JP2019151632A - Diarylethene compound, photochromic material, and display medium - Google Patents

Diarylethene compound, photochromic material, and display medium Download PDF

Info

Publication number
JP2019151632A
JP2019151632A JP2019039239A JP2019039239A JP2019151632A JP 2019151632 A JP2019151632 A JP 2019151632A JP 2019039239 A JP2019039239 A JP 2019039239A JP 2019039239 A JP2019039239 A JP 2019039239A JP 2019151632 A JP2019151632 A JP 2019151632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
diarylethene compound
compound
independently
diarylethene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019039239A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7337364B2 (en
Inventor
誠也 小畠
Seiya Obata
誠也 小畠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka University NUC
Osaka City University PUC
Original Assignee
Osaka University NUC
Osaka City University PUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC, Osaka City University PUC filed Critical Osaka University NUC
Publication of JP2019151632A publication Critical patent/JP2019151632A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7337364B2 publication Critical patent/JP7337364B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Heterocyclic Compounds Containing Sulfur Atoms (AREA)

Abstract

To provide a diarylethene compound that is colored by ultraviolet irradiation and allows favorable thermal bleaching of the coloring by heating.SOLUTION: The invention provides a diarylethene compound represented by general formula (1) in the figure.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規なジアリールエテン化合物に関する。さらに、本発明は、当該ジアリールエテン化合物を含むフォトクロミック材料、当該フォトクロミック材料を含む表示媒体に関する。   The present invention relates to a novel diarylethene compound. Furthermore, the present invention relates to a photochromic material containing the diarylethene compound and a display medium containing the photochromic material.

紫外光の照射により着色し、可視光の照射または熱的に着色が元に戻る現象をフォトクロミズムといい、そのような特性を有する化合物をフォトクロミック化合物という。フォトクロミック化合物としては、例えば、ジアリールエテン化合物が知られている。ジアリールエテン化合物は、紫外線照射前後の両異性体が熱的に安定であることが知られている。また、ジアリールエテン化合物は、その置換基により、物性が変化することも知られている。例えば、下記式(I)で表される化合物は、熱的に安定なフォトクロミズムを示す。   The phenomenon of coloring by irradiation with ultraviolet light and the irradiation of visible light or returning to its original color is called photochromism, and a compound having such characteristics is called a photochromic compound. For example, a diarylethene compound is known as a photochromic compound. It is known that the diarylethene compound is thermally stable in both isomers before and after UV irradiation. It is also known that the physical properties of diarylethene compounds vary depending on the substituents. For example, a compound represented by the following formula (I) exhibits a thermally stable photochromism.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

一方、例えば、下記式(II)で表される化合物は、紫外線が照射されると着色し、この着色状態は可視光下でも安定であり、着色がほとんど戻らないという特徴を有している。このことは、特許文献1及び非特許文献1に記載されている。   On the other hand, for example, a compound represented by the following formula (II) is colored when irradiated with ultraviolet rays, and this colored state is stable even under visible light and has a characteristic that the coloring hardly returns. This is described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

さらに、下記式(III)で表される化合物は、紫外線が照射されると着色し、この着色状態は可視光下でも安定であるが、高温に加熱されると着色状態が元に戻るという特徴を有している。このことは、特許文献2及び非特許文献2に記載されている。   Furthermore, the compound represented by the following formula (III) is colored when irradiated with ultraviolet rays, and this colored state is stable even under visible light, but the colored state returns to its original state when heated to a high temperature. have. This is described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 2.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

化合物(III)のように、紫外線の照射によって着色し、加熱によって着色を消去できる化合物は、例えば表示媒体への応用が期待される。   A compound that can be colored by irradiation with ultraviolet rays and can be erased by heating, such as compound (III), is expected to be applied to a display medium, for example.

特許第4025920号Patent No. 4025920 特許第3964231号Japanese Patent No. 3964231

K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, Chem. Lett., 618 (2001)K. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, Chem. Lett. , 618 (2001) K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)K. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)

前記の通り、化合物(III)のように、紫外線の照射によって着色し、加熱によって着色を消去できる化合物は、例えば表示媒体への応用が期待される。例えば、前記の化合物(III)に紫外線が照射された、着色状態である光異性体は、160℃という非常に高温に加熱した場合に半減期45秒で無色の状態(すなわち化合物(III))に戻る。紫外線照射による着色と当該着色の熱による消去という特徴を活かして表示媒体に利用するためには、熱退色反応を促進させる必要がある。   As described above, a compound that can be colored by irradiation with ultraviolet rays and can be erased by heating, such as compound (III), is expected to be applied to a display medium, for example. For example, the colored photoisomer of compound (III) irradiated with ultraviolet rays is colorless when heated to a very high temperature of 160 ° C. with a half-life of 45 seconds (ie, compound (III)). Return to. In order to utilize the feature of coloring by ultraviolet irradiation and erasing of the coloring by heat, it is necessary to promote thermal fading reaction.

このような状況下、本発明は、紫外線照射によって着色し、かつ、当該着色が加熱によって好適に熱退色するジアリールエテン化合物を提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該ジアリールエテン化合物を含むフォトクロミック材料、当該フォトクロミック材料を含む表示媒体を提供することも課題とする。   Under such circumstances, the main object of the present invention is to provide a diarylethene compound that is colored by irradiation with ultraviolet rays, and that the coloring is favorably thermally faded by heating. Furthermore, another object of the present invention is to provide a photochromic material containing the diarylethene compound and a display medium containing the photochromic material.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、下記一般式(1)で表されるジアリールエテン化合物が、紫外線照射によって着色すること、そして、当該着色がより低温又はより短時間の加熱で熱退色することを見出した。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, the present inventors have found that the diarylethene compound represented by the following general formula (1) is colored by ultraviolet irradiation, and that the color is thermally faded at a lower temperature or in a shorter time.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

一般式(1)中、環Aは、5員環構造または6員環構造を示している。Y1及びY2は、それぞれ独立に、CまたはNである。R1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐または環状炭化水素基である。R3は、Y1がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y1がNである場合には、電子対である。R4は、Y2がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y2がNである場合には、電子対である。X1n及びX2nは、それぞれ独立に、ベンゼン環に結合したn個の電子求引性基であり、nは、1〜5の整数である。 In general formula (1), ring A represents a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure. Y 1 and Y 2 are each independently C or N. R 1 and R 2 are each independently a branched or cyclic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent. R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 1 is C, and is an electron pair when Y 1 is N. R 4 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 2 is C, or an electron pair when Y 2 is N. X 1 n and X 2 n are each independently n electron-withdrawing groups bonded to the benzene ring, and n is an integer of 1 to 5.

本発明は、このような知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成したものである。   The present invention has been completed by further studies based on such knowledge.

即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 下記一般式(1)で表される、ジアリールエテン化合物。

Figure 2019151632
[式(1)中、環Aは、5員環構造または6員環構造を示しており、
1及びY2は、それぞれ独立に、CまたはNであり、
1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐または環状炭化水素基であり、
3は、Y1がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y1がNである場合には、電子対であり、
4は、Y2がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y2がNである場合には、電子対であり、
1n及びX2nは、それぞれ独立に、ベンゼン環に結合したn個の電子求引性基であり、nは、1〜5の整数である。]
項2. 前記環Aが、5員環構造であり、
前記Y1及びY2が、それぞれ、Cであり、
1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐または環状炭化水素基であり、
前記R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、フェニル基、または炭素数が1〜5のアルキル基であり、
1n及びX2nは、フッ素原子を含んでいる基、シアノ基、またはホルミル基である、項1に記載のジアリールエテン化合物。
項3. 下記一般式(1A)で表される、項2に記載のジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[式(1A)中、6つのZは、それぞれ独立に、水素原子またはフッ素原子であり、R1、R2、R3、R4、X1n及びX2nは、それぞれ、項2と同じである。]
項4. 下記一般式(1B)、(1C)、(1D)または(1E)で表される、項3に記載のジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[式(1B)〜(1E)中、6つのZ、R1、R2、R3、及びR4は、それぞれ、項3と同じである。]
項5. 下記式で表される、ジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[前記各一般式において、R1及びR2は、それぞれシクロヘキシル基である。]
項6. 項1〜5のいずれかに記載のジアリールエテン化合物を含む、フォトクロミック材料。
項7. 項6に記載のフォトクロミック材料を含む、表示媒体。 That is, this invention provides the invention of the aspect hung up below.
Item 1. A diarylethene compound represented by the following general formula (1).
Figure 2019151632
[In Formula (1), Ring A represents a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure,
Y 1 and Y 2 are each independently C or N;
R 1 and R 2 are each independently a branched or cyclic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, which may have a substituent,
R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 1 is C, and is an electron pair when Y 1 is N;
R 4 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 2 is C, and is an electron pair when Y 2 is N;
X 1 n and X 2 n are each independently n electron-withdrawing groups bonded to the benzene ring, and n is an integer of 1 to 5. ]
Item 2. The ring A is a 5-membered ring structure;
Y 1 and Y 2 are each C;
R 1 and R 2 are each independently a branched or cyclic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, which may have a substituent,
R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
Item 2. The diarylethene compound according to Item 1, wherein X 1 n and X 2 n are a group containing a fluorine atom, a cyano group, or a formyl group.
Item 3. Item 3. The diarylethene compound according to Item 2, represented by the following general formula (1A).
Figure 2019151632
[In the formula (1A), six Z's are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , X 1 n and X 2 n are each represented by The same. ]
Item 4. Item 4. The diarylethene compound according to Item 3, represented by the following general formula (1B), (1C), (1D), or (1E).
Figure 2019151632
[In the formulas (1B) to (1E), six Z, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are the same as in item 3. ]
Item 5. A diarylethene compound represented by the following formula.
Figure 2019151632
[In the above general formulas, R 1 and R 2 are each a cyclohexyl group. ]
Item 6. Item 6. A photochromic material comprising the diarylethene compound according to any one of Items 1 to 5.
Item 7. Item 7. A display medium comprising the photochromic material according to item 6.

