JP2008214613A - Cationic compound and method for producing it - Google Patents

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Toshiyuki Saiki
利幸 斉木
Yoshio Inagaki
由夫 稲垣
Katsushi Ogiyama
勝志 荻山
Munenori Nakai
宗紀 中井
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel coloring matter suitable for an optical information recording medium, which enables record regeneration by a laser light of the wavelength of at most 450 nm and shows excellent recording characteristics. <P>SOLUTION: The cationic compound is represented by formula (I). The novel cationic compound is useful as a coloring matter. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、色素として有用な新規陽イオン化合物とその製造方法に関する。   The present invention relates to a novel cationic compound useful as a dye and a method for producing the same.

従来から、レーザ光により一回限りの情報の記録が可能な光情報記録媒体(光ディスク)が知られている。この光ディスクは、追記型CD(CD−R)とも呼ばれ、その代表的な構造は、透明な円盤状基板上に有機色素からなる記録層、金などの金属からなる光反射層、さらに樹脂製の保護層がこの順に積層状態で設けられている。そしてこのCD−Rへの情報の記録は、近赤外域のレーザ光(通常は780nm付近の波長のレーザ光)をCD−Rに照射することにより行われ、記録層の照射部分がその光を吸収して局所的に温度上昇し、物理的あるいは化学的変化(例えば、ピットの生成)が生じてその光学的特性が変わることにより、情報が記録される。一方、情報の読み取り(再生)もまた通常、記録用のレーザ光と同じ波長のレーザ光を照射することにより行われ、記録層の光学的特性が変化した部位(記録部分)と変化しない部位(未記録部分)との反射率の違いを検出することにより情報が再生される。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical information recording medium (optical disc) capable of recording information only once with a laser beam is known. This optical disk is also called a recordable CD (CD-R), and its typical structure is a recording layer made of an organic dye on a transparent disk-shaped substrate, a light reflecting layer made of a metal such as gold, and a resin. The protective layers are provided in a laminated state in this order. Information recording on this CD-R is performed by irradiating the CD-R with a near-infrared laser beam (usually a laser beam having a wavelength of around 780 nm), and the irradiated portion of the recording layer emits the light. Information is recorded by absorbing and locally raising the temperature, causing a physical or chemical change (for example, generation of pits) and changing its optical properties. On the other hand, reading (reproduction) of information is also usually performed by irradiating a laser beam having the same wavelength as the recording laser beam, and a portion (recording portion) where the optical characteristics of the recording layer have changed and a portion (not changed) ( Information is reproduced by detecting the difference in reflectance from the unrecorded portion.

最近、インターネット等の画像情報の通信を含むネットワークやハイビジョンTVが急速に普及している。また、HDTV(HighDefinitionTelevision)の放映も予定されており、画像情報を安価簡便に記録するための大容量の記録媒体の要求が高まっている。DVD−Rは、大容量の記録媒体としての地位をある程度までは確保されるものの、将来の要求に対応できる程の充分大きな記録容量を有しているとは言えない。そこで、DVD−Rよりも更に短波長のレーザ光を用いることによって記録密度を向上させ、より大きな記録容量を備えた光ディスクも開発されている。   Recently, a network including image information communication such as the Internet and a high-definition TV are rapidly spreading. Also, HDTV (High Definition Television) is scheduled to be broadcast, and there is an increasing demand for a large-capacity recording medium for recording image information inexpensively and easily. Although the DVD-R is secured to a certain extent as a large-capacity recording medium, it cannot be said that the DVD-R has a large enough recording capacity to meet future requirements. Therefore, an optical disc having a higher recording capacity has been developed by improving the recording density by using a laser beam having a shorter wavelength than that of the DVD-R.

例えば、高密度記録に適した高NAのレンズを通した光による記録を前提とする、基盤上に金属反射層、記録層、基盤よりも薄いカバー層、をこの順で設けた記録媒体が開示されており、また記録層側から光反射層側に向けて波長450nm以下の短波長側のレーザ光を照射することによって、情報の記録再生を行なう記録再生方法が開示されている。そして、そのような短波のレーザ光を利用する情報記録媒体の記録層形成色素として、ポルフィリン化合物、アゾ色素、金属アゾ系色素、キノフタロン系色素、トリメチンシアニン色素、ジシアノビニルフェニル骨格色素、そしてクマリン化合物等が提案されている(例、特開平4−74690号公報、同7−304256号公報、同7−304257号公報、8−1271705号公報、同11−53758号公報、同11−334204号公報、同11−334205号公報、同11−334206号公報、同11−334207号公報、特開2000−43423号公報、同2000−108513号公報、同2000−149320号公報、同2000−158818号公報、同2000−228028号公報、及び同2001−146074号公報など)。これら以外の化合物であっても記録に用いるレーザー光を吸収し得る化合物であれば原理的には記録層用色素として用いることができることは当業者にとって容易に想起し得ることである。そして、記録再生用のレーザ光としては、青紫色(波長405nmあるいは410nm)が用いられる。   For example, a recording medium in which a metal reflective layer, a recording layer, and a cover layer thinner than the base are provided in this order on the base on the premise of recording with light through a high NA lens suitable for high-density recording is disclosed. In addition, a recording / reproducing method is disclosed in which information is recorded / reproduced by irradiating laser light having a wavelength of 450 nm or less from the recording layer side toward the light reflecting layer side. As recording layer forming dyes for information recording media using such short-wave laser light, porphyrin compounds, azo dyes, metal azo dyes, quinophthalone dyes, trimethine cyanine dyes, dicyanovinylphenyl skeleton dyes, and coumarins Compounds have been proposed (for example, JP-A-4-74690, 7-304256, 7-304257, 8-127705, 11-53758, 11-334204). Publication No. 11-334205 Publication No. 11-334206 Publication No. 11-334207 Publication No. 2000-43423 Publication No. 2000-108513 Publication No. 2000-149320 Publication No. 2000-158818 Publication No. 2000-158818 Gazette, 2000-228028 gazette, and 2001-1 Such as the 6074 JP). Those skilled in the art can easily recall that other compounds than those described above can be used as recording layer dyes in principle as long as they can absorb laser light used for recording. As a recording / reproducing laser beam, blue-violet (wavelength 405 nm or 410 nm) is used.

本発明者の検討では、上記公報に記載の色素を用いた光ディスクは、感度、そして反射率や変調度などの実用上において必要な記録特性においては、なお充分でないことから、更に改良を要することが判明した。特に基板上にグルーブ幅とトラックピッチの狭いレリーフ構造を持つ金属反射層と有機化合物からなる記録層をこの順で担持したディスク構成の場合、読み取りの対象となる記録ビットに隣接トラックや記録ビットからの光学的な干渉が起こりやすく、ノイズやジッタが上昇して良好な信号再生ができなくなる可能性があった。このような好ましくない傾向は特に記録再生に用いる光の波長が短くなるほど顕著になる。   According to the study of the present inventor, the optical disk using the dye described in the above publication is still not sufficient in terms of sensitivity and recording characteristics necessary for practical use such as reflectance and degree of modulation. There was found. In particular, in the case of a disk configuration in which a metal reflection layer having a relief structure with a narrow groove width and a track pitch on a substrate and a recording layer made of an organic compound are supported in this order, the recording bit to be read is recorded from the adjacent track or recording bit. However, there is a possibility that good signal reproduction cannot be performed due to an increase in noise and jitter. Such an unfavorable tendency becomes more prominent as the wavelength of light used for recording / reproduction becomes shorter.

