JP3596915B2 - 新規なピロロ[3,4−c]ピロール - Google Patents
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Description
本発明はカルバメート基を含有する新規なピロロ[3,4−c]ピロール、その製造方法ならびに蛍光顔料としてのあるいはまた容易に対応するジケトピロロピロール顔料に変換できる顔料前駆体としてのその使用に関する。
N−置換ピロロ[3,4−C]−ピロールが米国特許第4585878及び第4791204号明細書に開示されている。すべての置換基の一般的定義の記載から、N−置換基が、特に、アルコキシカルボニル基でありうることが推定できる。米国特許第4791204号明細書にはこのアルコキシカルボニル基はメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、n−プロポキシカルボニル、n−ブトキシカルボニル及びn−ヘキシルオキシカルボニルを包含すると記載されている。カルバメート基を含む特定のピロロ[3,4−c]ピロールは開示されていない。米国特許第4585878号明細書はその明細書に開示されているN−置換ピロロ[3,4−C]−ピロールがポリマーに溶解された形で高い蛍光を示すことを教示している。
本発明は新規なカルバメート基含有ピロロ[3,4−c]ピロールを提供するものであり、この化合物は驚くべきことに特に紫外域で非常に高い固相蛍光を示し、そして吸収スペクトルの移動を同時に伴いつつ容易に対応するジケトピロロピロール顔料に変換される。したがってこのこの新規化合物は予期されなかったいくつかの用途に道を開くものである。
【0002】
すなわち、本発明は下記式のピロロ[3,4−c]ピロールに関する。
【化26】
【0003】
式中、
AとBは互いに独立的に式
【化27】
【0004】
[上記式中、
R1とR2は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1 −C18アルキル、C1 −C18アルコキシ、C1 −C18アルキルメルカプト、C1 −C18アルキルアミノ、−CN、−NO2 、フェニル、トリフルオロメチル、C5 −C6 シクロアルキル、−C=N−(C1−C18アルキル)、式
【化28】
の基、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、ピペラジニル、ピロリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、モルホリニル、ピペリジニル又はピロリジニル、
Gは −CH2−、 −CH(CH3)− 、 −C(CH3)2−、 −CH=N−、 −N=N− 、− O− 、− S− 、− SO− 、 −SO2−又は −NR7− 、
R3とR4は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1 −C6 アルキル、C1 −C18アルコキシ又は −CN、
R5とR6は互いに独立的に水素、ハロゲン又はC1 −C6 アルキル、そして
R7は水素又はC1 −C6 アルキルである]の基、
DとEは互いに独立的に式
【化29】
【0005】
[上記式II、 III、 IVにおいて、
m、n、pは互いに独立的に0又は1の数、
XはC1 −C14アルキレン又はC2 −C8 アルケニレン、
Yは −V−(CH2)q−の基、
Zは −V−(CH2)r−の基、
VはC3 −C6 シクロアルキレン、
qは1乃至6の整数、
rは0乃至6の整数、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1 −C6 アルキル、C1 −C4 アルコキシ、ハロゲン、CN、NO2 、未置換のフェニル又はフェノキシ、又はC1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニル又はフェノキシ、
Qは水素、CN、Si(R8)3、基C(R12)(R13)(R14) (ここで、R12 、R13 、R14 はハロゲンである)、式
【化30】
(式中、R8とR9は前記の意味を有する)の基、
基SO2R15又はSR15 (ここで、R15 はC1 −C4 アルキルである)、
基CH(R16)2(ここで、R16 は未置換フェニル又はC1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニルである)、又は式
【化31】
の基、
R10 とR11 は互いに独立的に水素、C1 −C18アルキル又は式
【化32】
(式中、X、Y、R8、R9、m、nは前記において定義した意味を有する)の基であるか、又は、
R10 とR11 はそれらが結合している窒素と一緒でピロリジニル、ピペリジニル又はモルホリニル基を形成する)である]の基、そしてDはさらに水素であることもできる、
ただし、D及び/又はEが式III の基、Qが水素そしてnが0の場合には、mは1そしてXは酸素原子に結合した炭素原子のところで枝分かれしたC2−C14アルキレン又はC2−C8 アルケニレン基でなければならない。
【0006】
