I)を、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド(II)を、塩基安定性の、高沸点の有機溶剤及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属含有の塩基の存在で、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド(III)(式中、Xは水素、臭素又は塩素を表す)と反応させることによる製造方法。

Description

本発明は、一般式I
Figure 2007522121
[式中、変数は、次の意味を有する:
R、R′は、相互に無関係に、水素;
1〜C30−アルキル、前記アルキルの炭素鎖は1つ又は複数の原子団−O−、−S−、−NR1−、−CO−及び/又は−SO2−で中断されていてもよく、かつシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(これはC1〜C18−アルキル又はC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)、及び/又は1個の窒素原子を介して結合した5員〜7員の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有していてもよくかつ芳香族であってもよい)により1箇所又は数箇所置換されていてもよく;
5〜C8−シクロアルキル、前記シクロアルキルの炭素骨核は1つ又は複数の原子団−O−、−S−及び/又は−NR1−により中断されていてもよくかつ/又はC1〜C6−アルキルにより1箇所又は数箇所置換されていてもよい;
アリール又はヘタリール、これらはC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、ハロゲン、−CONHR2及び/又はアリールアゾ又はヘタリールアゾ(これらはそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ又はシアノにより置換されていてもよい)により1箇所又は数箇所置換されていてもよい;
1は、水素又はC1〜C6−アルキル;
2は、水素;C1〜C18−アルキル;アリール又はヘタリール(これらはそれぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、カルボキシ又はシアノにより置換されていてもよい)]
のテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの新規製造方法に関する。
テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドは、公知のように、電磁スペクトルの長波長側の赤色領域で吸収を示しかつ長波長側の赤色〜近赤外線領域で蛍光発光を示す顔料及び蛍光色素として適している。
Chem. Eur. J. 3, p. 219 225 (1997)では、5−ブロモアセナフテンキノンから出発して複数の反応工程:ケタール化、ボロン酸への変換、Suzukiカップリング反応での9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドとの反応による9−(4−アセナフトキノニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドの生成、テトラカルボン酸イミド無水物への酸化、ジイミドへのイミド化及びテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドへの脱水環化を有する製造方法が製造されている。
N,N′−ジアルキル置換されたテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドは、Heterocycles 56, p. 331 340 (2002)により、N−アルキル−9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドを、9−トリブチルスズ誘導体へ反応させ、これを次いでN−アルキル−4−ハロゲンナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドとカップリングさせて相応する9−(4−ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドにし、これから再び脱水環化によりテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドを製造することによって得られる。
この公知の製造方法は一連の欠点を有する:毒性のスズ化合物及び/又は強塩基が大量に使用され、反応時間は極めて長く、及び/又は全体の収率は50%を下回る。
従って、本発明の根底をなす課題は、前記欠点を取り除き、有利に経済的にテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドを製造することができる方法を提供することであった。
従って、一般式I
Figure 2007522121
[式中、変数は前記した意味を表す]のテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの製造方法において、一般式II
Figure 2007522121
のペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドを、耐塩基性の、高沸点の有機溶剤の存在で、かつアルカリ金属含有の又はアルカリ土類金属含有の塩基の存在で、一般式III
Figure 2007522121
[式中、Xは水素、臭素又は塩素を表す]のナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドと反応させることを特徴とする方法が見出された。