本発明によれば、紫外線照射によって着色し、かつ、当該着色が加熱によって好適に熱退色するジアリールエテン化合物を提供することができる。さらに、本発明によれば、当該ジアリールエテン化合物を含むフォトクロミック材料、当該フォトクロミック材料を含む表示媒体を提供することもできる。   According to the present invention, it is possible to provide a diarylethene compound that is colored by irradiation with ultraviolet light and that is suitably thermally discolored by heating. Furthermore, according to the present invention, a photochromic material containing the diarylethene compound and a display medium containing the photochromic material can also be provided.

本発明のジアリールエテン化合物は、下記一般式(1)で表される化学構造を備えている。   The diarylethene compound of the present invention has a chemical structure represented by the following general formula (1).

Figure 2019151632
Figure 2019151632

後述のとおり、ジアリールエテン化合物の色(紫外線照射によって閉環する前の開環体の色)は特に制限されないが、通常、無色透明である。また、下記式に示すように、本発明のジアリールエテン化合物(1)は、紫外線照射による着色(閉環反応による化合物(2)の生成)と、加熱による退色(開環反応による化合物(1)の生成)とが可逆的であり、繰り返し行うことができる。   As will be described later, the color of the diarylethene compound (the color of the ring-opened product before ring closure by ultraviolet irradiation) is not particularly limited, but is usually colorless and transparent. Further, as shown in the following formula, the diarylethene compound (1) of the present invention is colored by ultraviolet irradiation (formation of compound (2) by ring-closing reaction) and discoloration by heating (formation of compound (1) by ring-opening reaction). ) Is reversible and can be repeated.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

一般式(1)において、環Aは、5員環構造または6員環構造を示している。立体構造的には、環Aは、5員環構造及び6員環構造いずれでもよいが、紫外線照射によって着色し、かつ、当該着色が加熱によって好適に熱退色する観点から、好ましくは5員環構造が挙げられる。   In the general formula (1), ring A represents a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure. In terms of the three-dimensional structure, the ring A may be either a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure, but is preferably a 5-membered ring from the viewpoint of being colored by irradiation with ultraviolet rays and being favorably thermally discolored by heating. Structure is mentioned.

環Aの好ましい構造としては、例えば、次のような一般式で表される構造が挙げられる。

Figure 2019151632
As a preferable structure of the ring A, for example, a structure represented by the following general formula can be given.
Figure 2019151632

上記の環構造において、6つの基Zは、同一または異なって、それぞれ水素原子またはフッ素原子であり、繰り返し耐久性の観点から、好ましくはフッ素原子である。6つの基Zは、全てフッ素原子または水素原子であることが好ましい。また、基Rc、基Rd及び基Reとしては、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニル基、アルキル基が挙げられ、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数が1〜5のアルキル基が挙げられる。基Rc、基Rd及び基Reの当該置換基としては、特に制限されないが、それぞれ独立に、好ましくはシアノ基、アルキル基、アルコキシ基、クロロ基、ブロモ基などが挙げられる。 In the above ring structure, the six groups Z are the same or different and each is a hydrogen atom or a fluorine atom, and preferably a fluorine atom from the viewpoint of repeated durability. The six groups Z are preferably all fluorine atoms or hydrogen atoms. In addition, the group R c , the group R d, and the group R e are each independently a phenyl group or an alkyl group which may have a substituent, and preferably a carbon which may have a substituent. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 5 numbers. The substituents of the group R c , the group R d, and the group Re are not particularly limited, but preferably each independently include a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a chloro group, a bromo group, and the like.

一般式(1)において、基Y1及び基Y2は、それぞれ独立に、C(炭素原子)またはN(窒素原子)であり、好ましくはCである。 In the general formula (1), the group Y 1 and the group Y 2 are each independently C (carbon atom) or N (nitrogen atom), preferably C.

基R1及び基R2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐炭化水素基、または置換基を有していてもよい環状炭化水素基である。上記一般式(1)で表される構造を有するジアリールエテン化合物は、基R1及び基R2の炭素数や構造を変化させることにより、紫外線照射による基R1及び基R2が結合している炭素原子同士の閉環反応速度と、加熱による開環反応速度を調整することができる。よって、紫外線照射による反応速度と熱退色の反応速度を好適に調整することができる。基R1及び基R2は、それぞれ異なったものであってもよいが、同一のものであることが好ましい。また、本発明においては、基R1及び基R2は、それぞれ、酸素原子を介してチオフェン骨格に結合しているため、紫外線照射による閉環反応が好適に進行して着色し、かつ、可視光照射による開環反応は抑制されている。すなわち、本発明のジアリールエテン化合物は、紫外線照射によって着色し、当該着色は加熱によって好適に熱退色する一方、可視光照射による退色は好適に抑制されている。 The group R 1 and the group R 2 are each independently a branched hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms which may have a substituent, or a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. In the diarylethene compound having the structure represented by the general formula (1), the group R 1 and the group R 2 by ultraviolet irradiation are bonded by changing the number of carbons and the structure of the group R 1 and the group R 2 . The ring-closing reaction rate between carbon atoms and the ring-opening reaction rate by heating can be adjusted. Therefore, the reaction rate by ultraviolet irradiation and the reaction rate of thermal fading can be suitably adjusted. The group R 1 and the group R 2 may be different from each other, but are preferably the same. In the present invention, since the group R 1 and the group R 2 are each bonded to the thiophene skeleton via an oxygen atom, the ring-closure reaction by ultraviolet irradiation proceeds favorably and is colored, and visible light Ring-opening reaction due to irradiation is suppressed. That is, the diarylethene compound of the present invention is colored by ultraviolet irradiation, and the coloring is favorably thermally faded by heating, while fading by visible light irradiation is suitably suppressed.

基R1及び基R2の炭素数としては、好ましくは3〜12程度、より好ましくは3〜6程度が挙げられる。基R1及び基R2が有し得る置換基の具体例としては、クロロ基、ブロモ基などのハロゲン原子が挙げられる。 The number of carbon atoms of the groups R 1 and groups R 2, preferably about 3 to 12, or more preferably about 3-6. Specific examples of the substituent that the group R 1 and the group R 2 may have include halogen atoms such as a chloro group and a bromo group.

紫外線照射によって好適に着色され、かつ、当該着色をより低温・短時間での加熱によって好適に熱退色させる観点から、基R1及び基R2の好ましい具体例としては、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基などの分岐構造を有するアルキル基;シクロペンチル基、置換シクロペンチル基、シクロヘキシル基、置換シクロヘキシル基などの環状アルキル基などが挙げられる。これらの中でも、特にシクロヘキシル基が好ましい。 Preferred examples of the group R 1 and the group R 2 from the viewpoint of being favorably colored by ultraviolet irradiation and favorably fading the color by heating at a lower temperature and in a shorter time include isopropyl group, isobutyl group, Examples include alkyl groups having a branched structure such as an isopentyl group; cyclic alkyl groups such as a cyclopentyl group, a substituted cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a substituted cyclohexyl group. Among these, a cyclohexyl group is particularly preferable.

基R3は、Y1がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y1がNである場合には、電子対である。基R3は、基Y1がC
であり、水素原子、フェニル基、またはアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭素数が1〜3のアルキル基であることが好ましい。
The group R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 1 is C, and is an electron pair when Y 1 is N. The group R 3 is such that the group Y 1 is C
It is preferably a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group, and preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

基R4は、Y2がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y2がNである場合には、電子対である。基R4は、基Y2がCであり、水素原子、フェニル基、またはアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭素数が1〜3のアルキル基であることが好ましい。 The group R 4 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 2 is C, and is an electron pair when Y 2 is N. In the group R 4 , the group Y 2 is C, and is preferably a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group, and is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

なお、基R3及び基R4のフェニル基、アルキル基、アルコキシ基は、それぞれ、置換基を有していてもよい。当該置換基としては、特に制限されないが、例えばシアノ基、アルキル基、アルコキシ基、クロロ基、ブロモ基などが挙げられる。 In addition, the phenyl group, the alkyl group, and the alkoxy group of the group R 3 and the group R 4 may each have a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a chloro group, and a bromo group.

一般式(1)において、基X1n及び基X2nは、それぞれ独立に、ベンゼン環に結合したn個の電子求引性基であり、nは、1〜5の整数である。基X1と基X2は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、nが2以上である場合にも、n個の基X1及びn個の基X2は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。nは、1〜2の整数であることが好ましい。本発明のジアリールエテン化合物において、紫外線照射による反応速度と熱退色の反応速度は、前記のとおり、基OR1、基OR2、基X1、および基X2の種類の選択によって調整することができ、さらには基X1および基X2の数やベンゼン環上での結合位置などによっても調整することができる。 In the general formula (1), the group X 1 n and the group X 2 n are each independently n electron-withdrawing groups bonded to the benzene ring, and n is an integer of 1 to 5. The group X 1 and the group X 2 may be the same or different. Also, when n is 2 or more, the n groups X 1 and the n groups X 2 may be the same or different. n is preferably an integer of 1 to 2. In the diarylethene compound of the present invention, the reaction rate by ultraviolet irradiation and the reaction rate of thermal fading can be adjusted by selecting the type of the group OR 1 , the group OR 2 , the group X 1 , and the group X 2 as described above. Further, it can be adjusted by the number of groups X 1 and X 2 and the bonding position on the benzene ring.