光ディスクの記録信号は、記録部と非記録部の光学的性質の違いが大きいほど 検出しやすくなり、相対的にノイズの影響を受けにくくなるが、その光学的変化は記録層を構成する色素の分解に伴う光学的性質の変化の大小に依存する。従来450nm以下の波長の記録再生光を用いる場合には、この付近の波長域に吸収帯を有するモノメチンシアニンやトリメチンシアニンを用いることが提案されているが、色素の分解に伴う光学的性質の変化はより長い共役系を有し、従ってより多くのπ電子を有するペンタメチンシアニン色素の方が著しいはずである。しかしペンタメチンシアニンの吸収帯は長波長すぎるので不適当であった。従って、ペンタメチンシアニンに匹敵するπ電子数の共役系を有していてもモノメチンシアニンやトリメチンシアニンに匹敵する短波長域に吸収帯を有する色素が求められていた。   The greater the difference in optical properties between the recording and non-recording parts, the easier it is to detect the recording signal of the optical disc, and it is relatively less susceptible to noise, but the optical change is caused by the dyes that make up the recording layer. Depends on the magnitude of changes in optical properties associated with decomposition. Conventionally, when recording / reproducing light having a wavelength of 450 nm or less is used, it has been proposed to use monomethinecyanine or trimethinecyanine having an absorption band in the vicinity of this wavelength. This change should have a longer conjugated system and therefore should be more pronounced for pentamethine cyanine dyes with more π electrons. However, the absorption band of pentamethinecyanine was unsuitable because it was too long. Accordingly, there has been a demand for a dye having an absorption band in a short wavelength region comparable to that of monomethine cyanine or trimethine cyanine even though it has a conjugated system having a π electron number comparable to that of pentamethine cyanine.

本発明の課題は、CD−RやDVD−Rで用いるレーザ光よりも更に短波長のレーザ光、特に波長450nm以下、とりわけ記録密度の増大のために重要な波長410nm以下のレーザ光によって記録再生が可能であって、かつ優れた記録特性を示す、グルーブ幅とトラックピッチの狭いレリーフ構造を持つ金属反射層の表面に主に有機化合物からなる記録層を設置した光情報記録媒体を提供するために必要な新規な色素を提供することであり、特に410nm以下に吸収極大波長を有するペンタメチンシアニン色素並みの長さの共役系有する色素を提供することである。   An object of the present invention is to perform recording / reproduction with a laser beam having a wavelength shorter than that used in a CD-R or DVD-R, particularly a wavelength of 450 nm or less, particularly a laser beam having a wavelength of 410 nm or less, which is important for increasing recording density To provide an optical information recording medium in which a recording layer mainly composed of an organic compound is provided on the surface of a metal reflection layer having a relief structure with a narrow groove width and a small track pitch and capable of exhibiting excellent recording characteristics In particular, it is to provide a dye having a conjugated system having a length similar to that of a pentamethine cyanine dye having an absorption maximum wavelength of 410 nm or less.

本発明の課題は下記の手段により解決された。
(1) 下記一般式(I)で表される陽イオン化合物。
一般式(I):
The problems of the present invention have been solved by the following means.
(1) A cationic compound represented by the following general formula (I).
Formula (I):

Figure 2008214613
Figure 2008214613

式中、Q1は5員もしくは6員のヘテロ環を完成するに必要な非金属原子群を表し、R1は炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表し、G2、G3、G4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基、またはアルケニル基を表すが、これらは互いに連結して環を形成することはない。G2〜G4のうち隣接する2つ以上が水素原子以外の置換基である。A1、A2はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表し、互いに連結して環を形成していても良い。Eは水素原子または炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表す。Eが水素原子の場合、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表わすものとする。Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表す。Xn-は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表し、Q1、R1、G2、G3、G4上の置換基となって分子内塩を形成しても良い。nは1以上の整数を表す。
(2) 下記一般式(II)で表される(1)記載の陽イオン化合物。
一般式(II):
In the formula, Q1 represents a group of nonmetallic atoms necessary to complete a 5- or 6-membered heterocycle, and R1 represents an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, or an aryl group having 1 to 8 carbon atoms. , G2, G3, and G4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. It does not form a ring. Two or more adjacent ones of G2 to G4 are substituents other than hydrogen atoms. A1 and A2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, which may be connected to each other to form a ring. E represents a hydrogen atom or an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms. When E is a hydrogen atom, there may exist tautomers in which H bonded to Z1 is moved to another position in this structure, and these are also represented by the structure of this general formula. Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the electric charge, and may form an inner salt as a substituent on Q1, R1, G2, G3, and G4. n represents an integer of 1 or more.
(2) The cationic compound according to (1) represented by the following general formula (II).
General formula (II):

Figure 2008214613
Figure 2008214613

式中、R1、G2、G3、G4及びnは一般式(I)におけると同義である。Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表し、T1、T2、T3、T4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表し、T1とT2、T3とT4はそれぞれ互いに連結して環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。Xn-は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表す。なお、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表わすものとする。
(3) 一般式(I)において、G2、G3がアルキル基であり、かつG4がアルコキシ基である(1)または(2)記載の陽イオン化合物。
(4) 下記一般式(III)で表される化合物とオルトエステルとを溶剤中で塩基の存在無しに加熱することを特徴とする前記一般式(I)で表される陽イオン化合物の製造方法。
一般式(III):
In the formula, R 1, G 2, G 3, G 4 and n are as defined in the general formula (I). Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, T1, T2, T3, and T4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, T1 and T2, and T3 and T4 may be connected to each other to form a ring, and the ring may have a substituent. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the electric charge. In this structure, there may exist a tautomer in which H bonded to Z1 is moved to another position, and these are also represented by the structure of this general formula.
(3) The cation compound according to (1) or (2), wherein in general formula (I), G2 and G3 are alkyl groups, and G4 is an alkoxy group.
(4) A method for producing a cationic compound represented by the general formula (I), comprising heating a compound represented by the following general formula (III) and an orthoester in a solvent without the presence of a base. .
General formula (III):

Figure 2008214613
Figure 2008214613

式中、Q1、R1、Xn-、及びnは一般式(I)におけると同義である。
(5) 下記一般式(IV)で表される化合物と下記一般式(VI)で表されるオルトエステルとを溶剤中で塩基の存在無しに加熱することを特徴とする下記一般式(V)で表される陽イオン化合物の製造方法。
一般式(IV):
In the formula, Q 1, R 1, X n− , and n are as defined in general formula (I).
(5) A compound represented by the following general formula (IV) and an orthoester represented by the following general formula (VI) are heated in a solvent without the presence of a base, and the following general formula (V) The manufacturing method of the cation compound represented by these.
Formula (IV):