Xが意味するC1 −C14アルキレンは直鎖状又は分枝状アルキレンであり、例示すれば、メチレン、ジメチレン、トリメチレン、1−メチルメチレン、1,1−ジメチルメチレン、1,1−ジメチルジメチレン、1,1−ジメチルトリメチレン、1−エチルジメチレン、1−エチル−1−メチルジメチレン、テトラメチレン、1,1−ジメチルテトラメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、ヘキサメチレン、デカメチレン、1,1−ジメチルデカメチレン、1,1−ジエチルデカメチレン又はテトラデカメチレンなどである。
Xが意味するC2 −C8 アルケニレンは直鎖状又は分枝状アルケニレンであり、例示すれば、ビニレン、アリレン、メタリレン、1−メチル−2−ブテニレン、1,1−ジメチル−3−ブテニレン、2−ブテニレン、2−ヘキセニレン、3−ヘキセニレン又は2−オクテニレンなどである。
ハロゲン置換基の例はヨウ素、フッ素、臭素、塩素であり、臭素と塩素が好ましく、塩素が最も好ましい。
【0007】
C1 −C6 アルキルの例はメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−アミル、tert−アミル、ヘキシルなどであり、そしてC1 −C18アルキルの例にはさらにヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシルなどが含まれる。
C1 −C4 アルコキシの例はメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシなどであるり、そしてC1 −C18アルコキシの例にはさらに加えてヘキソキシ、デシルオキシ、ドデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ又はオクタデシルオキシが包含される。
【0008】
C1 −C18アルキルメルカプトの例はメチルメルカプト、エチルメルカプト、プロピルメルカプト、ブチルメルカプト、オクチルメルカプト、デシルメルカプト、ヘキサデシルメルカプト又はオクタデシルメルカプトなどである。
C1 −C18アルキルアミノの例はメチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノ、ヘキシルアミノ、デシルアミノ、ヘキサデシルアミノ又はオクタデシルアミノなどである。
C5 −C6 シクロアルキルの例はシクロペンチル及び好ましくはシクロヘキシルである。
C3 −C6 シクロアルキレンの例はシクロプロピレン、シクロペンチレン及び好ましくはシクロヘキシレンである。
【0009】
特に興味ある本発明による式Iのピロロ[3,4−c]ピロールは、下記により定義されるピロロ[3,4−c]ピロールである:
AとBが互いに独立的に式
【化33】
(式中、
R1とR2は互いに独立的に水素、塩素、臭素、C1 −C4 アルキル、C1 −C6 アルコキシ、C1 −C6 アルキルアミノ、CN又はフェニル、
Gは −O− 、 −NR7− 、 −N=N− 又は −SO2−、R7は水素、メチルまたエチル、
R3とR4は水素である)の基である。
【0010】
AとBが同種であるのが好ましく、そしてより特定的にAとBは好ましくは式
【化34】
(式中、R1とR2は互いに独立的に水素、メチル、tert−ブチル、塩素、臭素、CN又はフェニルである)の基である。好ましくは、R1は水素である。
【0011】
好ましい式Iのピロロ[3,4−c]ピロールはDが水素又はEであり、そしてEが式
【化35】
又は前記式(IV)の基であるものである。
【0012】
これら式(V)、(VI)及び(IV)において、
mは0又は1、
XはC1 −C4 アルキレン又はC2 −C5 アルケニレン、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1 −C4 アルキル、メトキシ、塩素又は −NO2 − 、
Qは水素、CCl3、式
【化36】
の基、SO2 CH3 又はSCH3 、
R10 とR11 は互いに独立的に水素、C1 −C4 アルキル又は式
【化37】
の基であるか、又は、
R10 とR11 は両者一緒でピペリジニル基を形成する。
【0013】
ただし、D及び/又はEが式IXの基でそしてQが水素である場合には、Xは式
【化38】
の基である。特に、DとEが同種である場合には、それは特に式
【化39】
の基である。
【0014】
したがって、好ましい基DとEを好ましい基AとBと組み合わせることもできる。
米国特許第4585878号明細書には、N置換ピロロピロール類の製造に関連して、それらは脱離基として対応するN−置換分を有する化合物とN置換ピロロ−3,4−c−ピロールを有機溶剤中で反応することにより製造できる旨の記載がある。N−カルボニル基含有化合物を記載した唯一の実施例(実施例9:N−ベンゾイル)では、1,4−ジケト−3,6−ジフェニル−ピロロ[3,4−c]ピロールを塩化ベンゾイルと反応している。同様方法で対応する酸塩化物誘導体と反応することによって所望のカルバメートを製造した実験では、残念ながら、所望のカルバメートが極めて低い収率でのみでしか得られないことが判明した。
