JP2903985B2 - 2,5−反応性置換基含有シロールの製造方法及び2,5−反応性置換基含有シロール - Google Patents
2,5−反応性置換基含有シロールの製造方法及び2,5−反応性置換基含有シロールInfo
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領域に光吸収帯を有する新しいπ電子共役系有機化合物
である2,5−反応性置換基含有シロールの製造方法及
びこの方法を用いる2,5−反応性置換基含有シロール
に関する。
π電子共役系有機ポリマーの例としてはポリアセチレン
やポリチオフェン、ポリピロールなど安定性のかなり高
いポリマーが報告されており、有機導電性物質などへの
展開が検討されている。近年ではホモポリマー以外にも
チオフェンとピロールとの組み合わせによるなど、共重
合体も各種合成され、電子の分子内供与・受容構造の寄
与などによりその特異な光吸収スペクトルから新たな機
能性材料に成り得るとして注目されている。
電子受容体としても働きうる構造からポリマー化への展
開が研究されており、本発明者らも先にシロール骨格と
チエニレン骨格の共重合体について出願しているように
(特願平5−82620号)、極めて特異な光吸収特性
を示し光学機能材料への応用が期待できるポリマーが合
成できる。この場合、2,5−位で結合したポリシロー
ルは理論的な計算によれば非線形光学特性に優れたポリ
マーとなる可能性をBartonらは示し、またFra
pperらはバンドギャップが極めて小さく導電性材料
として可能性の高いことを報告している。しかしなが
ら、シロール化合物の2,5−位に反応性に富む基を導
入することは従来知られていた方法では困難であり、こ
れまで2,5−反応性置換基含有シロールの合成方法に
関しては十分な研究は行われていなかった。わずかに、
Wrackmeyerらにより(Chem,Com
m.,86,397)ビス(2−スタニルエチニル)シ
ランとボランの反応により3位にホウ素置換基をもつシ
ロールの合成が報告されているにすぎない。
換基含有シロールの製造方法及びこれに用いる2,5−
反応性置換基含有シロールを提供することにある。
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記一般
式(3)で示されるシラン化合物にアルカリ金属又はア
ルカリ金属錯体(M)を反応させることにより得られる
下記一般式(2)の中間体に対し、R5X,R6Xを反
応させることによって、下記一般式(1)で示され、
2,5−位が一価炭化水素基で置換された硫黄、セレ
ン、ケイ素、ゲルマニウムもしくは錫から選ばれる基又
はハロゲン原子である2,5−反応性置換基含有シロー
ルが得られることを見い出すと共に、この2,5−反応
性置換基含有シロールが、導電性有機材料、非線形光学
材料、光応答性材料等の光機能材料或いはかかる光機能
性材料を得るための他のπ共役系ポリマーもしくはその
モノマーとの共重合体用原料として有用であることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。
のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7
〜12のアラルキル基から選ばれる一価炭化水素基又は
水素原子を示し、R5及びR6は、R7R8R9Si、
R7R8R9Ge、R7R8R9Sn、R7Se又はハ
ロゲン原子であり、R5とR6は、互いに同一であって
も、異なっていてもよい。R7、R8、R9は炭素数1
〜6のアルキル基又はフェニル基を示す。また、Mはア
ルカリ金属又はアルカリ金属錯体を示し、Xはハロゲン
原子を示す。なお、R5XとR6Xとは互いに同一であ
っても異なっていてもよい。)
R5XとR6Xを反応させる式(1)のシロールの製造
方法、及び式(3)のシラン化合物にアルカリ金属又は
アルカリ金属錯体を反応させ、得られた反応混合物にR
5X,R6Xを反応させる式(1)のシロールの製造方
法を提供する。また、本発明は、式(2)の2,5−反
応性置換基含有シロールを提供する。
と、本発明で合成する2,5−反応性置換基含有シロー
ルは、下記一般式(1)で示されるものである。
のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7
〜12のアラルキル基から選ばれる一価炭化水素基又は
水素原子を示し、R5及びR6は、R7R8R9Si、
R7R8R9Ge、R7R8R9Sn、R7Se又はハ
ロゲン原子であり、R5とR6は、互いに同一であって
も、異なっていてもよい。R7、R8、R9は炭素数1
〜6のアルキル基又はフェニル基を示す。)
数が1〜10のアルキル基、炭素数が6〜10のアリー
ル基、炭素数が7〜12のアラルキル基であり、具体的
にはメチル、エチル、プロピル等のアルキル基、フェニ
ル、トリル、キシリル等のアリール基、ベンジル、フェ
ネチルなどのアラルキル基を挙げることができる。この
場合、R3,R4は特に炭素数6〜10のアリール基で