Figure 2008214613
Figure 2008214613

式中、R1、Xn-及びnは一般式(III)におけると同義である。Q2は、置換基を有しても良い、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、またはナフトチアゾ-ル環を完成するための原子群を表す。
一般式(V):
In the formula, R1, Xn- and n have the same meanings as in the general formula (III). Q2 represents an atomic group for completing a benzoxazole, naphthoxazole, benzothiazole, or naphthothiazole ring which may have a substituent.
Formula (V):

Figure 2008214613
Figure 2008214613

式中、R1、Z1、Xn−、及びnは一般式(I)におけると同義である。R3は炭素原子数2ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表し、R4は炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表す。R5は炭素原子数1ないし7の、アルキル基またはアラルキル基を表す。Q2は、一般式(IV)におけると同義である。Q3は置換基を有しても良いベンゼン環またはナフタレン環を完成するための原子群を表す。
一般式(VI):
R3−C(OR4)
式中、R3、及びR4は上記一般式(V)におけると同義である。
(6) 前記溶剤が非プロトン性溶剤である(4)または(5)に記載の陽イオン化合物の製造方法。
In the formula, R 1, Z 1, X n− , and n are as defined in general formula (I). R3 represents an alkyl group or aralkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and R4 represents an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R5 represents an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 7 carbon atoms. Q2 has the same meaning as in general formula (IV). Q3 represents an atomic group for completing an optionally substituted benzene ring or naphthalene ring.
General formula (VI):
R3-C (OR4) 3
In the formula, R3 and R4 have the same meanings as in the general formula (V).
(6) The method for producing a cationic compound according to (4) or (5), wherein the solvent is an aprotic solvent.

本発明の化合物は、ペンタメチンシアニンに匹敵するπ電子数の共役系を有しているにもかかわらず400nmという短波長に吸収極大を示し、青紫半導体レーザーの発振する光を効率よく吸収し得る。   The compound of the present invention exhibits an absorption maximum at a short wavelength of 400 nm despite having a π-electron number conjugated system comparable to pentamethinecyanine, and can efficiently absorb light emitted from a blue-violet semiconductor laser. .

一般式(I)で表される化合物について詳しく説明する。   The compound represented by formula (I) will be described in detail.

前記一般式(I)式中、Q1は5員もしくは6員のヘテロ環を完成するに必要な非金属原子群を表し、R1は炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、ここで「炭素原子数1ないし8の」はアルキル基の場合のみならず、アラルキル基、アルケニル基、アリール基をも修飾する意味で用いており、即ち炭素原子数1ないし8のアルキル基、炭素原子数7ないし8のアラルキル基、炭素原子数2ないし8のアルケニル基、または炭素原子数6ないし8のアリール基を意味する。以下の場合も同様である。G2、G3、G4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基、またはアルケニル基を表すが、これらは互いに連結して環を形成することはない。G2〜G4のうち隣接する2つ以上が水素原子以外の置換基である。G2、G3は好ましくは、炭素原子数1ないし6のアルキル基、炭素原子数6ないし8のアラルキル基、炭素原子数6ないし8のアリール基であり、より好ましくは炭素原子数1ないし6のアルキル基である。G4は好ましくは、炭素原子数1ないし6のアルキル基、炭素原子数1ないし6のアルコキシ基、炭素原子数6ないし8のアラルキル基、炭素原子数6ないし8のアリール基であり、より好ましくは炭素原子数1ないし6のアルコキシ基である。A1、A2は、それぞれ独立に水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表わし、互いに連結して環を形成していても良い。Eは水素原子または炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表す。Eが水素原子の場合、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表すものとする。Xn−は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表し、Q1、R1、G2、G3、G4上の置換基となって分子内塩を形成しても良い。Q1で完成されるヘテロ環として好ましいものはベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、またはナフトチアゾ-ル環であり、特に好ましくは、ベンゾオキサゾール環である。
R1、G2ないしG4はさらに置換基を有していても良い。置換基としてはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、スルホ基等が挙げられる。
A1、A2として特に好ましいものは、水素原子、メチル基、エチル基、またはフェニル基である。A1とA2が互いに連結して形成される環として好ましいものは、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、特に好ましくはベンゼン環である。それぞれの環はさらに置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、炭素原子数1ないし6のアルキル基、炭素原子数1ないし6のアルコキシ基、アリール基、炭素原子数1ないし6のアシル基、フッ素原子、または塩素原子が挙げられる。
Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表し、好ましくは酸素原子である。
nは1以上の整数を表し、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1〜3の整数であり、更に好ましくは1または2である。
なお、上記のようにG2〜G4のうち隣接する2つ以上が水素原子以外の置換基であるとそうでないものと比較して、合成反応の中間体と考えられるジカルボシアニンのメチン鎖のねじれが大きくなり、本発明の一般式(I)で表わされる化合物に閉環し易くなり、合成収率が高くなる点で、好ましい。更にこの傾向が顕著になるので、一般式(I)においては、G2、G3、G4が全て、水素原子以外の置換基であることが好ましい。特にG2、G3がアルキル基であり、かつG4がアルコキシ基であることが好ましい。
In the general formula (I), Q1 represents a nonmetallic atom group necessary for completing a 5-membered or 6-membered heterocycle, and R1 represents an alkyl group, an aralkyl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. Represents an aryl group, where “having 1 to 8 carbon atoms” is used not only for alkyl groups but also for modifying aralkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups, ie, having 1 to 1 carbon atoms. An alkyl group having 8 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 8 carbon atoms. The same applies to the following cases. G2, G3, and G4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. Will not form. Two or more adjacent ones of G2 to G4 are substituents other than hydrogen atoms. G2 and G3 are preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. It is a group. G4 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, more preferably An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms; A1 and A2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, or an aryl group having 1 to 8 carbon atoms, which may be connected to each other to form a ring. E represents a hydrogen atom or an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms. When E is a hydrogen atom, there may exist tautomers in which H bonded to Z1 moves to another position in this structure, and these are also represented by the structure of this general formula. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the electric charge, and may form an inner salt as a substituent on Q1, R1, G2, G3, and G4. Preferred as the heterocyclic ring completed in Q1 is a benzoxazole ring, a naphthoxazole ring, a benzothiazole ring, or a naphthothiazole ring, and particularly preferably a benzoxazole ring.
R1, G2 to G4 may further have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxy group, and a sulfo group.
Particularly preferred as A1 and A2 are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group. A ring formed by connecting A1 and A2 to each other is preferably a cyclopentene ring, a cyclohexene ring, a benzene ring, or a naphthalene ring, and particularly preferably a benzene ring. Each ring may further have a substituent, and preferred substituents include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, and 1 to 6 carbon atoms. An acyl group, a fluorine atom, or a chlorine atom.
Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
n represents an integer greater than or equal to 1, Preferably it is an integer of 1-4, More preferably, it is an integer of 1-3, More preferably, it is 1 or 2.
In addition, the twist of the methine chain of dicarbocyanine considered to be an intermediate of the synthesis reaction as compared with the case where two or more adjacent ones of G2 to G4 are substituents other than a hydrogen atom as described above. Is increased, the compound represented by the general formula (I) of the present invention can be easily cyclized, and the synthesis yield is increased. Furthermore, since this tendency becomes remarkable, in general formula (I), it is preferable that G2, G3, and G4 are all substituents other than hydrogen atoms. In particular, it is preferable that G2 and G3 are alkyl groups and G4 is an alkoxy group.

