JP2020033458A - アゾ化合物を含有する着色組成物、カラーフィルター用着色剤およびカラーフィルター - Google Patents
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R3〜R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数3〜20のシクロアルコキシ基
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアシル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0〜20のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表す。
x、yおよびzは0〜4の整数を表し、
x、yまたはzが2〜4の整数の場合、
複数存在するR3、R4またはR5同士は、同一でも異なっていてもよく、
隣り合う基同士で互いに結合して環を形成していてもよい。]
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10のアシル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数0〜10のアミノ基であるアゾ化合物。
透過率Tが20%である波長λ(nm)から
透過率Tが80%である波長λ(nm)までの範囲内での
波長の変化量(Δλ)に対する透過率の変化量(ΔT)の比(透過率Tの変化率)
(ΔT(%)/Δλ(nm))が3.20(透過率%/nm)以上であるアゾ化合物。
シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのシクロアルコキシ基;などがあげられる。
ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾニル基、カルボリニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フラニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基などの複素環基(もしくは複素芳香族炭化水素基)があげられる。
「置換基を有する炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基」、
「置換基を有する炭素原子数3〜20のシクロアルキル基」、
「置換基を有する炭素原子数1〜20のアルコキシ基」、
「置換基を有する炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基」、
「置換基を有する炭素原子数1〜20のアシル基」、
「置換基を有する炭素原子数0〜20のアミノ基」、
「置換基を有する炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素基」、または
「置換基を有する炭素原子数2〜20の複素環基」における「置換基」としては、
具体的に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子;水酸基;ニトロ基;シアノ基;カルボン酸基;スルホン酸基;
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などの炭素原子数1〜20の直鎖状のアルキル基;
イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソオクチル基など炭素原子数3〜20の分岐状のアルキル基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの炭素原子数3〜20のシクロアルキル基;
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基などの炭素原子数1〜20の直鎖状のアルコキシ基;
イソプロポキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、イソオクチルオキシ基などの炭素原子数3〜20の分岐状のアルコキシ基;
シクロプロポキシ基、シクロブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などの炭素原子数3〜20のシクロアルコキシ基;
ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、イソプロペニル基、イソブテニル基、またはこれらのアルケニル基が複数結合した炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基;
ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基、ブチロイル基、イソブチロイル基、アクリルル基、シクロヘキサノイル基、シクロヘキサノイル基、ベンゾイル基、メチルベンゾイル基、フェニルアセチル基などの炭素原子数1〜20のアシル基;
メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、プロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基などの炭素原子数1〜20のアミノ基;
フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、トリフェニレニル基、インデニル基、フルオレニル基などの炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素基もしくは縮合多環芳香族基;
ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、ナフチリジニル基、インドリル基、ベンゾイミダゾリル基、カルバゾニル基、カルボリニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フラニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基などの炭素原子数2〜20の複素環基、などをあげることができる。これらの「置換基」は、1つのみ含まれてもよく、複数含まれてもよく、複数含まれる場合は互いに同一でも異なっていてもよい。また、これら「置換基」はさらに、前記例示した置換基を有していてもよい。
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10のアシル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数0〜20のアミノ基が好ましく、
水素原子、ハロゲン原子またはニトロ基がより好ましい。
このようにして得た本発明のアゾ化合物のPGME溶液の紫外可視透過スペクトルは、500nm以上の長波長側の範囲に、透過率の高い領域を有しており、比較的狭い波長範囲で、スペクトルの傾きが急峻に立ち上がる部分が観測される。このような紫外可視透過スペクトルの例を図1に示す。図1では、波長が500nm以上の長波長側において、このような紫外可視透過スペクトルの急峻な傾きが、透過率の低い点Pと、透過率の高い点Qを結ぶ直線(破線)の傾きで表されている。
ここで本発明において、このような紫外可視透過スペクトルの傾きの大きさは、
「波長λ(nm)の変化量(Δλ)に対する透過率T(%)の変化量(ΔT)の比」、
すなわち「透過率Tの変化率」(ΔT(%)/Δλ(nm)、または変化率ΔT/Δλ)(単位:透過率%/nm)で表す。この値を求めるための透過率Tの範囲については、低い方の透過率は、20%以下が好ましく、高い方の透過率は80%以上が好ましい。本発明において、この透過率Tの変化率(ΔT(%)/Δλ(nm))は、
「透過率Tが20%である波長λ(nm)から、
透過率Tが80%である波長λ(nm)までの範囲内」での
透過率Tの変化率(ΔT(%)/Δλ(nm))であることが好ましい。この変化率の値は、実際の紫外可視透過スペクトルにおいては、下記数式で計算することができる。
