JP2009234999A - ジアザフルオレン骨格を有する化合物 - Google Patents

ジアザフルオレン骨格を有する化合物 Download PDF

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Kaname Tsuchii
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Ayami Suzuki
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Nobuko Mibuka
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Abstract

【課題】樹脂モノマー原料などとして有用なジアザフルオレン骨格を有する新規な化合物を提供する。
【解決手段】本発明の化合物は、下記式(1)で表される。

(式中、環Zは芳香族炭化水素環を示し、Aは直接結合又は芳香族炭化水素環を示し、EおよびEは同一又は異なって酸素原子、硫黄原子又はイミノ基を示す。m1、m2、n1、p1およびp2はそれぞれ0以上の整数であり、n2は1以上の整数である。ただし、Aが直接結合であるとき、p2=0、n2=1、Eは酸素原子である。)
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なジアザフルオレン骨格(詳細には4,5−ジアザフルオレン骨格)を有する化合物に関する。
樹脂や樹脂原料において、熱的特性(耐熱性など)、光学的特性(高屈折率など)などの重要な特性を付与又は改善するため、樹脂の重合成分を選択したり、樹脂を改質可能な化合物を添加するなどの方法がとられている。例えば、フルオレン骨格(9,9−ビスフェニルフルオレン骨格など)を有する化合物は、屈折率、耐熱性などにおいて優れた機能を有することが知られている。
このようなフルオレン骨格の優れた機能を樹脂や高分子材料に発現する方法としては、反応性基(ヒドロキシル基、アミノ基など)を有するフルオレン化合物、例えば、ビスフェノールフルオレン(BPF)、ビスクレゾールフルオレン(BCF)、ビスフェノキシエタノールフルオレン(BPEF)などを樹脂の構成成分として利用し、樹脂の骨格構造の一部にフルオレン骨格を導入する方法、このようなフルオレン化合物を樹脂に添加する方法などが一般的である。例えば、特開2002−284864号公報(特許文献1)には、9,9−ビスフェニルフルオレン骨格を有するポリエステル系樹脂で構成された成形材料が開示されている。また、特開2002−284834号公報(特許文献2)には、9,9−ビスフェニルフルオレン骨格を有し、架橋剤で架橋されたポリウレタン系樹脂が開示されている。さらに、特開平4−325508号公報(特許文献3)には、プラスチックレンズ材料として、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンに(メタ)アクリル酸クロリドを反応させた化合物、又は9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加させたのち、(メタ)アクリル酸を反応させた化合物を主成分とする共重合体が開示されている。また、特開平10−36485号公報(特許文献4)には、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレンのエチレンオキシド付加体のグリシジルエーテル(エポキシ樹脂)が開示されている。これらの文献では、樹脂を構成するジオール成分の一部として、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンや、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(ビスフェノキシエタノールフルオレン)などの9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類を使用することにより、樹脂中にフルオレン骨格を導入している。このような9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン骨格を樹脂に導入することにより、前記特性(耐熱性、耐水性、耐薬品性など)をある程度向上できる。
しかし、近年の急速な技術革新に伴い、前記特性のさらなる向上が要求されている。例えば、半導体封止剤などの電子材料用途として用いられるエポキシ樹脂やアクリル樹脂には、高屈折率、高耐熱化、低粘度化などの様々な高機能な特性の向上がより一層急速に求められつつある。中でも、特に高耐熱を有し、かつ硬化物の応力を緩和させたいというニーズが強く、解決策としてナフタレン骨格などを有する樹脂なども知られているが、高屈折率、高耐熱化など、前記ニーズに対する十分な解決策には至っていない。
一方、特開2004−91444号広報(特許文献5)には、フルオレンと同様の骨格である4,5−ジアザフルオレン骨格を有する化合物、すなわち、下記式[I]
(式中、RおよびRは、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基、置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基、置換あるいは無置換の縮合多環複素環基、置換アミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表わし、同じであっても異なっていてもよい。RおよびRは、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアリール基または置換あるいは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するR同士、R同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するRおよびRは、同じであっても異なっていてもよい。nは、1乃至10の整数を表す。)
で表される化合物が開示されている。そして、この文献には、前記式[I]で表される化合物が、耐久性のある有機発光素子として有用であることが記載されている。
しかし、この文献のジアザフルオレン化合物では、未だ物性面から十分であるとはいえない。また、このジアザフルオレン化合物は、ヒドロキシル基などの反応性基を有しておらず、モノマー用途などへ展開するには困難性がある。
特開2002−284864号公報(特許請求の範囲) 特開2002−284834号公報(特許請求の範囲) 特開平4−325508号公報(特許請求の範囲) 特開平10−36485号公報(特許請求の範囲) 特開2004−91444号公報(特許請求の範囲)
従って、本発明の目的は、官能基(ヒドロキシル基など)を有し、高耐熱性、高屈折率などの優れた特性を有する新規なジアザフルオレン骨格を有する化合物を提供することにある。
本発明の他の目的は、希釈剤(又は希釈剤原料)、モノマー原料、樹脂用開始剤などとして有用な新規なジアザフルオレン骨格を有する化合物を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、ジアザフルオレン骨格(4,5−ジアザフルオレン骨格)と、このジアザフルオレン骨格の9位に結合した芳香族炭化水素骨格とを有しているとともに、官能基(ヒドロキシル基など)を有する新規なジアザフルオレン化合物は、高耐熱性、高屈折率、高透明性、高屈折率、低線膨張率などの優れた特性を有しており、これらの特性を樹脂などに効率よく付与又は発現できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明のジアザフルオレン化合物は、下記式(1)で表される。
(式中、環Zは芳香族炭化水素環を示し、Aは直接結合又は芳香族炭化水素環を示し、EおよびEは同一又は異なって酸素原子、硫黄原子又はイミノ基を示し、R1aおよびR1bは、同一又は異なって、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を示し、R2aおよびR2bはアルキレン基を示し、R3aおよびR3bは、同一又は異なって、炭化水素基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基又は置換アミノ基を示す。k1およびk2はそれぞれ0〜3の整数、m1、m2、n1、p1およびp2はそれぞれ0以上の整数であり、n2は1以上の整数である。ただし、Aが直接結合であるとき、p2=0、n2=1、Eは酸素原子である。)
前記式(1)において、Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合、ベンゼン環又はナフタレン環であり、R2a及びR2bがC2−4アルキレン基であり、m1およびm2がそれぞれ0〜4であってもよい。
特に、前記式(1)において、Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合であり、R2a及びR2bがC2−3アルキレン基であり、m1が0〜2であり、m2が0であり、n1が0〜3であり、EおよびEが酸素原子であってもよい。このような化合物において、p1が0〜2であり、n1が0であってもよい。
また、特に、前記式(1)において、ZおよびAがベンゼン環又はナフタレン環であり、R2a及びR2bがC2−3アルキレン基であり、m1およびm2がそれぞれ0〜2であり、n1が0〜3であり、n2が1〜3であり、EおよびEが酸素原子であってもよい。このような化合物において、p1およびp2がそれぞれ0〜2であり、n1が0であってもよい。また、このような化合物において、p1およびp2がそれぞれ0〜2であり、n1が1又は2であってもよい。
また、本発明には、前記式(1)で表される化合物を重合成分とする樹脂も含まれる。このような樹脂には、例えば、下記式(5)で表される化合物などが含まれる。
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Z、R1a、R1b、R2a、R3a、R、k1、k2、m1、n2およびp1は前記と同じ。)
本発明の新規なジアザフルオレン骨格を有する化合物は、官能基(ヒドロキシル基など)を有し、高耐熱性、高屈折率などの優れた特性を有している。そのため、本発明の化合物は、希釈剤(又は希釈剤原料)、モノマー原料、樹脂用開始剤などとして有用である。特に、本発明の化合物は、ヒドロキシル基などの反応性基を有しており、モノマー用途などにも適用できる。また、耐熱性などの優れた特性を有しつつ、柔軟性や溶解性にも優れ、適用範囲が広い。このような柔軟性や溶解性の向上効果は、前記ジアザフルオレン骨格を有する化合物のなかでも、特に、単官能性化合物や非対象構造を有する化合物などにおいて高い。
[式(1)で表されるジアザフルオレン化合物]
本発明のジアザフルオレン化合物は、下記式(1)で表される。
(式中、環Zは芳香族炭化水素環を示し、Aは直接結合又は芳香族炭化水素環を示し、EおよびEは同一又は異なって酸素原子、硫黄原子又はイミノ基を示し、R1aおよびR1bは、同一又は異なって、置換基を示し、R2aおよびR2bはアルキレン基を示し、R3aおよびR3bは置換基を示す。k1およびk2はそれぞれ0〜3の整数、m1、m2、n1、p1およびp2はそれぞれ0以上の整数であり、n2は1以上の整数である。ただし、Aが直接結合であるとき、p2=0、n2=1、Eは酸素原子である。)
上記式(1)において、環Zで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、縮合多環式芳香族炭化水素環(詳細には、少なくともベンゼン環を含む縮合多環式炭化水素環)などが挙げられる。縮合多環式芳香族炭化水素環に対応する縮合多環式芳香族炭化水素としては、縮合二環式炭化水素(例えば、インデン、ナフタレンなどのC8−20縮合二環式炭化水素、好ましくはC10−16縮合二環式炭化水素)、縮合三環式炭化水素(例えば、アントラセン、フェナントレンなど)などの縮合二乃至四環式炭化水素などが挙げられる。好ましい縮合多環式芳香族炭化水素としては、ナフタレン、アントラセンなどが挙げられ、特にナフタレンが好ましい。