基X1n及び基X2nは、それぞれ、電子求引性を有する基であれば特に制限されない。電子求引性基としては、例えば、塩素原子、臭素原子、シアノ基、フッ素原子を含んでいる基、ホルミル基、アセチル基、ジシアノエテニル基などが挙げられる。これらの中でも、シアノ基、ホルミル基、またはフッ素原子を含んでいる基が好ましい。フッ素原子を含んでいる基としては、フッ素原子、含フッ素アルキル基などが挙げられる。また、含フッ素アルキル基としては、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたペルフルオロアルキル基などが好ましい。また、含フッ素アルキル基の炭素数は、1〜6程度が好ましい。含フッ素アルキル基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、トリフルオロエチル基などが挙げられる。 The group X 1 n and the group X 2 n are not particularly limited as long as each group has electron withdrawing properties. Examples of the electron withdrawing group include a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group, a group containing a fluorine atom, a formyl group, an acetyl group, and a dicyanoethenyl group. Among these, a cyano group, a formyl group, or a group containing a fluorine atom is preferable. Examples of the group containing a fluorine atom include a fluorine atom and a fluorine-containing alkyl group. The fluorine-containing alkyl group is preferably a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. Moreover, about 1-6 are preferable about carbon number of a fluorine-containing alkyl group. Specific examples of the fluorine-containing alkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and a trifluoroethyl group.

紫外線照射によって着色され、かつ、当該着色をより低温・短時間での加熱によって好適に熱退色させる観点から、本発明のジアリールエテン化合物は、好ましくは下記一般式(1A)で表される構造を備えていることが好ましい。   The diarylethene compound of the present invention preferably has a structure represented by the following general formula (1A) from the viewpoint of being colored by ultraviolet irradiation and being favorably thermally faded by heating at a lower temperature and in a shorter time. It is preferable.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

一般式(1A)中、6つのZは、それぞれ独立に、水素原子またはフッ素原子であり、R1、R2、R3、R4、X1n及びX2nは、それぞれ、前述の一般式(1)で例示したものと同じものが挙げられる。 In general formula (1A), six Z's are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , X 1 n and X 2 n are the same as those described above. The same thing as what was illustrated by Formula (1) is mentioned.

さらに具体的には、紫外線照射によって着色され、かつ、当該着色をより低温・短時間での加熱によって好適に熱退色させる観点から、本発明のジアリールエテン化合物は、好ましくは下記一般式(1B)、(1C)、(1D)または(1E)で表される構造を備えていることがより好ましい。   More specifically, the diarylethene compound of the present invention is preferably represented by the following general formula (1B), from the viewpoint of being colored by irradiation with ultraviolet light and suitably fading the coloration by heating at a lower temperature and in a shorter time. It is more preferable to have a structure represented by (1C), (1D) or (1E).

Figure 2019151632
Figure 2019151632

一般式(1B)、(1C)、(1D)及び(1E)において、6つのZ、R1、R2、R3、及びR4は、それぞれ、前述の一般式(1)で例示したものと同じものが挙げられる。 In the general formulas (1B), (1C), (1D) and (1E), the six Z, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are those exemplified in the general formula (1). The same thing is mentioned.

本発明のジアリールエテン化合物の色(紫外線照射によって閉環する前の色)としては、特に制限されないが、好ましくは無色透明である。   Although it does not restrict | limit especially as a color (color before ring closure by ultraviolet irradiation) of the diarylethene compound of this invention, Preferably it is colorless and transparent.

また、本発明のジアリールエテン化合物は、紫外線照射後に可視領域に吸収を有しており、例えば、本発明のジアリールエテン化合物の閉環体(基R1及び基R2が結合している炭素原子同士が結合して6員環構造を形成したもの)の極大吸収波長λmaxが400〜700nmの範囲内にある。また、当該閉環体のモル吸光係数εとしては、ε>10000M-1cm-1を充足する。さらに、本発明のジアリールエテン化合物の閉環反応量子収率としては、紫外線照射によって迅速に着色される観点から、好ましくは0.1〜1程度、より好ましくは0.3〜1程度が挙げられる。また、本発明のジアリールエテン化合物の閉環体の開環反応量子収率としては、可視光下で安定に保つことが必要なため、好ましくは10-3以下、より好ましくは5×10-4以下が挙げられる。なお、閉環反応量子収率及び開環反応量子収率は、それぞれ、実施例に記載の方法により測定された値を意味している。 In addition, the diarylethene compound of the present invention has absorption in the visible region after irradiation with ultraviolet light. For example, the ring-closed form of the diarylethene compound of the present invention (carbon atoms to which the groups R 1 and R 2 are bonded are bonded to each other). The 6-membered ring structure) has a maximum absorption wavelength λ max in the range of 400 to 700 nm. Further, the molar extinction coefficient ε of the ring-closed body satisfies ε> 10000 M −1 cm −1 . Furthermore, the ring closure reaction quantum yield of the diarylethene compound of the present invention is preferably about 0.1 to 1 and more preferably about 0.3 to 1 from the viewpoint of being rapidly colored by ultraviolet irradiation. In addition, the ring-opening reaction quantum yield of the ring-closed product of the diarylethene compound of the present invention is preferably 10 −3 or less, more preferably 5 × 10 −4 or less because it is necessary to keep it stable under visible light. Can be mentioned. In addition, the ring-closing reaction quantum yield and the ring-opening reaction quantum yield mean the value measured by the method as described in an Example, respectively.

また、本発明のジアリールエテン化合物は、紫外線照射によって着色され、かつ、当該着色を加熱によって好適に熱退色することができる。閉環体の熱退色反応における活性化エネルギーEaは、例えば、100〜120kJmol-1の範囲で調整することができる。また、熱退色の半減期t1/2については、目的とする熱退色の温度と速度に応じて適宜調整することができるが、紫外線照射による着色をより低温での加熱によって迅速に熱退色させる観点から、150℃における熱退色の半減期t1/2は、好ましくは10秒〜60秒程度、より好ましくは10秒〜40秒程度が挙げられ、120℃における熱退色の半減期t1/2は、好ましくは1分〜10分程度、より好ましくは1分〜8分程度が挙げられる。室温での熱安定性を保持することが必要な観点から、30℃における熱退色の半減期t1/2は、好ましくは30日以上、より好ましくは50日以上が挙げられる。なお、熱退色反応における活性化エネルギーEa及び半減期t1/2は、それぞれ、実施例に記載の方法により測定された値を意味している。前記の通り、本発明において、紫外線照射による反応速度と熱退色の反応速度の調整は、具体的には基OR1、基OR2、基X1、および基X2の種類の選択、さらには基X1および基X2の数やベンゼン環上での結合位置などによって調整される。 Moreover, the diarylethene compound of the present invention is colored by ultraviolet irradiation, and the coloring can be favorably thermally faded by heating. The activation energy E a in the thermal discoloration reaction of the ring-closed product can be adjusted, for example, in the range of 100 to 120 kJmol −1 . The half-life t 1/2 of thermal fading can be appropriately adjusted according to the target thermal fading temperature and speed, but coloring by ultraviolet irradiation can be rapidly fading by heating at a lower temperature. From the viewpoint, the half-life t 1/2 of thermal fading at 150 ° C. is preferably about 10 to 60 seconds, more preferably about 10 to 40 seconds. The half-life t 1 / of thermal fading at 120 ° C. 2 is preferably about 1 to 10 minutes, more preferably about 1 to 8 minutes. From the viewpoint of maintaining thermal stability at room temperature, the half-life t 1/2 of thermal fading at 30 ° C. is preferably 30 days or longer, more preferably 50 days or longer. The activation energy E a and the half-life t 1/2 in the thermal fading reaction each mean a value measured by the method described in the examples. As described above, in the present invention, the reaction rate by ultraviolet irradiation and the reaction rate of thermal fading are specifically selected by selecting the type of the group OR 1 , the group OR 2 , the group X 1 , and the group X 2 , It is adjusted by the number of groups X 1 and X 2 and the bonding position on the benzene ring.

本発明のジアリールエテン化合物の具体例としては、下記式(1a)〜(1d)で表される化合物(以下、化合物(1a)〜(1d)などという)が挙げられる。

Figure 2019151632
Specific examples of the diarylethene compound of the present invention include compounds represented by the following formulas (1a) to (1d) (hereinafter referred to as compounds (1a) to (1d) and the like).
Figure 2019151632

一般式(1)で表されるジアリールエテン化合物の製造方法としては、特に制限されず、公知の製造方法を採用することができ、例えば、実施例に記載の方法に準じて製造することができる。   The production method of the diarylethene compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, and a known production method can be adopted, and for example, it can be produced according to the method described in Examples.

なお、本発明のジアリールエテン化合物の製造において、出発原料、それらの使用量や割合、温度、時間、圧力、雰囲気、および溶媒の種類や使用量などの反応条件は、製造するジアリールエテン化合物の構造に応じて適宜設定すればよい。また、製造された化合物が所望のジアリールエテン化合物(1)であることは、例えば実施例に示すように、核磁気共鳴スペクトル法(NMR)、質量分析法などの一般的な有機分析手法により確認することができる。   In the production of the diarylethene compounds of the present invention, the reaction conditions such as the starting materials, their use amounts and ratios, temperature, time, pressure, atmosphere, and solvent type and use amount depend on the structure of the diarylethene compounds to be produced. May be set as appropriate. Moreover, it is confirmed by a general organic analysis technique such as nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and mass spectrometry as shown in the examples that the prepared compound is the desired diarylethene compound (1). be able to.

