JP2023510880A - 含ホウ素環式放出性化合物、及び該化合物を含む色変換フィルム - Google Patents

含ホウ素環式放出性化合物、及び該化合物を含む色変換フィルム Download PDF

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Abstract

本開示は、青色光吸収部分に共有結合されたBODIPY部分を含む新規のフォトルミネッセンス錯体、及び色変換フィルム、それを使用するバックライトユニットに関する。【選択図】図1

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、2020年1月17日に出願された米国仮特許出願第62/962,626号及び2020年4月10日に出願された米国仮特許出願第63/008,284号の利益を主張し、この開示全体が引用することにより本明細書の一部をなす。
本開示は、色変換フィルムにおいて使用される化合物、及びバックライトユニット、及びそれを備えるディスプレイ装置に関する。
色再現において、ガマット、すなわち色域は、テレビ又はモニター等のデバイスにおいて利用可能な色の或る特定の完全なサブセットである。例えば、純粋なスペクトル原色を使用することにより実現される広色域の色空間であるAdobe(商標)Red Green Blue(RGB)は、より広い色域を提供し、ディスプレイを通して見た可視色のより現実的な表現をもたらすのに開発された。より広色域を提供し得るデバイスにより、ディスプレイがより鮮やかな色を描写することが可能となり得ると考えられている。
高精細度大画面ディスプレイが一般的になるにつれ、より高性能で、より薄く高機能なディスプレイに対する需要が高まっている。現在の発光ダイオード(LED)は、青色光源が緑色蛍光体、赤色蛍光体、又は黄色蛍光体を励起して白色光源を得ることによって得られる。しかしながら、現在の緑色蛍光体及び赤色蛍光体の放出ピークの半値全幅(FWHM)は非常に大きく、通常40nmを超えることから、緑色スペクトルと赤色スペクトルとが重なり、互いに完全に区別することができない演色がもたらされる。この重なりは低い演色性及び色域の低下につながる。
色域の低下を補正するために、量子ドットを含むフィルムをLEDと組み合わせて使用する方法が開発された。しかしながら、量子ドットの使用には問題がある。第一に、カドミウムベースの量子ドットは極めて毒性が高く、健康安全性の問題のため多くの国々で使用が禁止されている。第二に、非カドミウムベースの量子ドットは、青色LED光を緑色光及び赤色光に変換する効率が非常に低い。第三に、量子ドットは湿気及び酸素から保護するのに高価な封入プロセスを必要とする。最後に、量子ドットを使用するコストは、製造プロセスの間にサイズの均一性を制御することが難しいため高くなる。
量子ドットの使用により呈される問題に対処する新しいアプローチは、量子ドットの代わりに、放出性材料としてホウ素-ジピロメテン(BODIPY)化合物を使用することを含む。
本明細書において記載されるフォトルミネッセンス化合物を使用して、テレビ、コンピューターモニター、スマートデバイス、及びカラーディスプレイを利用するあらゆる他のデバイスにおける識別可能な色間のコントラストを改善することができる。本開示のフォトルミネッセンス錯体は、良好な青色光吸収及び狭い放出帯域幅を有し、40nm未満の放出帯域の半値全幅(FWHM)を有する新規の色変換錯体を提供する。幾つかの実施の形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、第1の波長の光を吸収して、第1の波長よりも高い第2の波長の光を放出する。本明細書において開示されるフォトルミネッセンス錯体は、発光装置において使用される色変換フィルムで利用され得る。本開示の色変換フィルムは、色スペクトル内の重なりを減らすことによって色の劣化を減らすことから、高品質の演色性がもたらされる。
幾つかの実施の形態としては、ドナー発色団と、アクセプター発色団と、リンカー複合体とを含むフォトルミネッセンス錯体が挙げられる。幾つかのフォトルミネッセンス錯体は、式I:
A-(L-D)1~3 (式I)
によって表される。
幾つかの実施の形態においては、ドナー発色団、すなわちDは、青色光波長の光を吸収し、励起エネルギーを放出する。ドナー発色団は、以下の式:
Figure 2023510880000002
のペリレン誘導体を含み得る。
幾つかの実施の形態においては、R、R10、及びR11は、H又は-CFから選択され得る。幾つかの実施の形態においては、RはHである。
幾つかの実施の形態においては、アクセプター発色団、すなわちAは、赤色光波長の光を放出する。アクセプター発色団は、以下の式:
Figure 2023510880000003
のBODIPY誘導体を含み得る。
幾つかの実施の形態においては、R’は、独立して、H、-CH、F、又はCFであり、R’’は、-H、又はL-Dに接続する結合であり、R及びRは、独立して、H又は-CHであり、R及びRは、独立して、H、F、Br、-CF、任意に1個若しくは2個の-CH、-F、-CFで置換されたフェニル、又はL-Dに接続する結合であり、Xは、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-C(R-、-CHC(R)-、-C(=O)-、-O-、-S-、-C(Ar)-、-C(CHAr)-、スピロシクロアルカン基、又は芳香族スピロ多環式基であり、ここで、Rは、C~Cアルキルであり、かつArは、アリール基又はヘテロアリール基であり、かつLは、任意に置換されたC~Cエステル又はC~Cケトエステルである。
幾つかの実施の形態においては、アクセプター発色団は、ドナー発色団によって放出される励起エネルギーを吸収し、その後、アクセプター発色団は、青色光波長よりも高い波長の光である第2の波長の光を放出する。幾つかの実施の形態においては、アクセプター発色団は、赤色光波長の光を放出する。リンカー複合体は、ドナー発色団とアクセプター発色団とを連結する。
幾つかの実施の形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、80%を超える放出量子収率を有する。
幾つかの実施の形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、最大40nmの半値全幅(FWHM)を有する放出帯域を有し得る。
幾つかの実施の形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、青色光吸収部分の励起ピークとBODIPY部分の励起との間の差である、45nm以上のストークスシフトを有し得る。
幾つかの実施の形態としては、透明基材層と色変換層とを含み得る色変換フィルムが挙げられる。幾つかの実施の形態においては、色変換層は、樹脂マトリックスと、樹脂マトリックス内に分散された少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体とを含み得る。幾つかの実施の形態においては、色変換フィルムは、1μmから約200μmの間の厚さを有し得る。他の実施の形態においては、色変換フィルムは、一重項酸素捕捉剤を含み得る。幾つかの例においては、色変換フィルムは、遊離基捕捉剤を含み得る。別の実施の形態としては、400nm~約480nmの範囲の青色光を吸収し、575nm~約650nmの波長範囲の赤色光を放出することができる色変換フィルムが挙げられる。幾つかの実施の形態においては、色変換フィルムは、透明基材層を更に含み得る。幾つかの実施の形態としては、465nmのピーク波長の青色光に165時間曝露された後に、少なくとも80%の光安定性を有する色変換フィルムが挙げられる。他の実施の形態としては、465nmのピーク波長の青色光に330時間曝露された後に、少なくとも75%の光安定性を有する色変換フィルムが挙げられる。幾つかの実施の形態においては、色変換フィルムの透明基材層は2つの対置表面を含み、それらの対置表面の一方に色変換層が配置されている。
幾つかの実施の形態としては、樹脂マトリックス及びフォトルミネッセンス錯体を溶剤内に溶解し、混合物を透明基材の対置表面の一方に塗布することを含む色変換フィルムを作製する方法が挙げられる。
幾つかの実施の形態としては、本明細書に上記される色変換フィルムを備えるバックライトユニットが挙げられる。
幾つかの実施の形態は、本明細書で記載されるバックライトユニットを備えるディスプレイデバイスを記載する。
これらの実施の形態及びその他の実施の形態を、以下により詳細に説明する。
フォトルミネッセンス錯体の一実施形態の吸収スペクトル及び放出スペクトルを示すグラフである。 フォトルミネッセンス錯体の一実施形態の吸収スペクトル及び放出スペクトルを示すグラフである。
本開示は、フォトルミネッセンス錯体、及び色変換フィルムにおけるそれらの使用を記載している。フォトルミネッセンス錯体を使用して、色変換フィルム内での1つ以上の所望の発光帯域幅の透過を改善及び増強することができる。一実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、所望の第1の発光帯域幅の透過を増強するとともに、第2の発光帯域幅の透過を減少させることもできる。幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、所望の第1の発光帯域幅の透過を増強するとともに、第2の発光帯域幅の透過を減少させることもできる。例えば、色変換フィルムは、2つ以上の色間のコントラスト又は強度を増強し、互いの識別を高めることができる。幾つかの実施形態としては、2つの色間のコントラスト又は強度を増強し、それらの互いの識別を高めることができるフォトルミネッセンス錯体が挙げられる。
「~場合がある/~し得る(may)」という用語の使用は、「~である(is)」又は「~ではない(is not)」、或いは「~する(does)」若しくは「~しない(does not)」又は「~ことになる(will)」若しくは「~ことにはならない(will not)」の簡略な表現として解釈されるべきである。例えば、「アルキル基は置換されている場合がある」という記述は、例えば「幾つかの実施形態においては、アルキル基は置換されている。幾つかの実施形態においては、アルキル基は置換されていない。」として解釈されるべきである。別の例においては、「フォトルミネッセンス錯体はコントラストを増強し得る」という記述は、例えば「幾つかの実施形態においては、本開示のフォトルミネッセンス錯体は、コントラストを増強する。幾つかの実施形態においては、本開示のフォトルミネッセンス錯体は、コントラストを増強しない。」として解釈されるべきである。別の例においては、「色変換フィルムは、第2のフォトルミネッセンス錯体を更に含み得る」という記述は、例えば「幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、第2のフォトルミネッセンス錯体を更に含むことになる。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、第2のフォトルミネッセンス錯体を更に含むことにならない。」として解釈されるべきである。
本明細書において使用される場合に、化合物又は化学構造物が「置換された」と言及される場合に、これは1つ以上の置換基を含む。置換された基は、非置換の親構造物から誘導され、その際、親構造物上の1つ以上の水素原子は、独立して1つ以上の置換基によって置き換えられている。置換基は、親基構造物上に1つ以上の置換基を有し得る。1つ以上の形態においては、置換基は、独立して、任意に置換されたアルキル若しくはアルケニル、又はC~Cヘテロアルキルから選択され得る。
本明細書において使用される「アルキル」基という用語は、二重結合又は三重結合を有しない炭化水素基を指す。「アルケン」部分は、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を有する基を指し、「アルキン」部分は、少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を有する基を指す。アルキル部分、アルケン部分、又はアルキン部分は、直鎖状、分岐状、又は環状であり得る。
アルキル部分は、1個~6個の炭素原子を有し得る(本明細書に出てくる場合には必ず、「1~6」等の数値範囲は、所与の範囲内の各整数を指す):例えば、「1個~6個の炭素原子」は、アルキル基が1個、2個、3個、4個、5個、又は6個の炭素原子を有し得ることを意味するが、本定義は、数値範囲が指定されていない「アルキル」という用語の存在も対象として含んでいる。本明細書において指定される化合物のアルキル基は、「C~Cアルキル」又は同様の呼称として指定され得る。例としてのみ、「C~Cアルキル」は、アルキル鎖において1個~6個の炭素原子が存在することを示す。すなわち、アルキル鎖は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、及びt-ブチルの中から選択される。したがって、C~Cアルキルとしては、C~Cアルキル、C~Cアルキル、C~Cアルキル、C~Cアルキルが挙げられる。アルキル基は、置換されている場合も、又は置換されていない場合もある。典型的なアルキル基としては、決して限定されるものではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、第三級ブチル、ペンチル、ヘキシル、エテニル、プロペニル、ブテニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。
本明細書において使用される「ヘテロアルキル」という用語は、構成炭素原子の1つ以上がヘテロ原子により置き換えられた、本明細書において定義されるアルキル基を指す。ヘテロアルキル基の例は、本明細書において使用される場合にアルキル-O-(例えば、メトキシ、エトキシ等)を指す「アルコキシ」である。
本明細書において使用される「ヘテロ原子」という用語は、窒素(N)、酸素(O)、又は硫黄(S)を指す。
「芳香族」という用語は、4n+2(ここで、nは整数である)個のπ電子を含む非局在化π電子系を有する平面環を指す。芳香族環は、例えば、5個、6個、7個、8個、9個、又は10個以上の原子から形成され得る。芳香族化合物は、任意に置換されている場合がある。「芳香族」という用語は、炭素環式アリール(例えば、フェニル)及び複素環式アリール(すなわち「ヘテロアリール」又は「複素芳香族」)基(例えば、ピリジン)の両方を含む。この用語は、単環式基又は縮合環多環式(すなわち、隣接する炭素原子の対を共有する環)基を含む。
「炭化水素環」という用語は、炭素及び水素のみを含み、かつ飽和、部分的に飽和、又は完全に飽和されている場合がある単環式基又は多環式基を指す。単環式炭化水素環としては、3個~12個の炭素原子を有する基が挙げられる。単環式基の実例としては、以下の部分:
Figure 2023510880000004
等が挙げられる。
多環式基の実例としては、以下の部分:
Figure 2023510880000005
等が挙げられる。
本明細書において使用される「アリール」という用語は、環を形成する各原子が炭素原子である芳香族環を意味する。アリール基は、置換されている場合も、又は置換されていない場合もある。アリール基の例としては、限定されるものではないが、フェニル、ナフタレニル、フェナントレニル、ナフタセニル、フルオレニル、ピレニル等が挙げられる。
「ヘテロアリール」という用語は、窒素、酸素、及び硫黄から選択される1つ以上の環ヘテロ原子を含むアリール基を指し、ここで、ヘテロアリール基は、その環系において4個~10個の原子を有する。ヘテロアリール環は、環内に追加のヘテロ原子を有し得ることが理解される。2個以上のヘテロ原子を有するヘテロアリールにおいて、それらの2個以上のヘテロ原子は、同じである場合も、又は互いに異なる場合もある。ヘテロアリールは、任意に置換されている場合がある。含窒素ヘテロアリール部分は、環の骨格原子の少なくとも1個が窒素原子であるアリール基を指す。ヘテロアリール基の実例としては、以下の部分:ピロール、イミダゾール等が挙げられる。
本明細書において使用される「ハロゲン」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨードを意味する。
本明細書において使用される「結合」、「結合された」、「直接結合」、又は「単結合」という用語は、結合によってつなぎ合わされた原子がより大きな構造の一部であると見なされる場合の2つの部分についての2つの原子間の化学結合を意味する。
本明細書において使用される「部分」という用語は、分子の特定のセグメント又は官能基を指す。化学的部分はしばしば、分子内に埋め込まれた、又は分子に追加された化学成分と認識される。
本明細書において使用される「シアノ」又は「ニトリル」という用語は、-CN官能基を含むあらゆる有機化合物を指す。
「エステル」という用語は、式-C(=O)OR(式中、Rは、アルキル、シクロアルキル、アリール、(環炭素を介して結合された)ヘテロアリール、及び(環炭素を介して結合された)複素脂環式部の中から選択される)を有する化学的部分を指す。本明細書において記載される化合物上のあらゆるヒドロキシ側鎖又はカルボキシル側鎖はエステル化されている場合がある。そのようなエステルにする手順及び特定の基は、当業者に知られており、参照元において容易に見出すことができる。
本明細書において使用される場合に、「エーテル」という用語は、R-O-R’の一般式を有する2つのアルキル基又はアリール基に接続された酸素原子を含む化学的部分を指し、ここで、アルキル及びアリールという用語は、本明細書において定義される通りである。
本明細書において使用される場合に、「ケトン」という用語は、RC(=O)R’の一般式を有する2つのアルキル基又はアリール基に接続されたカルボニル基(C=O)を含む化学的部分を指し、ここで、アルキル及びアリールという用語は、本明細書において定義される通りである。
本明細書において使用される「BODIPY」又は「BODIPY誘導体」という用語は、一般構造:
Figure 2023510880000006
を有する化学的部分を指す。
BODIPYは、二置換ホウ素原子、典型的にはBF単位と錯形成されたジピロメテンから構成され得る。BODIPYの一般的なコア構造のIUPAC名は、4,4-ジフルオロ-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセンである。
「ペリレン」又は「ペリレン誘導体」という用語は、一般構造:
Figure 2023510880000007
を有する化学的部分を指す。
本開示は、第1の波長の光エネルギーを吸収し、第2のより高い波長の光エネルギーを放出するフォトルミネッセンス錯体を含む。本開示のフォトルミネッセンス錯体は、青色光(400nm~480nmの波長)を吸収し、それに応答して励起エネルギーを放出し得るドナー発色団と、ドナー発色団から放出された励起エネルギーを吸収することができ、その後、青色光の波長よりも高い波長の光であり得る第2の波長の光を放出することができる、ホウ素-ジピロメテン(BODIPY)誘導体を含み得るアクセプター発色団と、ドナー発色団及びアクセプター発色団をともに連結し得るリンカー複合体とを含み得る。本明細書において記載されるフォトルミネッセンス錯体を色変換フィルムに組み込むことで、Red Green Blue(RGB)の策(gambit)における色間の識別性を大幅に高めることができることから、コントラストの向上及びより高品質の演色性がもたらされる。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、ドナー発色団と、アクセプター発色団と、リンカー複合体とを含む。ドナー発色団とアクセプター発色団とが接続されて、リンカー複合体により達成される空間的関係がもたらされる。幾つかの実施形態においては、ドナー発色団は、青色光波長の光を吸収した後に、励起エネルギーを放出することができる。アクセプター発色団は、ドナー発色団によって放出される励起エネルギーを吸収することができ、その後、アクセプター発色団は、青色光よりも高い波長の光であり得る第2の波長の光を放出することができる。幾つかの実施形態においては、アクセプター発色団は、赤色光を放出する。ドナー発色団からアクセプター発色団へのエネルギー移動は、フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)を介して起こると考えられている。
フォトルミネッセンス錯体は、式I:A-(L-D)1~3により表され得る。これは、以下に示される式IA、式IB、及び式ICでのように、アクセプター発色団Aに付いた1個、2個、又は3個のL-D基が存在し得ることを意味する:
Figure 2023510880000008
(式中、Aはアクセプター発色団であり、Lはリンカー複合体であり、Dはドナー発色団である)。
幾つかの実施形態においては、ドナー発色団(D)は、以下の式:
Figure 2023510880000009
のペリレン誘導体を含み得る。
幾つかの実施形態においては、R、R10、及びR11は、水素(H)又はトリフルオロメチル(CF)であり得る。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはCFである。幾つかの実施形態においては、R10はHである。幾つかの実施形態においては、R10はCFである。幾つかの実施形態においては、R11はHである。幾つかの実施形態においては、R11はCFである。幾つかの実施形態においては、R、R10、及びR11はHである。幾つかの実施形態においては、R、R10、及びR11はCFである。
幾つかの実施形態としては、青色光波長の光を吸収するドナー発色団を含む、フォトルミネッセンス錯体が挙げられる。幾つかの実施形態においては、ドナー発色団は、400nm~約480nm、約400nm~約410nm、約410nm~約420nm、約420nm~約430nm、約430nm~約440nm、約440nm~約450nm、約450nm~約460nm、約460nm~約470nm、約470nm~約480nmの範囲、又はこれらの範囲を境界とするあらゆる波長における最大青色光吸収(maximum blue light absorbance)を有し得る。幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、約450nmの吸収極大ピーク(absorbance maximum peak)を有し得る。他の実施形態においては、ドナー発色団は、約405nmの最大ピーク吸収(maximum peak absorbance)を有し得る。更に他の実施形態においては、ドナー発色団は、約480nmの吸収極大ピークを有し得る。