誠に驚くべきことながら、今回本発明によって、適当なトリハロアセテート、アジド、カーボネート、アルキリデン−イミノオキシホーメート又は、特に、適当なジカーボネートを使用した場合には、所望のカルバメートが非常に好収率で得られることが見いだされた。触媒としての塩基の存在で、脂肪族酸塩化物誘導体、都合良くはクロロギ酸ブチルと反応した場合でも、向上の程度は少ないかもしれないが、やはり収率向上が達成されている。
【0015】
したがって、本発明はさらに下記式のピロロ[3,4−c]ピロールの製造方法にも関する。
【化40】
式中、AとBは互いに独立的に式
【化41】
[上記式中、
R1とR2は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1 −C18アルキル、C1 −C18アルコキシ、C1 −C18アルキルメルカプト、C1 −C18アルキルアミノ、−CN、−NO2 、フェニル、トリフルオロメチル、C5 −C6 シクロアルキル、−C=N−(C1 −C18アルキル)、式
【化42】
の基、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、ピペラジニル、ピロリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾリル、モルホリニル、ピペリジニル又はピロリジニル、
Gは −CH2−、 −CH(CH3)− 、 −C(CH3)2−、 −CH=N−、 −N=N− 、− O− 、− S− 、− SO− 、 −SO2−又は −NR7− 、
R3とR4は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1 −C6 アルキル、C1 −C18アルコキシ又は −CN、
R5とR6は互いに独立的に水素、ハロゲン又はC1 −C6 アルキル、そして
R7は水素又はC1 −C6 アルキルである]の基、
D’とE’は互いに独立的に式
【化43】
[上記式II、 III、 IVにおいて、
m、n、pは互いに独立的に0又は1の数、
XはC1 −C14アルキレン又はC2 −C8 アルケニレン、
Yは −V−(CH2)q−の基、
Zは −V−(CH2)r−の基、
VはC3 −C6 シクロアルキレン、
qは1乃至6の整数、
rは0乃至6の整数、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1 −C6 アルキル、C1 −C4 アルコキシ、ハロゲン、CN、NO2 、未置換のフェニル又はフェノキシ、又はC1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニル又はフェノキシ、
Qは水素、CN、Si(R8)3、基C(R12)(R13)(R14) (ここで、R12 、R13 、R14 はハロゲンである)、式
【化44】
(式中、R8とR9は前記の意味を有する)の基、
基SO2R15又はSR15 (ここで、R15 はC1 −C4 アルキルである)、
基CH(R16)2(ここで、R16 は未置換フェニル又はC1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニルである)、又は式
【化45】
の基、
R10 とR11 は互いに独立的に水素、C1 −C18アルキル又は式
【化46】
(式中、X、Y、R8、R9、m、nは前記において定義した意味を有する)の基であるか、又は、
R10 とR11 はそれらが結合している窒素と一緒でピロリジニル、ピペリジニル又はモルホリニル基を形成する)である]の基、そしてDはさらに水素であることもできる。
しかして、本発明の製造方法は、式
【化47】
(式中、AとBは前記の意味を有する)のピロロ[3,4−c]ピロールを、非プロトン有機溶剤中かつ触媒としての塩基の存在、便宜には0乃至400℃の温度、好ましくは20乃至200℃の温度で2乃至80時間、所望のモル比で、式
E’−O−E’ (IX)
のジカーボネート、又は式
(R17)3 C−E’ (X)
のトリハロアセテート、又は式IXのジカーボネートと式
D’−O−D’ (XI)
のジカーボネートとの1:1混合物、又は式Xのトリハロアセテートと式
(R17)3 C−D’ (XII)
のトリハロアセテートとの1:1混合物、又は式
E’N3 (XIII)
のアジド、これは式
D’N3 (XIV)
の化合物との1:1混合物としても使用しうる、又は式
E’−OR18 (XV)
のカーボネート、これは式
D’−OR18 (XVI)
の化合物との1:1混合物としても使用しうる、又は式
【化48】
のアルキリデン−イミノオキシホーメート、これは式
【化49】
の化合物との1:1混合物としても使用しうる、と反応させることを特徴とする方法である。
【0017】
上記各式において、
D’とE’はそれぞれ前記の意味を有する、
R17 は塩素、フッ素又は臭素、
R18 はC1 −C4 アルキル又は未置換フェニル、又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又は−CNによって置換されたフェニル、
R19 は−CN又は−COOR18 、
R20 は未置換フェニル、又はハロゲン、C1 −C4 アルキル、C1 −C4 アルコキシ又は−CNによって置換されたフェニルである。
