JP4195219B2 - サーモクロミックリレン染料 - Google Patents
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Description
本発明は、一般式I
【0002】
【化14】
【0003】
[式中、
Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−、−S−、−NR1−、−CO−および/または−SO2−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく
アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、−CONHR2、−NHCOR2および/またはアリールアゾまたはヘタリールアゾ(前記基はそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R’は、C2〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−および/または−CO−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、C5〜C8−シクロアルキル(この炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキル置換されていてもよい)により、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
メチルであり、これはそれぞれC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよいアリール、ヘタリールおよび/またはC5〜C8−シクロアルキルにより、モノ置換またはジ置換されており、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R1は、水素またはC1〜C6−アルキルであり、
R2は、水素、C1〜C18−アルキル、アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよく、
nは0または1である]
の新規のリレン(rylene)染料およびこれらの染料の製造ならびに高分子の有機および無機材料を色付けするためのその使用に関する。
【0004】
本発明は、さらに一般式IIIaの9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドおよび一般式Vのアミノリレンジカルボン酸イミドの製造、ならびにリレン染料(I)の中間体としての一般式Va
【0005】
【化15】
【0006】
の新規の9−アミノペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドに関する。
【0007】
イミドの窒素原子上で置換されているペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド、非置換のペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドおよびペリレン骨格上で置換されているペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドは、顔料の前駆体としてだけではなく、それ自体が顔料および蛍光染料としても有利に使用される。従来開示されてきたペリレン骨格上で置換されたペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドは、1,6−、1,7−、1,6,9−、1,7,9−および1,6,7,12位で置換されており、かつ9位のみでも置換される。この場合、ペリレン骨格はそれぞれハロゲン原子、特に臭素原子を9位に有している(WO-A-96/22331、EP-A-596292およびWO-A-97/22607およびこの中に記載されている参考文献、ならびにDyes and Pigments 16、19〜25ページ(1991))。EP-A-657 436ならびにLiebigs Annalen 1995、1229〜1244ページには、さらに相応するN−置換されたペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドを四酸化二窒素でニトロ化し、続いて塩酸の存在下に金属鉄で還元することにより製造されたN−(1−ヘキシルヘプチル)−9−アミノペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドが開示されている。しかし、この方法はイミドの窒素原子上に非置換のアルキル基を有するペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドに限定されてしまい、かつ専ら精製が困難である異性体混合物(1−異性体〜9−異性体)が低い収率でしか得られない。相応するN−置換された4−アミノナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドは、Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi 12、504〜508ページ(1956)から公知である(Chemical Abstracts 51: 8052a(1957)参照のこと)。
【0008】
EP-A-648817には、可逆的に可溶化するためにそのイミドの窒素原子がカルバメート官能基に変換されたイミド基含有の蛍光染料が記載されており、このことは、染料を適用媒体中で溶解させ、かつ熱的に再びクリーブさせることができる。特に、そのNH官能基が相応して反応する非置換のペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドも本明細書中で蛍光染料として挙げられている。可溶化は、イミドの窒素原子により行われるため、窒素原子上での特定の置換により染料が変性する可能性はない。さらに、染料の色相はアルコキシカルボニル保護基の熱による脱離の際に変化せず、従ってこの染料はサーモクロミックではない。