あることが好ましい。
具体的には、トリメチルシリル基、トリブチルシリル
基、フェニルジメチルシリル基などのR7R8R9Si
で示される置換シリル基、トリエチルゲルミル基などの
R7R8R9Geで示される置換ゲルミル基、トリメチ
ルスタニル基、トリブチルスタニル基、フェニルジメチ
ルスタニル基などのR7R8R9Snで示される置換ス
タニル基、エチルセレネニル基、ブチルセレネニル基、
フェニルセレネニル基などのR7Seで示される置換セ
レネニル基、或いは塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン
原子が挙げられる。なお、R7,R8,R9は同種又は
異種の炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基であ
る。
シロールを得る場合は、まず下記一般式(3)のビスエ
チニルシランとアルカリ金属又はアルカリ金属錯体を反
応させ、得られた反応混合物にR5X,R6Xのハロゲン
化物を反応させる方法が採用される。
錯体としては、Li,Na,K、或いはこれら金属にナ
フタレンなどのような縮合芳香族化合物や4,4′−ビ
ス(tert−ブチル)ビフェニルのような置換縮合芳
香族化合物、1−ジメチルアミノナフタレン、液体アン
モニアなどのようなアミン類を添加して得られる錯体が
挙げられるが、中でもリチウムナフタリドが好ましく用
いられる。
アルカリ金属錯体の反応は、前者1モルに対し、後者2
〜10モル、より好ましくは2.5〜4モル程度とする
ことが好ましく、アルカリ金属又はアルカリ金属錯体を
過剰に用いることで副反応が抑制される。また、反応温
度は−76℃〜室温、より好ましくは−40〜0℃であ
り、反応時間は通常0.5〜8時間である。
ましいが、この溶媒としては式(3)のシランを溶解し
得るものであればいずれのものでもよく、例えばTH
F,DMEなどの非プロトン性の極性溶媒が好適に用い
られる。溶媒の使用量は、通常使用したシランの容量の
2倍〜100倍程度使用する。
記のようにして得られる、式(3)のシランとアルカリ
金属又はアルカリ金属錯体との反応混合物にR5X,R
6X(R5,R6は上記と同様の意味を示し、Xはハロ
ゲン原子である。)で示されるハロゲン化物を反応させ
ることにより合成することができるが、ここで使用され
るR5X,R6Xのハロゲン化物としては、XがCl又
はBrである塩化物又は臭化物が反応性、取扱いの容易
さから好ましい。この場合、式(1)において、R5,
R6がハロゲン原子である化合物を得るに際しては、R
5X,R6Xとしてハロゲン単体を用いても、ピリジニ
ウムハイドロブロマイドパーブロマイド、ピリジニウム
ハイドロクロライドパークロライドなどのアミンハロゲ
ン化水素塩とハロゲンの錯体を用いてもよい。なお、R
5X,R6Xは互に同一でも異なっていてもよい。即
ち、式(1)において、R5とR6が同一である化合物
を得る場合はR5X,R6Xとして互に同一の化合物、
即ち1種のハロゲン化物を使用する。
(3)のシラン1モルに対して2〜10モル、より好ま
しくは2〜4モルであることが望ましい。また、その反
応温度は−78℃〜室温であるがことが好ましく、反応
時間は通常1時間〜8時間である。
金属又はアルカリ金属誘導体との反応混合物は、そのま
まR5X,R6Xとの反応に供されるが、この反応混合物
中には下記式(2)で示される中間体の2,5−反応性
置換基含有シロールが含有され、これがR5X,R6Xと
反応して下記のように式(1)の目的物質が合成される
ものである。なお、この式(2)の中間体とR5X,R6
Xとの反応はほぼ化学量論的に進行する。
が一価炭化水素基置換S,Se,Si,Ge,Sn原子
又はハロゲン原子で置換され、反応性に富むものであ
り、例えばR5,R6が臭素であるシロールと(フェニ
ルエチニル)トリメチル錫をパラジウム触媒下にカップ
リング反応させることにより、2,5位がフェニルエチ
ニル基で置換されたシロールを得ることができ、また
(2−チエニル)トリブチル錫をパラジウム触媒下にカ
ップリング反応させることにより、2,5位がチエニル
基で置換されたシロールを製造することができる。この
ように、特に機能性材料として知られる他のπ共役系ポ
リマー或いはその原料と共重合体を形成することがで
き、本発明のシロールは特異なπ電子系を示すため、光
電子機能材料を合成する原料として有用である。特に、
加工性に優れた導電性有機材料、非線形光学材料、光応
答性材料等の光機能材料を合成する原料として好適であ
る。
材料及びこれを合成するための原料として有用であり、
本発明の製造方法は、かかる式(1)のシロールを確実
に好収率で製造し得る。また、式(2)のシロールは、
この式(1)のシロールの合成中間体として有用であ
る。
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
中にて室温、アルゴン気流下、ナフタレン256mg
(2mmol)とリチウム14mg(2mmol)とを