好ましい環Zには、ベンゼン環およびナフタレン環(特にベンゼン環)が含まれる。なお、環Zが、縮合多環式芳香族炭化水素環である場合、フルオレンの9位に置換する環Zの置換位置は、特に限定されず、例えば、ジアザフルオレン骨格の9位に置換するナフチル基は、1−ナフチル基、2−ナフチル基などであってもよい。
また、前記式(1)において、Aが芳香族炭化水素環であるとき、芳香族炭化水素環としては、前記例示の芳香族炭化水素環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環など)が挙げられる。好ましい芳香族炭化水素環およびその置換位置なども前記と同じである。なお、Aが芳香族炭化水素環であるとき、ジアザフルオレン骨格の9位に置換する2つのZおよびAは同一の又は異なる環であってもよく、通常、同一の環であってもよい。
また、前記式(1)において、置換基R1aおよびR1bは、通常、非反応性置換基であり、例えば、シアノ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子など)、炭化水素基[例えば、アルキル基、アリール基(フェニル基などのC6−10アリール基)など]などであってもよく、シアノ基又はアルキル基(特にアルキル基)である場合が多い。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基などのC1−6アルキル基(例えば、C1−4アルキル基、特にメチル基)などが例示できる。なお、k1又はk2が複数(2以上)である場合、基R又はR1bは互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。また、ジアザフルオレン骨格に置換する基R1aおよびR1bはそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。また、フルオレンを構成するベンゼン環に対する基R1aおよびR1bの結合位置(置換位置)は、特に限定されない。好ましい置換数k1又はk2は、0〜1、特に0である。なお、置換数k1およびk2は、互いに同一又は異なっていてもよい。
前記式(1)において、基R2aおよびR2bで表されるアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、C2−10アルキレン基(例えば、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブタン−1,2−ジイル基、ヘキシレン基などのC2−6アルキレン基)などが例示でき、特に、C2−4アルキレン基(特に、エチレン基、プロピレン基などのC2−3アルキレン基)が好ましい。なお、R2a又はR2bは、同一の又は異なるアルキレン基であってもよい(すなわち、m1又はm2が複数である場合、R2a又はR2bは同一又は異なっていてもよい)。すなわち、m1又はm2が2以上の場合、ポリアルコキシ(ポリオキシアルキレン)基は、同一のオキシアルキレン基で構成されていてもよく、複数のオキシアルキレン基(例えば、オキシエチレン基とオキシプロピレン基など)で構成されていてもよい。通常、R2a又はR2bは環Z又はAにおいて、同一のアルキレン基であってもよい。また、R2aおよびR2bは、それぞれ同一又は異なっていてもよい。
オキシアルキレン基(OR2a又はOR2b)の数(付加モル数)m1又はm2は、例えば、0〜15程度の範囲から選択でき、例えば、0〜10(例えば、1〜10)、好ましくは0〜6(例えば、1〜6)、さらに好ましくは0〜4(例えば、1〜4)、特に0〜2(例えば、1〜2)であってもよく、通常0〜1(例えば、1)であってもよい。なお、式(1)において、E又はEがイミノ基(−NH−)である場合、m1又はm2は、通常、0である場合が多い。
環Zに置換する基−[(OR2am1−E−H]、又は芳香族炭化水素環Aに置換する−[(OR2bm2−E−H]の置換位置は、特に限定されず、例えば、Z又はAがベンゼン環であるとき、ジアザフルオレン骨格の9位に置換するフェニル基の2〜6位のいずれであってもよい。特に、フェニル基の4位に基−[(OR2am1−E−H]、又は基−[(OR2bm2−E−H]が置換していてもよい。
基−[(OR2am1−E−H]の置換数n1は、0以上の整数であり、例えば、0〜4、好ましくは0〜3(例えば、1〜3)、さらに好ましくは0〜2(例えば、0〜1)であってもよい。また、−[(OR2bm2−E−H]の置換数n2は、1以上の整数であり、例えば、1〜4、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2(例えば、1)であってもよい。なお、前記のように、Aが直接結合であるとき、n2は1である。また、Aが直接結合であるとき、n1は、好ましくは0〜1、特に0であってもよい。n1およびn2は同一又は異なっていてもよい。
およびEは、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。なお、Aが直接結合であるとき、Eは酸素原子である場合が多い。また、m1およびm2が1以上であるとき、EおよびEは、酸素原子又は硫黄原子である場合が多い。
Zに置換する置換基R3a又はAに置換する置換基R3bとしては、通常、非反応性置換基、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などのC1−20アルキル基、好ましくはC1−8アルキル基、さらに好ましくはC1−6アルキル基など)、シクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロへキシル基などのC5−10シクロアルキル基、好ましくはC5−8シクロアルキル基、さらに好ましくはC5−6シクロアルキル基など)、アリール基[例えば、フェニル基、アルキルフェニル基(メチルフェニル基(又はトリル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基など)、ジメチルフェニル基(キシリル基)など)、ナフチル基などのC6−10アリール基、好ましくはC6−8アリール基、特にフェニル基など]、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基などのC6−10アリール−C1−4アルキル基など)などの炭化水素基;アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基などのC1−20アルコキシ基、好ましくはC1−8アルコキシ基、さらに好ましくはC1−6アルコキシ基など)、シクロアルコキシ基(シクロへキシルオキシ基などのC5−10シクロアルキルオキシ基など)、アリールオキシ基(フェノキシ基などのC6−10アリールオキシ基)、アラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基などのC6−10アリール−C1−4アルキルオキシ基)などのエーテル基;アシル基(アセチル基などのC1−6アシル基など);アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基などのC1−4アルコキシカルボニル基など);ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子など);ニトロ基;シアノ基;置換アミノ基(ジアルキルアミノ基など)などが挙げられる。
好ましいR3a又はR3bは、炭化水素基[例えば、アルキル基(例えば、C1−6アルキル基)、シクロアルキル基(例えば、C5−8シクロアルキル基)、アリール基(例えば、C6−10アリール基)、アラルキル基(例えば、C6−8アリール−C1−2アルキル基)など]、アルコキシ基(C1−4アルコキシ基など)などである。
特に、R3aは、アルキル基[C1−4アルキル基(特にメチル基)など]、アリール基[例えば、C6−10アリール基(特にフェニル基)など]などであるのが好ましい。また、特に、R3bは、アルキル基[C1−4アルキル基(特にメチル基)など]、アルコキシ基[C1−4アルコキシ基(特にメトキシ基)など]などであるのが好ましい。
置換基R3a又はR3bは、Z又はAにおいて、それぞれ、単独で又は2種以上組み合わせて置換していてもよい(すなわち、p1又はp2が複数である場合、R3a又はR3bは同一又は異なっていてもよい)。また、置換基R3a及びR3bは互いに同一又は異なっていてもよい。
置換基R3aの置換数p1又は置換基R3bの置換数p2は、芳香族炭化水素環の種類などに応じて適宜選択でき、特に限定されず、それぞれ、例えば、0〜8、好ましくは0〜6(例えば、1〜5)、さらに好ましくは0〜4、特に0〜2であってもよい。なお、前記のように、Aが直接結合であるとき、p2は0である。
代表的には、前記式(1)において、Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合、ベンゼン環又はナフタレン環であり、R2a及びR2bがC2−4アルキレン基(例えば、C2−3アルキレン基、特にエチレン基)であり、m1およびm2がそれぞれ0〜4(例えば、0〜2)程度であってもよい。
代表的な前記式(1)で表される化合物には、(A)前記式(1)においてAが直接結合である化合物と、(B)前記式(1)においてAが芳香族炭化水素環である化合物とに大別される。
[化合物(A)]
化合物(A)のうち、EおよびEが酸素原子である化合物としては、例えば、9−ヒドロキシ−9−アリール−4,5−ジアザフルオレン類[9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類、9−ヒドロキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]、9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−アリール−4,5−ジアザフルオレン類[9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類、9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]などが挙げられる。
9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類としては、例えば、9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−トリル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−キシリル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(モノ又はジC1−4アルキル−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−ヒドロキシ−9−アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(4−メトキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(モノ又はジC1−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン]などのn1=0である化合物(単官能性化合物);9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(4−ヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシ−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシ−アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシ−モノ又はジC6−10アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシアルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9−ヒドロキシ−9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシC2−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン}、9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシポリアルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9−ヒドロキシ−9−[4−(2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン}などのn1が1以上(例えば、1〜4)である化合物(複数のヒドロキシル基を有する化合物)などが挙げられる。