幾つかの実施形態においては、アクセプター発色団(A)は、ホウ素ジピロメテン(BODIPY)誘導体を含み得る。BODIPY誘導体は、一般式:
Figure 2023510880000010
のBODIPY誘導体であり得る。
式III等の任意の関連する構造的表現に関して、各R’はH、メチル基(-CH)、F、又はCFである。幾つかの実施形態においては、1つのR’はHである。幾つかの実施形態においては、両方のR’はHである。幾つかの実施形態においては、1つのR’はCHである。幾つかの実施形態においては、両方のR’はCHである。
式III等の任意の関連する構造的表現に関して、R’’は-H又はL-Dに接続する結合であり、ここで、Lはリンカーであり、かつDはドナー発色団である。
式III等の任意の関連する構造的表現に関して、R及びRは、独立して、H又はメチル(-CH)である。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはCHである。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはCHである。幾つかの実施形態においては、両方のR及びRはHである。幾つかの実施形態においては、両方のR及びRはCHである。
式III等の任意の関連する構造的表現に関して、R及びRは、独立して、H、F、Br、又は-CF、任意に1個若しくは2個の-CH、-F、-CF、若しくは-L-D基で置換されたフェニルであり、ここで、Lはリンカーであり、かつDはドナー発色団である。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはFである。幾つかの実施形態においては、Rは、非置換のフェニル等のフェニルである。幾つかの実施形態においては、Rは、-L-Dで置換されたフェニルである。幾つかの実施形態においては、RはHである。幾つかの実施形態においては、RはFである。幾つかの実施形態においては、Rは、非置換のフェニル等のフェニルである。幾つかの実施形態においては、Rは、-L-Dで置換されたフェニルである。幾つかの実施形態においては、R及びRはHである。幾つかの実施形態においては、R及びRはFである。幾つかの実施形態においては、R及びRは、非置換のフェニル等のフェニルである。幾つかの実施形態においては、R及びRは、-L-Dで置換されたフェニルである。
式III等の任意の関連する構造的表現に関して、Xは、フェニルアリール環とピロール環とを接続する橋かけ基、例えば-C2x-(式中、xは、1、2、3、4等である)、例えば-CH-、-C、-CHCHCH-を含むアルキレン、-C(R-、-CHC(R-、-C(=O)-、-O-、-S-、-C(Ar)-、-C(CHAr)-、スピロシクロアルカン基、又は芳香族スピロ多環式基であり、ここで、Rは、C~Cアルキルであり、かつArは、アリール基又はヘテロアリール基である。幾つかの実施形態においては、Xは-CHCH-である。幾つかの実施形態においては、Xは-CHCHCH-である。幾つかの実施形態においては、Xは、
Figure 2023510880000011
である。
幾つかの実施形態においては、Xがスピロシクロアルカン基である場合に、スピロシクロアルカン基は、スピロシクロペンタンを含み得る。
幾つかの実施形態においては、BODIPY部分、すなわちAは、
Figure 2023510880000012
であり得る。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、リンカー複合体、すなわちLを含み、ここで、リンカー複合体は、青色光吸収部分(D)とBODIPY放出部分(A)とを共有結合により連結する。幾つかの実施形態においては、リンカー複合体は、青色光吸収部分とBODIPY部分との間の単結合を含み得る。他の実施形態においては、リンカー複合体は、置換又は非置換のエステル基を含み得る。幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、赤色光を放出する。
式I、式IA、式IB、又は式IC等の任意の関連する構造的表現に関して、Lは、任意に置換されたC~Cエステル又はC~Cケトエステルを含むリンカー複合体である。幾つかの実施形態においては、Lは、
Figure 2023510880000013
である。
エステルリンカー基は、ペリレン青色光吸収部分とBODIPY部分との間の間隔を増やして、スルーボンドエネルギー移動(trough bond energy transfer)ではなく、スルースペースエネルギー移動(FRET)をもたらすのに役立つことから、フォトルミネッセンス錯体について70%を超える量子収率がもたらされると考えられている。
一実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、高い放出量子収率を有し得る。幾つかの実施形態においては、放出量子収率は、50%、60%、70%、80%、又は90%を超える場合があり、100%までとなるか、又は100%に近づく場合もある。幾つかの実施形態においては、放出量子収率は、50%、又は55%、又は60%、又は65%、又は70%、又は75%、又は80%、又は85%、又は90%、又は95%を超える場合があり、100%までとなるか、又は100%に近づく場合もある。幾つかの実施形態においては、放出量子収率は、80%を超える場合があり、100%までとなる場合もある。放出量子収率は、放出された光子の数を吸収された光子の数により割ることによって測定され得る。これは、発光部分の放出効率に相当する。幾つかの実施形態においては、吸収発光部分(absorbing luminescent moiety)は、75%を超える放出量子収率を有する場合があり、100%までとなる場合もある。幾つかの実施形態においては、量子収率は、0.75(75%)、0.76(76%)、0.77(77%)、0.78(78%)、0.79(79%)、0.8(80%)、0.81(81%)、0.82(82%)、0.83(83%)、0.84(84%)、0.85(85%)、0.86(86%)、0.87(87%)、0.88(88%)、0.89(89%)、0.9(90%)、0.91(91%)、0.92(92%)、0.93(93%)、0.94(94%)、及び/又は0.95(95%)を超える場合があり、1(100%)までとなるか、又は1(100%)に近づく場合もある。フィルムにおける量子収率測定は、分光光度計、例えば、Quantaurus-QY分光光度計(Humamatsu, Inc.、米国カリフォルニア州、キャンベル)によって実施され得る。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、40nm未満の半値全幅(FWHM)を有し得る放出帯域を有する。FWHMは、帯域についての最大放出強度の半分である放出強度でのナノメートル単位の放出帯域の幅である。幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、約35nm以下、約30nm以下、約25nm以下、約20nm以下の放出帯域のFWHM値を有する。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、45nm以上で、最大100nm、最大200nm、又は最大300nmのストークスシフトを有し得る。本明細書において使用される場合に、「ストークスシフト」という用語は、ドナー発色団の励起ピークとアクセプター発色団の放出ピークとの間の間隔を意味する。
本開示のフォトルミネッセンス錯体は、調整可能な放出波長を有し得る。アクセプター発色団についてBODIPY部分に対して様々な置換基で置き換えることにより、放出波長を、575nmから約650nmの間、又はこの範囲を境界とするあらゆる数に調整することができる。
幾つかの実施形態においては、ドナー発色団は、約400nmから約480nmの波長の間のピーク吸収極大(peak absorption maximum)を有し得る。幾つかの実施形態においては、ピーク吸収は、約400nmから約405nm、約405nmから約410nm、約410nmから約415nm、約415nmから約420nm、約420nmから約425nm、約425nmから約430nm、約430nmから約435nm、約435nmから約440nm、約440nmから約445nm、約445nmから約450nm、約450nmから約455nm、約455nmから約460nm、約460nmから約465nm、約465nmから約470nm、約470nmから約480nmの間、及びこれらの範囲を境界とするあらゆる数であり得る。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、約575nmから約650nmの波長の間の放出ピークを有し得る。幾つかの実施形態においては、放出ピークは、575nmから約580nm、約580nmから約585nm、約585nmから約590nm、約590nmから約595nm、約595nmから約600nm、約600nmから約605nm、約605nmから約610nm、約610nmから約615nm、約615nmから約620nm、約620nmから約625nm、約625nmから約630nm、約630nmから約635nm、約635nmから約640nm、約640nmから約645nm、約645nmから約650nmの間、又はこれらの値のいずれかを境界とするあらゆる範囲であり得る。
他の実施形態としては、青色光吸収部分の放出されたエネルギーをBODIPY誘導体の発光部分に移動するように、ドナー発色団とアクセプター発色団との空間的間隔がリンカー複合体を介して最適化されているフォトルミネッセンス錯体が挙げられる。
幾つかの実施形態においては、青色光吸収部分は、式II:
Figure 2023510880000014
のペリレン誘導体であり得る。
式IIのペリレン誘導体に関して、ペリレンは、R、R10、及びR11が、水素(H)又はトリフルオロメチル(CF)から選択され得るペリレンを含み得る。幾つかの実施形態においては、RはHである。
有機化合物及び錯体の光安定性(又は耐久性)は、非常に一般的な問題である。有機フォトルミネッセンス錯体の光安定性は、主に光酸化プロセスによるものである。ペリレン構造上の反応部位に電子吸引基(別名、電子受容基としても知られる)を付加すると、電子受容基が、誘導効果又は共鳴効果によってフォトルミネッセンス錯体上の原子基から電子を吸引することから、フォトルミネッセンス錯体の光酸化には不向きなより低いHOMO/LUMOエネルギー準位がもたらされると考えられている。
電子受容性は、シアノ基(-CN)、トリフルオロメチル基(-CF)等の含フッ素アルキル基、又は4-(トリフルオロメチル)ベンゼン基等の含フッ素アリール基を含み得る。それというのも、そのような基は化学的に分解される可能性がより低いからである。
幾つかの実施形態においては、ペリレン誘導体は、第2のホウ素-ジピロメテン(BODIPY)誘導体のアクセプター発光部分に連結され得る。幾つかの実施形態においては、リンカー複合体及び第2の吸収発光錯体が式Iに共有結合され得る。
幾つかの実施形態においては、青色光吸収部分とBODIPY部分との間の比率は、1:1であり得る。幾つかの実施形態においては、青色光吸収部分とBODIPY部分との間の比率は、2:1であり得る。幾つかの実施形態においては、青色光吸収部分とBODIPY部分との間の比率は、3:1であり得る。
幾つかの実施形態においては、フォトルミネッセンス錯体は、以下に示される構造を含む。
Figure 2023510880000015
Figure 2023510880000016
Figure 2023510880000017
Figure 2023510880000018
Figure 2023510880000019
幾つかの実施形態としては、透明基材層と、色変換層とを含む色変換フィルムであって、色変換層が樹脂マトリックス及び少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体を含み、少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体が樹脂マトリックス内に分散された本明細書において上記されたフォトルミネッセンス錯体を含む、色変換フィルムが挙げられる。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、本明細書において記載される1つ以上のフォトルミネッセンス錯体を含むと説明され得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~480nmの光波長における吸収、及び510nm~560nmの光波長における放出を有するフォトルミネッセンス錯体を含み得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~480nmの光波長における吸収、及び575nm~650nmの光波長における放出を有するフォトルミネッセンス錯体を含み得る。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、透明基材層を含み得る。透明基材層は2つの対置表面を有し、ここで、色変換層は、発光源に隣接することになる透明層の表面上に配置され、それと物理的に接触し得る。透明基材は特に限定されるものではなく、当業者であれば、当該技術分野において使用されるものから透明基材を選択することができるであろう。透明基材の幾つかの非限定的な例としては、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMA(ポリメチルアクリレート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、CAB(セルロースアセテートブチレート)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PETG(グリコール変性ポリエチレンテレフタレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、COC(シクロオレフィンコポリマー)、PGA(ポリグリコリド又はポリグリコール酸)、PLA(ポリ乳酸)、PCL(ポリカプロラクトン)、PEA(ポリエチレンアジペート)、PHA(ポリヒドロキシアルカノエート)、PHBV(ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレレート))、PBE(ポリブチレンテレフタレート)、及びPTT(ポリトリメチレンテレフタレート)が挙げられる。上記の樹脂のいずれかが、対応する/それぞれのモノマー及び/又はポリマーであり得る。
幾つかの実施形態においては、透明基材は、2つの対置表面を有し得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、対置表面の一方に配置され、物理的に接触し得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムが配置されていない透明基材の面は、光源に隣接している場合がある。基材は、色変換フィルムの作製の間に支持体として機能し得る。使用される基材の種類は特に限定されず、透明であり支持体として機能し得る限り、材料及び/又は厚さは限定されない。当業者であれば、支持基材としてどの材料及び厚さを使用すべきかを決定することができるであろう。
幾つかの実施形態としては、色変換層を含む色変換フィルムが挙げられる。色変換層は、溶剤で溶解された樹脂マトリックス、及びフォトルミネッセンス錯体(例えば、本明細書において記載されるもの)を含み得る。
樹脂マトリックスは連続相を形成し、優れた成形加工性、耐熱性、及び透明性を有する材料を含み得る。樹脂マトリックス材料は、ポリマーを含み得る。色変換フィルムに使用されるポリマーの幾つかの非限定的な例としては、限定されるものではないが、幾つか例を挙げると、ポリ(メタ)アクリル系材料、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)系材料、ポリスチレン(PS)系材料、ポリアリーレン(PAR)系材料、ポリウレタン系材料、スチレン-アクリロニトリル(SAN)系材料、及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)系材料が挙げられる。樹脂マトリックスは限定されるものではなく、当業者であれば、それらの用途にどのポリマー材料が機能するかを選択することができるであろう。
錯体及び樹脂を溶解又は分散させるのに使用され得る溶剤としては、アルカン、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、及びオクタン、シクロアルカン、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、及びシクロオクタン、アルコール、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、ウンデカノール、ジアセトンアルコール、及びフルフリルアルコール、Cellosolves(商標)、例えば、Methyl Cellosolve(商標)、Ethyl Cellosolve(商標)、Butyl Cellosolve(商標)、Methyl Cellosolve(商標)アセテート、及びEthyl Cellosolve(商標)アセテート、プロピレングリコール及びその誘導体、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、及びジプロピレングリコールジメチルエーテル、ケトン、例えば、アセトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、及びアセトフェノン、エーテル、例えば、ジオキサン及びテトラヒドロフラン、エステル、例えば、ブチルアセテート、アミルアセテート、エチルブチレート、ブチルブチレート、ジエチルオキサレート、エチルピルベート、エチル2-ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、メチルラクテート、エチルラクテート、及びメチル3-メトキシプロピオネート、ハロゲン化炭化水素、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、及びテトラクロロエタン、芳香族炭化水素、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びクレゾール、並びに高極性溶剤、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドンが挙げられ得る。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、吸収が400nm~470nmの光波長の範囲内であり、かつ放出が510nm~560nmの光波長の範囲内である第2のフォトルミネッセンス錯体を更に含み得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~480nmの光波長における吸収、及び575nm~650nmの光波長における放出を有するフォトルミネッセンス錯体を更に含み得る。
幾つかの実施形態においては、光変換フィルムは、添加剤を更に含む。添加剤を使用して、フォトルミネッセンス錯体の劣化を防ぎ、耐久性を高め、すなわち、経時的な光放出強度の低下を抑制することができる。幾つかの実施形態においては、LA-57が効果的な添加剤である。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、一重項酸素消光剤を更に含む。一重項酸素消光剤は、光エネルギーによる酸素分子の活性化から生ずる一重項酸素を捕捉して不活性化する材料である。組成物において一重項酸素消光剤が共存することにより、一重項酸素がフォトルミネッセンス錯体を劣化させるのを防ぐことが可能となる。
一重項酸素は、ペリレン又はBODIPY構造と基底状態の酸素分子との間の電子及びエネルギーの交換の発生から生ずることが知られている。本開示の色変換フィルムにおいて、フォトルミネッセンス錯体は、励起光によって励起され、励起光とは異なる波長を有する光を放出し、それにより、或る波長の光が第2のより高い波長に変換される。励起光放出の各サイクルで、生ずる励起種と組成物中に存在する酸素分子との間の相互作用により、酸素一重項の発生確率が増加する。フォトルミネッセンス錯体が一重項酸素種と衝突する確率が高まると、フォトルミネッセンス錯体の劣化が引き起こされる。一重項酸素消光剤の幾つかの非限定的な例としては、塩化ニッケル、ニッケル(II)ビス(アセチルアセトナート)(Ni(acac)、米国マサチューセッツ州、バーリントンのMillipore Sigma)、炭酸ニッケル等のニッケル添加剤が挙げられる。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、遊離基捕捉剤を更に含み得る。幾つかの実施形態においては、遊離基捕捉剤は、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2.]オクタン(DABCO、米国マサチューセッツ州、バーリントンのMillipore Sigma)を含み得る。
幾つかの実施形態においては、添加剤は、立体障害光安定剤(hindered light stabilizer)を含み得る。立体障害光安定剤は、第三級アミンを含み得る。第三級アミンの幾つかの非限定的な例としては、テトラキス(2,2,6,6-テトラ-メチル-4-ピペリジル)1,2,3,4,-ブタンテトラカルボキシレート(STAB LA-57、日本の東京都荒川区の株式会社Adeka)、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート(STAB LA-81、Adeka)、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート(STAB LA-87、Adeka)、トリメチルアミン、N,N-ジエチルアニリン、1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート等が挙げられる。
