JP3728120B2 - アルデヒド化合物の中間体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はアルデヒド化合物の中間体に関し、更に詳しくは、有機電子材料として有用なスチリル化合物を合成する際の重要な中間体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機電子材料は静電記録素子、センサー材料、EL素子、電子写真分野等の広範な分野でその応用が検討されている。中でも電子写真分野への応用は様々な形で検討され、複写機等の感光体には実用化されるに至っている。近年、電子写真方式の利用は複写機の分野に限らず、印刷版材、スライドフィルム、マイクロフィルム等の従来では写真技術が使われていた分野へ広がり、またレーザーやLED、CRTを光源とする高速プリンターへの応用も検討されている。これに伴い、電子写真感光体に対する要求は高度で幅広いものになりつつある。具体的に電子写真感光体に要求される特性としては、更なる感度の向上、耐久性の向上等が挙げられるが、これらの要望に応えるためにはその主要成分である有機電子材料の特性向上を図らなければならない。つまり、電子写真感光体の高感度、高耐久性等の要求に応えるために、より高性能の有機電子材料の開発が望まれているのが現状である。
【0003】
電子写真感光体に利用される有機電子材料の例としては、例えば特公昭34−5466号公報等に示されているオキサジアゾール類、特公昭45−555号公報等に示されているトリフェニルメタン類、特公昭52−4188号公報等に示されているピラゾリン類、特公昭55−42380号公報等に示されているヒドラゾン類、特開昭56−123544号公報等に示されているオキサジアゾール類等を挙げることができる。このように様々な化合物がその候補に挙げられ、更に多くの改良がなされてきたが、先に掲げた高感度、高耐久性等の要求を十分に満足するものは、未だ得られていない。
【0004】
本発明者らは、これらの性能を十分満足する有機電子材料を鋭意検討してきた。その結果、特開平3−75660号公報、同平4−177358号公報等に記載されているインドリン環を含有するスチリル化合物が、上記目的に適う有機電子材料であることを見出した。これらのスチリル化合物を実用化するために、また各種の置換基を導入して特性の向上を図るためには、これらの原料であるアルデヒド化合物及びその中間体であるインドリン化合物、インドール化合物を合成する必要がある。しかしながらこれらの化合物はこれまで合成の例が無い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、静電記録素子、センサー材料、EL素子、電子写真材料として利用可能な有機電子材料であるインドリン環を含有するスチリル化合物の合成のために必要な新規な中間体を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、Fischerのインド ール合成、N-アリール化反応、還元反応、Vilsmeier反応を組み合わせることで 新規な化合物の合成を実施できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明によれば下記(1)、(3)、(5)で示される化合物、(2)、(4)、(6)で示される化合物が提供される。
【0007】
【化7】
【0008】
【化8】
【0009】
【化9】
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の一形態について詳しく説明する。本発明の式(1)で示される化合物は、例えば下記反応式(I)に示すように、公知の化合物(9)と芳香族化合物(10)を原料とし、金属化合物を触媒とするN-アリール化反応によって合成することができる。ここで芳香族化合物(10)の置換基Xは、ヨウ素原子もしくは臭素原子を示す。反応条件は、例えばJ.Am.Chem.Soc.(1997),119,11695-6、Tetrahedron Lett.(1998),39,2367-2370、Organic Syntheses Col.Vol.I,544-547等に記載されている条件を応用することができる。
【0011】
【化10】
【0012】
本発明の式(2)で示される化合物は、例えば下記反応式(II)に示すように式(1)で示される化合物を還元することにより合成することができる。還元方法は、例えば接触水素化反応(西村重夫・高木弦著、(株)東京化学同人発行)等に記載されている各種触媒を用いた接触還元法、水素化ホウ素化合物を用いた還元方法、各種金属を用いた金属還元方法等を応用することができる。
【0013】
【化11】
【0014】
また、本発明の式(2)で示される化合物は下記反応式(III)に示すように、 公知の化合物(11)と芳香族化合物(10)を原料とし、金属化合物を触媒とするN-アリール化反応によっても合成することができる。ここで芳香族化合物(10)の置換基Xは、ヨウ素原子もしくは臭素原子を示す。反応条件は前述の方法を応用することができる。
【0015】
【化12】
【0016】
式(7)で示される化合物は、例えば下記反応式(IV)に示すようにVilsmeier反応によって、式(2)で示される化合物にホルミル基を導入することに より容易に合成することができる。この反応の条件としては、例えばOrganic Reactions Vol.49,1-330等に記載されている条件を応用することができる。