9−ヒドロキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、9位のフェニル基がナフチル基に置換した化合物、例えば、9−ヒドロキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(2−ナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−ヒドロキシ−9−(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシアルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9−ヒドロキシ−9−[6−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−ナフチル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−ヒドロキシC2−4アルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン}などが挙げられる。
9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、m2が1以上である化合物、例えば、9−ヒドロキシアルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−C1−4アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−C1−4アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレンなどのn1=0である化合物;9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−(ヒドロキシ−C1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−(ヒドロキシC2−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのn1が1以上である化合物]、9−ヒドロキシポリアルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−C1−4アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−C1−4アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレンなどのn1が0である化合物;9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−(ヒドロキシ−C1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−(ヒドロキシC2−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのn1が1以上である化合物]などが挙げられる。
9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、m2が1以上である化合物、例えば、9−ヒドロキシアルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシC2−4アルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシポリアルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシ−9−ヒドロキシC2−4アルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレンなど]などが挙げられる。
また、化合物(A)のうち、EおよびEの少なくとも一方が、イミノ基又はメルカプト基である化合物としては、前記EおよびEが酸素原子である化合物において、E及び/又はEが硫黄原子又はイミノ基に置換した化合物、例えば、Eが硫黄原子であり、かつEが酸素原子である化合物[例えば、9−ヒドロキシ−9−メルカプトフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−(メルカプト−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−メルカプトフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシ−9−メルカプトモノ乃至テトラアルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−メルカプト(ポリ)アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシ−9−メルカプトナフチル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−メルカプトナフチル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシ−9−メルカプトモノ乃至テトラアルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−メルカプト(ポリ)アルコキシナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]、Eがイミノ基であり、かつEが酸素原子である化合物[9−ヒドロキシ−9−アミノフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−(アミノ−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−アミノフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシ−9−アミノナフチル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシ−9−アミノナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]などが挙げられる。
[化合物(B)]
化合物(B)のうち、EおよびEが酸素原子である化合物としては、例えば、9−ヒドロキシアリール−9−アリール−4,5−ジアザフルオレン類[9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類、9−ヒドロキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]、9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシ−9−アリール−4,5−ジアザフルオレン類[9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類、9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]などが挙げられる。
9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類としては、例えば、9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[9−(4−ヒドロキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシフェニル−9−アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシフェニル)−9−トリル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシフェニル−9−(モノ又はジC1−4アルキル−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−ヒドロキシフェニル−9−アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシフェニル)−9−(4−メトキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシフェニル−9−(モノ又はジC1−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−(ヒドロキシ−アルキルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(ヒドロキシ−アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(ヒドロキシ−アリールフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−(ヒドロキシ−モノ又はジC6−10アリールフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(ヒドロキシ−アルキルフェニル)−9−(アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−(4−メチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−9−(モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−(ヒドロキシ−アルキルフェニル)−9−(アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−(4−メトキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−9−(モノ又はジC1−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9−ポリヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−9−フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ジ又はトリヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]などのn1が0である化合物;9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9,9−ビス(ヒドロキシ−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ヒドロキシ−アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(ヒドロキシ−モノ又はジC6−10アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ポリヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]などのn1が1以上である化合物が挙げられる。
9−ヒドロキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、フェニル基をナフチル基に置換した化合物、例えば、9,9−ビス(ヒドロキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(6−ヒドロキシ−2−ナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などが挙げられる。