【0009】
本発明の課題は、特にそれぞれの適用媒体中に容易に組み込まれ、かつこの媒体に適合するだけではなく、サーモクロミックである有利な適用特性を有する染料を提供することに根底をなす。
【0010】
前記の課題は、冒頭に定義した式Iのリレン染料により達成されることが見いだされた。
【0011】
有利なリレン染料は、従属請求項に挙げられている。
【0012】
また、a)一般式IIa
【0013】
【化16】
【0014】
のペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドを、脂肪族モノカルボン酸の存在下で元素の臭素でレジオ選択的にモノブロム化し、
b1)工程a)で形成された一般式IIIa
【0015】
【化17】
【0016】
の9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドまたは公知の方法で、4−ブロモナフタレン−1,8−無水ジカルボン酸をイミド化することにより製造された一般式IIIb
【0017】
【化18】
【0018】
の4−ブロモナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドを、アリール−N−カップリング反応において、非プロトン性有機溶剤、遷移金属触媒系および塩基の存在で一般式IV
【0019】
【化19】
【0020】
のベンゾフェノンイミン
(式中、R’’、R’’’は相互に独立に水素、C1〜C6−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシであり、かつx、yは相互に独立に1〜3の整数である)と反応させ、かつ
b2)形成されたケチミンを酸および極性の非プロトン性溶剤の存在下で加水分解し、一般式V
【0021】
【化20】
【0022】
のアミノリレンジカルボン酸イミドにし、かつ
c)引き続きこれを、極性の非プロトン性溶剤および塩基の存在下で一般式VI
【0023】
【化21】
【0024】
のジカルボネートと反応させてリレン染料Iにする、請求項1に記載の式Iのリレン染料の製法も見いだされた。
【0025】
さらに、ブロモリレンジカルボン酸イミドIIIを非プロトン性有機溶剤、遷移金属触媒系およびアリール−Nカップリング反応中の塩基の存在下で、ベンゾフェノンイミンIVと反応させて相応するケチミンにし、引き続きこれを酸の存在および極性の非プロトン性溶剤の存在で加水分解することを特徴とするアミノリレンジカルボン酸イミドVの製法が見出された。
【0026】
さらに、リレン染料Iのための中間体として冒頭に定義された式Vaの9−アミノペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドが見いだされた。
【0027】
さらにペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIaと、元素の臭素とを非プロトン性モノカルボン酸と反応させることを含む、一般式IIIaの9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドの製法が見いだされた。
【0028】
とりわけ、高分子量の有機および無機材料を色付けするための一般式Iのリレン染料の使用が見いだされた。
【0029】
式I〜VI中に表される全てのアルキル基は、直鎖または分枝鎖のどちらであってもよい。アルキル基が置換されている場合には、これらは一般的に1個または2個の置換基を有する。置換された芳香族基は、一般的に前記の置換基を3個まで、有利には1または2個有することができる。有利なアリール基は、ナフチルであり、特にフェニルである。
【0030】
好適な基R、R’、R’’、R’’’、R1、R2およびR3(およびそれらの置換基)の例を以下に詳説する:
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t−ペンチル、ヘキシル、2−メチルペンチル、t−ペンチル、ヘキシル、2−メチルペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、オクチル、2−エチルヘキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシル(上記のイソオクチル、イソノニル、イソデシルおよびイソトリデシルは慣用名であり、かつオキソ合成の際に得られるアルコールから生じる);
2−メトキシエチル、2−エトキシエチル、2−プロポキシエチル、2ーイソプロポキシエチル、2−ブトキシエチル、2−および3−メトキシプロピル、2−および3−エトキシプロピル、2−および3−プロポキシプロピル、2−および3−ブトキシプロピル、2−および4−メトキシブチル、2−および4−エトキシブチル、2−および4−プロポキシブチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサオクチル、4,8−ジオキサノニル、3,7−ジオキサオクチル、3,7−ジオキサノニル、4,7−ジオキサオクチル、4,7−ジオキサノニル、2−および4−ブトキシブチル、4,8−ジオキサデシル、3,6,9−トリオキサデシル、3,6,9−トリオキサウンデシル、3,6,9−トリオキサドデシル、3,6,9,12−テトラオキサトリデシルおよび3,6,9,12−テトラオキサテトラデシル;
2−メチルチオエチル、2−エチルチオエチル、2−プロピルチオエチル、2−イソプロピルチオエチル、2−ブチルチオエチル、2−および3−メチルチオプロピル、2−および3−エチルチオプロピル、2−および3−プロピルチオプロピル、2−および3−ブチルチオプロピル、2−および4−メチルチオブチル、2−および4−エチルチオブチル、2−および4−プロピルチオブチル、3,6−ジチアヘプチル、3,6−ジチアオクチル、4,8−ジチアノニル、3,7−ジチアオクチル、3,7−ジチアノニル、4,7−ジチアオクチル、4,7−ジチアノニル、2−および4−ブチルチオブチル、4,8−ジチアデシル、3,6,9−トリチアデシル、3,6,9−トリチアウンデシル、3,6,9−トリチアドデシル、3,6,9,12−テトラチアトリデシルおよび3,6,9,12−テトラチアテトラデシル;