一般式(I)で表される化合物のうち好ましいものは、前記一般式(II)で表される化合物である。   Among the compounds represented by the general formula (I), preferred are the compounds represented by the general formula (II).

一般式(II)式中、R1、G2、G3、G4、nは一般式(I)における定義と同じであり、Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表し、好ましくは酸素原子である。T1、T2、T3、T4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表し、T1とT2、T3とT4はそれぞれ互いに連結して環を形成しても良い。Xn−は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表す。なお、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表すものとする。 In the general formula (II), R1, G2, G3, G4 and n are the same as defined in the general formula (I), and Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom. T1, T2, T3, and T4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, and T1 and T2, and T3 and T4 are connected to each other. To form a ring. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the charge. In this structure, there may be a tautomer in which H bonded to Z1 is moved to another position, and these are also represented by the structure of this general formula.

R1で表される基として特に好ましいものは炭素原子数1ないし4の、無置換アルキル基またはフッ素原子もしくはアルコキシ基で置換されたアルキル基である。G2として特に好ましいものはメチル基、エチル基、プロピル基、またはベンジル基であり、G3として特に好ましいものはメチル基、エチル基、またはフェニル基である。G4として特に好ましいものはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、またはベンジルオキシ基である。A1、A2、T1、T2、T3、T4として特に好ましいものは、水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基、またはフェニル基である。A1とA2、T1とT2、T3とT4がそれぞれ互いに連結して形成される環として好ましいものは、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、特に好ましくはベンゼン環である。それぞれの環はさらに置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、炭素原子数1ないし6のアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アシル基、フッ素原子、または塩素原子が挙げられる。Xで表される陰イオンとして好ましいものはメタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオン、パラクロロベンゼンスルホン酸イオン、ナフタレン−1,5−ジスルホン酸イオン、1−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸イオン、2,7−ジヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸イオンなどのスルホン酸イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、過塩素酸イオンなどが挙げられるが、特に好ましくは、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオン、ナフタレン−1,5−ジスルホン酸イオン、1−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸イオン、2,7−ジヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、またはヘキサフルオロリン酸イオンである。
一般式(I)で表される化合物のうち更に好ましいものは、前記一般式(V)で表される化合物である。一般式(V)中、R1、Z1、Xn−、及びnは一般式(I)におけると同義であり、好ましいものも同じである。R3は炭素原子数2ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表し、好ましくは炭素原子数1ないし6のアルキル基であり、R4は炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表し、好ましくは炭素原子数1ないし6のアルキル基である。R5は炭素原子数1ないし7のアルキル基またはアラルキル基を表し、好ましくは炭素原子数1ないし6のアルキル基である。Q2は、置換基を有しても良い、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、またはナフトチアゾ−ル環を完成するための原子群を表し、好ましくは置換基を有しても良い、ベンゾオキサゾールまたはベンゾチアゾール環であり、特に好ましくはベンゾオキサゾール環である。Q3は置換基を有しても良いベンゼン環またはナフタレン環を完成するための原子群を表し、好ましくは置換基を有しても良い、ベンゼン環である。
Particularly preferred as the group represented by R1 is an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkyl group substituted with a fluorine atom or an alkoxy group. Particularly preferred as G2 is a methyl group, ethyl group, propyl group, or benzyl group, and particularly preferred as G3 is a methyl group, ethyl group, or phenyl group. Particularly preferred as G4 is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a 2-methylpropoxy group, or a benzyloxy group. Particularly preferred as A1, A2, T1, T2, T3, and T4 are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, or a phenyl group. A ring formed by connecting A1 and A2, T1 and T2, and T3 and T4 to each other is preferably a cyclopentene ring, a cyclohexene ring, a benzene ring, or a naphthalene ring, and particularly preferably a benzene ring. Each ring may further have a substituent, and preferred substituents include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group, an acyl group, a fluorine atom, or a chlorine atom. Preferred as the anion represented by X are methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, benzenesulfonate ion, paratoluenesulfonate ion, parachlorobenzenesulfonate ion, naphthalene-1,5-disulfonate ion, 1 -Sulfonate ion such as hydroxynaphthalene-3,6-disulfonate ion, 2,7-dihydroxynaphthalene-3,6-disulfonate ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, tetrafluoroborate ion, tetra Phenylborate ion, hexafluorophosphate ion, perchlorate ion and the like are mentioned, and trifluoromethanesulfonate ion, p-toluenesulfonate ion, naphthalene-1,5-disulfonate ion, 1-hydroxy are particularly preferable. Futaren 3,6-disulfonic acid ion, a 2,7-dihydroxy-3,6-disulfonic acid ion, a tetrafluoroborate ion or a hexafluorophosphate ion.
Of the compounds represented by the general formula (I), more preferable is the compound represented by the general formula (V). In general formula (V), R 1, Z 1, X n− , and n have the same meaning as in general formula (I), and preferred ones are also the same. R3 represents an alkyl group or aralkyl group having 2 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R4 represents an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms, Preferred is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R5 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aralkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Q2 represents an atomic group for completing a benzoxazole, naphthoxazole, benzothiazole, or naphthothiazole ring, which may have a substituent, preferably benzoxazole or A benzothiazole ring, particularly preferably a benzoxazole ring. Q3 represents an atomic group for completing a benzene ring or a naphthalene ring which may have a substituent, and is preferably a benzene ring which may have a substituent.

以下に、本発明の一般式(I)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明の範囲はこれらのみに限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (I) of the present invention are shown below, but the scope of the present invention is not limited to these.

Figure 2008214613
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Figure 2008214613
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本発明の一般式(I)で表される陽イオン化合物(好ましくは一般式(II)、(V)で表される陽イオン化合物)の製造方法について説明する。
本発明の一般式(I)で表される陽イオン化合物は、前記一般式(III)で表される化合物とオルトエステル(好ましくは下記一般式(VI)で表されるオルトエステル)とを(好ましくは非プロトン性溶媒中)、塩基の存在しない条件で加熱することにより得られる。陰イオンXn-は一般式(III)で表される化合物に含まれるXn-と同一であっても良いが、一般式(I)で表される化合物の合成後に他の陰イオンに交換しても良い。
A method for producing the cationic compound represented by the general formula (I) of the present invention (preferably the cationic compound represented by the general formulas (II) and (V)) will be described.
The cationic compound represented by the general formula (I) of the present invention comprises a compound represented by the general formula (III) and an orthoester (preferably an orthoester represented by the following general formula (VI)) ( It is preferably obtained by heating in an aprotic solvent in the absence of a base. The anion X n− may be the same as X n− contained in the compound represented by the general formula (III), but is exchanged with another anion after the synthesis of the compound represented by the general formula (I). You may do it.