色変換フィルムは、約1μm~約200μmの厚さであり得る。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、約1μm~約5μm、約5μm~約10μm、約10μm~約15μm、約15μm~約20μm、約20μm~約40μm、約40μm~約80μm、約80μm~約120μm、約120μm~約160μm、約160μm~約200μm、約10μmである厚さ、又は上記範囲を境界とするあらゆる厚さを有する。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~約480nmの波長範囲の光を吸収することができ、かつ約575nm~約650nmの範囲の光を放出することができる。幾つかの実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~480nmの波長範囲の光を吸収することができ、かつ510nm~約560nmの範囲の光を放出することができる。更に他の実施形態においては、色変換フィルムは、400nm~約480nmの範囲の光を吸収することができ、かつ510nm~約560nmの波長範囲及び575nm~約650nmの波長範囲の2つのより高い波長、又はそれらのあらゆる組合せの光を放出することができる。
幾つかの実施形態としては、樹脂マトリックス及び少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体(ここで、少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体は、本明細書において上記されている)を溶剤内に溶解し、混合物を透明基材の表面上に塗布することを含む、色変換フィルムを作製する方法が挙げられる。
幾つかの実施形態においては、色変換フィルムを作製する方法は、400nm~約480nmの励起波長、及び510nm~約560nmの放出波長を有する第2のフォトルミネッセンス錯体を溶解することを更に含む。幾つかの実施形態においては、第2のフォトルミネッセンス錯体は、400nm~約480nmの励起波長、及び575nm~約560nmの放出波長を有する。
幾つかの実施形態においては、上記方法は、遊離基捕捉剤を溶剤内で溶解することを更に含む。遊離基捕捉剤は、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO、Millipore Sigma)であり得る。
幾つかの実施形態においては、上記方法は、一重項酸素消光剤を溶剤内で溶解することを更に含む。
幾つかの実施形態としては、上記の色変換フィルムを備え得るバックライトユニットが挙げられる。
幾つかの実施形態としては、高い光安定性を有する色変換フィルムが挙げられる。幾つかの例においては、ピーク吸収波長での吸収は、色変換フィルムをLEDライトにそれぞれ165時間、330時間、及び500時間曝露する前及び曝露した後に測定され、これはUV-vis 3600(株式会社島津製作所)によって測定され、(各曝露時間後に測定された)残りの吸収を曝露前の吸収により割ったものが、色変換フィルムの光安定性を示す。幾つかの実施形態においては、光安定性は、165時間の曝露後に少なくとも80%、少なくとも82%、少なくとも85%、少なくとも90%、又は少なくとも93%であり、100%に近づく場合もある。他の実施形態においては、光安定性は、330時間の曝露後に少なくとも75%、少なくとも77%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、又は少なくとも91%であり、100%に近づく場合もある。
他の実施形態は、本明細書に記載されるバックライトユニットを備え得るディスプレイデバイスを記載し得る。
特段の指示がない限り、本明細書及び実施形態において使用される、成分の量、分子量、反応条件等のような特性を表すあらゆる数字は、全ての場合において「約」という用語によって修飾されると理解されるべきである。したがって、反する指示がない限り、本明細書及び付属の実施形態に示される数値パラメーターは、得ることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、均等論の適用を制限する試みとしてではない。実施形態の範囲で、各数値パラメーターは、報告された有効桁数に照らして、通常の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。
開示されたプロセス及び/又は方法について、プロセス及び方法において発揮される機能は、文脈によって示され得るように、様々な順序で実現され得る。さらに、概説された工程及び操作は例として示されているにすぎず、一部の工程及び操作は、任意であるか、より少ない工程及び操作にまとめられるか、又は追加の工程及び操作に拡張され得る。
本開示は時々、異なる他の構成要素内に含まれる、又はそれらと関連する異なる構成要素を説明する場合がある。そのような表された構成は単なる例示であり、同じ又は類似の機能を達成する多くの他の構成を実現することができる。
実施形態
実施形態1.フォトルミネッセンス錯体であって、
青色光波長の光を吸収し、それに応答して励起エネルギーを放出するドナー発色団であって、以下の式:
Figure 2023510880000020
(式中、R、R10、及びR11は、H又はCFから選択され、かつRは、Hである)のペリレン誘導体を含む、ドナー発色団と、
ホウ素-ジピロメテン(BODIPY)誘導体を含むアクセプター発色団であって、ドナー発色団によって放出される励起エネルギーを吸収し、その後、青色光波長よりも高い波長の光である第2の波長の光を放出する、アクセプター発色団と、
ドナー発色団とアクセプター発色団とを連結するリンカー複合体と、
を含み、かつ80%を超える発光量子収率を有する、フォトルミネッセンス錯体。
実施形態2.BODIPY誘導体は、一般式:
Figure 2023510880000021
(式中、
R’は、独立して、H、メチル基(-CH)、F、又はCFであり、
R’’は、-H、又はL-Dに接続する結合であり、
及びRは、独立して、H又はメチル(-CH)から選択され、
及びRは、独立して、H、F、Br、又は-CF、任意に1個若しくは2個の-CH、-F、-CF、若しくは-L-D基で置換されたフェニルであり、
Xは、フェニルアリール環とピロール環とを接続する橋かけ基であり、ここで、Xは、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-C(R-、-CHC(R-、-C(=O)-、-O-、-S-、-C(Ar)-、-C(CHAr)-、スピロシクロアルカン基、又は芳香族スピロ多環式基であり、ここで、Rは、C~Cアルキルであり、かつ、
Arは、アリール基又はヘテロアリール基であり、
Lは、任意に置換されたC~Cエステル又はC~Cケトエステルを含むリンカー複合体であり、かつ、
Dは、ドナー発色団である)のBODIPY誘導体である、実施形態1に記載のフォトルミネッセンス錯体。
実施形態3.Xがスピロ-シクロアルカン基を形成する場合に、スピロ-シクロペンタンである、実施形態1に記載のフォトルミネッセンス錯体。
実施形態4.Xがスピロ多環式基を形成する場合に、スピロ多環式基はスピロ-フルオレンである、実施形態1に記載のフォトルミネッセンス錯体。
実施形態5.C~Cエステルリンカーは、一般式:
Figure 2023510880000022
である、実施形態1、2、3、及び4に記載のフォトルミネッセンス錯体。
実施形態6.C~Cケトエステルリンカーは、一般式:
Figure 2023510880000023
である、実施形態1、2、3、及び4に記載のフォトルミネッセンス錯体。
実施形態7.フォトルミネッセンス錯体は、以下の構造の1つから選択される、実施形態1、2、3、4、5、及び6に記載のフォトルミネッセンス錯体。
Figure 2023510880000024
Figure 2023510880000025
Figure 2023510880000026
Figure 2023510880000027
実施形態8.色変換フィルムであって、
透明基材層と、
樹脂マトリックスを含む色変換層と、
樹脂マトリックス内に分散された実施形態1、2、3、4、5、6、及び7に記載のフォトルミネッセンス化合物を含む少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体と、
を含む、色変換フィルム。
実施形態9.一重項酸素消光剤を更に含む、実施形態8に記載の色変換フィルム。
実施形態10.遊離基捕捉剤を更に含む、実施形態8に記載の色変換フィルム。
実施形態11.フィルムは、10μmから約200μmの間の厚さを有する、実施形態8に記載の色変換フィルム。
実施形態12.フィルムは、400nm~480nmの波長範囲の青色光を吸収し、575nm~645nmの波長の赤色光を放出する、実施形態8に記載の色変換フィルム。
実施形態13.400nm~480nmの光波長における吸収、及び510nm~560nmの光波長における放出を有するフォトルミネッセンス錯体を更に含む、実施形態8に記載の色変換フィルム。
実施形態14.実施形態8、9、10、11、12、及び13に記載の色変換フィルムを作製する方法であって、
樹脂マトリックス、及び実施形態1、2、3、4、5、6、及び7に記載の少なくとも1つのフォトルミネッセンス錯体を溶剤内に溶解することと、
混合物を透明基材の表面上に塗布することと、
を含む、方法。
実施形態15.400nm~480nmの範囲における吸収、及び510nm~560nmの光波長範囲における放出を有するフォトルミネッセンス錯体を溶解することを更に含む、実施形態14に記載の方法。
実施形態16.遊離基捕捉剤を溶剤内に溶解することを更に含む、実施形態14に記載の方法。
実施形態17.一重項酸素消光剤を溶剤内に溶解することを更に含む、実施形態14に記載の方法。
実施形態18.実施形態8に記載の色変換フィルムを備えるバックライトユニット。
実施形態19.実施形態18に記載のバックライトユニットを備えるディスプレイデバイス。
以下は、本明細書において記載されるフォトルミネッセンス錯体を作製及び使用するのに使用される方法の例である。
例1.1 比較例1(CE-1):
Figure 2023510880000028
CE-1:0.75gの4-ヒドロキシル-2,6-ジメチルベンズアルデヒド(5mmol)及び1.04gの2,4-ジメチルピロール(11mmol)を、100mLの無水ジクロロメタン中に溶解した。溶液を30分間脱ガスした。次に、1滴のトリフルオロ酢酸を加えた。溶液をアルゴンガス雰囲気下で室温にて一晩撹拌した。翌日、溶液を濾過した後に、ジクロロメタンで洗浄して、ジピロールメタンを得た。次に、1.0gのジピロールメタンを60mLのTNF中に溶解した。5mLのトリメチルアミンを溶液に加えた後に、10分間脱ガスした。脱ガスした後に、5mLのトリフルオロホウ素-ジエチルエーテルをゆっくりと加え、引き続き70℃で30分間加熱した。得られた溶液をシリカゲル上にロードし、溶離液としてジクロロメタンを使用するフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。所望の画分を収集し、減圧下で乾燥させて、0.9gの橙色の固体を得た(76%の収率)。LCMS(APCI+):C2124BFOについての計算値(M+H)=369;実測値:369。H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 6.64(s,2H)、5.97(s,2H)、4.73(s,1H)、2.56(s,6H)、2.09(s,6H)、1.43(s,6H)。
例1.2 比較例2(CE-2):(Wakamiya, Atsushi et al. Chemistry Letters, 37(10), 1094-1095; 2008に記載される合成であった)
例2.フォトルミネッセンス錯体の合成:
例2.1:RLE-1
Figure 2023510880000029
化合物1(4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール):DMSO(50mL)、KOH(3.36g)、及びNHOH・HCl(4.17g)の混合物を室温で30分間撹拌した後に、DMSO(25mL)中の1-テトラロン(7.3g)を加えた。混合物を70℃で更に30分間撹拌した。次に、KOH(8.41g)を加え、得られた混合物を140℃に加熱し、DMSO(25mL)中の1,2-ジクロロエタン(9.9g)の溶液を4時間かけて滴加した。室温まで冷却した後に、溶液を200mLの飽和NHCl溶液中に注ぎ、溶液を酢酸エチル(200mL×3)で抽出した。有機相を収集し、NaSOを介して乾燥させ、10mLに濃縮した後に、10mLのジクロロメタン及び50mLのヘキサンで希釈した。ジクロロメタン/ヘキサン(0%→30%)の溶離液を使用して、溶液をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル)にかけ、2番目の主画分を収集した。減圧下で溶剤を除去した後に、所望の生成物として淡黄色の固体を得た(3.5g、41%の収率)。LCMS(APCI+):C1212Nについての計算値(M+H):170;実測値170。
化合物1.1(4-(ビス(4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-イル)メチル)-3,5-ジメチルフェノール):1,2-ジクロロエタン(20mL)中の4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール(0.34g、2mmol)、4-ヒドロキシル-2,5-ジメチルベンズアルデヒド(0.15g、1mmol)と、1滴のトリフルオロ酢酸との混合物を10分間脱ガスした後に、30℃で20時間撹拌した。室温まで冷却した後に、混合物を濾過し、所望の生成物として固体を収集した(0.2g、43%の収率)。LCMS(APCI+):C3331Oについての計算値(M+H):471;実測値:471。
化合物1.2:20mLのジクロロメタン中の化合物1.1(200mg、0.42mmol)の溶液に、氷水浴により冷却しながら0℃でクロラニル(100mg、0.45mmol)を加えた。混合物を20分間撹拌した。次に、得られた混合物に0.5mLのトリメチルアミンを加え、続いて0.8mLのBF-エーテルを加えた。全体を室温で一晩撹拌した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→80%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。所望の赤色放出性画分を収集した。溶剤を除去した後に、メタリックの暗赤色の固体を得た(150mg、72%の収率)。LCMS(APCI+):C3328BFOについての計算値(M+H):517;実測値:517。
化合物1.3(5-オキソ-5-(ペリレン-3-イル)ペンタン酸):3Lの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、十分にアルゴンでフラッシュした。AlCl(34.7mmol、4.624g)をフラスコに加え、続いて無水ジクロロメタン(600mL)を加えた。反応混合物を氷水浴により0℃に冷却し、メチル5-クロロ-5-オキソペンタノエート(30.4mmol、5.00g)をアルゴン下で撹拌しながらシリンジを介して加えた。この混合物を0℃で1時間撹拌した後に、ペリレン(28.9mmol、7.300g)を撹拌しながら加えた。冷却浴を取り外し、反応混合物を室温で2時間撹拌した。フラスコにフィン付き空気式凝縮器を取り付け、45℃に設定した加熱ブロック内おいて撹拌しながらアルゴン下で一晩加熱した。反応混合物を室温に冷却し、砕いた氷(600mL、ゆるく詰めたもの)を加えて急冷した。この混合物に、6Nの水性HCl(100mL)を加えた。全ての氷が溶けるまで撹拌を続けた。層を分離し、水層をDCM(2×200mL)で抽出した。合わせた有機層を、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。粗製反応物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のDCM(3CV)→5%のEtOAc/DCM(10CV))により精製した。生成物を含む画分を収集し、真空中で濃縮して、3.810gを得た(35%の収率)。MS(APCI):C2620についての計算値(M+H)=381;実測値:381。
次に、250mLの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、アルゴンでフラッシュした。このフラスコにメチル5-オキソ-5-(ペリレン-3-イル)ペンタノエート(3.00mmol、1.141g)及びKOH(30.0mmol、1.683g)を加え、続いてエタノール(200プルーフ、200mL)を加えた。フラスコにフィン付き空気式凝縮器を取り付け、95℃のヒートブロック内においてアルゴン下で撹拌しながら2時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、エルレンマイヤーフラスコ内において水で(500mLの総容量まで)希釈し、6Nの水性HCl(5mL)でクエンチした。得られた沈殿物を収集し、真空中で濃縮して、1.013gを得た(92%の収率)。MS(APCI):C2518についての計算値(M-H)=365;実測値:365。
RLE-1:ジクロロメタン(7mL)中の化合物1.2(52mg、0.1mmol)、ペリレン化合物1.3[5-オキソ-5-(ペリレン-3-イル)ペンタン酸](48mg、0.13mmol)、DMAP(25mg、0.2mmol)、p-TsOH(34mg、0.18mmol)の溶液に、1mLのジクロロメタン中のDIC(63mg、0.5mmol)の溶液を加えた。全体を室温で一晩撹拌した後に、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→80%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル)により精製にかけた。所望の画分を収集し、溶剤を除去した後に、暗緑色の固体を得た(70mg、81%の収率)。LCMS(APCI+):C5844BFについての計算値(M+H):865;実測値:865。H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.66(d,J=8.0Hz,2H)、8.50(d,J=8.6Hz,1H)、8.25~8.16(m,4H)、7.89(d,J=8.0Hz,1H)、7.69(dd,J=17.5,8.1Hz,2H)、7.54(dd,J=8.6,7.6Hz,1H)、7.46(td,J=7.8,2.5Hz,2H)、7.36(td,J=7.6,1.7Hz,2H)、7.27~7.18(m,4H)、6.86(s,2H)、6.27(s,2H)、3.17(t,J=7.1Hz,2H)、2.83(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、2.70(t,J=7.3Hz,2H)、2.57(dd,J=8.3,5.8Hz,4H)、2.20(q,J=7.2Hz,2H)、2.14(s,6H)。
例2.2 RLE-2:
Figure 2023510880000030
RLE-2:ジクロロメタン(7mL)中の化合物1.2(52mg、0.1mmol)、4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(44mg、0.13mmol)、DMAP(25mg、0.2mmol)、p-TsOH(34mg、0.18mmol)の溶液に、1mLのジクロロメタン中のDIC(63mg、0.5mmol)の溶液を加えた。全体を室温で一晩撹拌した後に、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→70%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル)により精製にかけた。所望の画分を収集し、溶剤を除去した後に、暗緑色の固体を得た(80mg、95.6%の収率)。LCMS(APCI+):C5744BFについての計算値(M+H):837;実測値:837。H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.79(d,J=8.0Hz,2H)、8.34~8.20(m,4H)、8.04(d,J=8.4Hz,1H)、7.74(dd,J=8.2,4.9Hz,2H)、7.66~7.45(m,6H)、7.40(dd,J=7.4,1.2Hz,1H)、7.38~7.31(m,3H)、6.94(s,2H)、6.39(s,2H)、3.24(dd,J=8.6,6.7Hz,2H)、2.96(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、2.78(t,J=7.2Hz,2H)、2.70(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、2.30(dt,J=9.1,7.2Hz,2H)、2.24(s,6H)。
例2.3 RLE-3:
Figure 2023510880000031