式I〜IIIにおいて出現する全てのアルキル基は直鎖又は分枝鎖であってもよい。アルキル基が置換されている場合に、前記アルキル基は一般に1又は2個の置換基を有する。
置換されているシクロアルキル基及び芳香族基は、一般に3個まで、有利に1個又は2個の記載された置換基を有していてもよい。
適当な基R、R′、R1、R2及びR3(もしくはそれらの置換基)の例として次に詳細に記載する:
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、ヘキシル、2−メチルペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、オクチル、2−エチルヘキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル及びエイコシル(上記の名称のイソオクチル、イソノニル、イソデシル及びイソトリデシルは慣用名であり、オキソ合成により得られたアルコールから由来する);
メトキシメチル、2−メトキシエチル、2−エトキシエチル、2−プロポキシエチル、2−イソプロポキシエチル、2−ブトキシエチル、2−及び3−メトキシプロピル、2−及び3−エトキシプロピル、2−及び3−プロポキシプロピル、2−及び3−ブトキシプロピル、2−及び4−メトキシブチル、2−及び4−エトキシブチル、2−及び4−プロポキシブチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサオクチル、4,8−ジオキサノニル、3,7−ジオキサオクチル、3,7−ジオキサノニル、4,7−ジオキサオクチル、4,7−ジオキサノニル、2−及び4−ブトキシブチル、4,8−ジオキサデシル、3,6,9−トリオキサデシル、3,6,9−トリオキサウンデシル、3,6,9−トリオキサドデシル、3,6,9,12−テトラオキサトリデシル及び3,6,9,12−テトラオキサテトラデシル;
メチルチオメチル、2−メチルチオエチル、2−エチルチオエチル、2−プロピルチオエチル、2−イソプロピルチオエチル、2−ブチルチオエチル、2−及び3−メチルチオプロピル、2−及び3−エチルチオプロピル、2−及び3−プロピルチオプロピル、2−及び3−ブチルチオプロピル、2−及び4−メチルチオブチル、2−及び4−エチルチオブチル、2−及び4−プロピルチオブチル、3,6−ジチアヘプチル、3,6−ジチアオクチル、4,8−ジチアノニル、3,7−ジチアオクチル、3,7−ジチアノニル、2−及び4−ブチルチオブチル、4,8−ジチアデシル、3,6,9−トリチアデシル、3,6,9−トリチアウンデシル、3,6,9−トリチアドデシル、3,6,9,12−テトラチアトリデシル及び3,6,9,12−テトラチアテトラデシル;
2−モノメチル−及び2−モノエチルアミノエチル、2−ジメチルアミノエチル、2−及び3−ジメチルアミノプロピル、3−モノイソプロピルアミノプロピル、2−及び4−モノプロピルアミノブチル、2−及び4−ジメチルアミノブチル、6−メチル−3,6−ジアザヘプチル、3,6−ジメチル−3,6−ジアザヘプチル、3,6−ジアザオクチル、3,6−ジメチル−3,6−ジアザオクチル、9−メチル−3,6,9−トリアザデシル、3,6,9−トリメチル−3,6,9−トリアザデシル、3,6,9−トリアザウンデシル、3,6,9−トリメチル−3,6,9−トリアザウンデシル、12−メチル−3,6,9,12−テトラアザトリデシル及び3,6,9,12−テトラメチル−3,6,9,12−テトラアザトリデシル;
プロパン−2−オン−1−イル、ブタン−3−オン−1−イル、ブタン−3−オン−2−イル及び2−エチルペンタン−3−オン−1−イル;
2−メチルスルホニルエチル、2−エチルスルホニルエチル、2−プロピルスルホニルエチル、2−イソプロピルスルホニルエチル、2−ブチルスルホニルエチル、2−及び3−メチルスルホニルプロピル、2−及び3−エチルスルホニルプロピル、2−及び3−プロピルスルホニルプロピル、2−及び3−ブチルスルホニルプロピル、2−及び4−メチルスルホニルブチル、2−及び4−エチルスルホニルブチル、2−及び4−プロピルスルホニルブチル及び4−ブチルスルホニルブチル;
シアノメチル、2−シアノエチル、3−シアノプロピル、2−メチル−3−エチル−3−シアノプロピル、7−シアノ−7−エチルヘプチル及び4,7−ジメチル−7−シアノヘプチル;
メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペントキシ、イソペントキシ、ネオペントキシ、tert−ペントキシ及びヘキソキシ;
カルバモイル、メチルアミノカルボニル、エチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ブチルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、ヘキシルアミノカルボニル、ヘプチルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、ノニルアミノカルボニル、デシルアミノカルボニル及びペンチルアミノカルボニル;
塩素、臭素及びヨウ素;
フェニルアゾ、2−ナフチルアゾ、2−ピリジルアゾ及び2−ピリミジニルアゾ;
フェニル、1−及び2−ナフチル、2−及び3−ピリル、2−、3−及び4−ピリジル、2−、4−及び5−ピリミジル、3−、4−及び5−ピラゾリル、2−、4−及び5−イミダゾリル、2−、4−及び5−チアゾリル、3−(1,2,4−トリアジル)、2−(1,3,5−トリアジル)、6−キナルジル、3−、5−、6−及び8−キノリニル、2−ベンゾオキサゾリル、2−ベンゾチアゾリル、5−ベンゾチアジアゾリル、2−及び5−ベンズイミダゾリル及び1−及び5−イソキノリル;