本発明のジアリールエテン化合物(1)は、例えば、下記の反応式で表されるように、紫外光照射により、基OR1及び基OR2が結合している2つの炭素原子同士が結合して環を形成(閉環)し、変色(着色)した化合物(2)となる。この着色については、本発明のジアリールエテン化合物が紫外線の照射されない環境で着色を保持でき、加熱によって退色が進行する。また、当該着色は、可視光下においては安定である。 In the diarylethene compound (1) of the present invention, for example, as represented by the following reaction formula, two carbon atoms to which the groups OR 1 and OR 2 are bonded are bonded to each other by irradiation with ultraviolet light. Is formed (ring closure) to give a discolored (colored) compound (2). As for this coloring, the diarylethene compound of the present invention can maintain the coloring in an environment where ultraviolet rays are not irradiated, and fading proceeds by heating. Further, the coloring is stable under visible light.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

紫外光照射により、本発明のジアリールエテン化合物が環構造を形成して、上記一般式(2)で示される化合物となる際の反応速度と、その逆反応の熱退色反応速度は、ジアリールエテン化合物の構造によって調整することができる。すなわち、本発明のジアリールエテン化合物においては、上記一般式(1)の骨格において、基X1n、X2n、Y1、Y2、R1〜R4の種類の選択、さらには基X1n及び基X2nの数やベンゼン環上での結合位置などによって、紫外線照射による反応速度と熱退色の反応速度を調整することができる。 The reaction rate when the diarylethene compound of the present invention forms a ring structure upon irradiation with ultraviolet light to become the compound represented by the general formula (2) and the thermal fading reaction rate of the reverse reaction are the structure of the diarylethene compound. Can be adjusted by. That is, in the diarylethene compound of the present invention, in the skeleton of the general formula (1), selection of the types of groups X 1 n, X 2 n, Y 1 , Y 2 , R 1 to R 4 , and further the group X 1 Depending on the number of n and group X 2 n, the bonding position on the benzene ring, and the like, the reaction rate by ultraviolet irradiation and the reaction rate of thermal fading can be adjusted.

また、本発明のジアリールエテン化合物を複数種類用いることにより紫外線照射による反応速度と熱退色の反応速度を調整することもできる。例えば、熱退色反応速度が異なる複数種類のジアリールエテン化合物を混合して用いることにより、熱退色の温度と速度を調整することができる。   Moreover, the reaction rate by ultraviolet irradiation and the reaction rate of thermal fading can be adjusted by using a plurality of types of the diarylethene compound of the present invention. For example, the temperature and speed of thermal fading can be adjusted by using a mixture of a plurality of types of diarylethene compounds having different thermal fading reaction rates.

このように、本発明のジアリールエテン化合物は、紫外線照射によって着色し、かつ、当該着色を好適な加熱温度、時間で退色させることが可能であり、例えば表示媒体などに用いるフォトクロミック材料として、好適に使用することができる。   As described above, the diarylethene compound of the present invention can be colored by irradiation with ultraviolet rays, and the coloring can be faded at a suitable heating temperature and time. For example, the diarylethene compound can be suitably used as a photochromic material used for a display medium or the like. can do.

本発明のフォトクロミック材料は、本発明のジアリールエテン化合物を1種類単独で含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。また、本発明のフォトクロミック材料は、本発明のジアリールエテン化合物とは異なるフォトクロミック化合物(例えば、特許文献1,2及び非特許文献1,2に記載された化合物など)を含んでいてもよい。   The photochromic material of the present invention may contain one kind of the diarylethene compound of the present invention alone, or may contain two or more kinds. The photochromic material of the present invention may contain a photochromic compound (for example, compounds described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 and 2) different from the diarylethene compound of the present invention.

本発明の表示媒体は、本発明のフォトクロミック材料を含んでおり、例えば、紫外線の照射によって着色し、好適な加熱条件で退色するという特性を発揮することができる。   The display medium of the present invention includes the photochromic material of the present invention, and can exhibit, for example, the characteristics of being colored by irradiation with ultraviolet light and fading under suitable heating conditions.

本発明の表示媒体は、例えば、樹脂中にフォトクロミック材料を分散させた構成とすることができる。表示媒体中のフォトクロミック材料の含有量としては、特に制限されず、例えば1〜20質量%程度が挙げられる。また、樹脂としても特に制限されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。樹脂の具体例としては、ポリオレフィン、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、スチロール樹脂などが挙げられる。表示媒体中の樹脂は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。   The display medium of the present invention can have, for example, a configuration in which a photochromic material is dispersed in a resin. It does not restrict | limit especially as content of the photochromic material in a display medium, For example, about 1-20 mass% is mentioned. Moreover, it does not restrict | limit especially as resin, A thermoplastic resin, a thermosetting resin, etc. can be used. Specific examples of the resin include polyolefin, acrylic resin, vinyl chloride resin, urethane resin, and styrene resin. There may be one kind of resin in the display medium, or two or more kinds.

また、本発明のジアリールエテン化合物は、表示媒体だけでなく、繊維製品へのプリント用途、化粧品、遊具、印刷インク、装飾材、玩具、情報記録材料、表示材料など、広範な用途に使用することができる。   The diarylethene compound of the present invention can be used not only for display media but also for a wide range of uses such as printing on textile products, cosmetics, playground equipment, printing ink, decorative materials, toys, information recording materials, display materials, etc. it can.

以下の実施例において本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、ジアリールエテン化合物の同定には、以下の1HNMR及び質量分析法を用いた。 The present invention will be described more specifically in the following examples, but the present invention is not limited thereto. For identification of the diarylethene compound, the following 1 HNMR and mass spectrometry were used.

1HNMR)
核磁気共鳴スペクトル装置(ブルカーバイオスピン株式会社(Bruker BioSpin K.K.)製、型式:AV−300N)を用いて、中間化合物及びジアリールエテン化合物を同定した。溶媒として重クロロホルム、基準物質としてテトラメチルシランを用いた。
( 1 HNMR)
Intermediate compounds and diarylethene compounds were identified using a nuclear magnetic resonance spectrometer (manufactured by Bruker BioSpin KK, model: AV-300N). Deuterated chloroform was used as a solvent, and tetramethylsilane was used as a reference substance.

(質量分析法)
質量分析装置(Bruker社製、型式:FT−ICR/solariX)を用いて、中間化合物及びジアリールエテン化合物を同定した。マトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)によりイオン化させて高分解能で測定した。
(Mass spectrometry)
Intermediate compounds and diarylethene compounds were identified using a mass spectrometer (manufactured by Bruker, model: FT-ICR / solariX). It was ionized by matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) and measured with high resolution.

(実施例1)
下記の方法により、式(1a)で表される化合物を合成した。まず、以下の手順により、3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−トリフルオロメチル)フェニルチオフェンを合成した。アルゴン置換した100 mLの4つ口フラスコに3,5−ジブロモ−2−シクロヘキシルオキシチオフェン[文献記載:K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)] 1.23 g (3.62 mmol) を入れ、無水テトラヒドロフラン 60 mLを加えて、−78 ℃まで冷却した。1.6 M n−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.5 mL (4.0 mmol) をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。ホウ酸トリブチル 1.5 mL (5.6 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。水を加えて反応を止め、200 mLナス型フラスコに移し、p−ヨードベンゾトリフルオリド 0.98 g (3.62 mmol)、Pd(PPh34 80 mg、20 wt%炭酸ナトリウム水溶液 6 mLを加え、80 ℃で5時間還流を行った。希塩酸で中和し、エーテルで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液で塩析を行い、硫酸マグネシウムで乾燥させた。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで単離し、ヘキサンを用いた再結晶で精製した。
収量 0.82 g、収率 56%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS) δ = 1.3−2.1 (m, 10H), 4.1−4.2 (m, 1H), 7.07 (s, 1H), 7.5−7.7 (m, 4H). HRMS (MALDI) m/z = 405.0130 (MH+), Calcd. for C1716BrF3OS・H+ = 405.0130.

Figure 2019151632
Example 1
The compound represented by the formula (1a) was synthesized by the following method. First, 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-trifluoromethyl) phenylthiophene was synthesized by the following procedure. 3,5-Dibromo-2-cyclohexyloxythiophene [document description: K. et al. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)] 1.23 g (3.62 mmol) was added, 60 mL of anhydrous tetrahydrofuran was added, and the mixture was cooled to -78 ° C. 1.6 M n-butyllithium hexane solution 2.5 mL (4.0 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. Tributyl borate 1.5 mL (5.6 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. The reaction was stopped by adding water, transferred to a 200 mL eggplant type flask, p-iodobenzotrifluoride 0.98 g (3.62 mmol), Pd (PPh 3 ) 4 80 mg, 20 wt% aqueous sodium carbonate solution 6 mL. And refluxed at 80 ° C. for 5 hours. Neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with ether. Salting out was carried out with a saturated aqueous sodium chloride solution and dried over magnesium sulfate. After that, it was isolated by silica gel column chromatography using hexane as a developing solvent and purified by recrystallization using hexane.
Yield 0.82 g, Yield 56%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 1.3-2.1 (m, 10H), 4.1-4.2 (m, 1H), 7.07 (s, 1H), 7 5-7.7 (m, 4H). HRMS (MALDI) m / z = 405.0130 (MH <+> ), Calcd. for C 17 H 16 BrF 3 OS · H + = 405.0130.
Figure 2019151632

次に、アルゴン置換した50 mLの3つ口フラスコに3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−トリフルオロメチル)フェニルチオフェン 0.61 g (1.5 mmol)を入れ、無水テトラヒドロフラン 10 mLを加え、−78 ℃まで冷却した。1.6 M n−ブチルリチウムヘキサン溶液 1.2 mL (1.9 mmol)をゆっくり滴下し、1.5時間撹拌した。オクタフルオロシクロペンテン 0.1 mL (0.75 mmol)をゆっくり加え、3時間撹拌した。水を加えて反応を止め、エーテルで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液で塩析を行い、硫酸マグネシウムで乾燥させた。その後、ヘキサン:酢酸エチル = 9:1を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、さらにHPLC (ヘキサン:酢酸エチル = 95:5)で精製して、下記式(1a)で表される化合物を得た。
収量 200 mg、収率 16%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS) δ = 1.1−1.8 (m, 10H), 4.0−4.1 (m, 2H), 7.25 (s, 2H), 7.5−7.7 (m, 8H). HRMS (MALDI) m/z = 824.1644 (M+), Calcd. for C39321222 + = 824.1647.