式XVIIIのピロロ[3,4−c]ピロールを式IXのジカーボネート、又は式IXのジカーボネートと式XIのジカーボネートとの1:1混合物と反応するのが好ましい。
【0018】
式VIII のピロロ[3,4−c]ピロール、式IXとXIのジカーボネート、式XとXIIのトリハロアセテート、式XIII とXIVのアジド、XVとXVIのカーボネート、及び式XVII と式XVIIIのアルキリデン−イミノオキシホーメートは公知化合物である。もし新規化合物であった場合にも、それは標準的公知方法に準じた方法で製造することができる。
ピロロ[3,4−c]ピロールと式IX乃至XVIIIの各化合物とのモル比は導入されるべき基DとEに依存する。しかしながら、好ましくは、式IX乃至XVIIIの化合物を2乃至10倍過剰で使用する。
【0019】
適当な溶剤はエーテル類たとえばテトラヒドロフラン又はジオキサン、グリコールエーテル類たとえばエチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、さらには二極性非プロトン溶剤たとえばアセトニトリル、ベンゾニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ニトロベンゼン、N−メチルピロリドン、ハロゲン化脂肪族又は芳香族炭化水素類たとえばトリクロロエタン、ベンゼン又はアルキル−、アルコキシ−又はハロゲン−置換ベンゼンたとえばトルエン、キシレン、アニソール又はクロロベンゼン、あるいは芳香族N−複素環式化合物たとえばピリジン、ピコリン又はキノリンなどである。好ましい溶剤はテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドンである。上記に例示した溶剤は混合物の形で使用することもできる。反応体1重量部に対して溶剤5乃至20重量部を使用するのが適当である。
【0020】
触媒として適当な塩基の例はアルカリ金属それ自体、好ましくはリチウム、ナトリウム又はカリウム及びこれらの水酸化物又は炭酸塩、あるいはアルカリ金属アミドたとえばリチウムアミド、ナトリウムアミド又はカリウムアミドあるいはアルカリ金属水素化物たとえばリチウム、ナトリウム又はカリウムの水素化物、さらにはアルカリ土類金属又はアルカリ金属のアルコラート、特に1乃至10個の炭素原子を有する第一、第二又は第三アルコールから誘導されたアルコレート、たとえば、リチウム、ナトリウム又はカリウムのメチレート、エチレート、n−プロピレート、イソプロピレート、n−ブチレート、sec−ブチレート、tert−ブチレート、2−メチル−2−ブチレート、2−メチル−2−ペンチレート、3−メチル−3−ペンチレート、3−エチル−3−ペンチレート、さらには、有機脂肪族、芳香族又は複素環式N−塩基類たとえばジアザビシクロオクテン、ジアザビシクロウンデセン及び4−ジメチルアミノピリジン、トリアルキルアミン類たとえばトリメチルアミン又はトリエチルアミンなどである。これらの塩基の混合物も使用できる。
好ましいのは有機窒素塩基たとえばジアザビシクロオクテン、ジアザビシクロウンデセン、4−ジメチルアミノピリジンであり、4−ジメチルアミノピリジンが特に好ましい。
【0021】
反応は、好ましくは、10乃至100℃、最も好ましくは14乃至40℃の温度かつ大気圧下で実施される。
本新規ピロロピロールは高分子有機材料の内部着色ための顔料としてきわめて好適である。
式Iの新規化合物で着色されうる高分子有機材料の代表例をあげれば以下のものである。ビニル重合体たとえばポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリ−p−メチルスチレン、ポリ−p−ヒドロキシスチレン、ポリ−p−ヒドロキシフェニルスチレン、ポリメチルアクリレート及びポリアクリルアミドならびに対応するメタクリル化合物、ポリメチルマレエート、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルビニルエーテル、ポリブチルビニルエーテル;C1 −C6 アルデヒドから誘導されたノボラックたとえばホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド、及び場合によっては1又は2個のC1 −C9 アルキル基、1又は2個のハロゲン原子又は1個のフェニル環によって置換されていてもよい二核又は好ましくは単核のフェノール、たとえば、o−、m−又はp−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、o−、m−又はp−ノニルフェノール、p−クロロフェノール又はp−フェニルフェノール、あるいは1つ以上のフェノール基を含有する化合物から誘導されたもの、たとえば、レソルシノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン又は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン;マレイン酸イミド及び/又は無水マレイン酸から誘導された重合体たとえば無水マレイン酸とスチレンとの共重合体;ポリビニルピロリドン、バイオポリマーとその誘導体たとえばセルロース、スターチ、キチン、キトサン、ゼラチン、ゼイン、エチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース及び酪酸セルロース;天然樹脂と合成樹脂類たとえばゴム、カゼイン、シリコーン、シリコーン樹脂、ABS、尿素/ホルムアルデヒド及びメラミン/ホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド/イミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリカーボネート、ポリアリーレン、ポリアリーレンスルフィド、ポリエポキシド、ポリオレフィン、ポリアルカジエンなど。