3時間撹拌することにより、リチウムナフタニド270
mgを調製した。得られたリチウムナフタニドのTHF
溶液にジメチルジ(フェニルエチニル)シラン130m
g(0.5mmol)を室温下に滴下し、15分間混合
して、2,5−ジリチオ−1,1−ジメチル−3,4−
ジフェニルシロールとリチウムナフタレニドとの混合物
のTHF溶液(I)4.8gを得た。
−ジリチオ−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシ
ロールとして0.5mmolに相当する)にトリメチル
シリルクロライド217mg(2mmol)を添加し、
室温下で1時間撹拌し、その後減圧下に濃縮した。反応
混合物を液体クロマトグラフで精製し、下記性状及び分
析値を有する2,5−ビス(トリメチルシリル)−1,
1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール175mg
を得た(収率86%)。 性状:白色結晶、融点100℃ 元素分析値:C24H34Si3 理論値 C 70.86%、H 8.42% 実測値 C 70.93%、H 8.61%1 HNMR: δ −0.16(s,18H) 0.40(s,6H) 6.8〜6.87(m,4H) 6.98〜7.07(m,6H)13 CNMR: δ −2.86 0.66 125.90 128.69 142.84 144.73 168.63
ジ(フェニルエチニル)シランの代りにジイソプロピル
ジ(フェニルエチニル)シラン159mgを用いる以外
は同様にして、2,5−ジリチオ−1,1−ジイソプロ
ピル−3,4−ジフェニルシロールとリチウムナフタレ
ニドとの混合物(II)4.86gを得た。
1と同様に操作して、下記性状及び分析値を有する2,
5−ビス(トリメチルシリル)−1,1−ジイソプロピ
ル−3,4−ジフェニルシロールを73%の収率で得
た。 性状:白色結晶、融点107℃ 元素分析値:C28H42Si3 理論値 C 72.65%、H 9.14% 実測値 C 72.68%、H 9.28%1 HNMR: δ −0.16(s,18H) 1.16(d,J=7.4Hz,12H) 1.46(sep,J=7.4Hz) 6.75〜6.84(m,4H) 6.96〜7.06(m,6H)13 CNMR: δ 1.11 11.80 18.34 126.03 126.85 129.10 140.75 143.37 171.86
ジ(フェニルエチニル)シランの代りにジヘキシルジ
(フェニルエチニル)シラン200mgを用いる以外は
同様にして、2,5−ジリチオ−1,1−ジヘキシル−
3,4−ジフェニルシロールとリチウムナフタレニドと
の混合物(III)4.90gを得た。
1と同様に操作して、下記性状及び分析値を有する2,
5−ビス(トリメチルシリル)−1,1−ジヘキシル−
3,4−ジフェニルシロールを86%の収率で得た。 性状:白色結晶、融点81℃ 元素分析値:C34H54Si3 理論値 C 74.65%、H 9.95% 実測値 C 74.60%、H 9.88%1 HNMR: δ −0.16(s,18H) 0.86〜1.02(m,10H) 1.24〜1.44(m,16H) 6.78〜6.85(m,4H) 6.97〜7.07(m,6H)13 CNMR: δ 0.66 13.64 14.18 22.70 23.91 31.68 33.18 125.93 126.85 128.80 142.77 143.08 170.55
ルシリルクロライドの代りにトリブチルスタニルクロリ
ド0.54ml(2mmol)を用い、これを混合物
(III)と反応させた以外は実施例3と同様にして、下記
性状及び分析値を有する2,5−ビス(トリブチルスタ
ニル)−1,1−ジヘキシル−3,4−ジフェニルシロ
ールを49%の収率で得た。 性状:無色粘稠オイル 元素分析値:C52H90SiSn2 理論値 C 63.68%、H 9.25% 実測値 C 63.48%、H 9.40%1 HNMR: δ 0.51〜0.66(m,12H) 0.76〜0.94(m,28H) 1.10〜1.46(m,40H) 6.84〜6.91(m,4H) 6.98〜7.06(m,6H)13 CNMR: δ 10.49 13.23 13.60 14.16 22.68 24.25 27.48 29.25 31.78 33.41 125.95 127.06 128.43 145.14 147.91 169.80
ルシリルクロライドの代りにフェニルセレニルクロリド
401mg(2.1mmol)を用い、これを混合物
(I)と反応させた以外は実施例1と同様にして、下記
性状及び分析値を有する1,1−ジメチル−3,4−ジ
フェニル−2,5−ジ(フェニルセレニル)シロールを
74%の収率で得た。 性状:黄色結晶、融点121℃ 元素分析値:C30H26SiSe2 理論値 C 62.94%、H 4.58% 実測値 C 63.15%、H 4.67%1 HNMR: δ −0.33(s,6H) 6.99〜7.06(m,4H) 7.12〜7.28(m,12H) 7.58〜7.66(m,4H)13 CNMR: δ −2.87 126.94 127.60 128.13 128.71 129.02 135.22 136.19 139.16 153.65 UV−Vis: 247nm(Logε=4.26) 296nm(Logε=3.96) 386nm(Logε=3.92)