化合物3.1(8-ブロモ-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール):250mLの2つ口丸底フラスコに、フィン付き凝縮器、撹拌子、及びガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、KOH(85%の純度、60.0mmol、4.106g)及びNHOH・HCl(60.0mmol、4.169g)をフラスコに加えた後に、直ちに無水DMSO(5mL)を加えた。この混合物をアルゴン下で室温にて5分間撹拌した後に、7-ブロモ-3,4-ジヒドロナフタレン-1(2H)-オン(50.0mmol、11.255g)を加えた。フラスコに栓をし、室温で1分間撹拌した後に、ヒートブロック内において110℃に1時間加熱した。更なるKOH(85%の純度、300mmol、16.833g)をフラスコに加え、ヒートブロックの温度を140℃に上げた。無水ジクロロエタン(200mmol、15.8mL)を無水DMSOで40mLの総容量に希釈した。この溶液を50mLのシリンジに移し、140℃で非常に激しく撹拌しながら30分間かけて反応混合物に加えた。更なるジクロロエタン/DMSO溶液を作り、追加の10mLのこの混合物を、シリンジポンプを介して更に30分間かけて加えた。反応混合物を氷水浴において0℃に冷却し、飽和水性塩化アンモニウム(100mL)でクエンチした。この混合物を水(400mL)で希釈し、エーテル(250mL)及び酢酸エチル(100mL)で抽出した。2相混合物を室温で激しく撹拌した後に、セライトのパッドを通して濾過して固体を除去した。水層をエーテル(2×200mL)で抽出した。合わせた有機層を水(5×50mL)、ブライン(50mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、蒸発乾涸させた。粗製混合物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(1CV)→10%のDCM/ヘキサン(1CV)→30%のDCM/ヘキサン(9CV))により精製した。生成物画分をシリカゲル上で再精製した(100%のヘキサン(1CV)→1%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→10%のEtOAc/ヘキサン(9CV))。生成物画分を収集し、回転蒸発させて、4.507g(36%の収率)を得た。主な不純物としては、N-ビニル生成物、及び2種類のOで連結されたエチレン橋かけオキシムが挙げられる。MS(APCI):C1210BrNについての計算値(M+H)=248;実測値:248。
化合物3.2((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-8-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン):250mLの2つ口丸底フラスコに、ガスアダプター及び撹拌子を取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、化合物3.1(5.21mmol、1.293g)及び4-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンズアルデヒド(2.66mmol、399mg)をフラスコに加え、続いて無水ジクロロエタン(50mL)を加えた。反応混合物をアルゴンで30分間スパージした後に、TFA(0.1%(容量/容量)、50μL)を、シリンジを介して加えた。反応混合物をアルゴンで更に15分間スパージした後に、反応混合物をアルゴン下で室温にて1時間撹拌した。反応フラスコにフィン付き凝縮器を付け加え、反応物を加熱し、ヒートブロック内において50℃で24時間撹拌した。反応物を氷水浴中で0℃に冷却し、p-クロラニル(2.61mmol、641mg)を撹拌しながら加えた。反応物を0℃で20分間撹拌したところ、その時点で酸化が完了した。反応物にBF・OEt(58.4mmol、7.2mL)及びトリエチルアミン(34.9mmol、4.9mL)を加え、混合物を0℃で30分間撹拌した後に、氷水浴を取り外し、反応物を室温で3日間撹拌した。次に、反応物をヒートブロック内において60℃に6時間加熱した。反応混合物を蒸発乾涸させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(1CV)→10%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→50%のEtOAc/ヘキサン(8CV)→60%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→60%のEtOAc/ヘキサン(2CV))により精製した。殆どの生成物は純粋に溶出し、一部は不純物とともに共溶出する。不純物を含む画分を収集し、蒸発させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(hex)(2CV)→20%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→50%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により再精製した。両方のカラムからの純粋な画分を合わせ、蒸発乾涸させて、生成物(1170mg、67%の収率)を得た。MS(APCI):C3325BBrOについての計算値(M)=672;実測値:672。H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 9.01(d,J=2.0Hz,2H)、7.43(dd,J=8.1,2.0Hz,2H)、7.12(d,J=8.1Hz,2H)、6.63(s,2H)、6.34(s,2H)、2.85(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、2.65(dd,J=8.4,5.8Hz,4H)、2.17(s,6H)。
RLE-3((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-8-ブロモ-2H-ベンゾ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(3,5-ジメチル-4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン):RLE-3を、RLE-2と同様にして化合物3.2(0.100mmol、67mg)及び4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.150mmol、51mg)を室温で一晩使用して合成した。化合物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のDCM(1CV)→10%のEtOAc/DCM(10CV))により精製した。生成物画分を収集し、蒸発乾涸させて、95mg(95%の収率)を得た。MS(APCI):C5741BBrについての計算値(M)=992;実測値:992。H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 9.01(d,J=1.3Hz,1H)、8.27~8.15(m,4H)、7.97(d,J=8.4Hz,1H)、7.68(dd,J=8.1,4.7Hz,2H)、7.56(t,J=8.0Hz,1H)、7.48(td,J=7.8,1.7Hz,2H)、7.46~7.39(m,3H)、7.12(d,J=8.1Hz,2H)、6.87(s,2H)、6.33(s,2H)、3.21(t,J=7.6Hz,2H)、2.85(t,J=7.1Hz,3H)、2.74(t,J=7.1Hz,2H)、2.65(t,J=7.1Hz,2H)、2.27(p,J=7.2Hz,2H)、2.19(s,6H)。
例2.4 RLE-4:
Figure 2023510880000032
化合物4.1(tert-ブチル3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-カルボキシレート):
工程1:20mLのHOAc中のt-ブチル3-オキソブタノエート(10mL)の溶液に、氷浴により冷却しながら反応混合物の温度を5℃から10℃の間に保ちながらNaNO(4.5g)をゆっくりと加えた。添加後に、全体を室温で1時間撹拌し、次に追加の20mLのHOAcを加え、得られたオキシム溶液を更に精製せずに工程2に使用した。
工程2:1-テトラロン(8.8g)を10gのNaOAcを含む100mLのHOAc中に溶解し、混合物を100℃で加熱した。混合物に、工程1からのオキシム溶液を滴加し、同時に亜鉛末をゆっくりと加えた。オキシム及び亜鉛の両方を加えた後に、全体を110℃で1時間加熱し、次に70℃に冷却し、氷水(1.8L)中に注いだ。混合物を一晩静置した後に、固体を濾過により収集し、これをジクロロメタン/ヘキサン(0%→40%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル)により精製した。4番目の画分を収集し、溶剤を除去して、白色の固体として所望の生成物を得る(0.15g、1%の収率)。LCMS(APCI+):C1822NOについての計算値(M+H):284;実測値:284。
化合物4.2:ジクロロエタン(5mL)中の化合物4.1(150mg、0.53mmol)の溶液に、1mLのトリフルオロ酢酸を加えた。溶液を10分間脱ガスした後に、室温で1時間撹拌した。得られた溶液に4-ヒドロキシルベンズアルデヒド(30mg)を加え、溶液を一晩撹拌して、ジピロール-メタンを形成した。減圧下で溶剤を除去した後に、6mLのジクロロエタンを加えて、得られた生成物を溶解させた。溶液にクロラニル(65mg)を氷水浴により冷却しながら加え、1時間撹拌した。次に、BF-エーテル(0.5mL)及びトリメチルアミン(0.5mL)を加え、混合物を室温で一晩撹拌した後に、1NのHCl(50mL)で後処理し、ジクロロメタンで抽出した。有機相を収集し、MgSOを介して乾燥させ、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→80%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。所望の赤色放出性画分を収集し、溶剤を除去して、所望の生成物を固体として得た(6mg、5%の収率)。LCMS(APCI+):C3328BFOについての計算値(M+H):517;実測値517。
RLE-4:ジクロロメタン(3mL)中の化合物4.2(6mg、0.012mmol)、4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(6mg、0.015mmol)、DMAP/p-TsOH塩(6mg、0.02mmol)の混合物に、1mLのジクロロメタン中のDIC(10mg)の溶液を加えた。混合物を室温で一晩撹拌した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→50%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。所望の赤色放出体画分を収集し、溶剤を除去した後に、所望の生成物を暗緑色の固体として得た(3mg、33%の収率)。LCMS(APCI+):計算値:C5744BF(M+H):836;実測値:836。H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.73(d,J=8.0Hz,2H)、8.30~8.16(m,4H)、8.00(dd,J=8.4,1.0Hz,2H)、7.70(dd,J=8.1,4.9Hz,2H)、7.62~7.37(m,8H)、7.37~7.24(m,6H)、3.25~3.17(m,2H)、2.89(t,J=7.0Hz,4H)、2.76(t,J=7.2Hz,2H)、2.55(t,J=7.1Hz,4H)、2.32~2.20(m,2H)、1.40(s,6H)。
例2.5 RLE-5
Figure 2023510880000033
化合物5.1(1-(2-ブロモフェニル)シクロペンタン-1-オール):炉乾燥された250mLの2つ口丸底フラスコに、ガスアダプター及び撹拌子を取り付け、アルゴンでフラッシュした。フラスコをセプタムで密封し、シリンジを介して削状マグネシウム(145mmol、3.525g)及び無水THF(100mL)を入れた。炉乾燥された100mLの2つ口丸底フラスコにガスアダプターを取り付け、アルゴンでフラッシュした。このフラスコをセプタムで密封し、無水THF(60mL)を入れた。100mLのフラスコに1,5-ジブロモペンタン(70.0mmol、8.30mL)を加えた。250mLのフラスコを0℃の氷水浴において冷却し、1,5-ジブロモペンタンの溶液を激しく撹拌しながらシリンジを介して5分間かけて加えた。氷水浴を取り外し、室温の水浴と交換し、反応混合物を室温で撹拌した。室温で4時間撹拌したところ、反応物は僅かに混濁した。1000mLの2つ口丸底フラスコにガスアダプター及び撹拌子を取り付け、アルゴンでフラッシュした。2つ目の口をセプタムで密封し、無水THF(60mL)を加えた。このフラスコに、エチル2-ブロモベンゾエート(50.0mmol、7.94mL)を室温で撹拌しながら加えた。このフラスコを氷水浴において0℃に冷却し、ビスグリニャール試薬の溶液を激しく撹拌しながらカニューレを介して約5分間かけて加えた。反応混合物を0℃で15分間撹拌した後に、室温で3時間撹拌した。反応混合物を0℃に冷却し、飽和塩化アンモニウム溶液(50mL)でクエンチした。反応混合物を水(500mL)で更に希釈し、酢酸エチル(3×150mL)で抽出した。合わせた有機層をブライン(150mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、回転蒸発により濃縮して淡黄色の油状物にした。この油状物は次の工程のために十分に純粋であった。11.145g(92%の収率)が得られる。MS(APCI):C1113BrOについての計算値(M+H)=241;実測値:241。
化合物5.2(3-(1-(2-ブロモフェニル)シクロペンチル)-1-トシル-1H-ピロール/2-(1-(2-ブロモフェニル)シクロペンチル)-1-トシル-1H-ピロール):250mLの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、ガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、1-(2-ブロモフェニル)シクロペンタン-1-オール(10.0mmol、2.412g)をフラスコに加えた。無水ジクロロメタン(100mL)を加え、1-トシル-1H-ピロール(11.0mmol、2.434g)を室温で撹拌しながら加えた。撹拌した混合物に、塩化アルミニウム(11.5mmol、1.533g)を一度に加えた。反応物をアルゴン下で室温にて一晩撹拌した。反応物を激しく撹拌しながら水(30mL)でクエンチした。層を分離し、水層をジクロロメタン(3×25mL)で抽出した。合わせた有機層をブライン(25mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、蒸発乾涸させた。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(1CV)→15%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により精製した。2つの考えられる異性体がシリカゲル上で単一のピークとして溶出し、未反応の1-トシル-1H-ピロール(1.311g)とも共溶出する。H NMRにより約1.05gの生成物が推定された(23%の収率)。この混合物を、更に精製せずに次の工程にかけた。MS(APCI):C2222BrNOSについての計算値(M+H)=444;実測値:444。
化合物5.3(2-(1-(2-ブロモフェニル)シクロペンチル)-1-トシル-1H-ピロール):40mLのスクリューキャップバイアルに撹拌子を入れた。このバイアルに、化合物2.2からの混合物(推定2.37mmol、1.05g)を加えた。バイアルをアルゴンでフラッシュした。このバイアルに炭酸カリウム(4.86mmol、672mg)、Pd(PPh(0.0711mmol、82mg)、及び無水ジメチルホルムアミド(6mL)を加えた。真空/アルゴンでのバックフィルのサイクル(3回)によって、バイアルから酸素を取り除いた。反応混合物をアルゴン下で加熱ブロック内において110℃にて一晩撹拌した。翌朝、更なる炭酸カリウム(4.86mmol、672mg)及びPd(PPh(0.0711mmol、82mg)を加え、110℃で更に24時間加熱を続けた。反応混合物を室温に冷却し、水(100mL)で希釈し、エーテル(3×50mL)で抽出した。合わせた有機層を水(3×25mL)、ブライン(25mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、蒸発乾涸させた。シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(10%のDCM/ヘキサン(1CV)→50%のDCM/ヘキサン(10CV))により精製した。所望の生成物は1-トシル-1H-ピロールとともに共溶出し、H NMRにより収率を推定した(549mg、64%の収率)。所望の異性体及び1-トシル-1H-ピロールの混合物を、更に精製せずに次の工程に進めた。MS(APCI):C2221NOSについての計算値(M+H)=364;実測値:364。
化合物5.4(1’H-スピロ[シクロペンタン-1,4’-インデノ[1,2-b]ピロール]):100mLの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、フィン付き凝縮器及びガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、化合物2.3からの混合物(推定1.8mmol、819mgの混合物)を加え、続いてテトラヒドロフラン(BHTで阻害、50mL)及びメタノール(15mL)を加えた。フラスコにKOH(18.0mmol、1.01g)を加えた。2つ目の口に栓をして、フラスコをヒートブロック内に置いた。反応混合物をアルゴン下で65℃にて12時間撹拌した。溶剤を蒸発させ、残留物を飽和塩化アンモニウム(25mL)及び水(100mL)中に分散させた。生成物を濾別し、乾燥させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(1CV)→20%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により精製した。生成物を含む画分を回転蒸発により乾燥させて、汚染物質を含まない279mg(74%の収率)を得た。MS(APCI):C1515Nについての計算値(M+H)=210;実測値:210。H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.24(s,1H)、7.33(dt,J=7.5,1.0Hz,1H)、7.24~7.17(m,2H)、7.08(td,J=7.2,1.7Hz,1H)、6.81(t,J=2.5Hz,1H)、6.19(dd,J=2.7,1.8Hz,1H)、2.16~2.02(m,6H)、1.89~1.74(m,2H)。
化合物5.5(4-(6’,6’-ジフルオロ-6’H-5’|4,6’|4-ジスピロ[シクロペンタン-1,12’-インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[1,2-c]インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-16’,1’’-シクロペンタン]-14’-イル)-3,5-ジメチルフェノール):250mLの2つ口丸底フラスコに、フィン付き凝縮器、撹拌子、及びガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、化合物2.4(1.31mmol、275mg)及び4-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンズアルデヒド(0.683mmol、103mg)を加え、続いて無水ジクロロエタン(50mL)を加えた。溶液を撹拌し、アルゴンで30分間スパージした後に、トリフルオロ酢酸(0.1%(容量/容量)、50μL)を、シリンジを介して加え、アルゴンによるスパージを更に10分間続けた。スパージニードル(sparge needle)を取り外し、反応混合物をアルゴン下で室温にて一晩撹拌した。翌朝、反応混合物を氷水浴で0℃に冷却し、p-クロラニル(0.655mmol、161mg)を撹拌しながら加えた。反応物を0℃で20分間撹拌したところ、その時点で酸化が完了した。反応物にBF・OEt(14.67mmol、1.8mL)及びトリエチルアミン(8.78mmol、1.2mL)を加え、混合物を0℃で撹拌し、4時間かけてゆっくりと室温に温めた。水浴を取り外して加熱ブロックにより置き換え、反応物を40℃で6時間加熱した。反応混合物を蒸発乾涸させ、メタノール(10mL)及び水(200mL)で処理した。沈殿物を室温で30分間撹拌した後に、濾別し、水で洗浄した。沈殿物を乾燥させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のDCM(4CV)→5%のEtOAc/DCM(5CV)→5%のEtOAc/DCM。テーリング生成物が溶出するまでカラムを溶出させた)により精製した。314mg(85%の収率)が得られる。MS(APCI):C3935BFOについての計算値(M)=596;実測値:596。
RLE-5:(4-(6’,6’-ジフルオロ-6’H-5’|4,6’|4-ジスピロ[シクロペンタン-1,12’-インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[1,2-c]インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-16’,1’’-シクロペンタン]-14’-イル)-3,5-ジメチルフェニル4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート):40mLのスクリューキャップバイアルに撹拌子、化合物2.5(0.100mmol、60mg)、4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.150mmol、51mg)、及びDMAP:pTsOHの1:1塩(0.200mmol、59mg)を入れた。バイアルをアルゴンでフラッシュし、無水ジクロロメタン(20mL)を加えた。ジイソプロピルカルボジイミド(0.300mmol、47μL)を加え、反応物をアルゴン下で室温にて一晩撹拌した。翌朝、無水テトラヒドロフラン(10mL)を加え、30秒間超音波処理した。更なる部の4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.150mmol、51mg)を加え、アルゴン下で50℃にて一晩撹拌した。溶剤を蒸発させ、生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(1CV)→5%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→40%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により精製した。生成物画分を蒸発させ、再度精製した(100%のヘキサン(1CV)→10%のEtOAc/ヘキサン(0CV)→30%のEtOAc/ヘキサン(10CV))。純粋な生成物を含む画分を蒸発させて、42mg(52%の収率)を得た。MS(APCI):C6351BFについての計算値(M)=915;実測値:915。