9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、m2が1以上である化合物、例えば、9−ヒドロキシアルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン(例えば、9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど)、9−ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル−9−C1−4アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン(例えば、9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル]−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど)、9−ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル−9−C1−4アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C1−4アルキルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン(9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3−メチルフェニル]−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど)などのn1が0である化合物;9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなど}、9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C6−10アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などのn1が1以上である化合物]、9−ヒドロキシポリアルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなどのn1が0である化合物;9,9−ビス(ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのn1が1以上である化合物]などが挙げられる。
9−ヒドロキシ(ポリ)アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類としては、前記9−ヒドロキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類に対応し、m1が1以上である化合物、例えば、9−ヒドロキシアルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシC2−4アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−ヒドロキシポリアルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン類[例えば、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などが挙げられる。
また、化合物(B)のうち、EおよびEの少なくとも一方が、イミノ基又は硫黄原子である化合物としては、前記EおよびEが酸素原子である化合物において、E及び/又はEが硫黄原子又はイミノ基に置換した化合物、例えば、Eが硫黄原子であり、かつEが酸素原子である化合物[例えば、9−ヒドロキシフェニル−9−メルカプトフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシフェニル−9−(メルカプト−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシフェニル−9−メルカプトフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシフェニル−9−メルカプトモノ乃至テトラアルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシフェニル−9−メルカプト(ポリ)アルコキシフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシナフチル−9−メルカプトナフチル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシナフチル−9−メルカプトナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]、Eがイミノ基であり、かつEが酸素原子である化合物[9−ヒドロキシフェニル−9−アミノフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシフェニル−9−(アミノ−アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシフェニル−9−アミノフェニル−4,5−ジアザフルオレン類;9−ヒドロキシナフチル−9−アミノナフチル−4,5−ジアザフルオレンなどの9−ヒドロキシナフチル−9−アミノナフチル−4,5−ジアザフルオレン類など]、EおよびEが硫黄原子である化合物[9,9−ビス(メルカプトフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(メルカプトフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類など]、n1が0であり、Eが硫黄原子である化合物{例えば、9−メルカプトフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[9−(4−メルカプトフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]など}、EおよびEがイミノ基である化合物[9,9−ビス(アミノフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(アミノフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類など]、n1が0であり、Eがイミノ基である化合物{例えば、9−アミノフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[9−(4−アミノフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]など}などが挙げられる。
好ましい化合物には、前記式(1)で表される化合物のうち、下記(i)〜(iii)の化合物などが含まれる。特に、下記(i)および(ii)の化合物は、単官能性化合物であり、希釈剤などの用途に好適である。
(i)Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合であり、n1が0である化合物[例えば、9−ヒドロキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−(モノ又はジC1−4アルキル−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシ−9−(モノ又はジC1−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのp1が0〜2程度である化合物]
(ii)ZおよびAがベンゼン環又はナフタレン環であり、n1が0であり、n2が1である化合物{9−ヒドロキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシフェニル−9−(モノ又はジC1−4アルキル−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシフェニル−9−(モノ又はジC1−4アルコキシ−フェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−9−(モノ又はジC1−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのp1およびp2がそれぞれ0〜2程度であり、m2が0である化合物;9−ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル−9−C1−4アルキルフェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C1−4アルキルフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなどのp1およびp2がそれぞれ0〜2程度であり、m2が1以上(例えば、1〜4、好ましくは1〜2)である化合物}
(iii)ZおよびAがベンゼン環又はナフタレン環であり、n1およびn2がそれぞれ1以上(例えば、1〜2)である化合物{例えば、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシ−モノ又はジC1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシ−モノ又はジC6−10アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(3,4−ジヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのn1およびn2がそれぞれ1〜3程度、p1およびp2がそれぞれ0〜2程度であり、m1およびm2が0である化合物;9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C1−4アルキルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシC2−4アルコキシ−C6−10アリールフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ジ又はトリヒドロキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン、9,9−ビス(ヒドロキシジ乃至テトラC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなどのn1およびn2がそれぞれ1〜3程度、p1およびp2がそれぞれ0〜2程度であり、m1およびm2がそれぞれ1以上(例えば、1〜4、好ましくは1〜2)である化合物}。
なお、上記化合物(i)および化合物(ii)のように、n1が0、n2が1である化合物(単官能性化合物)は、例えば、下記式(1A)で表される。
(式中、Z、E、R1a、R1b、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m2、p1およびp2は前記と同じ。)
また、上記化合物(iii)のように、n1およびn2がいずれも1以上である化合物(多官能性化合物)は、例えば、下記式(1B)で表される。
(式中、Z、E、R1a、R1b、R2a、R3a、k1、k2、m1、n2およびp1は前記と同じ。)
なお、上記式(1B)において、2つの環Zは同一又は異なっていてもよく、通常、同一であってもよい。また、それぞれの環Zにおいて、E、R2a、R3a、m1、n2およびp1は、それぞれ、同一又は異なっていてもよく、特に同一であってもよい。
[製造方法]
本発明の化合物の製造方法は、前記化合物(A)の製造方法と前記化合物(B)の製造方法とに大別できる。
(化合物(A)の製造方法)
前記化合物(A)(式(1)においてAが直接結合である化合物)は、特に限定されないが、例えば、下記式(2A)で表される化合物(ジアザフルオレノン類)と、下記式(2B)で表される化合物又はこの化合物に対応する求核剤(例えば、グリニャール試薬、リチウム化物など)とを反応させる工程を経て得ることができる。