Figure 2019151632
Next, 0.61 g (1.5 mmol) of 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-trifluoromethyl) phenylthiophene was placed in a 50 mL three-necked flask purged with argon, and anhydrous tetrahydrofuran 10 mL was added and cooled to -78 ° C. 1.6 M (1.9 mmol) of 1.6 M n-butyllithium hexane solution was slowly added dropwise and stirred for 1.5 hours. Octafluorocyclopentene 0.1 mL (0.75 mmol) was slowly added and stirred for 3 hours. The reaction was stopped by adding water and extracted with ether. Salting out was carried out with a saturated aqueous sodium chloride solution and dried over magnesium sulfate. Thereafter, silica gel column chromatography using hexane: ethyl acetate = 9: 1 as a developing solvent is performed, and further purified by HPLC (hexane: ethyl acetate = 95: 5) to obtain a compound represented by the following formula (1a). Obtained.
Yield 200 mg, Yield 16%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 1.1-1.8 (m, 10H), 4.0-4.1 (m, 2H), 7.25 (s, 2H), 7 5-7.7 (m, 8H). HRMS (MALDI) m / z = 824.1644 (M + ), Calcd. for C 39 H 32 F 12 O 2 S 2 + = 8244.1647.
Figure 2019151632

(実施例2)
下記の方法により、式(1b)で表される化合物を合成した。まず、以下の手順により、3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−シアノフェニル)チオフェンを合成した。アルゴン置換した300 mLの4つ口フラスコに3,5−ジブロモ−2−シクロヘキシルオキシチオフェン[文献記載:K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)] 4.0 g (12 mmol)を入れ、無水テトラヒドロフラン 200 mLを加えて、−78 ℃まで冷却した。1.6 M n−ブチルリチウムヘキサン溶液 8.0 mL (13 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。ホウ酸トリブチル 3.5 mL (13 mmol) をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。水を加えて反応を止め、500 mLのナス型フラスコに移してp−ブロモベンゾニトリル 2.2 g (12 mmol)、Pd(PPh34 200 mg、20 wt%炭酸ナトリウム水溶液 20 mLを加え、80 ℃で6時間還流を行った。希塩酸で中和し、エーテルで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液で塩析を行い、硫酸マグネシウムで乾燥させた。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 8:2を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで単離し、さらにリサイクルHPLCで精製した。
収量 1.7 g、収率 40%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS) δ = 1.3−2.1 (m, 10H), 4.1−4.2 (m, 1H), 7.11 (s, 1H),
7.5−7.7 (m, 4H).

Figure 2019151632
(Example 2)
The compound represented by formula (1b) was synthesized by the following method. First, 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-cyanophenyl) thiophene was synthesized by the following procedure. 3,5-Dibromo-2-cyclohexyloxythiophene [document description: K. et al. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)] 4.0 g (12 mmol) was added, 200 mL of anhydrous tetrahydrofuran was added, and the mixture was cooled to -78 ° C. 1.6 M n-butyllithium hexane solution 8.0 mL (13 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. 3.5 mL (13 mmol) of tributyl borate was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. The reaction was stopped by adding water, transferred to a 500 mL eggplant-shaped flask, and added with p-bromobenzonitrile 2.2 g (12 mmol), Pd (PPh 3 ) 4 200 mg, 20 wt% aqueous sodium carbonate solution 20 mL. , And refluxed at 80 ° C. for 6 hours. Neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with ether. Salting out was carried out with a saturated aqueous sodium chloride solution and dried over magnesium sulfate. After that, it was isolated by silica gel column chromatography using hexane: ethyl acetate = 8: 2 as a developing solvent, and further purified by recycle HPLC.
Yield 1.7 g, 40% yield
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 1.3-2.1 (m, 10H), 4.1-4.2 (m, 1H), 7.11 (s, 1H),
7.5-7.7 (m, 4H).
Figure 2019151632

次に、アルゴン置換した50 mLの3つ口フラスコに3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−シアノフェニル)チオフェン 1.2 g (3.3 mmol)を入れ、無水テトラヒドロフラン 20 mLを加えて−78 ℃まで冷却した。1.6 M n−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.2 mL (3.5 mmol)をゆっくり滴下し、オクタフルオロシクロペンテン 0.20 mL (1.5 mmol)をゆっくり加え、4時間撹拌した。水を加えて反応を止め、エーテルで抽出した。飽和塩化ナトリウム水溶液で塩析を行い、硫酸マグネシウムで乾燥させた。展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 8:2を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで単離し、さらに再結晶で精製して、下記式(1b)で表される化合物を得た。
収量 72 mg、収率 5.9%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS) δ = 1.1−1.8 (m, 10H), 4.0−4.1 (m, 2H), 7.30 (s, 2H),
7.5−7.7 (m, 8H).

Figure 2019151632
Next, 1.2 g (3.3 mmol) of 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-cyanophenyl) thiophene was placed in a 50 mL three-necked flask purged with argon, and 20 mL of anhydrous tetrahydrofuran was added. In addition, it was cooled to -78 ° C. 1.6 M n-butyllithium hexane solution 2.2 mL (3.5 mmol) was slowly added dropwise, octafluorocyclopentene 0.20 mL (1.5 mmol) was slowly added, and the mixture was stirred for 4 hours. The reaction was stopped by adding water and extracted with ether. Salting out was carried out with a saturated aqueous sodium chloride solution and dried over magnesium sulfate. The product was isolated by silica gel column chromatography using hexane: ethyl acetate = 8: 2 as a developing solvent, and further purified by recrystallization to obtain a compound represented by the following formula (1b).
Yield 72 mg, Yield 5.9%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 1.1-1.8 (m, 10H), 4.0-4.1 (m, 2H), 7.30 (s, 2H),
7.5-7.7 (m, 8H).
Figure 2019151632

(実施例3)
下記の方法により、式(1c)で表される化合物を合成した。まず、以下の手順により、3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−ホルミルフェニル)チオフェンを合成した。アルゴン置換した200 mLの4つ口フラスコに3,5−ジブロモ−2−シクロヘキシルオキシチオフェン[文献記載:K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)] 1.4 g (4.0 mmol)を入れ、無水テトラヒドロフラン 60 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 M n−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.8 mL (4.5 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。ホウ酸トルブチル 1.2 mL (4.5 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。水を加えて反応を止め、常温に戻してから、p−ブロモベンズアルデヒド 0.67 g (3.6 mmol)、Pd(PPh34 80 mg、20wt%炭酸ナトリウム水溶液 6.5 mLを加えて、オイルバスの設定温度を80 ℃にし、7時間還流を行った。常温に戻してから、希塩酸で中和し、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 9:1を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.4)で単離し、アセトンとヘキサンを用いた再結晶で精製した。
収量 0.72 g、収率 49%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.3−2.1 (m, 10H), 4.1−4.2 (m, 1H), 7.15 (s, 1H), 7.60 (dt, J1 = 8.4 Hz, J2 = 1.8 Hz, 2H), 7.85 (dt, J1 = 8.4 Hz, J2 = 1.8 Hz, 2H), 9.98 (s, 1H).MS m/z = 365.0204(MH+), Calcd. for C1717BrO2S・H+ = 365.0205.

Figure 2019151632
(Example 3)
The compound represented by formula (1c) was synthesized by the following method. First, 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-formylphenyl) thiophene was synthesized by the following procedure. Argon-substituted 200 mL four-necked flask was charged with 3,5-dibromo-2-cyclohexyloxythiophene [document description: K. et al. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)] 1.4 g (4.0 mmol) was added, dissolved in 60 mL of anhydrous tetrahydrofuran, and cooled to -80 ° C. 1.6 M n-butyllithium hexane solution 2.8 mL (4.5 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. Tolubutyl borate 1.2 mL (4.5 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. The reaction was stopped by adding water, and after returning to room temperature, 0.67 g (3.6 mmol) of p-bromobenzaldehyde, 80 mg of Pd (PPh 3 ) 4 , 6.5 mL of a 20 wt% aqueous sodium carbonate solution was added. Then, the set temperature of the oil bath was set to 80 ° C. and refluxed for 7 hours. After returning to room temperature, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. After that, it was isolated by silica gel column chromatography (R f = 0.4) using hexane: ethyl acetate = 9: 1 as a developing solvent, and purified by recrystallization using acetone and hexane.
Yield 0.72 g, Yield 49%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.3-2.1 (m, 10H), 4.1-4.2 (m, 1H), 7.15 (s, 1H), 7.60 (dt, J 1 = 8.4 Hz, J 2 = 1.8 Hz, 2H), 7.85 (dt, J 1 = 8.4 Hz, J 2 = 1.8 Hz, 2H), 9.98 (s, 1H). MS m / z = 365.0204 (MH <+> ), Calcd. for C 17 H 17 BrO 2 S · H + = 365.0205.
Figure 2019151632

3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−ホルミルフェニル)チオフェン 0.90 g (2.5 mmol)、p−トルエンスルホン酸 4.7 mg (0.025 mmol)、エチレングリコール 1.4 mL (25 mmol)をトルエン 30 mLに溶かし、Dean−Starkコンデンサーを取り付け、オイルバスを160 ℃に設定し、2時間還流を行った。常温に戻してから、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 9:1を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.4)で分離し、アセトンとヘキサンを用いた再結晶で精製した。
収量 0.85 g、収率 84%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.6−1.8 (m, 10H), 4.0−4.2 (m, 5H), 5.8 (s, 1H), 7.0 (s, 1H), 7.4−7.5 (m, 4H).
MS m/z = 409.0466(MH+), Calcd for C1921BrO3S・H+ = 409.0468.

Figure 2019151632
3-Bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-formylphenyl) thiophene 0.90 g (2.5 mmol), p-toluenesulfonic acid 4.7 mg (0.025 mmol), ethylene glycol 1.4 mL (25 mmol) was dissolved in 30 mL of toluene, a Dean-Stark condenser was attached, the oil bath was set at 160 ° C., and refluxed for 2 hours. After returning to room temperature, the mixture was extracted with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. Then, it isolate | separated by the silica gel column chromatography ( Rf = 0.4) which used hexane: ethyl acetate = 9: 1 for the developing solvent, and refine | purified by recrystallization using acetone and hexane.
Yield 0.85 g, Yield 84%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.6-1.8 (m, 10H), 4.0-4.2 (m, 5H), 5.8 (s, 1H), 7.0 (s, 1H), 7.4-7.5 (m, 4H).
MS m / z = 409.0466 (MH + ), Calcd for C 19 H 21 BrO 3 S · H + = 409.0468.
Figure 2019151632

次に、アルゴン置換した50 mLの3つ口フラスコに2−(4−(4−ブロモ−5−シクロヘキシルオキシチオフェン−2−イル)フェニル)−1,3−ジオキサン 1.3 g (3.1 mmol)を加え、無水テトラヒドロフラン 20 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.2 mL (3.5 mmol)をゆっくり加え、1時間撹拌した。オクタフルオロシクロペンテン0.20 mL (1.5 mmol)をゆっくり加え、4時間撹拌した。水を少量加えて反応を止め、常温に戻してから、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 8:2を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.4)で単離した。そこに、アセトンと少量の希塩酸を加え、50 ℃で30分撹拌した。ジエチルエーテルで抽出し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 8:2を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Rf = 0.2)で単離し、アセトンとヘキサンを用いた再結晶で精製した。
収量:0.64 g、収率:57%
1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.1−1.8 (m, 20H), 4.1 (m, 2H), 7.35 (s, 2H), 7.62 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 7.87 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 9.99 (s, 2H)
MS m/z = 745.1873(MH+), Calcd. for C3934642・H+ = 745.1876.

Figure 2019151632
Next, 1.3 g (3.1) of 2- (4- (4-bromo-5-cyclohexyloxythiophen-2-yl) phenyl) -1,3-dioxane was added to a 50 mL three-neck flask purged with argon. mmol) was added, dissolved in 20 mL of anhydrous tetrahydrofuran, and cooled to -80 ° C. 1.6 mL of 1.6 M n-butyllithium hexane solution was slowly added (3.5 mmol) and stirred for 1 hour. Octafluorocyclopentene 0.20 mL (1.5 mmol) was slowly added and stirred for 4 hours. The reaction was stopped by adding a small amount of water, and the temperature was returned to room temperature, followed by extraction with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. Then, it was isolated by silica gel column chromatography (R f = 0.4) using hexane: ethyl acetate = 8: 2 as a developing solvent. Acetone and a small amount of diluted hydrochloric acid were added thereto, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 30 minutes. After extraction with diethyl ether, the organic layer was washed with a saturated aqueous solution of sodium chloride, dried by adding magnesium sulfate, filtered to remove the magnesium sulfate, and concentrated. After that, it was isolated by silica gel column chromatography (R f = 0.2) using hexane: ethyl acetate = 8: 2 as a developing solvent, and purified by recrystallization using acetone and hexane.
Yield: 0.64 g, Yield: 57%
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.1-1.8 (m, 20H), 4.1 (m, 2H), 7.35 (s, 2H), 7.62 ( d, J = 8.3 Hz, 4H), 7.87 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 9.99 (s, 2H)
MS m / z = 745.1873 (MH <+> ), Calcd. for C 39 H 34 F 6 O 4 S 2 .H + = 745.1876.
Figure 2019151632

(実施例4)
下記の方法により、式(1d)で表される化合物を合成した。まず、以下の手順により、アルゴン置換した4つ口フラスコに、3,5−ジブロモ−2−シクロヘキシルオキシチオフェン [文献記載:K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)] 1.2 g (3.4 mmol)を加え、無水テトラヒドロフラン 60 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.4 mL (3.8 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。次に、ホウ酸トリブチル 1.1 mL (4.1 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。水を加えて反応を止め、常温に戻してから、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ヨードベンゼン1.2 g (3.4 mmol)、Pd(PPh34 80 mg、20wt%炭酸ナトリウム水溶液6.0 mLを加えて、オイルバスの設定温度を80 ℃にし、7時間還流を行った。常温に戻してから、希塩酸で中和し、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.3)で分離し、HPLC (展開溶媒:ヘキサン)で精製した。
収量 1.1 g、収率 66%
1H−NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.3−2.1 (m, 2H), 4.1−4.3 (m, 1H), 7.14 (s, 1H), 7.72 (s, 1H), 7.84 (s, 2H).
MS m/z = 471.9927 (M+), Calcd for C1815BrF6OS+ = 471.9926.

Figure 2019151632
Example 4
The compound represented by formula (1d) was synthesized by the following method. First, according to the following procedure, 3,5-dibromo-2-cyclohexyloxythiophene [document description: K. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)] 1.2 g (3.4 mmol) was added, dissolved in 60 mL of anhydrous tetrahydrofuran, and cooled to -80 ° C. 1.6 M of n-butyllithium hexane solution 2.4 mL (3.8 mmol) was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. Next, 1.1 mL (4.1 mmol) of tributyl borate was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. Water was added to stop the reaction, and the temperature was returned to normal temperature. Then, 3,5-bis (trifluoromethyl) iodobenzene 1.2 g (3.4 mmol), Pd (PPh 3 ) 4 80 mg, 20 wt% sodium carbonate 6.0 mL of an aqueous solution was added to set the temperature of the oil bath to 80 ° C. and refluxed for 7 hours. After returning to room temperature, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. Then, it isolate | separated by the silica gel column chromatography ( Rf = 0.3) which used hexane for the developing solvent, and refine | purified by HPLC (developing solvent: hexane).
Yield 1.1 g, 66% yield
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.3-2.1 (m, 2H), 4.1-4.3 (m, 1H), 7.14 (s, 1H) , 7.72 (s, 1H), 7.84 (s, 2H).
MS m / z = 471.9927 (M + ), Calcd for C 18 H 15 BrF 6 OS + = 471.9926.
Figure 2019151632

アルゴン置換した3つ口フラスコに、3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(3,5−ビス(トリフルオロメチル))フェニルチオフェン 0.72 g (1.5 mmol)を加え、無水テトラヒドロフラン 10 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液 1.2 mL (1.9 mmol)をゆっくり加え、30分間撹拌した。オクタフルオロシクロペンテン 0.10 mL (0.75 mmol)をゆっくり加え、4時間撹拌した。水を少量加えて反応を止め、常温に戻してから、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.4)で単離し、さらにヘキサンを用いて再結晶により精製した。
収量 0.17 g、収率 22%
1H−NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.1−1.8 (m ,20H), 4.0−4.2 (m, 2H), 7.27 (s, 2H), 7.73 (s, 2H), 7.83 (s, 4H).
MS m/z = 960.1396(M+), Calcd. for C41301822 + = 960.1394.

Figure 2019151632
To a three-necked flask purged with argon, 0.72 g (1.5 mmol) of 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (3,5-bis (trifluoromethyl)) phenylthiophene was added, and anhydrous tetrahydrofuran 10 Dissolved in mL and cooled to -80 ° C. A 1.6 M n-butyllithium hexane solution 1.2 mL (1.9 mmol) was slowly added, and the mixture was stirred for 30 minutes. 0.10 mL (0.75 mmol) of octafluorocyclopentene was slowly added and stirred for 4 hours. The reaction was stopped by adding a small amount of water, and the temperature was returned to room temperature, followed by extraction with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. After that, it was isolated by silica gel column chromatography (R f = 0.4) using hexane as a developing solvent, and further purified by recrystallization using hexane.
Yield 0.17 g, Yield 22%
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.1-1.8 (m, 20H), 4.0-4.2 (m, 2H), 7.27 (s, 2H) , 7.73 (s, 2H), 7.83 (s, 4H).
MS m / z = 960.1396 (M <+> ), Calcd. for C 41 H 30 F 18 O 2 S 2 + = 960.1394.
Figure 2019151632

(参考例2)
下記の方法により、式(3)で表される化合物を合成した。まず、以下の手順により、アルゴン置換した4つ口フラスコに、3,5−ジブロモ−2−シクロヘキシルオキシチオフェン [文献記載:K. Morimitsu, K. Shibata, S. Kobatake, M. Irie, J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002)] 1.0 g (3.0 mmol)を加え、無水テトラヒドロフラン 50 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液 2.1 mL (3.4 mmol)をゆっくり滴下し、1時間撹拌した。次に、ホウ酸トルブチル 1.0 mL (3.7 mmol)をゆっくり滴下し、終夜撹拌した。水を加えて反応を止め、常温に戻してから、p−ヨードアニソール 0.64 g (2.7 mmol)、Pd(PPh34 70 mg、20wt%炭酸ナトリウム水溶液5.0 mLを加えて、オイルバスの設定温度を80 ℃にし、7時間還流を行った。常温に戻してから、希塩酸で中和し、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル=8:2を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Rf = 0.6)で分離し、さらにリサイクルHPLCで精製した。
収量:0.70 g、収率:64%
1H−NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.3−2.1 (m, 10H), 3.82 (s, 3H), 4.1−4.2 (m, 1H), 6.83 (s, 1H), 6.89 (dt, J1 = 9.5 Hz, J2 = 2.5 Hz, 2H), 7.39 (dt, J1 = 9.5 Hz, J2 = 2.5 Hz, 2H).
MS m/z = 366.0284(M+). Calcd. for C1719BrO2+ = 366.0284.