例2.6:RLE-6
Figure 2023510880000034
化合物6.1(1,4,5,6-テトラヒドロベンゾ[6,7]シクロヘプタ[1,2-b]ピロール):10mLのDMSO中のKOH(1.35g)、NHOH・HCl(1.67g)の混合物を脱ガスし、室温で30分間撹拌した。混合物に10mLのDMSO中の1-ベンゾスベロン(3.2g)を加えた。得られた混合物を70℃で30分間撹拌した。次に、KOH(2.0g)を加え、混合物を140℃に加熱し、DMSO(10mL)中の1,2-ジクロロエタン(2.38g)の溶液を1時間かけて滴加した。室温まで冷却した後に、溶液を飽和NHCl溶液(100mL)中に注いだ。溶液を酢酸エチル(100mL×3)で抽出した。有機相を、NaSOを介して乾燥させ、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→30%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。2番目の主画分を所望の生成物として収集し、溶剤を除去した後に、白色の固体を得た(0.22g、8.5%の収率)。LCMS(APCI+):C1314Nについての計算値(M+H):184;実測値:184。
化合物6.2:ジクロロエタン中の化合物8(0.22g、1.2mmol)、4-ヒドロキシル-2,5-ジメチルベンズアルデヒド(0.09ng、0.6mmol)と1滴のTFAとの混合物を30分間脱ガスした後に、40℃で一晩加熱した。室温まで冷却した後に、氷水浴により冷却しながらクロラニル(0.2g)を加え、混合物を20分間撹拌した。次に、BF-エーテル(0.8mL)及びトリメチルアミン(0.5mL)を加えた。混合物を50℃で2時間加熱した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(10%→90%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。溶剤を除去した後に、所望の生成物を得た(54mg、16%の収率)。LCMS(APCI1):C3530BFOについての計算値(M-H):543;実測値:543。
RLE-6:7mLのジクロロメタン中の化合物9(54mg、0.1mmol)、4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸化合物5(50mg、0.15mmol)、DMAP/p-TsOH塩(60mg、0.2mmol)の混合物に、1mLのジクロロメタン中のDIC(60mg、0.5mmol)の溶液を加えた。混合物を室温で一晩撹拌した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(10%→70%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。所望の画分を収集し、溶剤を除去することにより固体を得た(75mg、87%の収率)。LCMS(APCI-):C5947BFについての計算値(M-):864;実測値:864。H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.35~8.21(m,4H)、8.05(d,J=8.7Hz,2H)、7.74(dd,J=8.1,5.0Hz,2H)、7.67~7.59(m,1H)、7.59~7.46(m,3H)、7.38(td,J=6.0,5.5,3.5Hz,4H)、7.33(q,J=5.1,4.4Hz,2H)、6.96(s,2H)、6.47(s,2H)、5.37(s,15H)、3.29~3.21(m,2H)、2.79(t,J=7.2Hz,2H)、2.66(t,J=6.8Hz,4H)、2.32(d,J=7.3Hz,3H)、2.29(s,6H)、2.07(p,J=7.0Hz,4H)。
例2.7 RLE-7
Figure 2023510880000035
化合物7.1:(tert-ブチル3-メチル-1,4,5,6-テトラヒドロベンゾ[6,7]シクロヘプタ[1,2-b]ピロール-2-カルボキシレート):
工程1.t-ブチル3-オキソブタノエート(10mL)を酢酸(20mL)中に溶解し、溶液を氷浴により冷却した。溶液に亜硝酸ナトリウム(4.5g)を少しずつ加えたが、混合物は10℃未満に保った。1時間後に、氷浴を取り外し、混合物を室温まで温め、1時間撹拌してオキシム溶液を形成した。
工程2.上記で調製した溶液に、25mLの酢酸中の1-ベンゾスベロン(3.2g)の溶液を加え、続いて亜鉛末(11.25g)を少しずつ加えた。得られた混合物を75℃で1時間撹拌した後に、混合物を室温に冷却し、次に10mLの水を加え、1時間静置した。固体を濾別し、濾液を100mLの水中に注ぎ、一晩静置した。得られた固体を濾過により収集し、ジクロロメタン中に再溶解し、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→90%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。2番目の生成物として所望の生成物を収集した。溶剤を除去した後に、白色の固体を得た(0.15g、2.5%の収率)。LCMS(APCI+):C1924NOについての計算値(M+H):298;実測値:298。
化合物7.2:化合物7.1(50mg、0.168mmol)を1.5mLのTFA中に溶解した。溶液を撹拌しながら10分間脱ガスした。LCMSにより、化合物7.1の全てが脱カルボキシル化されて所望のピロールとなっていることが示された。混合物に3mLのジクロロエタンを加え、続いて10mgの4-ヒドロキシルベンズアルデヒドを加えた。混合物を10分間脱ガスし、一晩撹拌した。LCMSにより、主生成物がジピロールメタン生成物であることが示された。混合物にクロラニル(20mg、0.084mmol)を0℃で加え、10分間撹拌した。次に、0.4mLのBF-エーテル及び1mLのトリメチルアミンを加え、得られた混合物を室温で一晩撹拌した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→80%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。溶剤を除去した後に、所望の生成物を得た(5mg、12%の収率)。LCMS(APCI-):C3530BFOについての計算値(M-H):543;実測値:543。
RLE-7:2mLのジクロロメタン中の化合物7.2(5mg、0.01mmol)、4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(5mg、0.015mmol)、DMAP/p-TsOH塩(6mg、0.02mmol)、及びDIC(10mg)の混合物を室温で一晩撹拌した後に、シリカゲル上にロードし、ジクロロメタン/ヘキサン(0%→35%)の溶離液を使用したフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。橙赤色の画分を収集し、溶剤を除去することにより固体を得た(3mg、35%の収率)。LCMS(APCI-):C5947BFについての計算値(M-):864;実測値:864。
例2.8 RLE-8
Figure 2023510880000036
メチル4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート
Figure 2023510880000037
工程1:磁気撹拌子、粉末分配ホッパーを備えた1Lの2つ口フラスコにおいて、DCM無水物(500mL)中のペリレン(5.22g、20.68mmol)の黄色の懸濁液混合物を氷水冷却浴において撹拌し、アルゴンで15分間バブリングし、メチル4-(4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート(3.425g、22.75mmol)をシリンジ及びニードルを介してゆっくりと加えた。冷却浴を取り外して、混合物を室温で15分間撹拌した。混合物を再び氷水浴で冷却し、AlCl(3.3g、24.74mmol)を、粉末分配ホッパーを介して少量ずつ加えた。得られた暗紫色の混合物を、アルゴンの保護下で室温にて16時間撹拌した。TLC及びLCMSにより、出発材料が殆ど消費されたことが示された。反応混合物を500mLのDCMで希釈した後に、氷水(150mLの水)に注ぎ、有機層を分離し、MgSOで乾燥させ、100mLの容量まで濃縮し、SiO(100g)をTHE溶液混合物に加えて生成物を吸収させた後に、カラム(330g)上にロードし、ヘキサン/DCM(100:0)→(0:100)で溶出させて、1.25gの所望の生成物を得た。カラムクロマトグラフィーからの生成物と濾過からの固体生成物とを合わせ、ヘキサン:EtAcO(9:1)によって再結晶化させて、4.24gの黄色の固体を得た(収率56%)。LCMS(APCI+)、式:C2518についての計算値;実測値:366。H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.57(dd,J=8.6,1.0Hz,1H)、8.30~8.17(m,4H)、7.97(d,J=8.1Hz,1H)、7.78(d,J=8.1Hz,1H)、7.73(d,J=8.1Hz,1H)、7.64~7.48(m,3H)、3.75(s,3H)、3.41(t,J=6.5Hz,2H)、2.86(t,J=6.5Hz,2H)。
工程2:250mLのRBにおいて、DCM無水物(100mL)中の上記工程の生成物(4.24g、11.58mmol)の黄色の混合物を、氷水冷却浴において撹拌し、アルゴンで15分間バブリングし、TFA(25mL)をゆっくりと加えた。冷却浴を取り外して、混合物を室温で15分間撹拌し、トリエチルシラン(15mL)を一度に加えた。得られた暗色の混合物を、アルゴンの保護下で室温にて16時間撹拌した。TLC及びLCMSにより、出発材料が消費されたことが示された。反応混合物を200mLのDCMで希釈した後に、回転蒸発器にかけた。TFA及びDCMを濃縮した。残留物をDCM(50mL)中に再溶解し、混合物を濃縮乾涸させた。暗色の粗生成物をSiOカラム上にロードし、ヘキサン/EtAcO(95:5)で溶出させて、4.00gの黄色の固体生成物を得た(収率98%)。LCMS(APCI+)、式:C2520についての計算値;実測値:352。
メチル4-(4,9-ジブロモ-4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート/メチル4-(4,10-ジブロモ-4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート
Figure 2023510880000038
無水DCM(45mL)中の化合物メチル4-(4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート(1.00g、4.36mmol)及びNBS(1.9g、10.9mmol)の溶液混合物を室温で撹拌し、アルゴンで15分間パージした後に、無水DMF(5mL)を加えた。得られた混合物を室温で3時間撹拌した。TLC及びLCMSにより、出発材料が消費されたことが示された。20mLの水及び50mLのDCMを加え、有機層を水で数回洗浄し、MgSOで乾燥させ、濃縮した。粗生成物をヘキサン/EtAcO(95:5)で溶出するSiOカラムクロマトグラフィーにより精製して、ジブロモペリレン誘導体の2つの異性体の1.25gの混合物を得た(56%の収率)。
LCMS(APCI+)、式:C2518Brについての計算値;実測値:510。
メチル4-(4,9,10-トリブロモペリレン-3-イル)ブタノエート/メチル4-(4,10-ジブロモ-4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート/メチル4-(5,9,10-トリブロモペリレン-3-イル)ブタノエート
Figure 2023510880000039
無水DCM(20mL)中の化合物メチル4-(4,12b-ジヒドロペリレン-3-イル)ブタノエート(1.00g、2.837mmol、1当量)の混合物を2つ口フラスコ中に入れ、暗所に置いた。混合物をアルゴンで15分間パージし、NBS(1.767g、9.929mmol、3.5当量)を少しずつ加えた後に、室温で15分間撹拌した。無水DMF(10mL)を加えた。得られた混合物をアルゴンの保護下で室温にて4時間撹拌した。TLC及びLCMSにより、出発材料が消費されたことが示された。25mLの水を加え、有機層を分離し、水層を酢酸エチルで再抽出し、水で数回洗浄し、MgSOで乾燥させ、濃縮した。粗生成物をヘキサン/DCM(9:1)~(1:4)で溶出するSiOカラムクロマトグラフィーにより精製して、トリブロモペリレン誘導体:ジブロモペリレン誘導体:テトラブロモペリレン誘導体(7:1:0.5)の3つの異性体の0.655gの混合物を得た。生成物を更に精製せずに次の工程に進めた(収率38%)。LCMS(APCI+)、式:C2517Brについての計算値;実測値:589。
Figure 2023510880000040
説明のために1つの異性体が描かれている。実際の反応は、出発材料が臭素化異性体の混合物であり、生成物がトリフルオロメチル化異性体の混合物である。
100mLの2つ口丸底フラスコを設置した。撹拌子、フィン付き凝縮器、及びガスアダプターを付け加えた。フラスコ及び凝縮器をアルゴンでフラッシュした。アルゴン保護下で撹拌しながら、CuI(10.0当量、13.6mmol、2.586g)をフラスコに加えた。臭素化ペリレン異性体(1.0当量、1.36mmol、800mg)をアルゴン雰囲気下で5mLの無水DMA中に溶解し、シリンジを介してフラスコに移した。バイアルをアルゴン雰囲気下にて乾燥DMA(2×5mL)ですすぎ、これらのDMAアリコートも反応フラスコに加えた。更なる15mLの無水DMAを反応フラスコに加えた(総DMA=30mL)。メチル2-(フルオロスルホニル)-2,2-ジフルオロアセテート(10.0当量、13.6mmol、2.609g、1.509g/mL、1.73mL)を、シリンジを介してフラスコに加え、2つ目のネックをガラス栓で密封した。混合物を撹拌し、160℃に設定したヒートブロックで加熱した。2時間後に、LCMSにより、反応が約90%完了したことが示された。CuI(5.0当量、6.80mmol、1295mg)及びメチル2-(フルオロスルホニル)-2,2-ジフルオロアセテート(5.0当量、6.80mmol、1306mg、1.509g/mL、0.866mL)を加え、反応物を160℃で2時間撹拌した後に、室温で一晩撹拌した。反応混合物を700mLの撹拌した水に注ぎ、反応フラスコを水及び少量のメタノールで洗浄することによって後処理した。容量を水で900mLに調整し、懸濁液をCeliteの薄層を通して濾過し(緩速濾過)、ケークを水で洗浄した。湿式ケーク及び濾紙をバラバラにし、最初にアセトン(20mL)中で撹拌した後に、DCM(500mL)を撹拌しながら加えた。有機層をCeliteの2つ目の薄いパッドを通して濾過し、分液漏斗に移し、水から分離し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、濃縮乾涸させた。混合物をフラッシュクロマトグラフィーにより精製した(第1の波長=300nm、第2の波長=440nm、220gのカラム、50%のトルエン/ヘキサンを平衡化し、2:1のヘキサン:トルエン中に溶解してロードし、50%(1CV)→100%(10CV)のトルエンで溶出させる)。所望の画分は440nmで強いUVピークを示した。
画分を、早期に溶出する混合物、中間のピーク、及び後期に溶出する画分に群分けした。早期に溶出する画分は微量のBr/CF混合異性体であり廃棄した。中間のピークは殆どがトリ-CF異性体(204mg(26.9%の収率))であった。後期に溶出する画分=ジ-CF、トリ-CF、及びテトラ-CFの混合異性体。75mg(10%の収率)。
2つの異性体が純粋な化合物として分離された。NMR及びLCMSにより、以下に示される2つの構造が決定される。
Figure 2023510880000041
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.35~8.28(m,4H)、8.09(d,J=8.12Hz,2H)、8.08(d,J=8.08Hz,1H)、7.68(d,J=7.96Hz,1H))、3.66(s,3H)、3.24(t,J=7.64Hz,2H)、2.36(t,J=7.44Hz,2H)、1.92(q,J=7.44Hz,2H)。
Figure 2023510880000042
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.28(d,J=7.73Hz,1H)、8.23(d,J=7.4Hz,1H)、8.18(d,J=8.5Hz,1H))、8.12~8.06(m,3H)、7.79(t,J=7.92Hz,1H)、7.73(s,1H)、3.72(s,3H)、3.2(t,J=7.64Hz,2H)、2.5(t,J=7.44Hz,2H)、2.15(q,J=7.44Hz,2H)。
(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸
Figure 2023510880000043
メチル4-(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノエート(40mg、0.0718mmol)、5MのKOH水溶液(0.143ml、0.718mmol)、THF(2ml)、MeOH(0.5ml)の混合物を65℃で6時間撹拌した。0℃に冷却した後に、混合物を6NのHCl水溶液でpH=4~5に酸性化した後に、水に注ぎ、DCMで抽出し、MgSOで乾燥させ、濃縮乾涸させて、38mgの赤色の固体生成物を得た(98%の収率)。生成物を更に精製せずに次の工程で使用した。
LCMS(APCI+)、式:C2715についての計算値、実測値:542.40
RLE-8:((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-8-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-kN)-(3,5-ジメチル-4-(-((4-(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノイル)オキシ)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-1H-ベンズ[g]インドラト-kN]ジフルオロボロン):化合物6.2(上記)[2-[(4,5-ジヒドロ-8-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-kN)-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-1H-ベンズ[g]インドラト-kN]ジフルオロボロン(0.100mmol、52mg)及び((4,9,10-トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸)(0.100mmol、55mg)から合成した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(80%のトルエン/ヘキサン(1CV)→100%のトルエン(5CV))により精製した。純粋な生成物を含む画分を蒸発乾涸させて、77mg(74%の収率)を得た。MS(APCI):化学式:C6040BF11についての計算値(M-)=1040;実測値:1040。
例2.9 RLE-9
Figure 2023510880000044
化合物9.1(エチル3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-カルボキシレート):250mLの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、ヒートブロック内に置いた。このフラスコに、1-テトラロン(100.0mmol、14.620g)及びプロピオン酸ナトリウム(100.0mmol、9.610g)を加え、続いて酢酸(50mL)を加えた。反応物を、空気に曝して撹拌しながら145℃に加熱した。40mLのスクリューキャップバイアルに、エチル2-(ヒドロキシイミノ)-3-オキソブタノエート(2.50mmol、398mg)及び亜鉛(末、10μm未満)(12.5mmol、818mg)を入れた。これらの材料を酢酸(12.5mL)中でスラリー化し、ケトンを含む撹拌した反応物に約5分間かけて少しずつ加えた。この過程を、合計10.0mmolの2-(ヒドロキシイミノ)-3-オキソブタノエート及び50.0mmolの亜鉛末について3回繰り返した。反応物を145℃で2.5時間撹拌した後に、室温に冷却した。反応物を撹拌しながら水(600mL)中に注ぐことによりクエンチした。水で容量を900mLに合わせた後に、ジクロロメタン(4×160mL)で抽出した。合わせた有機層を水(100mL)、ブライン(100mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、蒸発乾涸させた。過剰な1-テトラロンの殆どを、加熱しながら高真空で除去した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(5%のEtOAc/ヘキサン(1CV)→20%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により精製した。生成物を含む画分を蒸発乾涸させて、1.417g(55%の収率)を得た。MS(APCI):化学式:C1617NOについての計算値(M+H)=256;実測値:256。H NMR(400MHz) δ 8.98(s,1H)、7.35~7.31(m,1H)、7.27~7.21(m,2H)、7.20~7.15(m,1H)、4.34(q,J=7.1Hz,2H)、2.99~2.92(m,2H)、2.70~2.64(m,2H)、2.31(s,3H)、1.39(t,J=7.1Hz,3H)。