(式中、Z、E、R1a、R1b、R2a、R3a、k1、k2、m1、n1およびp1は前記と同じ)
代表的な上記式(2A)で表される化合物としては、4,5−ジアザフルオレン−9−
オンが挙げられる。
また、前記式(2B)で表される化合物としては、例えば、ベンゼン類[例えば、ベンゼン、アルキルベンゼン(トルエン、キシレンなどのC1−4アルキルベンゼン)、アルコキシベンゼン(例えば、アニソールなどのC1−4アルコキシベンゼンなど)など]、ナフタレン類(例えば、ナフタレンなど)などのn1=0である化合物;フェノール類[フェノール、アルキルフェノール(例えば、メチルフェノールなどのC1−4アルキルフェノール)、フェノキシアルカノール(例えば、フェノキシエタノールなどのフェノキシC2−4アルカノール)など]、ナフトール類(ナフトールなど)などのn1が1以上である化合物などが挙げられる。なお、前記式(2B)で表される化合物が、n1が1以上である化合物(例えば、フェノール類など)である場合、官能基(ヒドロキシル基など)である−EHは、必要に応じて保護して用いてもよい。例えば、式(2B)で表される化合物がフェノールである場合、フェノール性水酸基を適当な保護基(例えば、メチル基などの低級アルキル基など)で保護した化合物に対応するグリニャール試薬と、式(2A)で表される化合物とを反応させてもよい。なお、保護基の脱離は、式(2A)で表される化合物との反応後、適当な段階で行うことができる。
なお、反応は溶媒の存在下で行ってもよい。溶媒としては、反応を阻害しない溶媒であれば特に限定されない。
このようにして前記式(1)においてAが直接結合であり、m2が0である化合物(後述の化合物(2C))が得られる。
そして、m2が1以上である化合物は、上記方法により得られた化合物から、慣用の方法[例えば、前記化合物とアルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのC2−4アルキレンオキシド)とを反応させる方法、前記化合物とハロアルカノール(3−クロロ−1−プロパノールなどのハロC2−6アルカノール)とを反応させる方法などの後述の方法]により得ることができる。
なお、目的生成物は、反応混合物から、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
(化合物(B)の製造方法)
化合物(B)は、特に限定されず、例えば、(1)下記式(2C)で表される化合物と下記式(2D)で表される化合物とを反応させる方法、(2)前記式(2A)で表される化合物と前記式(2B)で表される化合物と下記式(2D)で表される化合物とを反応させる方法などにより製造できる。
(式中、Z、A、E、E、R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m1、m2、n1、p1、p2は前記と同じ。)
(方法(1))
方法(1)において、式(2C)で表される化合物は、前記化合物(A)の製造方法の項で記載の方法と同様の方法により得ることができる。
また、方法(1)において、前記式(2D)で表される化合物としては、フェノール類{フェノール、アルキルフェノール[例えば、クレゾール(o−クレゾールなど)、エチルフェノール(2−エチルフェノールなど)、キシレノール(2,6−ジメチルフェノールなど)などのC1−10アルキルフェノール、好ましくはモノ又はジC1−4アルキルフェノールなど]、アリールフェノール(例えば、o−フェニルフェノールなどのC6−10アリール−フェノール、好ましくはモノ又はジC6−8アリール−フェノール)、アルコキシフェノール(例えば、o−メトキシフェノール(アニソール)などのC1−4アルコキシフェノール)}、ナフトール類[例えば、ナフトール(α−ナフトール、β−ナフトールなど)など]、これらの化合物に対応し、m2が1以上である化合物{例えば、フェノキシアルカノール類[例えば、フェノキシアルカノール(例えば、2−フェノキシエタノールなどのフェノキシC2−4アルカノール)、アルキルフェノキシアルカノール(例えば、2−(2−メチルフェノキシ)エタノールなどの(C1−4アルキルフェノキシ)C2−4アルカノールなど)]、ナフトキシアルカノール類(ナフトキシエタノールなど)など}などの式(2D)においてEが酸素原子である化合物;これらの化合物に対応し、Eが硫黄原子又はイミノ基である化合物(メルカプトベンゼン類(又はチオフェノール類、チオフェノールなど)、メルカプトナフタレン類(又はチオナフトール類)、アニリン類(アニリン、メチルアニリンなど)、アミノナフタレン類(アミノナフタレンなど)など)などが挙げられる。
前記式(2C)で表される化合物と前記式(2D)で表される化合物との反応において、これらの割合は、前者/後者(モル比)=0.1/1〜1/0.8、好ましくは0.2/1〜1/0.9、さらに好ましくは0.3/1〜1/0.95程度であってもよい。
前記式(2C)で表される化合物と前記式(2D)で表される化合物との反応は、前記のように、酸触媒の存在下で行ってもよい。酸触媒としては、使用する原料の種類などに応じて適宜選択できるが、例えば、プロトン酸{無機酸(硫酸、塩化水素、硝酸、塩酸、リン酸など)、有機酸[例えば、スルホン酸(例えば、メタンスルホン酸などのアルカンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などのハロアルカンスルホン酸)など]、ルイス酸[金属ハロゲン化物(塩化アルミニウム、塩化鉄(III)など)、ハロゲン化ホウ素(フッ化ホウ素など)など]などが挙げられる。酸触媒として、固体酸(例えば、金属酸化物などの無機固体酸、イオン交換樹脂などの有機固体酸)を使用してもよい。
イオン交換樹脂としては、主に、強酸性陽イオン交換樹脂[例えば、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂[スチレン−ジビニルベンゼンコポリマーなどの架橋ポリスチレンのスルホン化物、スルホン酸基(又は−CFCFSOH基)を有する含フッ素樹脂(例えば、[2−(2−スルホテトラフルオロエトキシ)ヘキサフルオロプロポキシ]トリフルオロエチレンとテトラフルオロエチレンとのブロック共重合体(デュポン社製のナフィオン)などの含フッ素イオン交換樹脂など]など]、弱酸性陽イオン交換樹脂[例えば、カルボン酸基を有するイオン交換樹脂(メタクリル酸−ジビニルベンゼンコポリマーなど)など]などの陽イオン交換樹脂(酸型イオン交換樹脂)などを使用できる。また、分子内に臭素を導入した耐熱性のイオン交換樹脂も使用できる。これらの固体酸の中でも、陽イオン交換樹脂が好ましい。
イオン交換樹脂のイオン交換容量は、通常、0.5当量/L以上、例えば、1当量/L以上、好ましくは1.5当量/L以上、さらに好ましくは2当量/L以上であってもよい。また、イオン交換樹脂のイオン交換容量の上限については、特に限定はないが、通常、10当量/L以下、例えば、8当量/L以下、さらに6当量/L以下(特に4当量/L以下)である場合が多い。
酸触媒は単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
これらのうち、好ましい酸触媒には、硫酸、塩酸、スルホン酸などの強酸、イオン交換性樹脂などが含まれ、特に、ハロアルカンスルホン酸、例えば、フルオロアルカンスルホン酸(例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロエタンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸などのパーフルオロアルカンスルホン酸、好ましくはパーフルオロC1−10アルカンスルホン酸、さらに好ましくはパーフルオロC1−8アルカンスルホン酸、特にパーフルオロC1−4アルカンスルホン酸)が好ましい。また、大規模(又は工業的規模)に反応を行う場合などにおいては、硫酸、塩酸、イオン交換樹脂などを好適に用いてもよい。
酸触媒の使用割合は、例えば、式(2C)で表される化合物1モルに対して、例えば、0.01〜10モル、好ましくは0.05〜8モル、さらに好ましくは0.1〜5モル(例えば、0.2〜4モル)程度であってもよい。
反応は、溶媒の非存在下で行ってもよく、溶媒中で行ってもよい。溶媒(反応溶媒)は、前記式(2C)で表される化合物および前記式(2D)で表される化合物に対して、さらには前記酸触媒に対して非反応性であればよく、幅広い範囲で使用できる。代表的な溶媒(有機溶媒)としては、エーテル系溶媒(ジエチルエーテルなどのジアルキルエーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類など)、芳香族系溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのC1−4アルカノール類など)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのアルカノン類)などが挙げられる。
また、過剰の原料(例えば、式(2D)で表される化合物など)を溶媒として使用してもよい。溶媒は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
反応は、使用する原料、酸触媒などの種類に応じて異なるが、通常、10〜150℃、好ましくは30〜140℃、さらに好ましくは50〜130℃(例えば、60〜120℃)程度で行う場合が多い。また、反応時間は、原料の種類、反応温度などに応じて調整でき、例えば、1〜72時間、通常、3〜48時間、好ましくは5〜36時間程度である。
また、反応は、攪拌しながら行ってもよく、空気中又は不活性ガス雰囲気(窒素、希ガスなど)中で行ってもよく、常圧又は加圧下でおこなってもよい。なお、反応の進行は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などにより確認(又は追跡)することもできる。
なお、前記式(1)において、m1及び/又はm2が1以上である化合物は、前記の方法により製造できるが、この化合物に対応し、m1及び/又はm2が0である化合物を合成し、この化合物(m1及び/又はm2が0である化合物)にオキシアルキレン基(−R2aO−,−R2bO−)に対応する化合物[例えば、アルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどのC2−4アルキレンオキシド、特にC2−3アルキレンオキシドなど)、アルキレンカーボネート(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどのC2−4アルキレンカーボネート、特にC2−3アルキレンカーボネートなど)、ハロアルカノール(例えば、3−クロロプロパノールなどのクロロアルカノールなど)など]を反応させて得ることもできる。
反応終了後の反応混合物には、通常、生成した前記式(1)で表される化合物以外に、未反応の原料、酸触媒、副反応生成物などが含まれている場合が多い。そのため、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
(方法(2))
方法(2)において、前記式(2A)で表される化合物、前記式(2B)で表される化合物、および前記式(2D)で表される化合物は、前記例示の化合物を使用できる。なお、式(2B)で表される化合物と式(2D)で表される化合物とは、式(1)で表される化合物の種類に応じて、同一の化合物を用いることもできる。
反応において、式(2B)で表される化合物および式(2D)で表される化合物の総量割合は、式(2A)で表される化合物1モルに対して、2〜20モル、好ましくは2〜15モル(例えば、2.1〜12モル)、さらに好ましくは2〜10モル(例えば、2.2〜8モル)程度であってもよい。また、式(2B)で表される化合物と式(2D)で表される化合物とが異なる化合物である場合、これらの成分は、前者/後者(モル比)=30/70〜70/30、好ましくは35/65〜65/35、さらに好ましくは40/60〜60/40(例えば、45/55〜55/45)程度であってもよい。
また、方法(2)において、反応は、酸触媒の存在下で行ってもよい。酸触媒としては、前記と同様の酸触媒を使用できる。