一般式(III)式中、Q1、R1、Xn-、およびnは一般式(I)における定義と同義である。 In the general formula (III), Q1, R1, X n− and n have the same definitions as in the general formula (I).

一般式(VI):
R3−C(OR4)
式中、R3、R4は上記一般式(V)におけると同義である。
General formula (VI):
R3-C (OR4) 3
In the formula, R3 and R4 have the same meaning as in the general formula (V).

この合成反応に用いる溶剤およびその量は、反応中に一般式(III)(好ましくは一般式(IV))、一般式(VI)で表される化合物、あるいは反応の途中で生成する化合物が析出しないように選択することが好ましい。溶剤としては非プロトン性溶剤が好ましい。非プロトン性溶剤として好ましいものの例としては、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。溶剤の量あるいは反応溶液中の溶質濃度は、反応中に析出しないように選択すべきであるが、当業者なら少数回の予備実験を行うことにより、溶質にあわせてその選択を容易に行うことができる。
反応温度は用いる溶媒の沸点付近で還流することが好ましいが、好ましくは30〜300℃、より好ましくは70〜200℃で、反応時間は20分〜10時間が好ましく、より好ましくは30分〜5時間である。
The solvent used in this synthesis reaction and the amount thereof are such that the compound represented by the general formula (III) (preferably the general formula (IV)), the general formula (VI), or the compound generated during the reaction is precipitated during the reaction. It is preferable to select not to do so. As the solvent, an aprotic solvent is preferable. Examples of preferred aprotic solvents include acetonitrile, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like. The amount of solvent or solute concentration in the reaction solution should be selected so that it does not precipitate during the reaction, but those skilled in the art can easily select the solute according to the solute by performing a few preliminary experiments. Can do.
The reaction temperature is preferably refluxed in the vicinity of the boiling point of the solvent used, but is preferably 30 to 300 ° C, more preferably 70 to 200 ° C, and the reaction time is preferably 20 minutes to 10 hours, more preferably 30 minutes to 5 minutes. It's time.

本合成法を構成する化学反応の機構として、以下の経路が考えられる。すなわち下記反応式に示すように、一般式(IV)で表される化合物のCH3からプロトンが脱離して生じる環状エナミン(A)が、一般式(VI)で表わされるオルトエステルのアルコキシ基を求核的に置換して生じる化学種(B)からアルコールが脱離してアルコキシビニル体(C)を生じる。この(C)2分子が過剰のオルトエステルの存在下に1分子のアルコールの脱離を伴って結合し、ジカルボシアニン(D)を与えるが、メチン鎖上の3つの互いに隣接する位置に置換基があり立体反発が著しいので全トランス配置ではなく、メチン鎖がらせん状に配置した構造になるため、速やかに環化したものと考えられる。下記の反応機構は生成物として一般式(V)で表される化合物に関連して説明したが、一般式(I)で表される化合物についても同様な機構が適用できる。下記実施例2において、一般式(I)で表わされる化合物(S-3)のほかにアルコキシビニル体(C)に相当する化合物S-3Cが単離できた。下記実施例3に示すとおり、これをアセトニトリル中で加熱還流しても、変化しなかったが、オルトプロピオン酸トリエチルを加えて加熱還流したところ、化合物S-3が得られた。このことからも上記の反応機構が支持される。従って、一般式(VI)であらわされる化合物は一般式(IV)で表わされる化合物に対して過剰量(モル数)用いることが好ましい。Z1−Hが一般式(VI)で表されるオルトエステルによって更にアルキル化されてZ1−Eとなることがある。
反応機構
The following pathways can be considered as the mechanism of the chemical reaction constituting this synthesis method. That is, as shown in the following reaction formula, the cyclic enamine (A) generated by the elimination of a proton from CH 3 of the compound represented by the general formula (IV) represents the alkoxy group of the orthoester represented by the general formula (VI). Alcohol is eliminated from the chemical species (B) generated by nucleophilic substitution to produce an alkoxyvinyl compound (C). (C) Two molecules bind with the elimination of one molecule of alcohol in the presence of excess orthoester to give dicarbocyanine (D), but are substituted at three adjacent positions on the methine chain. Since there is a group and the steric repulsion is remarkable, it is not an all-trans configuration but a structure in which the methine chain is arranged in a spiral shape, which is considered to be a rapid cyclization. The following reaction mechanism has been described in relation to the compound represented by the general formula (V) as a product, but the same mechanism can be applied to the compound represented by the general formula (I). In Example 2 below, in addition to the compound (S-3) represented by the general formula (I), a compound S-3C corresponding to the alkoxyvinyl body (C) could be isolated. As shown in Example 3 below, even when heated to reflux in acetonitrile, there was no change, but when triethyl orthopropionate was added and heated to reflux, compound S-3 was obtained. This also supports the above reaction mechanism. Therefore, the compound represented by the general formula (VI) is preferably used in an excess amount (mole number) relative to the compound represented by the general formula (IV). Z1-H may be further alkylated with an ortho ester represented by the general formula (VI) to become Z1-E.
Reaction mechanism

Figure 2008214613
Figure 2008214613

次に本発明の一般式(I)で表される化合物の合成法について、具体例を挙げて説明する。   Next, a method for synthesizing the compound represented by the general formula (I) of the present invention will be described with specific examples.

和光純薬製5−クロロ−2−メチルベンゾオキサゾール8g(0.05モル)にパラトルエンスルホン酸エチル20g(0.1モル)を加え160℃で1.5時間攪拌した。アセトン50mLを加えて攪拌しつつ室温まで冷却した。生じた結晶を濾取し、アセトンをかけて洗浄し、真空乾燥して、上記ベンゾオキサゾール4級塩1であるパラトルエンスルホン酸5−クロロ−3−エチル−2−メチルベンゾオキサゾリウム7.7gを得た。
化合物S−2の合成
To 8 g (0.05 mol) of 5-chloro-2-methylbenzoxazole manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 20 g (0.1 mol) of ethyl paratoluenesulfonate was added and stirred at 160 ° C. for 1.5 hours. Acetone 50 mL was added and cooled to room temperature with stirring. The resulting crystals were collected by filtration, washed with acetone, dried under vacuum, and parachlorotoluenesulfonic acid 5-chloro-3-ethyl-2-methylbenzoxazolium, which is the benzoxazole quaternary salt 1, 7. 7 g was obtained.
Synthesis of compound S-2