化合物9.2(3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール):250mLの2つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、フィン付き凝縮器及びガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、化合物9.1(5.01mmol、1.278g)をフラスコに加え、続いてエチレングリコール(50mL)を加えた。反応混合物にKOH(HO中5.0M、25.03mmol、5.01mL)を加えた。反応を止め、ヒートブロック内においてアルゴン下で100℃にて90分間加熱した。加熱すると溶液が均質になる。温度を30分間160℃に高めた後に、100℃に冷却した。反応物を撹拌した水(300mL)に注ぐことによりクエンチした。これを水で500mLの総容量に合わせた後に、2.5Mの酢酸/2.5MのNaOAc(20mL)の溶液で酸性化した。pHをTFAにより約3.5に低下させた。得られた紫色の固体を濾別し、乾燥させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(5%のEtOAc/ヘキサン(1CV)→20%のEtOAc/ヘキサン(10CV))により精製した。生成物を含む画分を蒸発乾涸させて、767mg(84%の収率)を得た。MS(APCI):化学式:C1313Nについての計算値(M+H)=184;実測値:184。H NMR(400MHz,アセトニトリル-d) δ 9.15(s,1H)、7.24(d,J=7.5Hz,1H)、7.20~7.13(m,2H)、7.00(td,J=7.4,1.4Hz,1H)、6.52(dd,J=2.3,0.9Hz,1H)、2.90~2.83(m,2H)、2.62~2.55(m,2H)、2.00(s,3H)。
化合物9.3((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン):化合物9.3を、化合物9.2(3.97mmol、728mg)及び4-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンズアルデヒド(2.02mmol、304mg)から化合物3.2と同様にして合成した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のトルエン(2CV)→10%のEtOAc/トルエン(10CV))により精製した。生成物を含む画分を蒸発させて、563mg(ピロールからの3工程にわたる52%の収率)を得た。MS(APCI):化学式:C3531BFOについての計算値(M+H)=544;実測値:544。H NMR(400MHz,DMSO-d) δ 9.61(s,1H)、8.62(d,J=7.9Hz,2H)、7.45~7.38(m,2H)、7.38~7.34(m,4H)、6.68(s,2H)、2.91~2.83(m,4H)、2.58~2.52(m,4H)、2.04(s,6H)、1.41(s,6H)。
RLE-9:((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)(3,5-ジメチル-4-((4-(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノイル)オキシ)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン):RLE-9を、化合物9.3(0.116mmol、63mg)及び(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.116mmol、63mg)から化合物2(上記)と同様にして合成した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(60%のトルエン/ヘキサン(2CV)→100%のトルエン(均一濃度))により精製した。生成物を(異性体の混合物として)含む画分を蒸発乾涸させて、84mg(68%の収率)を得た。MS(APCI):化学式:C6244BF11についての計算値(M-)=1068;実測値:1068
例2.10 RLE-10
Figure 2023510880000045
化合物10.1:無水1,2-ジクロロエタン(35.0mL)中の3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール(3.55mmol、652mg)及び4-ヒドロキシベンズアルデヒド(1.77mmol、216mg)の溶液に、アルゴン雰囲気下で室温にてTFA(35.0μL)を加えた。反応混合物を室温で70分間撹拌し、0℃に冷却し、p-クロラニル(1.77mmol、435mg)を一度に加え、撹拌を15分間続けた。トリエチルアミン(10.6mmol、1.48mL)を加え、混合物を10分間かけて室温まで温めた後に、BF・OEt(15.9mmol、1.96mL)を加え、75分間撹拌を続けた。更なるトリエチルアミン(10.6mmol、1.48mL)及びBF・OEt(15.9mmol、1.96mL)を加え、混合物を更に75分間撹拌し、減圧下で全ての揮発物を除去した。残留物をEtOAc(100mL)で希釈し、1MのHCl(2×100mL)及び6MのHCl(100mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(CHCl)により、130mgの10.1(17%の収率)を暗青色/緑色の粉末として得た。
H NMR(400MHz,TCE-d) δ 8.74(d,J=8.0Hz,2H)、7.43(ddd,J=8.5,8.0,1.7Hz,2H)、7.39~7.24(m,6H)、7.02(d,J=8.5Hz,2H)、5.05(s,1H)、2.89(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、2.56(dd,J=8.3,5.9Hz,4H)、1.44(s,6H)。
RLE-10:(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-8-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(4’-(4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノキシ)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン:無水1,2-ジクロロエタン(10.0mL)中の10.1(0.080mmol、41mg)、4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.084mmol、46mg)、及びDMAP・pTsOH塩(0.160mmol、47mg)の溶液に、アルゴン雰囲気下で室温にてDIC(0.480mmol、75.0μL)を加え、反応混合物を室温で2時間撹拌した後に、50℃で1時間撹拌した。次に、混合物を室温に冷却し、更なる4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.055mmol、30mg)を加え、撹拌を16時間続けた。混合物をヘキサン(6.00mL)で希釈し、フラッシュクロマトグラフィー(9:1のヘキサン/CHCl→3:7のヘキサン/CHCl)により精製して、73.7mgのRLE-10(89%の収率)を暗紫色の粉末として得た。
H NMR(400MHz,TCE-d) δ 8.76(d,J=8.1Hz,2H)、8.37~7.68(m,9H)、7.49~7.39(m,4H)、7.39~7.28(m,6H)、3.49~3.30(m,2H)、2.99~2.77(m,5H)、2.77~2.67(m,1H)、2.61~2.49(m,4H)、2.40~2.26(m,1H)、2.20~2.08(m,1H)、1.42(d,J=7.6Hz,6H)。
例2.11 化合物RLE-11
Figure 2023510880000046
化合物11.1(4-ホルミル-3,5-ジメチルフェニル4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート):化合物11.1を、4-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンズアルデヒド(1.89mmol、284mg)及び4-(ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.946mmol、320mg)からRLE-2と同様にして合成した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のトルエン(5CV)→10%のEtOAc/トルエン(10CV))により精製した。生成物を含む画分を蒸発乾涸させた。296mg(66.5%の収率)の橙色の固体を得た。MS(APCI):化学式:C3326についての計算値(M-)=470 実測値:470。H NMR(400MHz,TCE-d) δ 10.52(s,1H)、8.25(d,J=7.5Hz,1H)、8.23~8.17(m,2H)、8.16(d,J=7.8Hz,1H)、7.94(d,J=8.4Hz,1H)、7.72(d,J=5.1Hz,1H)、7.70(d,J=5.1Hz,1H)、7.57(t,J=8.0Hz,1H)、7.51(t,J=7.8Hz,1H)、7.51(t,J=7.8Hz,1H)、7.40(d,J=7.7Hz,1H)、6.84(s,2H)、3.17(t,J=7.6Hz,2H)、2.72(t,J=7.2Hz,2H)、2.58(s,6H)、2.23(p,J=7.3Hz,2H)。
化合物RLE-11((T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-8-フルオロ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)(3,5-ジメチル-4-(4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-8-フルオロ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロ-ボロン):化合物RLE-11を、化合物21.2(200μmol)、化合物11.1(105μmol、49.4mg)、p-クロラニル(100μmol、24.5mg)、トリエチルアミン(600μmol、84μL)、及びBF・OEtから化合物21と同様にして合成した。粗生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%の均一濃度トルエン)により精製した。生成物を含む画分を蒸発乾涸させた。74mg(化合物21.2に対して82%の収率)が得られる。MS(APCI):化学式:C5845BFについての計算値(M-)=888;実測値:888。
例2.12 RLE-12
Figure 2023510880000047
エチル3-メチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール-2-カルボキシレート(12.1)
吉草酸(20.0mL)中の1-インダノン(30.0mmol、3.96g)、20メッシュの亜鉛顆粒(50.0mmol、3.27g)、及びプロピオン酸ナトリウム(5.00mmol、480mg)の混合物に、180℃で吉草酸(10.0mL)中のエチル2-(ヒドロキシイミノ)-3-オキソブタノエート(10.0mmol、1.59g)の溶液を、シリンジポンプを介して1時間かけて加えた。添加が完了してから室温に冷却した後に、反応混合物を更に15分間撹拌し、6MのHCl(100mL)とEtOAc(100mL)との間で分けた。水層をEtOAc(3×100mL)で抽出し、合わせた有機物を1MのNaOH水溶液(3×200mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。EtOHから再沈殿させることにより、505mgの化合物12.1(21%の収率)を無色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 9.05(br s,1H)、7.48(dt,J=7.5,1.1Hz,1H)、7.44(dt,J=7.5,1.0Hz,1H)、7.30(td,J=7.5,1.0Hz,1H)、7.19(td,J=7.5,1.1Hz,1H)、4.37(q,J=7.1Hz,2H)、3.49(s,2H)、2.42(s,3H)、1.40(t,J=7.1Hz,3H)。
3-メチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール(化合物12.2)
エチレングリコール(16mL)中の化合物12.1(0.161mmol、388mg)及び水酸化ナトリウム(4.82mmol、193mg)の懸濁液に、水(500μL)を加え、反応混合物を150℃で1時間撹拌した。次に、これを室温に冷却し、1.0MのNHCl水溶液(50.0mL)を加えた。沈殿物を真空濾過により単離し、風乾して、264mgの化合物12.2(97%の収率)を紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,アセトニトリル-d) δ 9.17(br s,1H)、7.42(d,J=7.4Hz,1H)、7.35(d,J=7.5Hz,1H)、7.22(dd,J=7.4,7.5Hz,1H)、7.03(ddd,J=7.5,7.5,1.2Hz,1H)、6.61(dd,J=2.3,1.1Hz,1H)、3.38(s,2H)、2.11(s,3H)。
4-(6,6-ジフルオロ-13,15-ジメチル-12,16-ジヒドロ-6H-5|4,6|4-インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[1,2-c]インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-14-イル)-3,5-ジメチルフェニル4-(ペリレン-3-イル)ブタノエート(RLE-12)
無水1,2-ジクロロエタン(5.00mL)中の化合物12.2(0.467mmol、79.0mg)及びpTsOH・HO(0.005mmol、1.00mg)の溶液に、アルゴン雰囲気下で室温にて化合物12.3(0.212mmol、100mg)を加えた。反応混合物を室温で3時間撹拌した後に、0℃に冷却し、p-クロラニル(0.212mmol、52.0mg)を一度に加え、撹拌を15分間続けた。トリエチルアミン(1.27mmol、177μL)を加え、混合物を10分間かけて室温まで温めた後に、BF・OEt(1.91mmol、235μL)を加え、更に30分間撹拌を続けた。反応混合物をEtOAc(30.0mL)で希釈し、1MのHCl(3×30.0mL)及びNaClの飽和水溶液(30.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(トルエン)により、96.0mgのRLE-12(54%の収率)を暗紫色の粉末として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.39(d,J=7.8Hz,2H)、8.27~8.13(m,4H)、7.96(d,J=8.4Hz,1H)、7.68(dd,J=8.1,4.3Hz,2H)、7.56(t,J=7.9Hz,1H)、7.51~7.44(m,6H)、7.41(d,J=7.7Hz,1H)、7.38~7.33(m,2H)、6.92(s,2H)、3.51(s,4H)、3.21(t,J=7.5Hz,2H)、2.73(t,J=7.1Hz,2H)、2.22(s,8H)、1.47(s,6H)。
例2.13 RLE-13
Figure 2023510880000048
無水CHCl(0.90mL)中の12.2(0.086mmol、15.0mg)及びpTsOH・HO(1結晶)の溶液に、アルゴン雰囲気下で室温にて13.1(0.039mmol、26.0mg)を加えた。反応混合物を室温で1時間撹拌した後に、0℃に冷却し、p-クロラニル(0.039mmol、10.0mg)を一度に加え、撹拌を15分間続けた。トリエチルアミン(0.234mmol、33.0μL)を加え、混合物を10分間かけて室温まで温めた後に、BF・OEt(0.351mmol、43.0μL)を加え、更に30分間撹拌を続けた。反応混合物をEtOAc(5.00mL)で希釈し、1MのHCl(3×5.00mL)及びNaClの飽和水溶液(5.00mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(トルエン)により、16.0mgのRLE-13(38%の収率)を暗紫色/緑色の粉末として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.40(d,J=7.9Hz,2H)、8.34~7.62(m,8H)、7.53~7.42(m,4H)、7.36(見掛けのt,J=7.5Hz,2H)、7.02~6.93(m,2H)、3.52(s,4H)、3.41~3.31(m,2H)、2.85~2.74(m,2H)、2.37~2.22(m,8H)、1.52(s,6H)。
例2.14 RLE-14
Figure 2023510880000049
3,3-ジメチル-2,3-ジヒドロ-1H-インデン-1-オン(RLE-14.1)
ベンゼン(10.0mL)中の3-メチルクロトン酸(19.0mmol、1.90g)の溶液を、100mLの丸底フラスコ内のAlCl(57.0mmol、7.60g)にゆっくりと加えた。得られた混合物を5時間加熱還流し、0℃に冷却し、1MのHCl(50.0mL)でクエンチし、EtOAc(3×50.0mL)で抽出した。合わせた有機物をNaHCOの飽和水溶液(3×100mL)及びNaClの飽和水溶液(100mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(9:1、ヘキサン/EtOAc)により、2.62gの14.1(86%の収率)を橙色の油状物として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 7.72~7.67(m,1H)、7.65~7.57(m,1H)、7.53~7.47(m,1H)、7.39~7.32(m,1H)、2.60~2.58(m,2H)、1.47~1.36(m,6H);13C NMR(101MHz,クロロホルム-d) δ 205.7、163.7、135.1、134.8、127.2、123.4、123.2、52.8、38.4、29.8。
エチル3,4,4-トリメチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール-2-カルボキシレート(14.2)
吉草酸(12.5mL)中の14.1(3.12mmol、500mg)、20メッシュの亜鉛顆粒(15.6mmol、1.02g)、及びプロピオン酸ナトリウム(1.56mmol、150mg)の混合物に、180℃で吉草酸(2.50mL)中のエチル2-(ヒドロキシイミノ)-3-オキソブタノエート(4.68mmol、750mg)の溶液を、シリンジポンプを介して1時間かけて加えた。添加が完了してから室温に冷却した後に、反応混合物を更に15分間撹拌し、6MのHCl(25.0mL)とEtOAc(25.0mL)との間で分けた。水層をEtOAc(3×25.0mL)で抽出し、合わせた有機物を乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(9:1、ヘキサン/EtOAc)により、42mgの14.2(5%の収率)を無色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 9.19(s,1H)、7.40~7.34(m,2H)、7.27~7.18(m,2H)、4.38(q,J=7.1Hz,2H)、2.47(s,3H)、1.51(s,6H)、1.40(t,J=7.1Hz,3H)。
3,4,4-トリメチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール(14.3)
エチレングリコール(1.50mL)中の14.2(0.149mmol、42mg)及び水酸化ナトリウム(0.446mmol、18.0mg)の懸濁液に、水(50.0μL)を加え、反応混合物を150℃で1時間撹拌した。次に、これを室温に冷却し、1.0MのNHCl水溶液(5.00mL)を加えた。混合物をCHCl(3×10.0mL)で抽出して、29mgの12.2(99%の収率)を紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 7.97(br s,1H)、7.30(dt,J=7.3,0.9Hz,1H)、7.21~7.14(m,2H)、7.07(ddd,J=7.4,5.4,3.3Hz,1H)、6.57(dd,J=2.2,1.1Hz,1H)、2.20(d,J=1.0Hz,3H)、1.50(s,6H)。
4-(6,6-ジフルオロ-12,12,13,15,16,16-ヘキサメチル-12,16-ジヒドロ-6H-5λ,6λ-インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[1,2-c]インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-14-イル)-3,5-ジメチルフェニル4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノエート(RLE-14)