紫外可視透過スペクトルにおける透過率Tの変化率
= ΔT(%)/Δλ(nm)
={80(%)−20(%)}/{透過率80%の波長(nm)−透過率20%の波長(nm)}
本発明のアゾ化合物において、上記変化率の値は3.20(透過率%/nm)以上であるのが好ましい。
3Lコルベンにp−ニトロフェニルスルホニルクロリド(140g、0.63mol)、トルエン(800mL)を加え、溶解後、トリエチルアミン(127.9g、1.26mol)を添加した。10℃に冷却後、ジ(2−エチルヘキシル)アミン(152.6g、0.63mol)を1時間かけて滴下した。10℃で1時間撹拌後、室温で20時間撹拌した。水(500mL)を添加し、洗浄・分液した。有機層を1M HCl(500mL×2)、水(500mL×2)、飽和食塩水(500mL)の順で洗浄後、硫酸マグネシウム(50g)で乾燥させた。固体を濾別後、溶媒を留去して褐色オイルとして、前記反応式(2)中の式(中間体1)で表される化合物を得た(279.0g、Y=103.5%、HPLC純度96.1%)。
3Lコルベンに鉄粉(218.3g、3.91mol)、酢酸(153.8g、2.56mol)、水(460mL)を入れ、75℃で1.5時間撹拌した。上記式(中間体1)(260g、0.61mol)とエタノール(620mL)の溶液を1.5時間かけて滴下し、75℃で2時間撹拌した。室温まで冷却後、炭酸ナトリウム(194g、1.83mol)と水(780mL)の溶液を添加し、室温で1時間撹拌した。固形分を珪藻土でろ過し、酢酸エチル(1500mL)で分散洗浄した。ろ液を濃縮乾固させて黄色固体を得た。次に、黄色固体を、ヘプタン(100mL)で分散洗浄し、減圧乾燥(60℃,24時間)させることで白色固体として前記反応式(2)中の式(中間体2)で表される化合物を得た(168.8g、Y=69.8%、HPLC純度96.9%)。
100mLコルベンに上記式(中間体2)(5g、12.6mmol)を入れ、THF(17mL)で溶解後、2℃まで冷却した。36%HCl(5.5g、54.3mmol)と水(17mL)を添加後、亜硝酸ナトリウム(0.87g、12.6mmol)と水(3mL)の溶液を添加し、0℃で5時間撹拌した。スルファミン酸(0.12g、1.3mmol)を添加し、0℃で15分撹拌して、ジアゾニウム溶液とした。300mLコルベンにナフトールAS(3.32g、12.6mmol)、水酸化ナトリウム(2.02g、50.4mol)、水(50mL)、THF(10mL)を入れ、50℃で加熱溶解させた後、0℃まで冷却して、ジアゾニウム溶液を5分かけて添加した。0℃で5時間、約25℃で26時間撹拌した後、析出した固体をろ別した。固体をTHFに溶解させ、ろ過して不溶物を除去し、ろ液を濃縮した。濃縮後の固体をエタノール(50mL)でリフラックス洗浄し、減圧乾燥(80℃、18.5時間)することで赤色固体として化合物(A−1)を得た(5.5g、Y=65.0%、LC純度96.5%)。
合成実施例1のジ(2−エチルヘキシル)アミンをジ(n−プロピル)アミンに変えた以外は、合成実施例1と同様の操作を行い、下記式(中間体3)を得た。
合成実施例2で用いた前記式(中間体1)を前記式(中間体3)に変えた以外は、合成実施例2と同様の操作を行い、下記式(中間体4)を得た。
合成実施例3において、式(中間体2)を式(中間体4)へ、ナフトールASを4’−クロロ−3−ヒドロキシ−2−ナフトアニリドに変えた以外は、合成実施例3と同様の操作を行い、化合物(A−2)を得た。
合成実施例3において、式(中間体2)を式(中間体4)に変え、ナフトールASを3’−ニトロ−3−ヒドロキシ−2−ナフトアニリドに変えた以外は、合成実施例3と同様の操作を行い、化合物(A−3)を得た。
合成実施例3で得られた化合物(A−1)の、濃度0.02mmol/LのPGME溶液を調製し、25±2℃における紫外可視透過スペクトルを測定した。測定結果より、波長500nm以上の長波長側において、透過率80%および20%の波長を読み取った。読み取った値を用いて下記数式により、透過率20%から80%への
変化率ΔT(%)/Δλ(nm) (単位:透過率%/nm)を算出した。結果を表1に示す。
実施例1の化合物(A−1)に対して実施した操作・測定を、化合物(A−2)および(A−3)について同様に実施した。結果を表1に示す。
比較のために、実施例1の化合物(A−1)を、本発明に属さない色素として、下記の化合物(D−1)(またはアシッドレッド88)、化合物(D−2)および化合物(D−3)の色素に変えた以外は、実施例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
Claims (9)
- 下記一般式(1)で表されるアゾ化合物。
R3〜R5は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数3〜20のシクロアルコキシ基
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアシル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数0〜20のアミノ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜20の複素環基を表す。
x、yおよびzは0〜4の整数を表し、
x、yまたはzが2〜4の整数の場合、
複数存在するR3、R4またはR5同士は、同一でも異なっていてもよく、
隣り合う基同士で互いに結合して環を形成していてもよい。] - 前記一般式(1)において、R1およびR2が、置換基を有していてもよい炭素原子数3〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基である、請求項1に記載のアゾ化合物。
- 前記一般式(1)において、R3〜R5が、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、
置換基を有していてもよい炭素原子数2〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基、
置換基を有していてもよい炭素原子数1〜10のアシル基、または
置換基を有していてもよい炭素原子数0〜10のアミノ基である、
請求項1または請求項2に記載のアゾ化合物。 - 前記一般式(1)において、R3〜R5が、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子またはニトロ基である、請求項1または請求項2に記載のアゾ化合物。
- 前記アゾ化合物の濃度0.02mmol/Lのプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)溶液を用いて、25±2℃で測定する紫外可視透過スペクトル(波長が500nm以上の長波長側)において、
透過率Tが20%である波長λ(nm)から
透過率Tが80%である波長λ(nm)までの範囲内での
波長の変化量(Δλ)に対する透過率の変化量(ΔT)の比(透過率Tの変化率)
(ΔT(%)/Δλ(nm))が3.20(透過率%/nm)以上である、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のアゾ化合物。 - 前記アゾ化合物の熱重量測定による5%重量減少温度が、250〜400℃の範囲にある、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のアゾ化合物。
- 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のアゾ化合物を含有する着色組成物。
- 請求項7に記載の着色組成物を含有するカラーフィルター用着色剤。
- 請求項8に記載のカラーフィルター用着色剤を用いたカラーフィルター。
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