Figure 2008214613
Figure 2008214613

上記ベンゾオキサゾール4級塩1 29.43g(80mmol)をアセトニトリル 80mlに溶かした溶液にオルトプロピオン酸トリエチル56.40g(320mmol)を加え、窒素気流下で1時間加熱還流した。放冷後、溶媒を減圧留去し、得られた混合物に酢酸エチル10ml、ヘキサン50mlを加えて上澄みを除く操作を3回繰り返した。これに酢酸エチル10mlを加え得られた結晶を濾別して乾燥し、黄色結晶として13.95g(20.3mmol、50.8%)の本発明の陽イオン化合物S−2を得た。融点:193−196℃(分解)
X線結晶構造解析により構造を決定した。以下のスペクトルデータも、この構造と矛盾しない。
H NMR (400 MHz, DMSO-d)δ 1.03 (t, J = 7 Hz, 3H), 1.15 (t, J = 7 Hz,3H), 1.25 (t, J = 7 Hz, 3H), 1.45 (t, J = 7 Hz, 3H), 2.09-2.21 (m, 1H), 2.16 (s, 3H), 2.29 (s, 3H), 2.54-2.63 (m, 1H), 3.41-3.50 (m, 1H), 3.74-3.83 (m,1H), 4.20-4.36 (m, 3H), 4.67-4.76 (m, 1H), 6.21 (d, J = 10 Hz,1H), 6.62-6.64 (m, 2H), 6.89 (s, 1H), 7.11 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.47 (d, J=8 Hz, 2H), 7.81 (dd, J = 9, 2 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 9 Hz, 1H), 8.53 (d, J = 2 Hz, 1H), 9.89 (s, 1H).
13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ 9.3, 11.3, 12.1, 13.2, 13.4, 19.5, 23.0, 42.9, 44.6, 62.8, 99.7, 100.1, 112.9, 114.6, 115.9, 116.7, 121.2, 124.3, 124.4, 125.6, 126.8, 128.3, 128.7, 131.6, 133.9, 136.5, 143.8, 144.2,146.0, 147.9, 150.0, 160.8,164.2.
MALDI-TOFMS (pos) m/z 513 ([S-2 - OTs-]+).
UV-可視吸収スペクトル (メタノール溶液) λmax(εmax) 399 (2420) nm.
本発明の化合物S−2は、400nmという短波長に吸収極大を示し、青紫半導体レーザーの発振する光を効率よく吸収し得ることがわかる。
る。
56.40 g (320 mmol) of triethyl orthopropionate was added to a solution of 29.43 g (80 mmol) of the benzoxazole quaternary salt 1 in 80 ml of acetonitrile, and the mixture was heated to reflux for 1 hour under a nitrogen stream. After allowing to cool, the solvent was distilled off under reduced pressure, and 10 ml of ethyl acetate and 50 ml of hexane were added to the resulting mixture, and the operation of removing the supernatant was repeated three times. To this was added 10 ml of ethyl acetate, and the resulting crystals were separated by filtration and dried to obtain 13.95 g (20.3 mmol, 50.8%) of the cationic compound S-2 of the present invention as yellow crystals. Melting point: 193-196 ° C (decomposition)
The structure was determined by X-ray crystal structure analysis. The following spectral data is also consistent with this structure.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ 1.03 (t, J = 7 Hz, 3H), 1.15 (t, J = 7 Hz, 3H), 1.25 (t, J = 7 Hz, 3H), 1.45 (t, J = 7 Hz, 3H), 2.09-2.21 (m, 1H), 2.16 (s, 3H), 2.29 (s, 3H), 2.54-2.63 (m, 1H), 3.41-3.50 (m, 1H ), 3.74-3.83 (m, 1H), 4.20-4.36 (m, 3H), 4.67-4.76 (m, 1H), 6.21 (d, J = 10 Hz, 1H), 6.62-6.64 (m, 2H), 6.89 (s, 1H), 7.11 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.47 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.81 (dd, J = 9, 2 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 9 Hz, 1H), 8.53 (d, J = 2 Hz, 1H), 9.89 (s, 1H).
13 C NMR (100 MHz, DMSO-d 6 ) δ 9.3, 11.3, 12.1, 13.2, 13.4, 19.5, 23.0, 42.9, 44.6, 62.8, 99.7, 100.1, 112.9, 114.6, 115.9, 116.7, 121.2, 124.3, 124.4 , 125.6, 126.8, 128.3, 128.7, 131.6, 133.9, 136.5, 143.8, 144.2, 146.0, 147.9, 150.0, 160.8, 164.2.
MALDI-TOFMS (pos) m / z 513 ([S-2 - OTs -] +).
UV-visible absorption spectrum (methanol solution) λ maxmax ) 399 (2420) nm.
It can be seen that the compound S-2 of the present invention exhibits an absorption maximum at a short wavelength of 400 nm and can efficiently absorb the light emitted from the blue-violet semiconductor laser.
The

和光純薬製2−メチル−5−フェニルベンゾオキサゾール10.5g(0.05モル)にパラトルエンスルホン酸エチル20g(0.1モル)を加え160℃で2時間攪拌した。アセトン100mLを加え攪拌しつつ室温まで冷却した。生じた結晶を濾取し、アセトンをかけて洗浄し、風乾し、上記ベンゾオキサゾール4級塩2であるパラトルエンスルホン酸3−エチル−2−メチル−5−フェニルベンゾオキサゾリウム8.9gを得た。
化合物S−3の合成
20 g (0.1 mol) of ethyl paratoluenesulfonate was added to 10.5 g (0.05 mol) of 2-methyl-5-phenylbenzoxazole manufactured by Wako Pure Chemical Industries, and stirred at 160 ° C. for 2 hours. Acetone 100 mL was added and cooled to room temperature with stirring. The resulting crystals were collected by filtration, washed with acetone, air-dried, and 8.9 g of para-toluenesulfonic acid 3-ethyl-2-methyl-5-phenylbenzoxazolium, which was the benzoxazole quaternary salt 2, was obtained. Obtained.
Synthesis of compound S-3