無水CHCl(0.70mL)中の14.3(0.071mmol、14.0mg)及びpTsOH・HO(1結晶)の溶液に、アルゴン雰囲気下で室温にて13.1(0.039mmol、26.0mg)を加えた。反応混合物を室温で1時間撹拌した後に、0℃に冷却し、p-クロラニル(0.036mmol、9.00mg)を一度に加え、撹拌を15分間続けた。トリエチルアミン(0.216mmol、30.0μL)を加え、混合物を10分間かけて室温まで温めた後に、BF・OEt(0.324mmol、40.0μL)を加え、更に30分間撹拌を続けた。反応混合物をEtOAc(5.00mL)で希釈し、1MのHCl(3×5.00mL)及びNaClの飽和水溶液(5.00mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(1:1のヘキサン/トルエン→トルエン)により、8.00mgのRLE-14(21%の収率)を暗紫色/緑色の粉末として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.34~7.62(m,10H)、7.46~7.33(m,6H)、7.01~6.92(m,2H)、3.42~3.31(m,2H)、2.79(dt,J=13.9,7.0Hz,2H)、2.36~2.23(m,8H)、1.53(s,6H)、1.50(s,12H)。
例2.15 RLE-15及び例2.16 RLE-16
Figure 2023510880000050
化合物15.1(エチル7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-カルボキシレート):250mLの2つ口丸底フラスコに、撹拌子、6-ブロモ-3,4-ジヒドロナフタレン-1(2H)-オン(20.0mmol、4.502g)、プロピオン酸ナトリウム(5.00mmol、480mg)、及び亜鉛(顆粒、10メッシュ~20メッシュ、50.0mmol、3.270g)を加えた。フラスコに、フィン付き凝縮器及びガスアダプターを取り付けた。フラスコをアルゴンでフラッシュし、プロピオン酸(20mL)を加えた。エチルアセトアセテート-2-オキシム(10.0mmol、1.591g)の溶液をプロピオン酸(10mL)中で調製した。反応フラスコをアルミニウム製ヒートブロック内に入れ、160℃に予熱した。エチルアセトアセテート-2-オキシムの溶液を60分間の期間をかけてシリンジポンプを介して加えた。粗製物のLCMSにより、生成物及び脱ヒドロハロゲン化生成物、並びに未反応の出発材料及び脱ヒドロハロゲン化出発材料が示される。粗製反応混合物を室温に冷却した後に、EtOAc(200mL)で希釈した。反応混合物を分液漏斗に移し、水(1×200mL、1×100mL)、水中の1NのNaOH(2×50mL)、及びブライン(50mL)で洗浄した。有機層を、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、濃縮して油状物にした。この油状物をヘキサン(50mL)で希釈し、室温で一晩放置した。得られた結晶を濾別し、ヘキサンで洗浄した。母液を蒸発乾涸させ、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のヘキサン(2CV)→10%のEtOAc/ヘキサン(20CV))により精製した。生成物を含む画分を蒸発乾涸させた。シリカゲルから精製された生成物を結晶と合わせて、純粋な生成物を得た。H NMRにより、約1:2の比率の2つのピロール-Me基が示される。LCMSにより、主生成物が脱ヒドロハロゲン化生成物であることが示される。1.077gが得られる(H NMRからの比率を有する混ざった分子量に基づき約38.2%の収率)。両方をシリカゲル上で分離することができない。更に精製せずに次の工程で使用した。
MS(APCI):化学式:C1616BrNOについての計算値(M+H)=334 実測値:334。MS(APCI):化学式:C1617NOについての計算値(M+H)=256 実測値:256。H NMR(400MHz,TCE-d) δ 9.00(s,1H)、7.41~7.12(m,3.7H)、4.34(q,J=7.1Hz,2H)、3.00~2.88(m,2H)、2.72~2.59(m,2H)、2.31(s,2H,H-異性体)、2.30(s,1H,Br-異性体)、1.39(td,J=7.1,1.2Hz,3H)。
Figure 2023510880000051
3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール及び7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール(15.2)
30:1のエチレングリコール/HO(25.0mL)中のエチル3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-カルボキシレート及びエチル7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール-2-カルボキシレート(約2:1の比率、2.87mmol、812mg)の混合物に、水酸化ナトリウム(7.29mmol、120mg)を加え、混合物を150℃で4時間撹拌した。次に、これを室温に冷却し、1MのNHCl水溶液(150mL)でクエンチし、6MのHClでpH=3に調整した。沈殿物を真空濾過によって収集し、16時間凍結乾燥して、3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール及び7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドールの639mgの分離不可能な混合物(約2:1の比率、定量的収率)を得て、これを更に精製せずに後続の合成工程において使用した。
(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチル-4’-(4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(RLE-15)
CHCl(14.0mL)中の上記のように調製された3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール及び7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドールの混合物(300mg、およそ1.42mmol)に、15.3(0.568mmol、267mg)及びpTsOH・HO(0.057mmol、7.00mg)を加え、反応混合物を室温で2時間撹拌した。次に、クロラニル(0.568mmol、140mg)を加え、混合物を室温で15分間撹拌した。トリエチルアミン(3.41mmol、474μL)を加え、混合物を室温で30分間撹拌した後に、BF・OEt(5.11mmol、631μL)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した。次に、これをEtOAc(50.0mL)で希釈し、3MのHCl(3×50.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(4:1のトルエン/ヘキサン→9:1のトルエン/ヘキサン)により、105mgのRLE-15(18%の収率)を暗青色/紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.78(d,J=8.1Hz,1H)、8.66(d,J=8.8Hz,1H)、8.27~8.13(m,4H)、7.96(d,J=8.4Hz,1H)、7.68(dd,J=8.1,4.4Hz,2H)、7.59~7.37(m,7H)、7.31(見掛けのt,J=7.4Hz,1H)、6.90(s,2H)、3.21(t,J=7.5Hz,2H)、2.94~2.81(m,4H)、2.72(t,J=7.2Hz,2H)、2.57~2.48(m,4H)、2.33~2.22(m,2H)、2.18(s,6H)、1.35(d,J=3.1Hz,6H)。
例RLE-16
16.1の合成:
Figure 2023510880000052
化合物15.4A(メチル3-オキソ-3-(ペリレン-3-イル)プロパノエート):500mLの3つ口丸底フラスコに撹拌子を入れ、アルゴンでフラッシュした。このフラスコにAlCl(9.52mmol、1.27g)を加え、続いて無水ジクロロメタン(160mL)を加えた。溶液を室温で撹拌し、メチル3-クロロ-3-オキソプロパノエート(8.30mmol、0.890mL)を加え、続いてペリレン(7.92mmol、1.99g)を加えた。反応物をアルゴン下で室温にて一晩撹拌した。翌朝、フラスコにフィン付き空気式凝縮器を取り付け、ヒートブロックで45℃に加熱し、この温度で週末にかけてアルゴン下で撹拌した。更なる部のメチル3-クロロ-3-オキソプロパノエート(8.30mmol、0.890mL)を加え、アルゴン下で45℃にて一晩撹拌を続けた。水(100mL)及び6Nの水性HCl(100mL)を加えることにより反応をクエンチし、ジクロロメタン(100mL)で希釈した。層を分離し(エマルジョン)、水層をDCM(2×200mL、エマルジョン)で抽出した後に、DCM(4×100mL)で抽出した。有機層をMgSOで乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。生成物をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のDCM(3CV)→1%のEtOAc/DCM(0CV)→1%のEtOAc/DCM(3CV)→10%のEtOAc/DCM(8CV))により精製して、生成物(1.905g)を得た(68%の収率)。MS(APCI):C2416についての計算値(M+H)=353;実測値:353。
化合物15.4B(3-(ペリレン-3-イル)プロパン酸):化合物42.1(3.10mmol、1.091g)をトリエチルシランで還元し、化合物41.1と同様にして鹸化した。得られた酸は非常に低い溶解度を有し、妥当な容量で溶解するには高温のTHFが必要であった。682mgが得られる(2工程にわたる68%の収率)。MS(APCI):C2316についての計算値(M-H)=323;実測値:323。
化合物15.4C(4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル3-(ペリレン-3-イル)プロパノエート):化合物42.3を、化合物42.2(1.67mmol、543mg)及び4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェノール(2.51mmol、553mg)から合成した。40mLのスクリューキャップバイアルをアルゴンでフラッシュし、化合物42.2(1.67mmol、543mg)、4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェノール(2.51mmol、553mg)、DMAP(0.214mmol、26mg)、pTsOH・HO(0.193mmol、36mg)、及び撹拌子を入れた。バイアルをスクリューキャップセプタムで密封し、無水DCM(4mL)を加え、混合物を撹拌して溶解させた。撹拌した反応物にDIC(0.642mmol、0.100mL)を加え、混合物をアルゴン下で一晩撹拌した。反応混合物を酢酸エチル(150mL)で希釈し、3NのHCl水溶液(25mL)で抽出した。有機層を水性飽和重炭酸ナトリウム(25mL)、ブライン(15mL)で洗浄し、MgSOを介して乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。この材料をシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィー(100%のDCM(3CV)→1%のEtOAc/DCM(0CV)→10%のEtOAc/DCM(10CV))により精製し、シリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにより精製した後に、生成物(434mg)を得た(49%の収率)。MS(APCI):C3531BOについての計算値(M-H)=525;実測値:525。
(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-((4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチル-4’-(4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-((4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(RLE-16)
6:3:1のTHF/トルエン/水(1.00mL)中のRLE-15(0.049mmol、50.0mg)及び15.4(0.107mmol、58.0mg)の溶液に、PdCl(dppf)(0.002mmol、1.80mg)及びKCO(0.147mmol、20.0mg)を加え、反応混合物を16時間加熱還流した後に、それを室温に冷却し、1MのHCl(6.00mL)でクエンチした。混合物をCHCl(3×5.00mL)で抽出し、合わせた有機物を乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(トルエン→49:1のトルエン/EtOAc)により、26.0mgのRLE-16(31%の収率)を青色の固体として得た。
H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.79(dd,J=18.7,8.3Hz,2H)、8.30~8.13(m,8H)、8.00(d,J=8.4Hz,2H)、7.83~7.38(m,18H)、7.37~7.05(m,6H)、6.92(s,2H)、3.21(td,J=7.8,4.6Hz,4H)、2.98(t,J=7.0Hz,2H)、2.91(t,J=7.1Hz,2H)、2.78~2.70(m,4H)、2.58(dt,J=15.1,7.0Hz,4H)、2.35~2.11(m,10H)、1.38(d,J=2.7Hz,6H)。
例2.17 RLE-17
Figure 2023510880000053
(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン、及び(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(17.2)
CHCl(10.0mL)中の上記のように調製された3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール及び7-ブロモ-3-メチル-4,5-ジヒドロ-1H-ベンゾ[g]インドール(248mg、およそ1.17mmol)並びにpTsOH・HO(0.039mmol、5.00mg)の混合物に、CHCl(2.00mL)中の2,6-ジメチルベンズアルデヒド(0.391mmol、52mg)を加え、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、クロラニル(0.391mmol、96.0mg)を加え、混合物を室温で20分間撹拌した。トリエチルアミン(2.34mmol、326μL)を加え、混合物を室温で30分間撹拌した後に、BF・OEt(3.52mmol、434μL)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した。更なるトリエチルアミン(1.17mmol、163μL)を加え、室温で10分間撹拌した後に、BF・OEt(1.76mmol、217μL)を加え、混合物を室温で更に30分間撹拌した。次に、これをEtOAc(50.0mL)で希釈し、3MのHCl(3×50.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(1:1のトルエン/ヘキサン)により、133mgの(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン、及び(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(およそ2:1の比率)を暗青色/紫色の固体として得て、これを更に精製せずに後続の合成工程において使用した。
(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-((4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-((4-(ペリレニル)ブタノキシ)フェニル)メチル-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(RLE-17)
6:3:1のTHF/トルエン/水(4.00mL)中の上記のように調製された(T-4)-[2-[(4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-2H-ベンズ[g]インドール-2-イリデン-κN)-(2’,6’-ジメチルフェニル)メチル]-4,5-ジヒドロ-3-メチル-7-ブロモ-1H-ベンズ[g]インドラト-κN]ジフルオロボロン(133mg、およそ0.194mmol)及び17.3(0.426mmol、230mg)の混合物の溶液に、PdCl(dppf)(0.010mmol、7.00mg)及びKCO(0.582mmol、80.0mg)を加え、反応混合物を16時間加熱還流した後に、それを室温に冷却し、1MのHCl(10.0mL)でクエンチした。混合物をCHCl(3×10.0mL)で抽出し、合わせた有機物を乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(4:1のトルエン/ヘキサン→トルエン)により、51.0mgのRLE-17(10%の全体の収率)を暗青色/紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.90~8.71(m,2H)、8.30~8.16(m,3H)、8.04~7.97(m,1H)、7.80~7.63(m,4H)、7.60~7.40(m,5H)、7.36~7.26(m,2H)、7.25~7.15(m,3H)、3.20(t,J=7.7Hz,2H)、3.09~2.84(m,4H)、2.75(t,J=7.2Hz,2H)、2.70~2.45(m,4H)、2.33~2.11(m,8H)、1.36(s,6H)。
例2.18 RLE-18
Figure 2023510880000054
1,4,5,6-テトラヒドロベンゾ[6,7]シクロヘプタ[1,2-b]ピロール(18.1)
3:1のHO/EtOH(32.5mL)中の1-ベンゾスベロン(10.0mmol、1.46mL)の溶液に、室温でNHOH・HCl(15.0mmol、1.04g)及び酢酸ナトリウム(25.0mmol、2.05g)を加え、反応混合物を95℃で1時間撹拌した。次に、これを室温に冷却し、濾過し、水(150mL)で洗浄し、16時間凍結乾燥して、1.64gの6,7,8,9-テトラヒドロ-5H-ベンゾ[7]アヌレン-5-オンオキシム(94%の収率)を無色の固体として得て、これを更に精製せずに後続の合成工程において使用した。
DMSO(9.00mL)中の6,7,8,9-テトラヒドロ-5H-ベンゾ[7]アヌレン-5-オンオキシム(5.71mmol、1.00g)の溶液に、室温でKOH(17.1mmol、959mg)を加え、反応混合物を140℃に加熱した後に、DMSO(2.00mL)中の1,2-ジクロロエタン(11.4mmol、897μL)を、シリンジポンプを介して3時間かけて加えた。次に、混合物を室温に冷却し、1MのNHCl水溶液(30.0mL)でクエンチし、CHCl(3×30.0mL)で抽出した。合わせた有機物を乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(ヘキサン→9:1のヘキサン/EtOAc)により、262mgの化合物18.1(25%の収率)を黄色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.18(br s,1H)、7.34(dd,J=7.8,1.3Hz,1H)、7.25~7.19(m,1H)、7.16(dd,J=7.6,1.6Hz,1H)、7.13~7.07(m,1H)、6.84(t,J=2.8Hz,1H)、6.17(t,J=2.8Hz,1H)、2.91(t,J=6.8Hz,2H)、2.86~2.80(m,2H)、2.07~1.98(m,2H);13C NMR(101MHz,クロロホルム-d) δ 140.4、131.8、129.3、126.8、125.9、125.2、123.2、121.8、118.3、111.1、34.9、27.8、26.7。
4-(19,19-ジフルオロ-6,7,11,12,13,19-ヘキサヒドロ-5H-18λ,19λ-ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[1,2-c]ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-9-イル)-3,5-ジフルオロフェノール(18.2)
CHCl(13.5mL)中の化合物18.1(1.36mmol、250mg)及び2,6-ジフルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒド(0.650mmol、103mg)の溶液にpTsOH・HO(0.065mmol、8mg)を加え、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、DDQ(0.780mmol、177mg)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した。トリエチルアミン(3.90mmol、542μL)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した後に、BF・OEt(5.85mmol、722μL)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した。更なるトリエチルアミン(3.90mmol、542μL)を加え、室温で30分間撹拌した後に、BF・OEt(5.85mmol、722μL)を加え、混合物を室温で更に1時間撹拌した。次に、これをEtOAc(30.0mL)で希釈し、3MのHCl(3×30.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(トルエン→19:1のトルエン/EtOAc)により、149mgの化合物18.2(42%の収率)を青色の固体として得た。