好ましい高分子有機材料の例はセルロースエーテルとエステル類たとえばエチルセルロース、ニトロセルロース、酢酸セルロース又は酪酸セルロース、天然又は合成樹脂たとえば重合樹脂や縮合樹脂、たとえば、アミノプラスト、特に尿素/ホルムアルデヒド樹脂及びメラミン/ホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、フェノールプラスチック、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ABS、ポリフェニレンオキシド、ゴム、カゼイン、シリコーン及びシリコーン樹脂などであり、これらは単体又は混合物の形で使用されうる。
【0022】
上記に例示した高分子有機材料は単独又は混合して、可塑性材料、溶融物、紡糸液、塗料系、コーティング材料又は印刷インクなどの形態でありうる。最終用途によっては、本新規顔料をトナーとして又は調合物の形で使用するのが有利である。
本新規ピロロピロールは特にポリエステル、ポリ塩化ビニル及び好ましくはポリオレフィンたとえばポリエチレンやポリプロピレン、ABSならびにペイント系、粉末コーティング組成物、印刷インク及びコーティング材料の内部着色のために好適である。
本新規ピロロピロールは被着色高分子有機材料を基準にして、0.01乃至30重量%の量で、好ましくは0.1乃至10重量%の量で使用される。
【0023】
本発明のピロロピロールを使用した高分子有機材料の着色は、たとえば、ピロロピロールをそのまま、又は、マスターバッチの形で、ロールミル、ミキサー又は摩砕器を使用して基質材料に配合することによって実施される。着色された材料はつぎにそれ自体公知の方法、たとえば、カレンダーがけ、型成形、押出し、コーティング、流し込み成形又は射出成形によって所望の最終形状に成形加工される。多くの場合、非剛性成形品を製造するため、あるいは、成形品の脆弱性を低減するために、成形前にその高分子有機材料にいわゆる可塑剤(柔軟化剤)を配合するのが望ましい。適当な可塑剤は、たとえば、リン酸エステル、フタル酸エステル、セバシン酸エステルである。このような可塑剤は本発明の顔料塩を配合する前又は後で重合体に配合することができる。さらに、各種の色を得るために、本発明による新規化合物のほかに、さらに充填剤又は他の色材成分たとえば白顔料、彩色顔料又は黒顔料を任意の量で高分子有機材料に添加することもできる。
【0024】
ペイント系、コーティング材料及び印刷インクの着色のためには、高分子有機材料と本発明によるピロロピロールとを、場合によっては充填剤、他の顔料、乾燥剤、可塑剤などの添加物を一緒に加えて、共通の有機溶剤又は溶剤混合物の中に微分散するかあるいは溶解する。この場合、まず各成分を個々に分散又は溶解するか、あるいはいくつかの成分を一緒に分散又は溶解し、しかるのちにすべての成分を一つに合同するようにしてもよい。
特に、ポリ塩化ビニル又はポリオレフィン類の着色のために使用された場合には、本発明のピロロピロールは優れた全体的顔料特性を示す。すなわち、マイグレーション、光、気候に対する優れた堅牢性を示す。さらに、予期されなかったような高い蛍光を示す。
【0025】
しかしながら、格別に重要な特徴は、本ピロロピロールがきわめて容易に−それがすでに基質内に配合された後でも−式VIII の対応するピロロピロール顔料に変換されうることである。この変換は非常に簡単な方法で実施することができる。すなわち、固相材料、有機又は水性媒質中に本新規ピロロピロールを含有する溶液又は分散物、ポリマー溶液又は溶融物を、熱処理(50乃至400℃、好ましくは100乃至200℃まで加熱するかレーザー照射する)するか、光分解処理(たとえば375nm以下の波長に露光)するか、又は化学的処理(有機又は無機塩基使用)することによって実施することができる。これらの変換方法を組み合わせることもできる。それによってペイント系、印刷インク特にインクジェット印刷のためのインク、及び繊維形態のものをも含めたプラッスチックの、純度、着色濃度、鮮明さ、透明性などの諸特性が非常に向上された着色が可能となる。さらにまた、分析の分野での興味ある用途も開発できる。
【0026】
したがって、式Iのピロロ[3,4−c]ピロールの熱、光又は化学分解によってその場で製造された式
【化50】
(式中、AとBは式Iについて定義した意味を有する)のピロロ[3,4−c]ピロールをその物質内に含有する高分子有機材料ならびに式Iのピロロ[3,4−c]ピロールを含有している感熱性、感光性又は化学反応性記録材料及びホトルミネセンス及びエレクトロルミネセンス材料もさらに本発明の対象である。