Figure 2008214613
Figure 2008214613

上記ベンゾオキサゾール4級塩2の2g(5mmol)をアセトニトリル 10mlに溶かした溶液にオルトプロピオン酸トリエチル3.5g(20mmol)を加え、1時間50分加熱還流した。放冷後、溶媒を減圧留去し、得られた混合物に酢酸エチル−ヘキサン1:1 100mlを加えて、生じた化合物S-3Cの結晶680mg(1.38mmol、27.6%)を濾別した。濾液を濃縮して得られた1.8gの残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル200g/酢酸エチル−エタノール95:5)にて処理し、黄色部分を集めた。溶媒を留去し、残渣を少量の酢酸エチルに溶解し、微量の不要物を濾過して除去し、溶媒を留去して0.6g(0.78mmol、31.2%)の黄色固体として化合物S-3を得た。これをイソプロピルアルコールに溶解後、ヘキサンを添加し、析出した結晶を濾取乾燥し、160mgの化合物S-3の精製品を得た。融点:220.5−221.5℃
以下のスペクトルデータは、この構造と矛盾しない。
H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ 1.05 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 1.20 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.29 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.47 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 2.01-2.11 (m, 1H), 2.16 (s, 3H), 2.28 (s, 3H), 2.49-2.51 (m, 1H), 3.56-3.63 (m, 1H), 3.85-3.90 (m,1H), 4.23-4.42 (m, 3H), 4.83-4.88 (m, 1H), 6.27 (d, J = 8 Hz, 1H), 6.82(dd,J = 8, 2 Hz, 1H), 6.88 (s, 1H), 6.90 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.22-7.33 (m, 8H), 7.47 (d, J= 8 Hz, 2H), 7.46-7.58 (m, 1H), 7.76 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 8.42 (d, J = 1.3 Hz, 2H), 9.80 (s, 1H).
MALDI-TOFMS (pos) m/z 597 ([S-3 - OTs-]+).
UV-可視吸収スペクトル (メタノール溶液) λmax(εmax) 394 (2470) nm.
本発明の化合物S−3は、400nmという短波長に吸収極大を示し、青紫半導体レーザーの発振する光を効率よく吸収し得ることがわかる。
To a solution of 2 g (5 mmol) of the benzoxazole quaternary salt 2 in 10 ml of acetonitrile was added 3.5 g (20 mmol) of triethyl orthopropionate, and the mixture was heated to reflux for 1 hour 50 minutes. After allowing to cool, the solvent was distilled off under reduced pressure, ethyl acetate-hexane 1: 1 100 ml was added to the resulting mixture, and the resulting compound S-3C crystals 680 mg (1.38 mmol, 27.6%) were filtered off. The residue obtained by concentrating the filtrate was treated with column chromatography (silica gel 200 g / ethyl acetate-ethanol 95: 5) to collect the yellow part. The solvent was distilled off, the residue was dissolved in a small amount of ethyl acetate, a trace amount of unwanted substances were removed by filtration, and the solvent was distilled off to obtain 0.6 g (0.78 mmol, 31.2%) of a yellow solid as compound S-3. Got. This was dissolved in isopropyl alcohol, hexane was added, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried to obtain 160 mg of a purified product of compound S-3. Melting point: 220.5-221.5 ° C
The following spectral data is consistent with this structure.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ 1.05 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 1.20 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.29 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.47 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 2.01-2.11 (m, 1H), 2.16 (s, 3H), 2.28 (s, 3H), 2.49-2.51 (m, 1H), 3.56-3.63 (m, 1H ), 3.85-3.90 (m, 1H), 4.23-4.42 (m, 3H), 4.83-4.88 (m, 1H), 6.27 (d, J = 8 Hz, 1H), 6.82 (dd, J = 8, 2 Hz, 1H), 6.88 (s, 1H), 6.90 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.22-7.33 (m, 8H), 7.47 (d, J = 8 Hz, 2H), 7.46-7.58 (m, 1H), 7.76 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 8.42 (d, J = 1.3 Hz, 2H), 9.80 (s, 1H).
MALDI-TOFMS (pos) m / z 597 ([S-3 - OTs -] +).
UV-visible absorption spectrum (methanol solution) λ maxmax ) 394 (2470) nm.
It can be seen that the compound S-3 of the present invention exhibits an absorption maximum at a short wavelength of 400 nm and can efficiently absorb the light emitted from the blue-violet semiconductor laser.

上記実施例2で得た化合物S-3Cの0.2g、をアセトニトリル5mlに溶かし1時間加熱還流した。反応液を薄層クロマトグラフィー(TLC)で分析したが、変化は認められなかった。オルトプロピオン酸トリエチル0.2gを加えて更に1時間40分加熱還流を続けたところ、TLC上に黄色の生成物を認めた。溶媒を留去し、ヘキサン-酢酸エチル(1:1)10mlを加え、生じた固体(100mg)を濾別し、濾液を濃縮し少量の酢酸エチルとヘキサンを加えて放置した。生じた黄色結晶を濾取し、酢酸エチル-ヘキサン(1:1)で洗浄後乾燥して、29mgの黄色結晶を得た。NMRおよび質量スペクトルは実施例2で得られた化合物S-3と一致した。   0.2 g of the compound S-3C obtained in Example 2 above was dissolved in 5 ml of acetonitrile and heated to reflux for 1 hour. The reaction solution was analyzed by thin layer chromatography (TLC), but no change was observed. When 0.2 g of triethyl orthopropionate was added and the mixture was further heated under reflux for 1 hour and 40 minutes, a yellow product was observed on TLC. The solvent was distilled off, 10 ml of hexane-ethyl acetate (1: 1) was added, the resulting solid (100 mg) was filtered off, the filtrate was concentrated, and a small amount of ethyl acetate and hexane were added and left. The resulting yellow crystals were collected by filtration, washed with ethyl acetate-hexane (1: 1) and dried to give 29 mg of yellow crystals. NMR and mass spectrum were consistent with compound S-3 obtained in Example 2.

化合物S−14の合成   Synthesis of Compound S-14

和光純薬製ヨウ化3-エチル-2-メチルベンゾオキサゾリウム2g(6.9mmol)にアセトニトリル7mLを加えて加熱溶解した。オルトプロピオン酸トリエチル6gを加えると結晶が析出したが、更に加熱を続けて還流が始まると完溶した。徐々に赤色結晶が析出した。還流1時間の後、反応混合物を水冷し、生じた9−エチルオキサカルボシアニンヨウ化物の赤色結晶(534mg、収率31.8%)を濾過して除いた。濾液を濃縮し、残渣を酢酸エチル-ヘキサン1:2で洗い(この洗浄液から該オキサカルボシアニンが100mg析出し、該オキサカルボシアニンの収量は合計634mg、収率は合計37.7%となった。)、シリカゲルカラムクロマトグラフィー処理(シリカゲル 170g、酢酸エチル-エタノール95:5にて溶離)して、黄色のフラクションを集め、溶媒留去後残渣を酢酸エチルで洗うとS−14の橙赤色プリズム晶が66.3mg(収率3.4%)得られた。 Mp: 180.2-182.2oC.
以下のスペクトルデータは、この構造と矛盾しない。
H NMR (300 MHz, DMSO-d6)δ1.02 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 1.15 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.26 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.45 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.91-2.07 (m, 1H), 2.14 (s, 3H), 2.53-2.61 (m, 1H), 3.45-3.50 (m, 1H), 3.71-3.83 (m, 1H), 4.18-4.41 (m, 3H), 4.67-4.80 (m, 1H), 6.07 (dd, J = 1.7, 9 Hz, 1H), 6.43-6.54 (m, 2H), 6.62 (dd, J = 2, 6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 7.67-7.81 (m, 3H), 8.20 (d, J = 8 Hz, 1H), 9.52 (s, 1H).
MALDI-TOFMS (pos) m/z 445 ([S−14‐I]+).
UV-可視吸収スペクトル (メタノール溶液) λmaxmax) 394 (2470) nm.
7 mL of acetonitrile was added to 2 g (6.9 mmol) of 3-ethyl-2-methylbenzoxazolium iodide manufactured by Wako Pure Chemical Industries, and dissolved by heating. When 6 g of triethyl orthopropionate was added, crystals were precipitated, but the solution was completely dissolved when the heating was continued and refluxing was started. Red crystals gradually precipitated. After 1 hour at reflux, the reaction mixture was cooled with water, and the resulting 9-ethyloxacarbocyanine iodide red crystals (534 mg, yield 31.8%) were filtered off. The filtrate was concentrated, and the residue was washed with ethyl acetate-hexane 1: 2 (100 mg of the oxacarbocyanine was precipitated from this washing solution, and the total yield of the oxacarbocyanine was 634 mg, and the total yield was 37.7%). Then, silica gel column chromatography (eluting with 170 g of silica gel, eluting with ethyl acetate-ethanol 95: 5), the yellow fraction was collected, and after evaporating the solvent, the residue was washed with ethyl acetate. 66.3 mg (yield 3.4%) was obtained. Mp: 180.2-182.2oC.
The following spectral data is consistent with this structure.
1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ) δ1.02 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 1.15 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.26 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.45 (t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.91-2.07 (m, 1H), 2.14 (s, 3H), 2.53-2.61 (m, 1H), 3.45-3.50 (m, 1H), 3.71-3.83 ( m, 1H), 4.18-4.41 (m, 3H), 4.67-4.80 (m, 1H), 6.07 (dd, J = 1.7, 9 Hz, 1H), 6.43-6.54 (m, 2H), 6.62 (dd, J = 2, 6 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H), 7.67-7.81 (m, 3H), 8.20 (d, J = 8 Hz, 1H), 9.52 (s, 1H).
MALDI-TOFMS (pos) m / z 445 ([S-14-I] + ).
UV-visible absorption spectrum (methanol solution) λ maxmax ) 394 (2470) nm.