2−、3−及び4−メチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジメチルフェンイル、2,4,6−トリメチルフェニル、2−、3−及び4−エチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジエチルフェニル、2,4,6−トリエチルフェニル、2−、3−及び4−プロピルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジプロピルフェニル、2,4,6−トリプロピルフェニル、2−、3−及び4−イソプロピルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−イソトリプロピルフェニル、2−、3−及び4−ブチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジブチルフェニル、2,4,6−トリブチルフェニル、2−、3−及び4−イソブチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジイソブチルフェニル、2,4,6−トリイソブチルフェニル、2−、3−及び4−secブチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジ−sec−ブチルフェニル及び2,4,6−トリ−sec−ブチルフェニル、2−、3−及び4−tert−ブチルフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジ−tert−ブチルフェニル、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェニル;2−、3−及び4−メトキシフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジメトキシフェニル、2,4,6−トリメトキシフェニル、2−、3−及び4−エトキシフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジエトキシフェニル、2,4,6−トリエトキシフェニル、2−、3−及び4−プロポキシフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジプロポキシフェニル、2−、3−及び4−イソプロポキシフェニル、2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジイソプロポキシフェニル及び2−、3−及び4−ブトキシフェニル;2−、3−及び4−クロロフェニル、及び2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジクロロフェニル、;2−、3−及び4−ヒドロキシフェニル及び2,3−、2,4−、2,5−、3,5−及び2,6−ジヒドロキシフェニル;2−、3−及び4−シアノフェニル;3−及び4−カルボキシフェニル;3−及び4−カルボキシアミドフェニル、3−及び4−N−メチルカルボキシアミドフェニル及び3−及び4−N−エチルカルボキシアミドフェニル;3−及び4−アセチルアミノフェニル、3−及び4−プロピオニルアミノフェニル及び3−及び4−ブチリルアミノフェニル;3−及び4−N−フェニルアミノフェニル、3−及び4−N−(o−トリル)アミノフェニル、3−及び4−N−(m−トリル)アミノフェニル及び3−及び4−N−(p−トリル)アミノフェニル;3−及び4−(2−ピリジル)アミノフェニル、3−及び4−(3−ピリジル)アミノフェニル、3−及び4−(4−ピリジル)アミノフェニル、3−及び4−(2−ピリミジル)アミノフェニル及び4−(4−ピリミジル)アミノフェニル;
4−フェニルアゾフェニル、4−(1−ナフチルアゾ)フェニル、4−(2−ナフチルアゾ)フェニル、4−(4−ナフチルアゾ)フェニル、4−(2−ピリジルアゾ)フェニル、4−(3−ピリジルアゾ)フェニル、4−(4−ピリジルアゾ)フェニル、4−(2−ピリミジルアゾ)フェニル、4−(4−ピリミジルアゾ)フェニル及び4−(5−ピリミジルアゾ)フェニル;
シクロペンチル、2−及び3−メチルシクロペンチル、2−及び3−エチルシクロペンチル、シクロヘキシル、2−、3−及び4−メチルシクロヘキシル、2−、3−及び4−エチルシクロヘキシル、3−及び4−プロピルシクロヘキシル、3−及び4−イソプロピルシクロヘキシル、3−及び4−ブチルシクロヘキシル、3−及び4−sec−ブチルシクロヘキシル、3−及び4−tert−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、2−、3−及び4−メチルシクロヘプチル、2−、3−及び4−エチルシクロヘプチル、3−及び4−プロピルシクロヘプチル、3−及び4−イソプロピルシクロヘプチル、3−及び4−ブチルシクロヘプチル、3−及び4−sec−ブチルシクロヘプチル、3−及び4−tert−ブチルシクロヘプチル、シクロオクチル、2−、3−、4−及び5−メチルシクロオクチル、2−、3−、4−及び5−エチルシクロオクチル、3−、4−及び5−プロピルシクロオクチル、2−ジオキサニル、4−モルホリニル、2−及び3−テトラヒドロフリル、1−、2−及び3−ピロリジニル及び1−、2−、3−及び4−ピペリジル。
本発明による方法を用いて、テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドIは、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIとナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIとの反応により1段階で製造することができる。
本発明による反応は、塩基安定性の高沸点の有機溶剤及びアルカリ金属塩基の存在で実施される。
出発物質として、この場合4位がハロゲン化された、つまり塩素化又は臭素化されているか、ハロゲン化されていないナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIを使用することができる。