【0017】
【化13】
【0018】
本発明の式(3)で示される化合物は、例えば上記反応式(I)に従って式(1)で示される化合物と同様に合成することができる。但し、芳香族化合物(10)の代わりに4-ヨードアニソールもしくは4-ブロモアニソールを用いる。
【0019】
本発明の式(4)で示される化合物は、例えば上記反応式(II)に従って式(2)で示される化合物と同様に合成することができる。但し、式(1)で示される化合物の代わりに式(3)で示される化合物を用いる。また、式(4)で示される化合物は式(2)で示 される化合物と同様に上記反応式(III)に従っても合成することができる。但し、芳香族化合物(10)の代わりに4-ヨードアニソールもしくは4-ブロモアニソールを用いる。
【0020】
式(8)で示される化合物は、例えば上記反応式(IV)に従ってアルデヒド化合物(7)と同様に合成することができる。但し、式(2)で示される化合物の代わりに式(4)で示される化合物を用いる。
【0021】
本発明の式(5)で示される化合物は、例えば上記反応式(I)に従って式(1)で示される化合物と同様に合成することができる。但し、芳香族化合物(10)の代わりにヨードベンゼンもしくはブロモベンゼンを用いる。
【0022】
また、本発明の式(5)で示される化合物は、下記反応式(V)に示すように1,1-ジフェニルヒドラジン(12)とシクロペンタノン(13)を原料とする、Fischerのインドール合成によっても合成することができる。下記反応式(V)に おいて、ヒドラジン化合物(12)は必要に応じて塩酸塩を用いることができる。反応条件は、例えばThe Fischer Indole Synthesis(Brian Robinson著、Jhon Wiley and Sons社発行)等に記載されている条件を用いることができる。
【0023】
【化14】
【0024】
本発明の式(6)で示される化合物は、例えば上記反応式(II)に従って式(2)で示される化合物と同様に合成することができる。但し、式(1)で示される化合物の代わりに式(5)で示される化合物を用いる。また、式(6)で示される化合物は式(2)で示される化合物と同様に上記反応式(III)に従っても合成することができる。但し、芳香族化合物(10)の代わりにヨードベンゼンもしくはブロモベンゼンを用いる。
【0025】
本発明の式(6)で示される化合物は、式(2)で示される化合物と同様に、上記反応式(IV)に従ってVilsmeier反応によってホルミル基を導入して容易にアルデヒド化合物とすることができる。
【0026】
アルデヒド化合物(7)、(8)及び式(6)で示される化合物より誘導されるアルデヒド化合物は、下記反応式(VI)に示すように、ホスホン酸エステル化合物(14)とのHorner-Wadsworth-Emmons反応(変法Wittig反応)により容易にスチリル化合物(15)を与える。反応式(VI)において、Arはアリール基もしくは複素環基を示し、R1は水素原子、アリール基もしくは複素環基を示す。R2はメチル基、エチル基、プロピル基もしくはフェニル 基を示し、R3は水素原子、メチル基もしくはメトキシ基を示す。
【0027】
【化15】
【0028】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【0029】
実施例1
式(1)で示される化合物の合成
J.Chem.Soc.(1923),123,3242-7に記載されている方法に従って、式(9)で示される化合物を合成した。次に式(9)で示される化合物15.7g、4-ヨードトルエン22.0g、炭酸カリウム13.8g、臭化銅(I)5.0g及びスルホラン200gを混合し、200℃の油浴上で4時間加熱攪拌した。放冷後、反応液を水1000mlと酢酸エチル200mlで希釈し、セライト濾過により不溶物を除去した。分液により有機層を分取し、水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して粗結晶を得た。得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、式(1)で示される化合物を15.1g得た。収率は61.0%であった。
融点98.5〜99.0℃
1H−NMR(DMSO−d6)δ2.39ppm(s,3H),δ2.40〜2.95ppm(m,6H),δ7.05ppm(m,2H),δ7.39ppm(m,6H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ20.58ppm,δ24.17ppm,δ 25.53ppm,δ27.82ppm,δ110.45ppm,δ118.45ppm,δ119.24ppm,δ119.84ppm,δ120.77ppm,δ124.27ppm,δ124.49ppm,δ130.17ppm,δ135.64ppm,δ135.74ppm,δ140.32ppm,δ145
.44ppm
【0030】
実施例2
式(2)で示される化合物の合成
式(1)で示される化合物15.1gを酢酸150mlに懸濁し、内温35℃以下に保ちながら水素化ホウ素ナトリウム7.2gを少しずつ添加した。添加終了後、室温下に85時間攪拌して反応を完結させた。次に、反応液を水1200mlで希釈して酢酸エチルで有機成分を抽出し、飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して油状の式(2)で示される化合物を15.2g得た。収率はほぼ100%であった。