ルシリルクロライドの代りにトリフェニルシリルクロラ
イド(295mg,1mmol)のTHF溶液を用い、
これを混合物(I)に添加20分後、ピリジニウムハイ
ドロブロマイドパーブロマイド(320mg,1mmo
l)のTHF溶液を添加する以外は実施例1と同様にし
て、下記性状及び分析値を有する2,5−ジブロム−
1,1−ジイソプロピル−3,4−ジフェニルシロール
を44%の収率で得た。 性状:白色結晶、融点126℃ 元素分析値:C22H24SiBr2 理論値 C 55.48%、H 5.08% 実測値 C 55.52%、H 5.02%1 HNMR: δ 1.25(d,J=7.0Hz,12H) 1.47(sep,J=7.0Hz,2H) 6.88〜6.98(m,4H) 7.10〜7.20(m,6H)13 CNMR: δ 9.82 17.17 119.79 127.32 127.53 128.95 137.30 157.89
(I)の代りに実施例3の混合物(III)を用い、かつピ
リジウムハイドロブロマイドパーブロマイドのTHF溶
液の代りに臭素を用いる以外は同様にして、下記性状及
び分析値を有する2,5−ジブロム−1,1−ジヘキシ
ル−3,4−ジフェニルシロールを30%の収率で得
た。 性状:白色結晶、融点64℃ 元素分析値:C28H36SiBr2 理論値 C 60.00%、H 6.47% 実測値 C 60.08%、H 6.53%1 HNMR: δ 0.85〜1.10(m,10H) 1.2〜1.7(m,16H) 6.9〜7.0(m,4H) 7.1〜7.2(m,6H)13 CNMR: δ 9.73 14.14 22.58 22.88 31.43 32.69 121.86 127.35 127.52 128.96 137.21 156.84
ル)シランの代りにジフェニルジ(フェニルエチニル)
シラン192mgを用いる以外は実施例1の混合物
(I)の調製法と同様にして、2,5−ジリチオ−1,
1−ジフェニル−3,4−ジフェニルシロールとリチウ
ムナフタレニドとの混合物(IV)4.89gを得た。
Claims (4)
- 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、R1乃至R4は同種又は異種の炭素数1〜10
のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7
〜12のアラルキル基から選ばれる一価炭化水素基又は
水素原子を示し、R5及びR6は、R7R8R9Si、
R7R8R9Ge、R7R8R9Sn、R7Se又はハ
ロゲン原子であり、R5とR6は、互いに同一であって
も、異なっていてもよい。R7、R8、R9は炭素数1
〜6のアルキル基又はフェニル基を示す。)で示される
2,5−反応性置換基含有シロールを製造する方法であ
って、下記一般式(2) 【化2】 (式中、R1乃至R4は上記と同様の意味を示し、Mは
アルカリ金属又はアルカリ金属錯体である。)で示され
る2,5−反応性置換基含有シロールにR5X,R6X
(但し、R5及びR6は、上記と同様の意味を示す。)
で示されるハロゲン化物を反応させることを特徴とする
上記式(1)の2,5−反応性置換基含有シロールの製
造方法。 - 【請求項2】 式(2)の2,5−反応性置換基含有シ
ロールが、下記一般式(3) 【化3】 (式中、R1乃至R4は上記と同様の意味を示す。)で
示されるシラン化合物にアルカリ金属又はアルカリ金属
錯体を反応させることにより得られたものである請求項
1記載の2,5−反応性置換基含有シロールの製造方
法。 - 【請求項3】 下記一般式(3) 【化4】 (式中、R1乃至R4は上記と同様の意味を示す。)で
示されるシラン化合物にアルカリ金属又はアルカリ金属
錯体を反応させて得られた反応混合物にR5X,R6X
(但し、R5及びR6は、上記と同様の意味を示す。)
で示されるハロゲン化物を反応させることを特徴とする
請求項1記載の式(1)の2,5−反応性置換基含有シ
ロールの製造方法。 - 【請求項4】 下記一般式(2) 【化9】 (式中、R1乃至R4は同種又は異種の炭素数1〜10
のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7
〜12のアラルキル基から選ばれる一価炭化水素基又は
水素原子を示し、Mはアルカリ金属又はアルカリ金属錯
体である。)で示される2,5−反応性置換基含有シロ
ール。
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JPH07179477A (ja) | 1995-07-18 |
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