【0027】
さらに本発明によって、式Iの特定ピロロ[3,4−c]ピロールを無機酸又は無機酸を使用して50乃至180℃の温度で化学処理しそのあと≦約30℃まで冷却することによって、あるいは、180乃至350℃の温度範囲で熱処理することによって、対応する式VIII のピロロ[3,4−c]ピロールの新規結晶型が得られることが見いだされた。
したがって、本発明はさらに、
(a)式Iのピロロ[3,4−c]ピロールを有機酸又は無機酸を使用して5 0乃至150℃で化学処理しそのあと<30℃まで冷却するか、
(b)式Iのピロロ[3,4−c]ピロールを180乃至350℃の温度範囲で熱処理する、
工程を含む式VIII の新規結晶型ピロロ[3,4−c]ピロールの製造方法にも関する。
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。
【0028】
実施例1
テトラヒドロフラン500ml(モレキュラーシーブで乾燥)中の1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ−[3,4−c]−ピロール14.75g(0.0512モル)と4−ジメチルアミノピリジン3.23g(0.0264モル)との混合物にジ−tert−ブチルジカーボネート27.94g(0.128モル)を1時間かけて3回に分けて添加する。得られた赤色懸濁物を大気湿度を遮断して室温で2時間撹拌する。暗緑色溶液が得られる。溶剤を減圧蒸留する。黄色残留物を炭酸水素ナトリウムの5%水溶液で洗い、水ですすいで真空乾燥する。しかして、式
【化51】
のピロロ[3,4−c]ピロール24.5g(理論値の98%)を得る。
分析:
1H−NMR(CDCl3): 7.75(d.4H); 7.48−7.50(m,6H); 1.40(s, 18H) 。
【0029】
実施例2
N,N−ジメチルホルムアミド250ml(モレキュラーシーブで乾燥)中の1,4−ジケト−3,6−ビス(4−クロロフェニル)−ピロロ[3,4−c]ピロール4.29g(0.012モル)の懸濁物に4−ジメチルアミノピリジン0.85g(0.007モル)を添加し、続いてジ−tert−ブチルジカーボネート6.55g(0.030モル)を添加する。この反応混合物を大気湿度を遮断して室温で撹拌する。2時間後、さらに6.55gのジ−tert−ブチルジカーボネートを添加しそして72時間撹拌を続ける。このあと、反応混合物をよく撹拌しながら500mlの蒸留水に注入する。沈殿した黄褐色固体を濾過単離し、この残留物を冷蒸留水で洗いそして室温で真空乾燥する。しかして、式
【化52】
のピロロ[3,4−c]ピロール6.1g(理論値の91%)を得る。
分析:
1H−NMR(CDCl3): 7.69(d.4H); 7.46(d, 4H); 1.44(s, 18H) 。
【0030】
実施例3
N,N−ジメチルホルムアミド100ml(モレキュラーシーブで乾燥)中の1,4−ジケト−3,6−ビス(4−tert−ブチルフェニル)ピロロ[3,4−c]−ピロール8.44g(0.021モル)と4−ジメチルアミノピリジン1.49g(0.012モル)との混合物にジ−tert−ブチルジカーボネート24.29g(0.111モル)を添加する。得られた赤色懸濁物を大気湿度を遮断して室温で3時間撹拌する。色がオレンジ色に変わる。沈殿した固体を濾過単離し、その残留物を冷蒸留水でくりかえし洗い、室温で真空乾燥する。しかして、式
【化53】
の明黄色固体11.40g(理論値の90%)を得る。
分析:
1H−NMR(CDCl3): 7.69(d.4H); 7.48(d,4H); 1.43(s,18H); 1.34(s,18H) 。
【0031】
実施例4〜12
上記実施例とほぼ同様に操作を実施して、式
【化54】
(式中のAとBは次表の2欄と3欄に記載した意味を有する)のピロロ[3,4−c]ピロールから、対応する新規な式
【化55】
のピロロ[3,4−c]ピロールを得た。
次表において、4欄は溶剤、5欄は反応時間、6欄は収率そして7欄は 1HNMR(CDCl3)分析のデータを示す。
【0032】
【化56】
【化57】
【0033】
実施例13〜16
対応するジカーボネートを使用して、全体的に上記実施例に記載したよに操作を実施して次表に示した下記式の化合物を得た。
【化58】
【0034】
【化59】
【0035】
実施例17
ジ−tert−ブチルジカーボネートの代わりに当モル量のジエチルジカーボネートを使用して実施例1をくり返した。式
【化60】
のピロロ[3,4−c]ピロールを得た。
収率は理論値の67%。
分析:
1H−NMR(CDCl3):7.75(m,4H); 7.49(m,6H); 4.31(q, 4H), 1.22(t,6H)。
【0036】
実施例18
実施例1に記載した方法で製造されたN,N’−ビス(tert−ブトキシカルボニル)−1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロール14.93gを沸騰エタノール1.1リットルから再結晶した。沈殿した赤色結晶を塩化メチレン/酢酸エチル9:1からなる溶剤系のシリカゲルカラムクロマトグラフィーにかけた。式