1H−NMR(DMSO−d6)δ1.20〜2.10ppm(m,6H),δ3.79ppm(m,1H),δ4.77ppm(m,1H),δ6.65ppm(t,1H),δ6.84ppm(d,1H),δ6.98ppm(t,1H),δ7.15ppm(m,5H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ20.36ppm,δ24.01ppm,δ 33.35ppm,δ34.71ppm,δ44.72ppm,δ67.92ppm,δ107.11ppm,δ118.21ppm,δ119.09ppm,δ124.62ppm,δ127.10ppm,δ129.89ppm,δ130.13ppm,δ134.48ppm,δ140.24ppm,δ147.20ppm
【0031】
参考例1
アルデヒド化合物(7)の合成
N,N-ジメチルホルムアミド35mlへ、内温18℃未満を維持しながらオキシ塩化リン27.6gを滴下した。滴下終了後、室温下に30分間攪拌してVilsmeier試薬を調製した。式(2)で示される化合物15.2gとN,N-ジメチルホルム アミド25mlの混合液を別途調製し、上記Vilsmeier試薬へ内温20℃以下を保ちながら滴下した。滴下終了後、室温下に1時間攪拌して反応を完結させた。反応液を氷水600mlで希釈して室温下に1時間攪拌し、更に50℃の水浴上で1時間加熱攪拌して加水分解した。トルエンで有機成分を抽出し、水、飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して油状の粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製してアルデヒド化合物(7)を12.7g得た。収率は75.1%であった。
融点73.8〜74.4℃
1H−NMR(DMSO−d6)δ1.35ppm(m,1H),δ1.67ppm(m,4H),δ2.04ppm(m,1H),δ2.31ppm(s,3H),δ3.83ppm(m,1H),δ5.00ppm(m,1H),δ6.74ppm(d,1H),δ7.25ppm(m,4H),δ7.55ppm(d,1H),δ7.57ppm(s,1H),δ9.64ppm(s,1H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ20.47ppm,δ23.72ppm,δ 32.53ppm,δ35.11ppm,δ43.73ppm,δ69.11ppm,δ105.33ppm,δ121.93ppm,δ124.74ppm,δ127.37ppm,δ129.97ppm,δ133.22ppm,δ133.25ppm,δ135.38ppm,δ137.82ppm,δ153.25ppm,δ189.39ppm
【0032】
実施例3
式(3)で示される化合物の合成
式(9)で示される化合物18.9g、4-ヨードアニソール33.7g、炭酸カリウム16.6g、臭化銅(I)6.0g及びスルホラン200gを混合し、200℃の油浴上で3時間加熱攪拌した。放冷後、反応液を水1000mlと酢酸エチル200mlで希釈し、セライト濾過により不溶物を除去した。分液により有機層を分取し、水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して油状の粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、式(3)で示される化合物を20.8g得た。収率は65.8%であった。
融点97.7〜98.3℃
1H−NMR(DMSO−d6)δ2.49ppm(m,2H),δ2.83ppm(m,4H),δ3.82ppm(s,3H),δ7.08ppm(m,4H),δ7.28ppm(m,1H),δ7.42ppm(m,3H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ24.21ppm,δ25.32ppm,δ 27.81ppm,δ55.37ppm,δ110.31ppm,δ114.85ppm,δ118.39ppm,δ118.78ppm,δ119.68ppm,δ120.65ppm,δ124.30ppm,δ125.96ppm,δ130.99ppm,δ140.65ppm,δ145.67ppm,δ157
.68ppm
【0033】
実施例4
式(4)で示される化合物の合成
式(3)で示される化合物15.8gを酢酸150mlに懸濁し、内温35℃以下に保ちながら水素化ホウ素ナトリウム7.2gを少しずつ添加した。添加終了後、室温下に20時間攪拌して反応を完結させた。次に、反応液を水1200mlで希釈して酢酸エチルで有機成分を抽出し、飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して油状の式(4)で示される化合物を15.9g得た。収率はほぼ100%であった。