Claims (6)

下記一般式(I)で表される陽イオン化合物。
一般式(I):
Figure 2008214613
式中、Q1は5員もしくは6員のヘテロ環を完成するに必要な非金属原子群を表し、R1は炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表し、G2、G3、G4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基、またはアルケニル基を表すが、これらは互いに連結して環を形成することはない。G2〜G4のうち隣接する2つ以上が水素原子以外の置換基である。A1、A2はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1ないし8のアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、またはアリール基を表し、互いに連結して環を形成していても良い。Eは水素原子または炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表す。Eが水素原子の場合、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表わすものとする。Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表す。Xn-は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表し、Q1、R1、G2、G3、G4上の置換基となって分子内塩を形成しても良い。nは1以上の整数を表す。
A cationic compound represented by the following general formula (I).
Formula (I):
Figure 2008214613
In the formula, Q1 represents a group of nonmetallic atoms necessary to complete a 5- or 6-membered heterocycle, and R1 represents an alkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, or an aryl group having 1 to 8 carbon atoms. , G2, G3, and G4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. It does not form a ring. Two or more adjacent ones of G2 to G4 are substituents other than hydrogen atoms. A1 and A2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and may be connected to each other to form a ring. E represents a hydrogen atom or an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms. When E is a hydrogen atom, there may exist tautomers in which H bonded to Z1 is moved to another position in this structure, and these are also represented by the structure of this general formula. Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the electric charge, and may form an inner salt as a substituent on Q1, R1, G2, G3, and G4. n represents an integer of 1 or more.
下記一般式(II)で表される請求項1記載の陽イオン化合物。
一般式(II):
Figure 2008214613
式中、R1、G2、G3、G4及びnは一般式(I)におけると同義である。Z1は、酸素原子、または硫黄原子を表し、T1、T2、T3、T4はそれぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1ないし8の、アルキル基、アラルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表し、T1とT2、T3とT4はそれぞれ互いに連結して環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。Xn-は電荷を中和するためのn価の陰イオンを表す。なお、この構造にはZ1に結合したHが他の位置に移動した互変異性体が存在し得るが、それらもこの一般式の構造で代表して表わすものとする。
The cationic compound of Claim 1 represented by the following general formula (II).
General formula (II):
Figure 2008214613
In the formula, R 1, G 2, G 3, G 4 and n are as defined in the general formula (I). Z1 represents an oxygen atom or a sulfur atom, T1, T2, T3, and T4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, or an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, T1 and T2, and T3 and T4 may be connected to each other to form a ring, and the ring may have a substituent. X n− represents an n-valent anion for neutralizing the electric charge. In this structure, there may exist a tautomer in which H bonded to Z1 is moved to another position, and these are also represented by the structure of this general formula.
一般式(I)において、G2、G3がアルキル基であり、かつG4がアルコキシ基である請求項1または2記載の陽イオン化合物。   The cationic compound according to claim 1 or 2, wherein, in the general formula (I), G2 and G3 are alkyl groups, and G4 is an alkoxy group. 下記一般式(III)で表される化合物とオルトエステルとを溶剤中で塩基の存在無しに加熱することを特徴とする前記一般式(I)で表される陽イオン化合物の製造方法。
一般式(III):
Figure 2008214613
式中、Q1、R1、Xn-及びnは一般式(I)におけると同義である。
A method for producing a cationic compound represented by the above general formula (I), comprising heating a compound represented by the following general formula (III) and an orthoester in a solvent without the presence of a base.
General formula (III):
Figure 2008214613
In the formula, Q 1, R 1, X n− and n have the same meaning as in general formula (I).
下記一般式(IV)で表される化合物と下記一般式(VI)で表されるオルトエステルとを溶剤中で塩基の存在無しに加熱することを特徴とする下記一般式(V)で表される陽イオン化合物の製造方法。
一般式(IV):
Figure 2008214613
式中、R1、Xn-及びnは一般式(III)におけると同義である。Q2は、置換基を有しても良い、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、ベンゾチアゾール、またはナフトチアゾ-ル環を完成するための原子群を表す。
一般式(V):
Figure 2008214613
式中、R1、Z1、Xn-及びnは一般式(I)におけると同義である。R3は炭素原子数2ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表し、R4は炭素原子数1ないし8の、アルキル基またはアラルキル基を表す。R5は炭素原子数1ないし7の、アルキル基またはアラルキル基を表す。Q2は、一般式(IV)におけると同義である。Q3は置換基を有しても良い、ベンゼン環またはナフタレン環を完成するための原子群を表す。
一般式(VI):
R3−C(OR4)
式中、R3、及びR4は上記一般式(V)におけると同義である。
A compound represented by the following general formula (IV) and an ortho ester represented by the following general formula (VI) are heated in a solvent without the presence of a base, and represented by the following general formula (V) A method for producing a cationic compound.
Formula (IV):
Figure 2008214613
In the formula, R1, Xn- and n have the same meanings as in the general formula (III). Q2 represents an atomic group for completing a benzoxazole, naphthoxazole, benzothiazole, or naphthothiazole ring which may have a substituent.
Formula (V):
Figure 2008214613
In the formula, R 1, Z 1, X n- and n have the same meaning as in general formula (I). R3 represents an alkyl group or aralkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and R4 represents an alkyl group or aralkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R5 represents an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 7 carbon atoms. Q2 has the same meaning as in general formula (IV). Q3 represents an atomic group for completing a benzene ring or naphthalene ring, which may have a substituent.
General formula (VI):
R3-C (OR4) 3
In the formula, R3 and R4 have the same meanings as in the general formula (V).
前記溶剤が非プロトン性溶剤である請求項4または5に記載の陽イオン化合物の製造方法。   The method for producing a cationic compound according to claim 4 or 5, wherein the solvent is an aprotic solvent.
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