酸触媒の使用量は、酸触媒の種類に応じて選択でき、例えば、前記式(2A)で表される化合物100重量部に対して、0.001〜150重量部、好ましくは0.005〜100重量部、さらに好ましくは0.01〜50重量部程度であってもよい。
また、酸触媒に加えて、助触媒としてのチオール類を併用して行ってもよい。チオール類としては、例えば、メルカプトカルボン酸(チオ酢酸、β−メルカプトプロピオン酸、α−メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸、チオシュウ酸、メルカプトコハク酸、メルカプト安息香酸など)、アルキルメルカプタン(メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタンなどのC1−16アルキルメルカプタン(特にC1−4アルキルメルカプタン)など)、アラルキルメルカプタン(ベンジルメルカプタンなど)又はこれらの塩などが挙げられる。塩としては、例えば、アルカリ金属塩(例えば、メチルメルカプタンナトリウム、エチルメルカプタンナトリウムなどのナトリウム塩など)が例示できる。これらのチオール類のうち、メルカプトC2−6カルボン酸(例えば、β−メルカプトプロピオン酸)が好ましい。チオール類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
チオール類の使用量は、前記式(2A)で表される化合物1重量部に対して、0〜1重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.005〜0.8重量部、好ましくは0.01〜0.7重量部(例えば、0.03〜0.6重量部)、さらに好ましくは0.05〜0.5重量部(例えば、0.06〜0.3重量部)程度であってもよい。
また、チオール類の使用量は、酸触媒1重量部に対して、0〜50重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0.1〜40重量部、好ましくは0.5〜30重量部、さらに好ましくは1〜20重量部程度であってもよい。
方法(2)において、反応は、溶媒の非存在下で行ってもよく、溶媒中で行ってもよい。代表的な溶媒(有機溶媒)としては、エーテル系溶媒(ジエチルエーテルなどのジアルキルエーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類など)、ハロゲン系溶媒(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類)、芳香族系溶媒(ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、アニソールなど)などが挙げられる。溶媒は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
反応は、通常、10〜150℃、好ましくは20〜120℃、さらに好ましくは30〜80℃(例えば、40〜70℃)程度で行う場合が多い。また、反応時間は、原料の種類、反応温度や溶媒中の濃度などに応じて調整でき、例えば、30分〜48時間、通常、1〜24時間、好ましくは1〜10時間程度であってもよい。
また、反応は、攪拌しながら行ってもよく、空気中又は不活性雰囲気(窒素、希ガスなど)中で行ってもよく、常圧又は加圧下で行ってもよい。なお、反応の進行は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などにより確認(又は追跡)してもよい。
反応終了後の反応混合物には、通常、生成した前記式(1)で表される化合物以外に、未反応の原料、酸触媒、副反応生成物などが含まれている場合が多い。そのため、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製できる。
なお、このような方法(2)は、式(2B)で表される化合物と式(2D)で表される化合物とが同一である場合において、式(1)で表される化合物を効率よく得る方法である。
本発明のジアザフルオレン化合物は、活性水素基(ヒドロキシル基、メルカプト基又はアミノ基)を有する単官能性又は多官能性のジアザフルオレン骨格含有化合物であり、種々の用途に使用できる。例えば、本発明の化合物(又はその誘導体)のうち、単官能性の化合物(すなわち、n1=0、n2=1である化合物)は、樹脂用改質剤(希釈剤、重合開始剤、末端封鎖剤、共重合性単量体(又は樹脂の変性剤)など)として好適に用いることができる。特に、希釈剤(又は希釈剤の構成成分)として、前記化合物(又はその誘導体)を用いることにより、熱又は光硬化性樹脂のハンドリング性を向上させつつ、高耐熱性や優れた光学的特性(低複屈折、高屈折率など)を熱又は光硬化性樹脂(又はその硬化物)に付与できるため、極めて有用である。
また、本発明の化合物(又はその誘導体)のうち、多官能性の化合物(例えば、n1およびn2が1以上である化合物など)は、特に、樹脂原料などとして好適に用いることができる。
以下に、これらの場合に分けて詳述する。
[単官能性化合物の用途]
本発明の化合物のうち、n1が0であり、n2が1である化合物(前記式(1A)で表される化合物)は、活性水素基(ヒドロキシル基、メルカプト基又はアミノ基)を有する単官能性のジアザフルオレン骨格含有化合物であり、種々の用途(希釈剤など)に使用できる。このような用途において、本発明のフルオレン化合物は、そのまま使用してもよく、誘導体化して使用してもよい。例えば、希釈剤(重合性希釈剤)として使用する場合、樹脂(例えば、エポキシ樹脂、熱(又は光)硬化性(メタ)アクリル系樹脂などの熱又は光硬化性樹脂)の希釈剤として使用する場合、前記式(1)で表される化合物の誘導体(例えば、(メタ)アクリレート(単官能性(メタ)アクリレート)、グリシジルエーテルなど)として混合してもよい。このため、本発明には、前記式(1)で表されるジアザフルオレン化合物の誘導体も含まれる。
ジアザフルオレン化合物の誘導体としては、用途に応じて特に限定されないが、代表的な誘導体には、例えば、式(1)で表される化合物を原料とする重合性不飽和基を有する単官能性化合物、式(1)で表される化合物を原料とする架橋性基を有する含有化合物などが含まれる。
代表的な前記重合性不飽和基を有する単官能性化合物としては、例えば、下記式(3)で表される化合物((メタ)アクリル基含有単官能性化合物)が含まれる。
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Z、A、R1a、R1b、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m2、p1およびp2は前記と同じ。)
上記式(3)で表される化合物において、Z、A、R1a、R1b、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m2、p1およびp2は前記と同じであり、好ましい態様も前記と同様である。すなわち、代表的な化合物(3)には、前記式(1A)において、Eが酸素原子で表される化合物のモノ(メタ)アクリレートが含まれる。なお、前記式(3)で表される化合物は、慣用の方法、例えば、前記式(1A)において、Eが酸素原子である化合物と、(メタ)アクリル酸又はその誘導体(酸ハライド、エステル(メチルエステル、エチルエステルなどのC1−4アルキルエステル)、酸無水物など)とを反応させることにより製造できる。
前記式(3)で表される代表的な化合物としては、例えば、9−(メタ)アクリロイルオキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(メタ)アクリロイルオキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−(メタ)アクリロイルオキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC1−4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(アリール−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC6−10アリール−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(メタ)アクリロイルオキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−(メタ)アクリロイルオキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC1−4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(アリール−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC6−10アリール−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−(メタ)アクリロイルオキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレンなど]などが挙げられる。
また、代表的な前記架橋性基を有する単官能性化合物としては、例えば、下記式(4)で表される化合物(グリシジル基含有単官能性化合物)が含まれる。
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Z、A、R1a、R1b、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m2、p1およびp2は前記と同じ。)
上記式(4)で表される化合物において、Z、A、R1a、R1b、R2b、R3a、R3b、k1、k2、m2、p1およびp2は前記と同じであり、好ましい態様も前記と同様である。すなわち、すなわち、代表的な化合物(3)には、前記式(1A)において、Eが酸素原子である化合物のモノグリシジルエーテルが含まれる。なお、前記式(4)で表される化合物は、慣用の方法、例えば、前記式(1A)において、Eが酸素原子である化合物と、エピクロロヒドロリンなどとを反応させることにより製造できる。
前記式(4)で表される代表的な化合物としては、例えば、9−グリシジルオキシ−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−グリシジルオキシ−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−グリシジルオキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(4−グリシジルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−(アルキル−グリシジルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC1−4アルキル−グリシジルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(アリール−グリシジルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC6−10アリール−グリシジルオキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−グリシジルオキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン、9−グリシジルオキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン、9−グリシジルオキシアルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−(アルキル−グリシジルオキシアルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC1−4アルキル−グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−(アリール−グリシジルオキシアルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−(モノ又はジC6−10アリール−グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル)−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン]、9−グリシジルオキシアルコキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−グリシジルオキシC2−4アルコキシナフチル−9−フェニル−4,5−ジアザフルオレンなど]、9−グリシジルオキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9−グリシジルオキシC2−4アルコキシナフチル−9−ナフチル−4,5−ジアザフルオレンなど]などが挙げられる。