1H−NMR(DMSO−d6)δ1.38ppm(m,1H),δ1.65ppm(m,4H),δ2.00ppm(m,1H),δ3.74ppm(s,3H),δ3.77ppm(m,1H),δ4.74ppm(m,1H),δ6.61ppm(m,2H),δ6.94ppm(m,3H),δ7.07ppm(d,1H),δ7.21ppm(d,2H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ23.97ppm,δ33.18ppm,δ 34.86ppm,δ44.76ppm,δ55.21ppm,δ68.54ppm,δ106.26ppm,δ114.61ppm,δ117.63ppm,δ121.97ppm,δ124.50ppm,δ127.11ppm,δ134.08ppm,δ135.94ppm,δ148.17ppm,δ154.55ppm
【0034】
参考例2
アルデヒド化合物(8)の合成
N,N-ジメチルホルムアミド35mlへ、内温18℃未満を維持しながらオキシ塩化リン27.6gを滴下した。滴下終了後、室温下に30分間攪拌してVilsmeier試薬を調製した。式(4)で示される化合物15.9gとN,N-ジメチルホルム アミド25mlの混合液を別途調製し、上記Vilsmeier試薬へ内温20℃以下を 保ちながら滴下した。滴下終了後、室温下に1時間攪拌して反応を完結させた。反応液を氷水600mlで希釈して室温下に1時間攪拌し、更に50℃の水浴上で1時間加熱攪拌して加水分解した。析出した結晶を濾取し、ロート上水、メタノールで順次洗浄した。得られた結晶をエタノールで再結晶して、アルデヒド化合物(8)を11.3g得た。収率は64.1%であった。
融点124.4〜125.1℃
1H−NMR(DMSO−d6)δ1.23〜2.18ppm(m,6H),δ3.78ppm(s,3H),δ3.83ppm(m,1H),δ4.95ppm(m,1H),δ6.55ppm(d,1H),δ7.02ppm(d,2H),δ7.31ppm(d,2H),δ7.51ppm(d,1H),δ7.55ppm(s,1H),δ9.62ppm(s,1H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ23.67ppm,δ32.39ppm,δ 35.26ppm,δ43.77ppm,δ55.27ppm,δ69.67ppm,δ104.71ppm,δ114.86ppm,δ124.55ppm,δ124.57ppm,δ127.02ppm,δ133.13ppm,δ133.44ppm,δ135.06ppm,δ154.19ppm,δ156.31ppm,δ189.30ppm
【0035】
実施例5
式(5)で示される化合物の合成
1,1-ジフェニルヒドラジン塩酸塩99.3g、シクロペンタノン41.6g、酢酸ナトリウム36.9g及びエタノール750mlを混合し、湯浴上で5時間加熱還流した。放冷後、氷浴上攪拌下に濃硫酸15mlを滴下し、更にこの反応液を湯浴上で2時間加熱還流した。放冷後、反応液を水1500mlで希釈して析出した結晶を濾取し、ロート上メタノールで洗浄した。得られた結晶をエタノール400mlで再結晶して式(5)で示される化合物を45.7g得た。収率は43.5%であった。
融点91.2〜91.6℃
1H−NMR(DMSO−d6)δ2.49ppm(m,2H),δ2.85ppm(m,4H),δ7.09ppm(m,2H),δ7.30〜7.70ppm(m,7H)13C−NMR(DMSO−d6)δ24.10ppm,δ25.60ppm,δ 27.78ppm,δ110.43ppm,δ118.45ppm,δ119.59ppm,δ119.95ppm,δ120.84ppm,δ124.27ppm,δ124.59ppm,δ126.24ppm,δ129.67ppm,δ138.16ppm,δ140.20ppm,δ145.31ppm
【0036】
実施例6
式(6)で示される化合物の合成
式(5)で示される化合物45.7gを酢酸300mlに懸濁し、内温35℃以下に保ちながら水素化ホウ素ナトリウム14.8gを少しずつ添加した。添加終了後、室温下に20時間攪拌して反応を完結させた。次に、反応液を水2400mlで希釈して酢酸エチルで有機成分を抽出し、飽和重曹水、飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下に溶媒を除去して油状の粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、式(6)で示される化合物を42.3g得た。収率は91.7%であった。1H−NMR(DMSO−d6)δ1.35ppm(m,1H),δ1.53ppm(m,1H),δ1.75ppm(m,3H),δ1.95ppm(m,1H),δ5.73ppm(m,1H),δ4.69ppm(m,1H),δ6.69ppm(t,1H),δ6.96ppm(m,3H),δ7.10ppm(d,1H),δ7.25ppm(m,4H)
13C−NMR(DMSO−d6)δ23.93ppm,δ33.37ppm,δ 34.42ppm,δ44.72ppm,δ67.75ppm,δ107.57ppm,δ118.26ppm,δ118.57ppm,δ120.70ppm,δ124.50ppm,δ126.90ppm,δ129.00ppm,δ134.56ppm,δ142.68ppm,δ146.43ppm
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、有機電子材料として有用な特定のスチリル化合物を合成する際の重要な新規な中間体を提供することができる。
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