【化61】
のジケトピロロ[3,4−c]ピロールを得た。
分析:
1H−NMR(CDCl3): 9.43(s, br, 1H); 8.30(m,2H);7.81(m, 2H); 7.51(m,6H); 1.4(s,9H)。
【0037】
実施例19〜25
上記実施例と同様にして、対応するジ置換ピロロ[3,4−c]ピロールから次表に示した式
【化62】
のモノ置換化合物を得た。
【0038】
【化63】
【化64】
【0039】
実施例26
テトラヒドロフラン17ml中の1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロール0.5g(0.00175モル)の懸濁物に、アルゴン雰囲気下で、固体水素化ナトリウム0.28g(0.007モル)を添加する。24時間撹拌後、n−ブチルクロロホーメート0.67ml(0.007モル)を添加し、この懸濁物を一晩撹拌する。この混合物を濾過しそして濾液を真空濃縮する。残留物を水/ジエチルエーテルで処理し、その有機相をMgSO4 で乾燥した後、真空濃縮する。残留物をn−ヘキサンで処理しそして沈殿した黄色粉末を濾過して集め、少量のn−ヘキサンで洗う。しかして、黄色蛍光粉末としてN,N’−ビス(n−ブトキシカルボニル)−1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロール0.62g(理論値の73%)を得た。
分析:
1H−NMR(CDCl3):7.72(m,4H); 7.49(m,6H);4.32(q,4H); 1.23(t,6H)。
【0040】
実施例27
実施例1のN,N−ビス(tert−ブトキシカルボニル)−1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロール0.07gを試験管に入れて180℃に10分間加熱した。生じた赤色粉末について得れた分析データはすべて1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロールの分析データと一致した。転化収率は99%。
【0041】
実施例28
アセトン1mlに実施例1のN,N−ビス(tert−ブトキシカルボニル)−1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロール0.07gを溶解しそしてこの溶液を一挙に1mlの33%HCl に加えた。生じた赤色粉末について得られた分析データはすべて1,4−ジケト−3,6−ジフェニルピロロ[3,4−c]ピロールの分析データと一致した。転化収率は99%。
【0042】
実施例29
テトラヒドロフラン75ml中の実施例2の生成物1.5gとトルエン−4−スルホン酸一水和物5.1gの混合物を還流下15時間撹拌し、そのあと30℃まで冷却する。沈殿した顔料を濾過単離し、最初メタノールで、次に水で洗って乾燥する。これにより赤色粉末[1,4−ジケト−3,6−ビス(4−クロロフェニル)−ピロロ[3,4−c]−ピロールのβ−結晶型)0.55gを得た。
【0043】
この結晶のX線回折図は下記の回折線によって特徴づけられる:
【0044】
黄色味の薄いα−結晶型(実施例2の出発物質)のX線回折図は下記の回折線によって特徴づけられる:
Claims (7)
- 式
AとBは互いに独立的に式
R1とR2は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1−C18アルキル、C1−C18アルコキシ、C1−C18アルキルメルカプト、C1−C18アルキルアミノ、−CN、−NO2、フェニル、トリフルオロメチル、C5−C6シクロアルキル、−C=N−(C1−C18アルキル)、式
Gは−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−CH=N−、−N=N−、−O−、−S−、−SO−、−SO2−又は−NR7−、
R3とR4は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1−C6アルキル、C1−C18アルコキシ又は−CN、
R5とR6は互いに独立的に水素、ハロゲン又はC1−C6アルキル、そして
R7は水素又はC1−C6アルキルである]の基、
DとEは互いに独立的に式
m、n、pは互いに独立的に0又は1の数、
XはC1−C14アルキレン又はC2−C8 アルケニレン、
Yは−V−(CH2)q−の基、
Zは−V−(CH2)r−の基、
VはC3−C6シクロアルキレン、
qは1乃至6の整数、
rは0乃至6の整数、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1−C6アルキル、C1−C4アルコキシ、ハロゲン、CN、NO2、未置換のフェニル又はフェノキシ、又はC1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニル又はフェノキシ、
Qは水素、CN、Si(R8)3、基C(R12)(R13)(R14)(ここで、R12、R13、R14はハロゲンである)、式