ハロゲン化されていないナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIを使用する場合に、一般に、この反応はより厳しい反応条件で行うことが推奨され、つまりナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIの大過剰量及び強アルカリ金属塩基に加えて窒素含有の補助塩基並びに極性非プロトン性溶剤を使用する。
従って、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIII対ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIとのモル比は、ハロゲン化された出発物質III(X:塩素又は臭素)の使用の場合に、通常では4〜1:1、有利に2〜1:1であるが、非ハロゲン化出発物質IIIの場合には一般に8〜1:1、有利に6〜2:1である。
溶剤として、基本的に反応条件下で塩基に対して安定性の、高沸点(沸点>100℃以上でかつ選択された反応温度を上回る)の溶剤が適しており、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII及びナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIは反応温度で完全に溶解しかつ使用した塩基を少なくとも部分的に溶解して、十分な均一な反応条件を生じさせる。無極性非プロトン性及び極性非プロトン性溶剤が特に適していて、その際、無極性非プロトン性溶剤及びエーテル系の非プロトン性溶剤がハロゲン化された出発物質IIIの使用の場合に有利であり、極性非プロトン性溶剤がハロゲン化されていない出発物質IIIの使用の場合に有利である。プロトン性溶剤、有利にアミノ官能基及びヒドロキシ官能基を有するプロトン性溶剤も使用することができる。もちろん、溶剤混合物を使用することもできる。
特に適した無極性非プロトン性溶剤の例は、次のグループの>100℃で沸騰する溶剤である:脂肪族(特にC8〜C18−アルカン)、非置換の、アルキル置換した及び縮合した環式脂肪族(特に非置換のC7〜C10−シクロアルカン、1〜3個のC1〜C6−アルキル基により置換されているC6〜C8−シクロアルカン、10〜18個のC原子を有する多環式飽和炭化水素)、アルキル置換された及びシクロアルキル置換された芳香族(特に1〜3個のC1〜C6−アルキル基又は1個のC5〜C8−シクロアルキル基により置換されたベンゼン)及び、アルキル置換及び/又は部分水素化されていてもよい縮合した芳香族(特に1〜4個のC1〜C6−アルキル基により置換されているナフタレン)並びにこれらの溶剤の混合物。
有利な無極性非プロトン性溶剤の例を次に詳細に記載する:オクタン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン、イソデカン、ウンデカン、ドデカン、ヘキサデカン及びオクタデカン;シクロヘプタン、シクロオクタン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジエチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、イソプロピルシクロヘキサン、ジプロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、tert−ブチルシクロヘキサン、メチルシクロヘプタン及びメチルシクロオクタン;トルエン、o−、m−及びp−キシレン、1,3,5−トリメチルベンゼン(メシチレン)、1,2,4−及び1,2,3−トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン及びシクロヘキシルベンゼン;ナフタレン、デカヒドロナフタレン(デカリン)、1−及び2−メチルナフタレン、1−及び2−エチルナフタレン;、例えば原油加工又はナフサ加工時の熱及び触媒クラッキングプロセスの高沸点の部分的に又は完全に水素化されたフラクションから得ることができる前記した溶剤からなる組み合わせ、例えばExsole(R)タイプの混合物及びSolvesso(R)タイプのアルキルベンゼン混合物。
特に有利な無極性非プロトン性溶剤は、キシレン(全ての異性体)、メシチレン及び特にトルエン及びデカリンである。
特に適当な極性非プロトン性溶剤の例は、N,N−二置換脂肪族カルボン酸アミド(特にN,N−ジ−C1〜C4−アルキル−C1〜C4−カルボン酸アミド)、窒素含有複素環式化合物、トリアルキルアミン(特にトリ(C3〜C6−アルキル)アミン及び非プロトン性エーテル(特に環式エーテル、ジアリールエーテル及びモノマー及びオリゴマーのC2〜C3−アルキレングリコールのジ−C1〜C6−アルキルエーテル(これは6個までのアルキレンオキシド単位を含有することができる)、特にジエチレングリコールジ−C1〜C4−アルキルエーテルである。
有利な極性非プロトン性溶剤の例を次に詳細に記載する:N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN,N−ジメチルブチルアミド;N−メチル−2−ピロリドン、キノリン、イソキノリン、キナルジン、ピリミジン、N−メチルピペリジン及びピリジン;トリプロピル−及びトリブチルアミン;ジ−及びテトラメチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチル−、−ジエチル−、−ジプロピル−、−ジイソプロピル−、−ジ−n−ブチル−、−ジ−sec−ブチル−及び−ジ−tert−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチル−及び−ジエチルエーテル及びトリエチレングリコールメチルエチルエーテル、その際、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジフェニルエーテル及び特にジエチレングリコールジメチルエーテルが特に有利である。