(多官能性化合物)
本発明の化合物のうち、n1およびn2の合計が2以上、特に、n1およびn2がそれぞれ1以上である化合物(前記式(1B)で表される化合物)は、樹脂原料として好適に用いることができる。例えば、本発明の化合物は、官能基として、複数のヒドロキシル基、メルカプト基又はアミノ基を有しているため、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂のポリオール成分、ポリチオール成分、ポリアミン成分などとして用いることができる。すなわち、本発明の樹脂は、前記フルオレン化合物(又はその誘導体)を重合成分(ポリオール成分、ポリチオール成分又はポリアミン成分)とする樹脂である。詳細には、本発明の樹脂は、ポリオール成分、ポリチオール成分又はポリアミン成分を重合成分とする樹脂において、前記ポリオール成分、ポリチオール成分又はポリアミン成分の一部又は全部が前記化合物(特に、前記式(1B)で表される化合物、例えば、複数のヒドロキシル基を有するジアザフルオレン化合物、複数のメルカプト基を有するジアザフルオレン化合物、複数のアミノ基を有するジアザフルオレン化合物)(又はその誘導体)で構成された樹脂である。
このような樹脂としては、ジアザフルオレン化合物の官能基(ヒドロキシル基又はメルカプト基)の種類に応じて選択でき、種々の熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂(又は光硬化性樹脂)が挙げられる。ポリオール成分(例えば、ジオール成分)を重合成分とする樹脂としては、熱可塑性樹脂[ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂(ポリエーテルエーテルケトンなど)など]、熱硬化性樹脂[例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、熱硬化性ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂(ヒドロキシル基を有する前記ジベンゾフルオレン化合物のポリグリシジルエーテルなど)、ビニルエステル系樹脂、フェノール樹脂、ポリオールポリ(メタ)アクリレート(ヒドロキシル基を有する前記ジベンゾフルオレン化合物のポリ(メタ)アクリレート、又は前記ジベンゾフルオレン化合物と(メタ)アクリル酸又はその誘導体((メタ)アクリル酸ハライドなど)との反応物など)、ウレタン(メタ)アクリレート]など]などが挙げられる。
また、ポリチオール成分(例えば、ジチオール成分)を重合成分とする樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂[ポリチオエステル系樹脂、ポリチオカーボネート系樹脂、ポリチオウレタン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリチオエーテル系樹脂など]、熱硬化性樹脂(例えば、熱硬化性ポリチオウレタン系樹脂、チオエポキシ樹脂、ポリチオールポリ(メタ)アクリレートなど]などが挙げられる。
さらに、ポリアミン成分(例えば、ジアミン成分)を重合成分とする樹脂としては、例えば、例えば、熱可塑性樹脂(ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリイミド系樹脂など)、熱硬化性樹脂(ポリイミド系樹脂、アニリン樹脂など)などが挙げられる。
これらの樹脂において、ポリオール成分、ポリチオール成分又はポリアミン成分を構成する成分としての前記ジアザフルオレン化合物は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
以下、代表的な樹脂として、エポキシ樹脂(エポキシ化合物)、およびポリ(メタ)アクリレートを詳述する。
(ポリ(メタ)アクリレート)
ポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
(式中、Z、R1a、R1b、R2a、R3a、R、k1、k2、m1、n2およびp1は前記と同じ。)
代表的なポリ(メタ)アクリレート(又は前記式(5)で表される化合物)には、例えば、9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC1−4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(アリール−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC6−10アリール−(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ジ乃至テトラ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などの9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類;9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン;9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC1−4アルキル−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(アリール−(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC6−10アリール−(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ジ乃至テトラ(メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9,9−ビス[3,4−ジ(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス[(ジ乃至テトラ(メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなど}などの9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類;9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシC2−4アルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などの9,9−ビス((メタ)アクリロイルオキシアルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン類などが挙げられる。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂(エポキシ化合物)としては、例えば、下記式(6)で表される化合物が挙げられる。
(式中、Z、R1a、R1b、R2a、R3a、R、k1、k2、m1、n2およびp1は前記と同じ。)
代表的なエポキシ樹脂(又は前記式(6)で表される化合物)には、例えば、9,9−ビス(グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC1−4アルキル−グリシジルオキシフェニル)4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(アリール−グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC6−10アリール−グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ジ乃至テトラグリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(3,4−ジグリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などの9,9−ビス(グリシジルオキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類;9,9−ビス(グリシジルオキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス(グリシジルオキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン;9,9−ビス(グリシジルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレンなど]、9,9−ビス(アルキル−グリシジルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC1−4アルキル−グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(アリール−グリシジルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(モノ又はジC6−10アリール−グリシジルオキシC2−4アルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]、9,9−ビス(ジ乃至テトラグリシジルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン{例えば、9,9−ビス[3,4−ジ(2−グリシジルオキシエトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなどの9,9−ビス[(ジ乃至テトラグリシジルオキシC2−4アルコキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレンなど}などの9,9−ビス(グリシジルオキシアルコキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン類;9,9−ビス(グリシジルオキシアルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン[例えば、9,9−ビス(グリシジルオキシC2−4アルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレンなど]などの9,9−ビス(グリシジルオキシアルコキシナフチル)−4,5−ジアザフルオレン類などが挙げられる。
本発明の化合物は、活性水素基(ヒドロキシル基、メルカプト基又はアミノ基)を有するジアザフルオレン骨格含有化合物であり、高耐熱性、高屈折率、低線膨張率などの優れた特性を有し、樹脂原料、重合開始剤、末端封鎖剤[又は封止剤、例えば、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂など)の末端封鎖剤、熱可塑性樹脂(例えば、ポリエステル系樹脂など)の末端封鎖剤など]、希釈剤などの用途に好適に使用できる。特に、前記化合物のうち、単官能性化合物又はその誘導体((メタ)アクリレート、グリシジルエーテルなど)は、希釈剤(反応性希釈剤)として好適に使用できる。そして、本発明の化合物(又はどの誘導体)をこのような用途に使用することにより、高耐熱性、高屈折率などの優れた特性を有するジアザフルオレン骨格を簡便に樹脂(又はその硬化物)などに導入できる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