基SO2R15又はSR15(ここで、R15はC1−C4アルキルである)、
基CH(R16)2(ここで、R16は未置換フェニル、又はC1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニルである)、又は式
R10とR11は互いに独立的に水素、C1−C18アルキル又は式
R10とR11はそれらが結合している窒素と一緒でピロリジニル、ピペリジニル又はモルホリニル基を形成する)である]の基、そしてDはさらに水素であることもできる、
ただし、D及び/又はEが式IIIの基、Qが水素そしてnが0の場合には、mは1そしてXは酸素原子に結合した炭素原子のところで枝分かれしたC2−C14アルキレン又はC2−C8アルケニレン基でなければならない}のピロロ[3,4−c]ピロール。 - Dが水素又はEを意味しそして、Eが式
[上記式V、VI、IVにおいて、
mは0又は1、
XはC1−C4アルキレン又はC2−C5アルケニレン、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1−C4アルキル、メトキシ、塩素又は−NO2−、
Qは水素、CN、CCl3、式
R10とR11は互いに独立的に水素、C1−C4アルキル又は式
R10とR11は両者が一緒になってピペリジニル基を形成する]である請求項1記載のピロロ[3,4−c]ピロール、ただし、
D及び/又はEが式IXの基そしてQが水素である場合は、Xは式
- 式
AとBは互いに独立的に式
R1とR2は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1−C18アルキル、C1−C18アルコキシ、C1−C18アルキルメルカプト、C1−C18アルキルアミノ、−CN、−NO2、フェニル、トリフルオロメチル、C5−C6シクロアルキル、−C=N−(C1−C18アルキル)、式
Gは−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−CH=N−、−N=N−、−O−、−S−、−SO−、−SO2−又は−NR7−、
R3とR4は互いに独立的に水素、ハロゲン、C1−C6アルキル、C1−C18アルコキシ又は−CN、
R5とR6は互いに独立的に水素、ハロゲン又はC1−C6アルキル、そして
R7は水素又はC1−C6アルキルである]の基、
D’とE’は互いに独立的に式
m、n、pは互いに独立的に0又は1の数、
XはC1−C14アルキレン又はC2−C8アルケニレン、
Yは−V−(CH2)q−の基、
Zは−V−(CH2)r−の基、
VはC3−C6シクロアルキレン、
qは1乃至6の整数、
rは0乃至6の整数、
R8とR9は互いに独立的に水素、C1−C6アルキル、C1−C4アルコキシ、ハロゲン、CN、NO2、未置換のフェニル又はフェノキシ、又はC1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニル又はフェノキシ、
Qは水素、CN、Si(R8)3、基C(R12)(R13)(R14)(ここで、R12、R13、R14はハロゲンである)、式
基SO2R15又はSR15(ここで、R15はC1−C4アルキルである)、
基CH(R16)2(ここで、R16は未置換フェニル、又はC1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ又はハロゲンによって置換されたフェニルである)、又は式
R10とR11は互いに独立的に水素、C1−C18アルキル又は式
R10とR11はそれらが結合している窒素と一緒でピロリジニル、ピペリジニル又はモルホリニル基を形成する)である]}のピロロ[3,4−c]ピロールの製造方法において、
式
E’−O−E’ (IX)
のジカーボネート、又は式
(R17)3C−E’ (X)
のトリハロアセテート、又は式IXのジカーボネートと式
D’−O−D’ (XI)
のジカーボネートとの1:1混合物、又は式Xのトリハロアセテートと式
(R17)3C−D’ (XII)
のトリハロアセテートとの1:1混合物、又は式
E’N3 (XIII)
のアジド、これは式
D’N3 (XIV)
の化合物との1:1混合物としても使用しうる、又は式
E’−OR18 (XV)
のカーボネート、これは式
D’−OR18 (XVI)
の化合物との1:1混合物としても使用しうる、又は式
(上記各式において、
D’とE’はそれぞれ前記の意味を有する、
R17は塩素、フッ素又は臭素、
R18はC1−C4アルキル又は未置換フェニル、又はハロゲン、C1−C4アルキル、
C1−C4アルコキシ又は−CNによって置換されたフェニル、
R19は−CN又は−COOR18、
R20は未置換フェニル、又はハロゲン、C1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ又は−CNによって置換されたフェニルである)。 - その物質内に蛍光顔料として請求項1記載のピロロ[3,4−c]ピロールを含有している高分子有機材料。
- 請求項1記載の式Iのピロロ[3,4−c]ピロールを含有している感熱性、感光性又は化学感応性記録材料。
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