特に適当なプロトン性溶剤はアミノ−及びヒドロキシ官能基を含有する。有利なプロトン性溶剤の例は、アルコールアミン、特にモノ−、ジ−及びトリ−C2〜C4−アルコールアミン、例えばモノ−、ジ−及びトリエタノールアミンであり、その際、エタノールアミンが特に有利である。
溶剤量は一般に、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII1gあたり無極性非プロトン性溶剤50〜250ml、極性非プロトン性溶剤10〜50mlもしくはプロトン性溶剤3〜50mlである。
塩基として、無機及び有機のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の強塩基が適しており、その際、アルカリ金属含有の塩基が特に適している。有利な無機塩基は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物及びアミド、有利な有機塩基はアルカリ金属及びアルカリ土類金属アルコラート(特にC1〜C10−アルコラート、特にtert−C4〜C6−アルコラート)、アルカリ金属−及びアルカリ土類金属(フェニル)アルキルアミド(特にビス(C1〜C4−アルキル)アミド)及びトリフェニルメチルメタラートである。特に有利なのはアルカリ金属アルコラートである。有利なアルカリ金属はリチウム、ナトリウム及びカリウムであり、その際カリウムが特に有利である。特に適当なアルカリ土類金属はマグネシウム及びカルシウムである。
特に有利な塩基の例を次に詳細に記載する:水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム;リチウムアミド、ナトリウムアミド及びカリウムアミド;リチウムメチラート、ナトリウムメチラート、カリウムメチラート、リチウムエチラート、ナトリウムエチラート、カリウムエチラート、ナトリウムイソプロピラート、カリウムイソプロピラート、ナトリウム−tert−ブチラート、カリウム−tert−ブチラート、リチウム−(1,1−ジメチル)オクチラート、ナトリウム−(1,1−ジメチル)オクチラート及びカリウム−(1,1−ジメチル)オクチラート、リチウムジメチルアミド、リチウムジエチルアミド、リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムジイソプロピルアミド、トリフェニルメチルリチウム、トリフェニルメチルナトリウム及びトリフェニルメチルカリウム。もちろん、異なる塩基の混合物を使用することもできる。
さらに特に有利な塩基は、リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムメチラート、ナトリウム−tert−ブチラート、特にカリウムメチラート及び水酸化カリウム及び特にカリウム−tert−ブチラートである。
メチラート及び水酸化物の使用の際に並びに一般にハロゲン化されていない出発物質IIIの使用の際に、反応性を高めるために、わずかな求核作用を有する窒素含有の補助塩基の添加が推奨される。適当な塩基は、反応温度において液状のアルキルアミン、特にトリ−C3〜C6−アルキルアミン、例えばトリプロピルアミン及びトリブチルアミン、アルコールアミン、特にモノ−、ジ−及びトリ−C2〜C4−アルコールアミン、例えばモノ−、ジ−及びトリエタノールアミン、及び特に複素環式塩基、例えばピリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルピペリドン、N−メチルモルホリン、N−メチル−2−ピロリドン、ピリミジン、キノリン、イソキノリン、キナルジン及び特にジアザビシクロノネン(DBN)及びジアザビシクロウンデセン(DBU)である。もちろん、この補助塩基の混合物を使用することもできる。
前記補助塩基の適当な使用量は、ハロゲン化された出発物質IIIの場合に、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII 1gあたり1〜15g、有利に1〜5gであり、ハロゲン化されていない出発物質IIIの場合に、一般に、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII 1gあたり1〜60g、有利に5〜30gである。アルカリ金属塩基について、ハロゲン化された出発物質IIIの場合に、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII 1molあたり通常では2〜10mol、特に2〜4mol、ハロゲン化されていない出発物質IIIの場合に、ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII 1molあたり一般に2〜20mol、有利に8〜20molが使用される。
前記アルカリ金属塩基は固体の形又は溶解した形で使用することができる。前記アルカリ金属塩基を、そのアルカリ金属塩基が十分に可溶性ではない無極性非プロトン性反応溶剤と組み合わせて使用する場合、前記アルカリ金属塩基を、前記アルカリ金属塩基よりも高い塩基強度を有するアルコール中に溶かすこともできる。特に、アリール置換基を含有してもよくかつ全体で4〜12個のC原子を有する第三脂肪族アルコール、例えばtert−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール(tert−アミルアルコール)、3−メチル−3−ペンタノール、3−エチル−3−ペンタノール、2−フェニル−2−ペンタノール、2,3−ジメチル−3−ペンタノール、2,4,4−トリメチル−2−ペンタノール及び2,2,3,4,4−ペンタメチル−3−ペンタノールが適している。