(実施例1)
4,5−ジアザフルオレン−9−オン(アルドリッチ製)1.0gと、溶媒としてのテトラヒドロフラン10mLとを混合し、5〜10℃に冷却しながらフェニルマグネシウムブロミド(アルドリッチ製)2.0mLをゆっくりと滴下し、室温にて40分攪拌した後、66℃で16時間攪拌した。反応後、溶液に水15gを加えてクエンチし、ジエチルエーテル(ナカライテスク製)10gを加え3回抽出した。得られた有機層を食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウム(ナカライテスク製)で乾燥し、エバポレータにて溶媒を留去したところ、1.02gのサンプルが得られた。
さらに得られたサンプルを分析した結果、目的とする9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン−9−オール(下記式)であることを確認した。
以下に、得られた反応物の分析データを示す。
H−NMR(CDCl,δ):7.17ppm[2H(ジアザフルオレンの2位および7位の水素)]、7.22〜7.37ppm[5H(ジアザフルオレンの9位に置換したベンゼン環の水素)]、7.67ppm[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、8.56ppm[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]。
13C−NMR(CDCl,δ):79.6ppm(ジアザフルオレン骨格の9位の炭素)、123.9、125.2、127.7、128.4、132.6ppm(フェニル基のオルト、メタ、パラ位の炭素およびジアザフルオレン骨格の1、2位の炭素)、141.0、145.4ppm(フェニル基のイプソ位の炭素およびジアザフルオレン骨格の1位と9位の間の炭素)、150.7ppm(ジアザフルオレン骨格の3位の炭素)、156.8ppm(ジアザフルオレン骨格の4位と5位の間の炭素)。
IR(KBr):3085、1593、1568、1450、1402、1161、750、701(単位はcm−1)。
(実施例2)
30mLの二口フラスコに、実施例1で得られた9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン−9−オール0.16gおよびo−クレゾール(ナカライテスク製)0.26gを入れ、80℃に加熱した。撹拌しながら、トリフルオロメタンスルホン酸(ナカライテスク製)0.20mLを加えた。その後、80℃で20時間撹拌した。反応後、メタノールでクエンチし、水を加え、ジエチルエーテル(ナカライテスク製)を加え3回抽出した。硫酸ナトリウム(ナカライテスク製)で乾燥後、エバポレータにて溶媒を留去したところ、0.11gのサンプルが得られた。
さらに得られたサンプルを分析した結果、目的とする9−フェニル−9−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−4,5−ジアザフルオレン(下記式)であることを確認した。
以下に、得られた反応物のH−NMRスペクトルデータを示す。
H−NMR(CDCl,δ):2.23ppm[3H(クレゾールのメチル基の水素)]、6.65ppm[2H(クレゾールの水素)]、7.14−7.20ppm[4H(クレゾールの水素)]、7.21−7.29ppm[5H(ジアザフルオレンの9位に置換したベンゼン環の水素)]、7.75ppm[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、8.72ppm[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]。
13C−NMR(CDCl,δ):15.9ppm(クレゾールのメチル基の炭素)、60.8ppm(ジアザフルオレン骨格の9位の炭素)、114.7ppm(クレゾールの6位の炭素)、123.2、123.4、126.9、127.1、127.6、128.3、129.4、130.1、133.4ppm(フェニル基のオルト、メタ、パラ位の炭素、クレゾールの2、3、4、5位の炭素、およびジアザフルオレン骨格の1、2位の炭素)、129.4、130.1ppm(クレゾールの3および4位の炭素)、141.9、145.7ppm(フェニル基のイプソ位の炭素およびジアザフルオレン骨格の1位と9位の間の炭素)、149.8ppm(ジアザフルオレン骨格の3位の炭素)、149.8ppm(ジアザフルオレン骨格の3位の炭素)、157.2ppm(ジアザフルオレン骨格の4位と5位の間の炭素)。
IR(KBr):3200、3057、3028、2922、2853、1590、1568、1497、1402、1267、1244、1101、816、750、700(単位はcm−1)。
(実施例3)
30mLの二口フラスコに、実施例1で得られた9−フェニル−4,5−ジアザフルオレン−9−オール0.10gおよび2−フェノキシエタノール(東京化成工業製)1.07gを入れ、60℃に加熱した。撹拌しながら、トリフルオロメタンスルホン酸(ナカライテスク製)0.20mLを加えた。その後、60℃で20時間撹拌した。反応後、メタノールでクエンチし、水を加え、ジエチルエーテル(ナカライテスク製)を加え3回抽出した。硫酸ナトリウム(ナカライテスク製)で乾燥後、エバポレータにて溶媒を留去したところ、0.12gのサンプルが得られた。
さらに得られたサンプルを分析した結果、目的とする9−フェニル−9−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−4,5−ジアザフルオレン(下記式)であることを確認した。
以下に、得られた反応物のH−NMRスペクトルデータを示す。
H−NMR(CDCl,δ)ppm:3.95[2H(フェノキシエタノールのメチレン水素)]、4.05[2H(フェノキシエタノールのメチレン水素)]、6.82[2H(フェノキシエタノールの芳香環の水素)]、7.14[2H(フェノキシエタノールの芳香環の水素)]、7.18−7.36[7H(ジアザフルオレンの9位に置換したベンゼン環の水素およびジアザフルオレン骨格の水素)]、7.68[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、8.55[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]。
(実施例4)
30mLの二口フラスコに、4,5−ジアザフルオレン−9−オン(アルドリッチ製)0.37gおよびo−クレゾール(ナカライテスク製)2.17gを入れ、60℃に加熱した。撹拌しながら、トリフルオロメタンスルホン酸(ナカライテスク製)0.94mLを加えた。その後、60℃で20時間撹拌し、TLCにより原料の消失を確認した。反応後、メタノールでクエンチし、水を加え、析出した固体をろ過した後、乾燥したところ、0.59gのサンプルが得られた。
さらに得られたサンプルを分析した結果、目的とする9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン(下記式)であることを確認した。
以下に、得られた反応物のH−NMRスペクトルデータを示す。
H−NMR(DMSO−d,δ)ppm:1.99[6H(クレゾールのメチル基の水素)]、6.63−6.80[6H(クレゾールの水素)]、7.40[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、7.92[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、8.66[2H(ジアザフルオレン骨格の水素)]、9.31[2H(ヒドロキシル基の水素)]。
13C−NMR(DMSO−d,δ)ppm:16.2(クレゾールのメチル基の炭素)、59.5(ジアザフルオレン骨格の9位の炭素)、114.3(クレゾールの6位の炭素)、123.5、123.7、125.0、129.4、133.8、146.4、149.3、154.3、156.4、164.2。
(実施例5)
実施例4で得られた化合物[9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4,5−ジアザフルオレン]53.6mg、メタクリル酸無水物(アルドリッチ製)0.10g、反応溶媒としてのテトラヒドロフラン(ナカライテスク製)2.0mLおよびアルカリ触媒としての15%苛性ソーダ水99.5mgを反応器に仕込み、室温にて17時間攪拌させた結果、TLCで原料の消失を確認した。その後、3.0gの飽和食塩水を加え、析出した固体をろ過し、乾燥したところ、20.0mg(収率28%)の白色固体が得られた。
さらに得られた固体のH−NMR分析を行った結果、目的とする二官能性のメタクリレート(下記式)であることを確認した。以下に、得られた結晶のH−NMRスペクトルデータおよび化学式を示す。
H−NMR(CDCl,δ)ppm:2.05(s,6H)、2.07(s,6H)、5.75(s,2H)、6.33(s,2H)、6.93−6.99(m,4H)、7.06(d,2H)、7.29(dd,2H)、7.75(d,2H)、8.74(d,2H)。
13C−NMR(DMSO−d,δ)ppm:16.4、18.5(クレゾールおよびメタクリル酸のメチル基の炭素)、60.7ppm(ジアザフルオレン骨格の9位の炭素)、122.0、123.5、126.5、127.3、130.1、133.6、135.5、140.8、145.5、148.7、150.2、157.3、165.3、219.5ppm。


Claims (8)

  1. 下記式(1)で表されるジアザフルオレン化合物。

    (式中、環Zは芳香族炭化水素環を示し、Aは直接結合又は芳香族炭化水素環を示し、EおよびEは同一又は異なって酸素原子、硫黄原子又はイミノ基を示し、R1aおよびR1bは、同一又は異なって、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキル基を示し、R2aおよびR2bはアルキレン基を示し、R3aおよびR3bは、同一又は異なって、炭化水素基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基又は置換アミノ基を示す。k1およびk2はそれぞれ0〜3の整数、m1、m2、n1、p1およびp2はそれぞれ0以上の整数であり、n2は1以上の整数である。ただし、Aが直接結合であるとき、p2=0、n2=1、Eは酸素原子である。)
  2. 式(1)において、Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合、ベンゼン環又はナフタレン環であり、R2a及びR2bがC2−4アルキレン基であり、m1およびm2がそれぞれ0〜4である請求項1記載のジアザフルオレン化合物。
  3. 式(1)において、Zがベンゼン環又はナフタレン環であり、Aが直接結合であり、R2a及びR2bがC2−3アルキレン基であり、m1が0〜2であり、m2が0であり、n1が0〜3であり、EおよびEが酸素原子である請求項1又は2記載のジアザフルオレン化合物。
  4. p1が0〜2であり、n1が0である請求項3記載のジアザフルオレン化合物。
  5. 式(1)において、ZおよびAがベンゼン環又はナフタレン環であり、R2a及びR2bがC2−3アルキレン基であり、m1およびm2がそれぞれ0〜2であり、n1が0〜3であり、n2が1〜3であり、EおよびEが酸素原子である請求項1又は2記載のジアザフルオレン化合物。
  6. p1およびp2がそれぞれ0〜2であり、n1が0である請求項5記載のジアザフルオレン化合物。
  7. p1およびp2がそれぞれ0〜2であり、n1が1又は2である請求項5記載のジアザフルオレン化合物。
  8. 下記式(5)で表される化合物。

    (式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Z、R1a、R1b、R2a、R3a、R、k1、k2、m1、n2およびp1は前記と同じ。)
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