Figure 2019151632
(Reference Example 2)
The compound represented by Formula (3) was synthesized by the following method. First, according to the following procedure, 3,5-dibromo-2-cyclohexyloxythiophene [document description: K. Morimitsu, K.M. Shibata, S .; Kobatake, M.M. Irie, J. et al. Org. Chem. , 67, 4574-4578 (2002)] 1.0 g (3.0 mmol) was added, dissolved in 50 mL of anhydrous tetrahydrofuran, and cooled to -80 ° C. 2.1 M (3.4 mmol) of 1.6 M n-butyllithium hexane solution was slowly added dropwise and stirred for 1 hour. Next, 1.0 mL (3.7 mmol) of tolbutyl borate was slowly added dropwise and stirred overnight. The reaction was stopped by adding water, and after returning to room temperature, p-iodoanisole 0.64 g (2.7 mmol), Pd (PPh 3 ) 4 70 mg, 20 wt% sodium carbonate aqueous solution 5.0 mL was added. Then, the set temperature of the oil bath was set to 80 ° C. and refluxed for 7 hours. After returning to room temperature, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. Thereafter, the resultant was separated by silica gel column chromatography (R f = 0.6) using hexane: ethyl acetate = 8: 2 as a developing solvent, and further purified by recycle HPLC.
Yield: 0.70 g, Yield: 64%
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.3-2.1 (m, 10H), 3.82 (s, 3H), 4.1-4.2 (m, 1H) , 6.83 (s, 1H), 6.89 (dt, J 1 = 9.5 Hz, J 2 = 2.5 Hz, 2H), 7.39 (dt, J 1 = 9.5 Hz, J 2 = 2.5 Hz, 2H).
MS m / z = 366.0284 (M <+> ). Calcd. for C 17 H 19 BrO 2 S + = 366.0284.
Figure 2019151632

アルゴン置換した3つ口フラスコに、3−ブロモ−2−シクロヘキシルオキシ−5−(4−メトキシフェニル)チオフェン 0.55 g (1.5 mmol)を加え、無水テトラヒドロフラン 10 mLに溶かし、−80 ℃まで冷却した。1.6 Mのn−ブチルリチウムヘキサン溶液 1.2 mL (1.9 mmol)をゆっくり加え、1時間撹拌した。オクタフルオロシクロペンテン 0.10 mL (0.75 mmol)をゆっくり加え、4時間撹拌した。水を少量加えて反応を止め、常温に戻してから、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させ、ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濃縮した。その後、展開溶媒にヘキサン:酢酸エチル = 9:1を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィー (Rf = 0.4)で単離し、アセトンとヘキサンを用いた再結晶で精製した。
収量 78 mg、収率 14%
1H−NMR (300 MHz, CDCl3, TMS):δ = 1.1−1.8 (m, 20H), 3.8 (s, 6H), 4.0 (m, 2H), 6.9 (dt, J1 = 9.3 Hz, J2 = 2.5 Hz, 4H), 7.0 (s, 2H), 7.4 (dt, J1 = 9.3 Hz, J2 = 2.5 Hz, 4H).
MS m/z = 748.2109(M+), Calcd. for C3938642 + = 748.2110.

Figure 2019151632
To a three-necked flask purged with argon, 0.55 g (1.5 mmol) of 3-bromo-2-cyclohexyloxy-5- (4-methoxyphenyl) thiophene was added, dissolved in 10 mL of anhydrous tetrahydrofuran, and -80 ° C. Until cooled. A 1.6 M n-butyllithium hexane solution 1.2 mL (1.9 mmol) was slowly added and stirred for 1 hour. 0.10 mL (0.75 mmol) of octafluorocyclopentene was slowly added and stirred for 4 hours. The reaction was stopped by adding a small amount of water, and the temperature was returned to room temperature, followed by extraction with diethyl ether. The organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution, dried by adding magnesium sulfate, removed by filtration, and concentrated. After that, it was isolated by silica gel column chromatography (R f = 0.4) using hexane: ethyl acetate = 9: 1 as a developing solvent, and purified by recrystallization using acetone and hexane.
Yield 78 mg, Yield 14%
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS): δ = 1.1-1.8 (m, 20H), 3.8 (s, 6H), 4.0 (m, 2H), 6.9 (Dt, J 1 = 9.3 Hz, J 2 = 2.5 Hz, 4H), 7.0 (s, 2H), 7.4 (dt, J 1 = 9.3 Hz, J 2 = 2. 5 Hz, 4H).
MS m / z = 748.2109 (M <+> ), Calcd. for C 39 H 38 F 6 O 4 S 2 + = 748.2110.
Figure 2019151632

<光反応性の評価>
化合物(1a)、(1b)、(1c)、(1d)及び(3)について、それぞれ、溶媒に溶解させ(濃度: 10-5 mol/L程度)、溶液中での紫外可視吸収スペクトルを測定し、開環体の最大吸収波長およびモル吸光係数を決定した。溶媒としては、化合物(1a)、(1d)及び(3)についてはヘキサンを使用し、化合物(1b)及び(1c)についてはジクロロメタンを使用した。各化合物の閉環体については、紫外光照射により着色させた後、HPLCで閉環体を分取し、その溶液中での紫外可視吸収スペクトルを測定し、最大吸収波長およびモル吸光係数を決定した。閉環反応量子収率は、200 W水銀キセノン光源からカットフィルターおよびモノクロメーターで313 nmの光を取り出し、それを石英セルに入ったそれぞれの化合物の溶液に照射し、反応した閉環体をモニターすることにより相対的な反応速度を決定し、既存の化合物の量子収率と比較することにより求めた。開環反応量子収率は、300 Wキセノン光源からカットフィルターおよびモノクロメーターを用いて、閉環体の吸収極大波長λmaxに相当する光を取り出し、それを石英セルに入ったそれぞれの化合物の溶液に照射し、閉環体の減少速度を決定し、既存の化合物の量子収率と比較することにより求めた。結果を表1に示す。なお、特許文献1に記載の前記化合物(III)についても、「K. Morimitsu et al., J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002).」に記載されているデータを表1に併記した。
<Evaluation of photoreactivity>
Compounds (1a), (1b), (1c), (1d) and (3) were each dissolved in a solvent (concentration: about 10 −5 mol / L), and an ultraviolet-visible absorption spectrum in the solution was measured. The maximum absorption wavelength and molar extinction coefficient of the ring-opened product were determined. As the solvent, hexane was used for the compounds (1a), (1d) and (3), and dichloromethane was used for the compounds (1b) and (1c). The closed ring of each compound was colored by irradiation with ultraviolet light, and then the closed ring was fractionated by HPLC, the ultraviolet-visible absorption spectrum in the solution was measured, and the maximum absorption wavelength and molar extinction coefficient were determined. The quantum yield of the ring-closing reaction is obtained by extracting light of 313 nm from a 200 W mercury xenon light source with a cut filter and a monochromator, irradiating the solution of each compound in a quartz cell, and monitoring the reacted ring-closed body. Was determined by determining the relative reaction rate and comparing with the quantum yield of existing compounds. The quantum yield of the ring-opening reaction is determined by extracting light corresponding to the absorption maximum wavelength λ max of the closed ring from a 300 W xenon light source using a cut filter and a monochromator, and applying it to the solution of each compound in the quartz cell. Irradiation was performed to determine the rate of reduction of the ring closure and was compared with the quantum yield of existing compounds. The results are shown in Table 1. For the compound (III) described in Patent Document 1, the data described in “K. Morimitsu et al., J. Org. Chem., 67, 4574-4578 (2002)” is also shown in Table 1. It was written together.

<熱退色の評価と半減期t1/2の決定>
化合物(1a)、(1b)、(1c)、(1d)及び(3)を、それぞれ、トルエンに溶解させ、光学セルに入れ、脱気熔封した。紫外光を照射し、着色させ閉環体を生成させた。着色状態の吸収極大波長での吸光度を測定し、光学セルを恒温槽に入れ、所定時間経過後に光学セルを取り出し、着色状態の吸収極大波長での吸光度を測定した。クライオスタットを用いて一定温度に冷却し、その後、冷却した状態で紫外光を照射し、閉環体を生成した。そして、セルを放置し、閉環体の吸収極大波長の吸光度変化を時間に対してプロットすることで各温度における熱退色反応を追跡した。得られたデータを熱退色反応が一次反応であると仮定し、ある時間における吸光度Absを初期の吸光度Abs0で割った値の自然対数ln(Abs/Abs0)を時間に対してプロットすると、その減衰は直線になり、熱退色反応が一次反応であることがわかった。この一次反応の直線の傾きから各温度における反応速度定数k (s-1)を算出し、反応速度定数を温度(1/T)に対してプロット(アレニウスプロット)すると直線になり、この直線の傾きと切片から熱退色反応における活性化エネルギーEaおよび頻度因子Aが求められる。得られたEaおよびAを用いて、温度150℃、120℃、及び30℃における反応速度定数kをそれぞれ算出し、t1/2=ln2/kの式を用いてt1/2(150℃)、t1/2(120℃)、及びt1/2(30℃)をそれぞれ求めた。結果を表2に示す。なお、特許文献1に記載の前記化合物(III)についても、「K. Morimitsu et al., J. Org. Chem., 67, 4574−4578 (2002).」に記載されているデータを表2に併記した。
<Evaluation of thermal fading and determination of half-life t1 / 2 >
Compounds (1a), (1b), (1c), (1d) and (3) were dissolved in toluene, put in an optical cell, and degassed and sealed. Irradiated with ultraviolet light, colored to produce a closed ring. The absorbance at the absorption maximum wavelength in the colored state was measured, the optical cell was placed in a thermostatic chamber, the optical cell was taken out after a predetermined time, and the absorbance at the absorption maximum wavelength in the colored state was measured. It was cooled to a constant temperature using a cryostat, and then irradiated with ultraviolet light in the cooled state to produce a closed ring. Then, the cell was allowed to stand, and the thermal fading reaction at each temperature was traced by plotting the change in absorbance at the absorption maximum wavelength of the ring-closed body against time. Assuming that the thermal fading reaction is a primary reaction in the obtained data, and plotting the natural logarithm ln (Abs / Abs 0 ) of the absorbance Abs at a certain time divided by the initial absorbance Abs 0 against time, The decay was linear and the thermal fading reaction was found to be a primary reaction. The reaction rate constant k (s −1 ) at each temperature is calculated from the slope of this linear reaction line, and the reaction rate constant is plotted against the temperature (1 / T) (Arrhenius plot). The activation energy E a and frequency factor A in the thermal fading reaction are determined from the slope and intercept. Using the obtained E a and A, temperature 150 ℃, 120 ℃, and the reaction rate constant k at 30 ° C. respectively calculated, t 1/2 = ln2 / k using the formula t 1/2 (0.99 ° C.), t 1/2 (120 ° C.), and t 1/2 (30 ° C.). The results are shown in Table 2. For the compound (III) described in Patent Document 1, the data described in "K. Morimitsu et al., J. Org. Chem., 67, 4574-4578 (2002)." It was written together.