この反応温度は、通常では50〜210℃、有利に70〜180℃である。
特に、補助塩基が不在の場合に、まず反応温度をペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIが9位で脱プロトンするために高い範囲で選択するのが有利である。引き続くナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIとのカップリング反応は、一般により低い温度で実施することができ、これは特にイミド窒素原子に塩基安定性置換基(例えばシクロヘキシル)を有するナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIの場合に推奨される。
反応時間は一般にハロゲン化された出発物質IIIの場合に1〜3時間であり、ハロゲン化されていない出発物質IIIの場合に2〜8時間である。
方法技術は、ハロゲン化されていない出発物質IIIを使用する場合に有利に次のように進行する:
ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIII及び塩基を装入し、溶剤及び場合により補助塩基を窒素ガス下で添加し、この混合物を所望の時間撹拌しながらかつ保護ガス下で所望の反応温度に加熱する。室温に冷却後に、他の成分を溶解する非プロトン性溶剤、例えばC1〜C3−アルコール及び特に水を添加することにより、テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドIを沈殿させる。濾別し、適当な溶剤の1つ、特にアルコールの1つで洗浄する。
ハロゲン化された出発物質IIIを使用する場合に同様に行うことができる。しかしながら、まずペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII、塩基、場合により補助塩基並びに溶剤だけの混合物を撹拌しながら、保護ガス下で120〜210℃の範囲内の温度に加熱し(脱プロトン)、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIを引き続き、場合により温度を50〜120℃に低下させた後に添加することもできる。
場合により、反応生成物を酸化させることも有利である。これは、最も簡単に、まだ温かい反応混合物中に空気酸素の吹込により行われる。しかしながら、酸化剤、例えば有利に過酸化水素、しかしながらアルデヒド基含有の糖、例えばグルコースを、特に反応の後に添加することもできる。
更なる精製のために、生成物Iを、例えばハロゲン化された溶剤、例えばクロロホルム及び塩化メチレン、及びアルコール、例えばメタノール、エタノール及びイソプロパノールの混合物から、又はカルボン酸アミド、例えばN−メチルピロリドンから再結晶させることもできる。また、塩化メチレン又はアセトンを溶離剤として使用するシリカゲルのカラムクロマトグラフィーにかけることもできる。
本発明による方法を用いて、テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドIを良好な収率(一般に、ハロゲン化された出発物質IIIを使用する場合に50〜80%及びハロゲン化されていない出発物質IIを使用する場合に25〜70%)で、かつ高純度(通常で95〜99%)で経済的に1段階で製造することができる。イミド窒素原子に関して対称にでも非対称にでも置換されたテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドIを有利に得ることができる。
実施例
実施例1〜7
ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドII 10mmol、溶剤L x ml及び場合により補助塩基としてジアザビシクロウンデセン(DBU)b gからなる混合物を、撹拌しながら窒素雰囲気中でT1℃に加熱し、全体でm mmolの塩基B(実施例1〜6:2−メチルブタノール100ml中に溶かしたB;実施例7:固体としてのB)を30分間で添加した。t1時間T1℃で後撹拌し、T2℃に冷却した後に、この温度で30分間に、溶剤L中の15mmol(実施例5:18mmol)の4−ブロモナフタルイミドIIIの合計して150mlの溶液を添加した。
空気中でT2℃でt2時間後撹拌し、室温に冷却しかつ場合により完全に沈殿させるためにメタノール300mlを添加した後に、生成した沈殿物を濾別し、冷たい溶剤L、石油エーテル及びメタノールで順番に無色になるまで洗浄し、真空中で100℃で乾燥させた。さらに精製するために、実施例1〜4並びに6及び7からの粗製生成物を、溶離剤として塩化メチレンを用いるシリカゲルのカラムクロマトグラフィーにかけ、実施例5からの粗製生成物を硫酸からの分別晶析にかけた。
この試験並びにこの結果の更なる詳細を次の表にまとめた。
その際、以下の意味を有する:
IIa: N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド
IIb: N−メチルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド
IIc: N−シクロヘキシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド
IIIa: 4−ブロモ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド
IIIb: 4−ブロモ−N−シクロヘキシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド
IIIc: 4−ブロモ−N−メチルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド
B1: カリウム−tert−ブチラート
B2: カリウムメチラート
B3: 水酸化カリウム
DGDME:ジエチレングリコールジメチルエーテル

Figure 2007522121
実施例8
N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド10mmol、N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド40mmol及びナトリウム−tert−ブチラート0.2molを、窒素下でジアザビシクロノネン(DBN)30ml及びジエチレングリコールジメチルエーテル25ml中に溶かし、130℃に加熱した。
この温度で3時間撹拌し、室温に冷却した後、この反応混合物を水100mlに注いだ。沈殿物を濾別し、赤みがかった濾液が流出するまで、エタノールで洗浄した。クロロホルム/エタノール混合物中で再結晶させた後に、青色の生成物3.5gが得られ、これは42%の収率に相当した。
実施例9
実施例8と同様に行うが、ナトリウム−tert−ブチラート0.4mol及びDBU60ml並びにジエチレングリコールジメチルエーテルの代わりにエタノールアミン50mlを使用し、反応時間は6hであった。
生成物2.3gが得られ、これは28%の収率に相当した。

Claims (10)

  1. 一般式I
    Figure 2007522121
    [式中、変数は、次の意味を有する:
    R、R′は、相互に無関係に、水素;
    1〜C30−アルキル、前記アルキルの炭素鎖は1つ又は複数の原子団−O−、−S−、−NR1−、−CO−及び/又は−SO2−で中断されていてもよく、かつシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(これはC1〜C18−アルキル又はC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)、及び/又は1個の窒素原子を介して結合した5員〜7員の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有していてもよくかつ芳香族であってもよい)により1箇所又は数箇所置換されていてもよく;
    5〜C8−シクロアルキル、前記シクロアルキルの炭素骨核は1つ又は複数の原子団−O−、−S−及び/又は−NR1−により中断されていてもよくかつ/又はC1〜C6−アルキルにより1箇所又は数箇所置換されていてもよい;
    アリール又はヘタリール、これらはC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、ハロゲン、−CONHR2及び/又はアリールアゾ又はヘタリールアゾ(これらはそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシ又はシアノにより置換されていてもよい)により1箇所又は数箇所置換されていてもよい;
    1は、水素又はC1〜C6−アルキル;
    2は、水素;C1〜C18−アルキル;アリール又はヘタリール(これらはそれぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、カルボキシ又はシアノにより置換されていてもよい)]
    のテリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの製造方法において、
    一般式II
    Figure 2007522121
    のペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドを、塩基安定性の、高沸点の有機溶剤の存在でかつアルカリ金属又はアルカリ土類金属含有の塩基の存在で、一般式III
    Figure 2007522121
    [式中、Xは水素、臭素又は塩素を表す]のナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドと反応させることを特徴とする、テリレン−3,4:11,12−テトラカルボン酸ジイミドの製造方法。
  2. 有機溶剤として、非プロトン性有機溶剤を使用することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 有機溶剤として、極性非プロトン性有機溶剤を使用することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  4. 有機溶剤として、無極性非プロトン性溶剤を使用することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  5. 有機溶剤として、プロトン性溶剤を使用することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  6. 有機溶剤として、アミノ官能基及びヒドロキシ官能基を有する溶剤を使用することを特徴とする、請求項1記載の方法。
  7. 塩基として無機又は有機のアルカリ金属含有の強塩基を使用することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
  8. 塩基としてアルカリ金属アルコラートを使用することを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. さらに補助塩基として、わずかな求核作用を有する窒素含有塩基を使用することを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 反応を50〜210℃で行うことを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
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