H NMR(400MHz,DMSO-d) δ 7.73(d,J=7.4Hz,1H)、7.31~7.14(m,4H)、6.71(s,1H)、6.62(d,J=10.0Hz,1H)、2.47~2.40(m,2H)、2.28~2.04(m,2H)、1.90~1.83(m,3H)。
Figure 2023510880000055
4-(19,19-ジフルオロ-6,7,11,12,13,19-ヘキサヒドロ-5H-18λ,19λ-ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[1,2-c]ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-9-イル)-3,5-ジフルオロフェニル-4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノエート(RLE-18)
CHCl(0.50mL)中の化合物18.2(0.091mmol、50mg)、4-(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.099mmol、54mg)、及びDMAP・pTsOH塩(0.091mmol、27mg)の溶液にDIC(0.364mmol、57μL)を加え、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、セライトを通してこれを濾過し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(4:1のトルエン/ヘキサン→トルエン)により、77mgのRLE-18(78%の収率)を暗紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 8.28~8.01(m,7H)、7.85~7.77(m,1H)、7.37~7.28(m,4H)、7.25~7.12(m,4H)、7.01~6.89(m,2H)、6.59~6.51(m,2H)、3.44~3.31(m,2H)、2.92~2.78(m,2H)、2.67~2.56(m,4H)、2.41~2.21(m,6H)、2.08~1.99(m,4H)。
例2.19 RLE-19
Figure 2023510880000056
3,5-ジクロロ-4-ホルミルフェニル4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノエート(19.1)
CHCl(1.68mL)中の2,6-ジクロロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒド(0.335mmol、64mg)、4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.369mmol、200mg)、及びDMAP・pTsOH塩(0.034mmol、10mg)の溶液にDIC(1.34mmol、210μL)を加え、反応混合物を室温で2時間撹拌した。次に、セライトを通してこれを濾過し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(トルエン)により、187mgの化合物19.1(78%の収率)を黄色の固体として得た。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d) δ 10.50~10.33(m,1H)、8.48~7.50(m,8H)、7.19~7.14(m,2H)、3.45~3.25(m,2H)、2.83~2.59(m,2H)、2.33~2.03(m,2H)。
3,5-ジクロロ-4-(19,19-ジフルオロ-6,7,11,12,13,19-ヘキサヒドロ-5H-18λ,19λ-ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[1,2-c]ベンゾ[3’,4’]シクロヘプタ[1’,2’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン-9-イル)フェニル4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノエート(RLE-19)
CHCl(4.50mL)中の化合物19.1(0.461mmol、84mg)及び化合物18.1(0.210mmol、150mg)の溶液にpTsOH・HO(0.021mmol、3mg)を加え、反応混合物を室温で1時間撹拌した。次に、DDQ(0.252mmol、57mg)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した。トリエチルアミン(1.26mmol、175μL)を加え、混合物を室温で1時間撹拌した後に、BF・OEt(1.89mmol、233μL)を加え、混合物を室温で2時間撹拌した。次に、これをEtOAc(30.0mL)で希釈し、3MのHCl(3×30.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(4:1のトルエン/ヘキサン→トルエン)により、106mgのRLE-19(45%の収率)を紫色の固体として得た。
H NMR(400MHz,塩化メチレン-d) δ 8.61~7.60(m,10H)、7.39~7.11(m,8H)、6.54~6.40(m,2H)、3.46~3.30(m,2H)、2.90~2.55(m,6H)、2.39~2.09(m,6H)、2.08~1.94(m,4H)。
例2.20 RLE-20
Figure 2023510880000057
塩化4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタノイル(20.1)
CHCl(2.50mL)中の4-(トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)ブタン酸(0.500mmol、271mg)の溶液に、DMF(1滴)及び塩化オキサリル(1.00mmol、86μL)を加え、反応混合物を室温で1.5時間撹拌した。全ての揮発物を減圧下で除去して、252mgの化合物20.1(90%の収率)を黄色/褐色の固体として得た。この材料は、後続の合成工程において直接使用するのに十分な純度であった。
6,6-ジフルオロ-13,15-ジメチル-14-(3-(4,9,10-トリス(トリフルオロメチル)ペリレン-3-イル)プロピル)-12,16-ジヒドロ-6H-5λ,6λ-インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[1,2-c]インデノ[2’,1’:4,5]ピロロ[2,1-f][1,3,2]ジアザボリニン(RLE-20)
CHCl(0.50mL)中の化合物20.1(0.250mmol、140mg)の溶液に、CHCl(0.75mL)中の3-メチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール(0.550mmol、93mg)の溶液を室温で加え、反応混合物を室温で2時間撹拌し、その後、第2の部の3-メチル-1,4-ジヒドロインデノ[1,2-b]ピロール(0.270mmol、45mg)を加え、混合物を更に1時間撹拌した。トリエチルアミン(1.50mmol、208μL)を加え、混合物を室温で30分間撹拌した後に、BF・OEt(2.25mmol、278μL)を加え、混合物を室温で16時間撹拌した。次に、これをEtOAc(10.0mL)で希釈し、3MのHCl(3×10.0mL)で洗浄し、乾燥させ(MgSO)、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィー(7:3のヘキサン/トルエン→トルエン)により、29mgのRLE-20(13%の収率)を紫色の固体として得た。
例3 フィルター層の製造
ガラス基材を、実質的に以下のように作製した。1インチ×1インチの大きさの1.1mm厚のガラス基材をサイズに合わせて切断した。次に、ガラス基材を洗剤及び脱イオン(DI)水で洗浄し、新しいDI水ですすぎ、約1時間超音波処理した。次に、ガラスをイソプロパノール(IPA)中に浸し、約1時間超音波処理した。次に、ガラス基材をアセトン中に浸し、約1時間超音波処理した。次に、ガラスをアセトン浴から取り出し、室温にて窒素ガスで乾燥させた。
シクロペンタノン(99.9%の純度)中のポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)(GPCによる平均分子量120000 米国マサチューセッツ州、バーリントンのMilliporeSigma製)コポリマーの20重量%の溶液を調製した。調製したコポリマーを40℃で一晩撹拌した。(PMMA)CAS:9011-14-7、(シクロペンタノン)CAS:120-92-3。
上記で調製した20%のPMMA溶液(4g)を、密封容器内で上記のように調製した3mgのフォトルミネッセンス錯体に加え、約30分間混合した。次に、PMMA/ルミフォア(lumiphore)溶液を、作製されたガラス基材上に1000RPMで20秒間の後に500RPMで5秒間スピンコートした。得られた湿式コーティングは、約10μmの厚さを有した。試料をスピンコーティング前にアルミニウム箔で覆って、試料を露光から保護した。3つの試料をそれぞれ、放出/FWHM、及び量子収率のそれぞれのためにこのようにして作製した。スピンコートした試料を真空炉内で80℃にて3時間焼き付け、残りの溶剤を蒸発させた。
1インチ×1インチの試料を、株式会社島津製作所のUV-3600 UV-VIS-NIR分光光度計(Shimadzu Instruments, Inc.、米国メリーランド州、コロンビア)に挿入した。全てのデバイスの操作は、窒素充填されたグローブボックス内で行われた。PC-8について得られた吸収/放出スペクトルを図1に示し、PC-33について得られた吸収/放出スペクトルを図2に示す。
上記のように作製された1インチ×1インチのフィルム試料の蛍光スペクトルを、Fluorolog分光蛍光光度計(Horiba Scientific、米国ニュージャージー州、エジソン)を使用してそれぞれの最大吸収波長(maximum absorbance wavelength)で設定された励起波長を用いて決定した。最大放出及びFWHMを表1に示す。
上記のように作製された1インチ×1インチの試料の量子収率を、Quantarus-QY分光光度計(Hamamatsu Inc.、米国カリフォルニア州、キャンベル)を使用して、それぞれの最大吸収波長で励起させて決定した。結果を表1に報告する。
フィルムの特性評価の結果(吸収ピーク波長(absorbance peak wavelength)、FWHM、及び量子収率)を以下の表1に示す。
Figure 2023510880000058
Figure 2023510880000059

Figure 2023510880000060
Figure 2023510880000061
Figure 2023510880000062
Figure 2023510880000063
光安定性試験の手順:
色素濃度2×10-3Mを有するPMMAフィルムを使用して、フィルムの光安定性を評価する。安定性に使用されるPMMAフィルムは、先に示された全ての光学特性測定に使用されるのと同じフィルムである。90.0mlのシクロペンタノンを30.0gのポリメチルメタクリレート(PMMA)ポリマー(Milipore-Sigma、米国ミズーリ州、セントルイス)に加え、50℃で数日間撹拌した。得られた基材溶液を、200ミクロンのキャスティングブレードの隙間で設定されたキャスティング装置によって、事前に洗浄された(石鹸及び水で洗浄された)ガラス基材(1インチ×1インチ×1インチ)上にキャスティングした。キャストフィルムを、更に30分間キャスティングした後にカバーの下で30分間保持した。次に、キャスティングされたガラス表面をホットプレート上に置き、120℃で約20分間焼き付けた。
465nmに発光ピークを有する青色LEDライト(供給業者:inspired LED)を光源として使用した。青色LEDのストリップを1インチ×12インチのサイズのU字型の溝形材に配置し、均一な配光を与えるためにU字型の溝形材の上に市販のディフューザーフィルム(供給業者不明)を配置した。ディフューザーの上に1インチ×1インチのサイズを有するフィルムを配置した。フィルムに当たる平均放射照度はおよそ1.5mW/cmである。設備一式は周囲環境にある。
ピーク吸収波長(peak absorption wavelength)での吸収を、フィルムをLEDライトにそれぞれ165時間、330時間、及び500時間曝露する前及び曝露した後に測定する。フィルムの吸収をUV-vis 3600(株式会社島津製作所)により測定する。
各曝露時間後に測定された残りの吸収を曝露前の吸収によって割ったものが、フィルムの光安定性を示す。
添加剤(LA-57)の量は0.2重量%である。
20%のPMMA溶液の量に依存する。XmlのPMMA溶液を使用して色素溶液を作る場合、0.4Xmgの添加剤を秤量し、10mlのバイアルへと加えた。100マイクロリットルのトルエンを加えて添加剤を溶解した後に、添加剤を含む溶液をPMMA色素溶液に加えた。10分間超音波処理する。
(LA-57は供給業者:Adekaから購入し、Ni(AcAc)、DABCOは両方ともsigma Aldrichから購入した)
Figure 2023510880000064
結果を以下の表に示す:
Figure 2023510880000065
Figure 2023510880000066
概して、本開示及び付属の実施形態(例えば付属の実施形態の本文)において使用される用語は、「オープン」な用語として意図されている(例えば、用語「含む(including)」は、「限定されるものではないが、~を含む(including, but not limited to)」と解釈されるべきであり、用語「有する(having)」は、「少なくとも有する(having at least)」と解釈されるべきであり、用語「含む(includes)」は、「限定されるものではないが、~を含む(includes, but not limited to)」等と解釈されるべきである)。さらに、特定の数の要素が導入される場合に、これは、文脈によって示され得るように、少なくとも記載された数を意味すると解釈され得る(例えば、他の修飾語を持たない「2つの記載」のありのままの記載は2つ以上の記載の少なくとも2つの記載を意味する)。本開示において使用される場合に、2つ以上の代替用語を表す任意の離接語及び/又は離接句は、用語の一方、用語のいずれか、又は両方の用語を含む可能性を企図するように理解されるべきである。例えば、語句「A又はB」は、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むと理解されることになる。
本開示を説明する文脈において(特に以下の実施形態の文脈において)使用される用語「単数形("a", "an", "the")」及び同様の指示対象は、本明細書において特段の指示がない限り、又は文脈により明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を対象に含めると解釈されるべきである。本明細書において示されるありとあらゆる例、又は例示的な文言(例えば、「等(such as)」)の使用は、単に本開示をより良好に明らかにすることが意図されており、任意の実施形態の範囲に対する制限をもたらすものではない。本明細書における文言は、本開示の実施に不可欠な具体化されていないあらゆる要素を示すものとして解釈されるべきではない。
本明細書に開示される代替的な要素又は実施形態の群分けは、限定として解釈されるべきではない。各群の成員は、個別に又は群の他の成員若しくは本明細書に見られる他の要素と任意に組み合わせて参照され、具体化され得る。利便性及び/又は特許性の理由から、群の1つ以上の成員を群に含めることも、又は群から削除することもできると予想される。そのような包含又は削除が行われる場合、本明細書は、変更された群を含むため、付属の実施形態において使用される全てのマーカッシュ群の記述を満たすと考えられる。
本開示を実施するために本発明者らに知られるベストモードを含めて、或る特定の実施形態が本明細書に記載されている。当然ながら、これらの記載された実施形態の変形形態は、上述の説明を読めば、当業者に明らかになるであろう。本発明者は、当業者が必要に応じてそのような変形形態を使用することを予想し、本発明者らは、本明細書において具体的に記載される以外の方法で本開示が実施されることを意図している。したがって、実施形態には、適用法によって認められるように、実施形態において記載される主題のあらゆる変更形態及び均等物が含まれる。さらに、本明細書において特段の指示がない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、その全ての可能な変形形態における上記の要素のあらゆる組合せが企図される。最後に、本明細書において開示される実施形態は、実施形態の原理の例示であることが理解されるべきである。使用され得る他の変更形態は、実施形態の範囲内である。したがって、限定されるものではないが、例として、本明細書の教示に従って代替的な実施形態を利用することができる。したがって、実施形態は、厳密に示され、記載されている実施形態に限定されない。

Claims (20)

  1. 式:
    A-(L-D)1~3
    によって表され、式中、
    各Dは、ドナー発色団であり、ここで、前記ドナー発色団は、青色光範囲の第1の波長を有する光を吸収し、それに応答して励起エネルギーを放出し、ここで、前記ドナー発色団は、
    Figure 2023510880000067
    (式中、R、R10、及びR11は、独立して、H又はCFである)であり、
    Aは、ホウ素-ジピロメテン(BODIPY)誘導体を含むアクセプター発色団であり、ここで、前記アクセプター発色団は、前記ドナー発色団によって放出される励起エネルギーを吸収し、その後、前記アクセプター発色団は、前記第1の波長よりも長い第2の波長の光を放出し、
    各Lは、リンカーであり、かつ、
    80%を超える放出量子収率を有する、フォトルミネッセンス錯体。
  2. Aは、
    Figure 2023510880000068
    (式中、
    各R’は、独立して、H、-CH、F、又はCFであり、
    R’’は、-H、又はL-Dに接続する結合であり、
    及びRは、独立して、H又は-CHであり、
    及びRは、独立して、H、F、Br、-CF、任意に1個若しくは2個の-CH、-F、-CFで置換されたフェニル、又はL-Dに接続する結合であり、
    Xは、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-C(R-、-CHC(R)-、-C(=O)-、-O-、-S-、-C(Ar)-、-C(CHAr)-、スピロシクロアルカン基、又は芳香族スピロ多環式基であり、ここで、Rは、C~Cアルキルであり、かつArは、アリール基又はヘテロアリール基であり、
    ここで、R’’、R、又はRの少なくとも1つは、L-Dに接続する結合である)であり、かつ、
    Lは、任意に置換されたC~Cエステル又はC~Cケトエステルである、請求項1に記載のフォトルミネッセンス錯体。
  3. Xは、スピロ-シクロペンタンである、請求項1又は2に記載のフォトルミネッセンス錯体。
  4. Lは、
    Figure 2023510880000069
    である、請求項1、2、又は3に記載のフォトルミネッセンス錯体。
  5. Lは、
    Figure 2023510880000070
    である、請求項1、2、又は3に記載のフォトルミネッセンス錯体。
  6. 前記フォトルミネッセンス錯体は、下記いずれかである、
    Figure 2023510880000071

    Figure 2023510880000072
    Figure 2023510880000073
    Figure 2023510880000074

    請求項1、2、3、4、又は5に記載のフォトルミネッセンス錯体。
  7. 透明基材層と、
    樹脂マトリックスを含む色変換層と、
    前記樹脂マトリックス内に分散された請求項1、2、3、4、5、又は6に記載のフォトルミネッセンス錯体と、
    を含む色変換フィルム。
  8. 一重項酸素消光剤を更に含む、請求項7に記載の色変換フィルム。
  9. 遊離基捕捉剤を更に含む、請求項7に記載の色変換フィルム。
  10. 前記フィルムは、約1μmから約200μmの間の厚さを有する、請求項7に記載の色変換フィルム。
  11. 前記フィルムは、400nm~480nmの波長を有する青色光を吸収し、かつ575nm~650nmの波長を有する赤色光を放出する、請求項7に記載の色変換フィルム。
  12. 前記フィルムは、600nm~650nmの波長を有する赤色光を放出する、請求項11に記載の色変換フィルム。
  13. 前記フィルムは、465nmのピーク波長の青色光に165時間曝露された後に、少なくとも80%の光安定性を有する、請求項7、8、9、10、11、又は12に記載の色変換フィルム。
  14. 前記フィルムは、465nmのピーク波長の青色光に330時間曝露された後に、少なくとも75%の光安定性を有する、請求項7、8、9、10、11、12、又は13に記載の色変換フィルム。
  15. 請求項7、8、9、10、11、12、13、又は14に記載の色変換フィルムを作製する方法であって、
    混合物を透明基材の表面上に塗布すること、
    を含み、ここで、
    前記混合物は、溶剤内に溶解された樹脂マトリックス及び請求項1、2、3、4、5、又は6に記載のフォトルミネッセンス錯体を含む、方法。
  16. 前記フォトルミネッセンス錯体は、400nm~480nmの範囲の波長で吸収を示し、かつ575nm~650nmの範囲の波長を有する放出を示す、請求項15に記載の方法。
  17. 前記混合物は、前記溶剤内に溶解された遊離基捕捉剤を更に含む、請求項15に記載の方法。
  18. 前記混合物は、前記溶剤内に溶解された一重項酸素消光剤を更に含む、請求項15に記載の方法。
  19. 請求項7、8、9、10、11、12、13、又は14に記載の色変換フィルムを備えるバックライトユニット。
  20. 請求項19に記載のバックライトユニットを備えるディスプレイデバイス。
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