Figure 2019151632
Figure 2019151632

Figure 2019151632
Figure 2019151632

Claims (7)

下記一般式(1)で表される、ジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[式(1)中、環Aは、5員環構造または6員環構造を示しており、
1及びY2は、それぞれ独立に、CまたはNであり、
1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐または環状炭化水素基であり、
3は、Y1がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y1がNである場合には、電子対であり、
4は、Y2がCである場合には、水素原子、フェニル基、アルキル基、アルコキシ基、またはシアノ基であり、Y2がNである場合には、電子対であり、
1n及びX2nは、それぞれ独立に、ベンゼン環に結合したn個の電子求引性基であり、nは、1〜5の整数である。]
A diarylethene compound represented by the following general formula (1).
Figure 2019151632
[In Formula (1), Ring A represents a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure,
Y 1 and Y 2 are each independently C or N;
R 1 and R 2 are each independently a branched or cyclic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, which may have a substituent,
R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 1 is C, and is an electron pair when Y 1 is N;
R 4 is a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group, an alkoxy group, or a cyano group when Y 2 is C, and is an electron pair when Y 2 is N;
X 1 n and X 2 n are each independently n electron-withdrawing groups bonded to the benzene ring, and n is an integer of 1 to 5. ]
前記環Aが、5員環構造であり、
前記Y1及びY2が、それぞれ、Cであり、
1及びR2は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数3以上の分岐または環状炭化水素基であり、
前記R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、フェニル基、または炭素数が1〜5のアルキル基であり、
1n及びX2nは、フッ素原子を含んでいる基、シアノ基、またはホルミル基である、請求項1に記載のジアリールエテン化合物。
The ring A is a 5-membered ring structure;
Y 1 and Y 2 are each C;
R 1 and R 2 are each independently a branched or cyclic hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms, which may have a substituent,
R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
The diarylethene compound according to claim 1, wherein X 1 n and X 2 n are a group containing a fluorine atom, a cyano group, or a formyl group.
下記一般式(1A)で表される、請求項2に記載のジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[式(1A)中、6つのZは、それぞれ独立に、水素原子またはフッ素原子であり、R1
、R2、R3、R4、X1n及びX2nは、それぞれ、請求項2と同じである。]
The diarylethene compound of Claim 2 represented by the following general formula (1A).
Figure 2019151632
Wherein (1A), the six Z, each independently, a hydrogen atom or a fluorine atom, R 1
, R 2 , R 3 , R 4 , X 1 n and X 2 n are the same as defined in claim 2. ]
下記一般式(1B)、(1C)、(1D)または(1E)で表される、請求項3に記載のジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[式(1B)〜(1E)中、6つのZ、R1、R2、R3、及びR4は、それぞれ、請求項3と同じである。]
The diarylethene compound according to claim 3, which is represented by the following general formula (1B), (1C), (1D) or (1E).
Figure 2019151632
[In the formulas (1B) to (1E), the six Z, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are the same as defined in claim 3. ]
下記式で表される、ジアリールエテン化合物。
Figure 2019151632
[前記各一般式において、R1及びR2は、それぞれシクロヘキシル基である。]
A diarylethene compound represented by the following formula.
Figure 2019151632
[In the above general formulas, R 1 and R 2 are each a cyclohexyl group. ]
請求項1〜5のいずれかに記載のジアリールエテン化合物を含む、フォトクロミック材料。   The photochromic material containing the diarylethene compound in any one of Claims 1-5. 請求項6に記載のフォトクロミック材料を含む、表示媒体。   A display medium comprising the photochromic material according to claim 6.
JP2019039239A 2018-03-05 2019-03-05 Diarylethene compound, photochromic material, and display medium Active JP7337364B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018038825 2018-03-05
JP2018038825 2018-03-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019151632A true JP2019151632A (en) 2019-09-12
JP7337364B2 JP7337364B2 (en) 2023-09-04

Family

ID=67948219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019039239A Active JP7337364B2 (en) 2018-03-05 2019-03-05 Diarylethene compound, photochromic material, and display medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7337364B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019151596A (en) * 2018-03-05 2019-09-12 公立大学法人大阪市立大学 Diarylethene compound, photochromic material, and dimming member

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003255489A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Jsr Corp Recording-display medium
JP2004149501A (en) * 2002-09-04 2004-05-27 Mitsubishi Chemicals Corp Diarylethene compound, photochromic material, color dosimeter, and optical memory device
CN1810919A (en) * 2005-01-28 2006-08-02 江西科技师范学院 Preparation of photon type meta-benzene substituent perfluoro cyclopentene diarylene photochromic material and application thereof in two-photon optical storage
WO2007105699A1 (en) * 2006-03-11 2007-09-20 Osaka Industrial Promotion Organization Dithienylcyclopentene compound, styrene polymer having dithienylcyclopentene, photochromic material, and photonic element
JP2008038132A (en) * 2006-07-10 2008-02-21 Nara Institute Of Science & Technology Photochromic compound
JP2014015552A (en) * 2012-07-10 2014-01-30 Osaka City Univ Photochromic material containing diarylethene compound and optical function element

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003255489A (en) * 2002-03-05 2003-09-10 Jsr Corp Recording-display medium
JP2004149501A (en) * 2002-09-04 2004-05-27 Mitsubishi Chemicals Corp Diarylethene compound, photochromic material, color dosimeter, and optical memory device
CN1810919A (en) * 2005-01-28 2006-08-02 江西科技师范学院 Preparation of photon type meta-benzene substituent perfluoro cyclopentene diarylene photochromic material and application thereof in two-photon optical storage
WO2007105699A1 (en) * 2006-03-11 2007-09-20 Osaka Industrial Promotion Organization Dithienylcyclopentene compound, styrene polymer having dithienylcyclopentene, photochromic material, and photonic element
JP2008038132A (en) * 2006-07-10 2008-02-21 Nara Institute Of Science & Technology Photochromic compound
JP2014015552A (en) * 2012-07-10 2014-01-30 Osaka City Univ Photochromic material containing diarylethene compound and optical function element

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HU, TIESHENG ET AL.: "Synthesis and Properties of Photochromic Diarylethenes Bearing Thiazole Moiety", JOURNAL OF HETEROCYCLIC CHEMISTRY, vol. 53(1), JPN6023005063, 2016, pages 109 - 116, ISSN: 0004988179 *
MORIMITSU, KENTARO ET AL.: "Dithienylethenes with a novel photochromic performance", JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, vol. 67(13), JPN6023005064, 2002, pages 4574 - 4578, ISSN: 0004988180 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019151596A (en) * 2018-03-05 2019-09-12 公立大学法人大阪市立大学 Diarylethene compound, photochromic material, and dimming member
JP7053010B2 (en) 2018-03-05 2022-04-12 公立大学法人大阪 Diarylethene compounds, photochromic materials, and dimming members

Also Published As

Publication number Publication date
JP7337364B2 (en) 2023-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5932725A (en) Chromene compound
JP3801386B2 (en) Chromene compounds
JP2003064354A (en) Photochromic material
JP4301621B2 (en) Chromene compounds
JP4157225B2 (en) Chromene compounds
JP2000327675A (en) Chromene compound
JPH11279171A (en) Chromene compound
Shibata et al. Extraordinarily low cycloreversion quantum yields of photochromic diarylethenes with methoxy substituents
JP2004045037A (en) Color dosimeter and photochromic compound
JPH08245579A (en) Diarylethene photochromic compound and optically recording material using the compound
JP7337364B2 (en) Diarylethene compound, photochromic material, and display medium
Kawai et al. Entropy-controlled thermal back-reaction of photochromic [2.2] paracyclophane-bridged imidazole dimer
Shrestha et al. Synthesis of novel thermally irreversible photochromic 1-aryl-1, 3-butadiene derivatives
JP5803025B2 (en) Photochromic molecule
JPH08119963A (en) Dithienylethene-based compound and photochromic material comprising the same compound
US20110137064A1 (en) Methacrylate-bound photoisomerizable chromophore, methods for its synthesis
JP7053010B2 (en) Diarylethene compounds, photochromic materials, and dimming members
JP4814454B2 (en) Method for producing photochromic material
Morimitsu et al. Thermal cycloreversion reaction of a photochromic dithienylperfluorocyclopentene with tert-butoxy substituents at the reactive carbons
JP2023076438A (en) Pyranoquinazoline derivative and naphthopyran derivative
WO2018038145A1 (en) Diarylethene compound
JP6598573B2 (en) Novel benzoindenofluorenopyrans and process for producing the same
JP6489461B2 (en) Pentaarylbiimidazole compound and method for producing the compound
JP7136466B2 (en) Diarylethene compounds, photochromic materials, and ultraviolet sensors
JP2000344693A (en) Diarylethene compound and organic photochromic film

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20190401

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20190724

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230725

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230816

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7337364

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150