2−モノメチル−および2−モノエチルアミノエチル、2−ジメチルアミノエチル、2−および3−ジメチルアミノプロピル、3−モノイソプロピルアミノプロピル、2−および4−モノプロピルアミノブチル、2−および4−ジメチルアミノブチル、6−メチル−3,6−ジアザヘプチル、3,6−ジメチル−3,6−ジアザヘプチル、3,6−ジアザオクチル、3,6−ジメチル−3,6−ジアザオクチル、9−メチル−3,6,9−トリアザデシル、3,6,9−トリメチル−3,6,9−トリアザウンデシル、12−メチル−3,6,9,12−テトラアザトリデシルおよび3,6,9,12−テトラメチル−3,6,9,12−テトラアザトリデシル;
プロパン−2−オン−1−イル、ブタン−3−オン1−イル、ブタン−3−オン−2−イルおよび2−エチルペンタン−3−オン−1−イル;
2−メチルスルホニルエチル、2−エチルスルホニルエチル、2−プロピルスルホニルエチル、2−イソプロピルスルホニルエチル、2−ブチルスルホニルエチル、2−および3−メチルスルホニルプロピル、2−および3−エチルスルホニルプロピル、2−および3−プロピルスルホニルプロピル、2−および3−ブチルスルホニルプロピル、2−および4−メチルスルホニルブチル、2−および4−エチルスルホニルブチル、2−および4−プロピルスルホニルブチルおよび4−ブチルスルホニルブチル;
2−シアノエチル、3−シアノプロピル、2−メチル−3−エチル−3−シアノプロピル、7−シアノ−7−エチルヘプチルおよび4−メチル−7−メチル−7−シアノヘプチル;
メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、t−ブトキシ、ペントキシ、イソペントキシ、ネオペントキシ、t−ペントキシおよびヘキソキシ;
カルバモイル、メチルアミノカルボニル、エチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ブチルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、ヘキシルアミノカルボニル、ヘプチルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、ノニルアミノカルボニル、デシルアミノカルボニルおよびフェニルアミノカルボニル;
ホルミルアミノ、アセチルアミノ、プロピオニルアミノおよびベンゾイルアミノ;
フェニルアゾ、2−ナフチルアゾ、2−ピリジルアゾおよび2−ピリミジルアゾ;
シクロペンチル、2−および3−メチルシクロペンチル、2−および3−エチルシクロペンチル、シクロヘキシル、2−、3−および4−メチルシクロヘキシル、2−、3−および4−エチルシクロヘキシル、3−および4−プロピルシクロヘキシル、3−および4−イソプロピルシクロヘキシル、3−および4−ブチルシクロヘキシル、3−および4−s−ブチルシクロヘキシル、3−および4−t−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、2−、3−および4−メチルシクロヘプチル、2−、3−および4−エチルシクロヘプチル、3−および4−プロピルシクロヘプチル、3−および4−イソプロピルシクロヘプチル、3−および4−ブチルシクロヘプチル、3−および4−s−ブチルシクロヘプチル、3−および4−t−ブチルシクロヘプチル、シクロオクチル、2−、3−、4−および5−メチルシクロオクチル、2−、3−、4−および5−エチルシクロオクチル、3−、4−および5−プロピルシクロオクチル、2−ジオキサニル、4−モルホリニル、2−および3−テトラヒドロフリル、1−、2−および3−ピロリジニルおよび1−、2−、3−および4−ピペリジル;
フェニル、2−ナフチル、2−および3−ピリル、2−、3−および4−ピリジル、2−、4−および5−ピリミジル、3−、4−および5−ピラゾリル、2−、4−および5−イミダゾリル、2−、4−および5−チアゾリル、3−(1,2,4−トリアジル)、2−(1,3,5−トリアジル)、6−キナルジル、3−、5−、6−および8−キノリニル、2−ベンゾオキサゾリル、2−ベンゾチアゾリル、5−ベンゾチアジアゾリル、2−および5−ベンズイミダゾリルおよび1−および5−イソキノリル;
2−、3−および4−メチルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2−、3−および4−エチルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジエチルフェニル、2,4,6−トリエチルフェニル、2−、3−および4−プロピルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジプロピルフェニル、2,4,6−トリプロピルフェニル、2−、3−および4−イソプロピルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−トリイソプロピルフェニル、2−、3−および4−ブチルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジブチルフェニル、2,4,6−トリブチルフェニル、2−、3−および4−イソブチルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジイソブチルフェニル、2,4,6−トリイソブチルフェニル、2−、3−および4−s−ブチルフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジ−s−ブチルフェニルおよび2,4,6−トリ−s−ブチルフェニル;2−、3−および4−メトキシフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジメトキシフェニル、2,4,6−トリメトキシフェニル、2,3−および4−エトキシフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジエトキシフェニル、2,4,6−トリエトキシフェニル、2,3−および4−プロポキシフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジプロポキシフェニル、2,3−および4−イソプロポキシフェニル、2,4−、3,5−および2,6−ジイソプロポキシフェニルおよび2,3−および4−ブトキシフェニル;2−、3−および4−シアノフェニル;3−および4−カルボキシアミドフェニル、3−および4−N−メチルカルボキサミドフェニル;3−および4−アセチルアミノフェニル、3−および4−プロピオニルアミノフェニルおよび3−および4−ブチリルアミノフェニル;3−および4−N−フェニルアミノフェニル、3−および4−N−(o−トリル)アミノフェニル、3−および4−N−(m−トリル)アミノフェニルおよび3−および4−N−(p−トリル)アミノフェニル;
3−および4−(2−ピリジル)アミノフェニル、3−および4−(3−ピリジル)アミノフェニル、3−および4−(4−ピリジル)アミノフェニル、3−および4−(2−ピリミジル)アミノフェニルおよび4−(4−ピリミジル)アミノフェニル;
4−フェニルアゾフェニル、4−(1−ナフチルアゾ)フェニル、4−(2−ナフチルアゾ)フェニル、4−(4−ナフチルアゾ)フェニル、4−(2−ピリジルアゾ)フェニル、4−(3−ピリジルアゾ)フェニル、4−(4−ピリジルアゾ)フェニル、4−(4−ピリミジルアゾ)フェニルおよび4−(5−ピリミジルアゾ)フェニル;
リレン染料Iの製造は、工程a)でペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIaをレジオ選択的にモノブロムにし、工程b1)で形成された9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボキサミドIIIa、または公知の方法で4−ブロモナフタレン−1,8−無水ジカルボン酸をイミド化することにより得られる相応する4−ブロモナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミドIIIbをベンゾフェノンイミンIVと反応させてケチミンにし、工程b2)で、ケチミンを酸性条件下で加水分解し、アミノリレンジカルボン酸イミドVにし、これを引き続き工程c)でジカルボネートVIと反応させ、リレン染料Iにする本発明による多工程法により有利に行われる。
【0031】
元素の臭素を用いて9位でペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIaをブロム化する本発明による方法の工程a)は、溶剤としての脂肪族モノカルボン酸の存在で、場合により触媒としてのヨウ素の存在で行われる。
【0032】
特に、この場合に好適なのはC1〜C4−カルボン酸、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸およびこれらの混合物である。
【0033】
一般的に(IIa)1kgあたりカルボン酸5〜30kg、有利には15〜25kgが使用される。
【0034】
一般的に、ハロゲン化触媒の存在は必ずしも必要ではない。しかし、ブロム化反応を促進する場合(約1.5〜2倍だけ)には、元素のヨウ素を有利には、(IIa)に対して1〜5mol%の量で添加するのがよい。
【0035】
臭素対(IIa)のモル比は、一般的には約1:1〜5:1、有利には3:1〜4:1である。
【0036】
反応温度は、一般的には0〜50℃、有利には15〜40℃である。
【0037】
ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIaの反応性に応じて、かつヨウ素の存在または不在に応じて、ブロム化は一般的には2〜12時間で完了する。
【0038】
工程a)での有利な工業的方法は以下のように進行する:
ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド(IIa)およびモノカルボン酸を予め装入し、この混合物を15〜30分間撹拌しながら所望の反応温度に調整し、場合により触媒、引き続き5〜10分間で所望の臭素量を添加し、かつ該混合物を光の遮断下に反応温度で2〜12時間撹拌する。過剰の臭素を強力な窒素流で除去した後に、反応混合物をほぼ同量の脂肪族アルコール、例えば、メタノール中に移し、1晩撹拌し、この析出生成物を濾別し、有利には同じアルコールで洗浄し、かつこれを真空下で約120℃で乾燥させる。
【0039】
通常は、工程a)で得られる9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIIaは、すでに高い含有量(>98%)であるので、直接に次の反応に使用することができる。
【0040】
本発明による方法の工程b1)では、9−ブロモ−ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドまたはDyes and Pigmens 22, 191−198ページ(1993)に記載されている方法と同様に得られる相応する4−ブロモ−ナフタレン−を、アリール−N−カップリング反応において非プロトン性有機溶剤、遷移金属触媒系および塩基の存在で、ベンゾフェノンイミンIVと反応させてケチミンにし、これを引き続き工程b2)で極性の非プロトン性溶剤の存在および酸の存在で加水分解してアミノリレンジカルボン酸イミドVにする。
【0041】
工程b1)中でのケチミン形成のためのベンゾフェノンイミンIVとしては、特に、ベンゾフェノンイミン、4,4’−ジメチル−および4,4’−ジエチルベンゾフェノンイミン、2,2’、4,4’−テトラメチルベンゾフェノンイミンおよび4,4’−ジメトキシ−および4,4’−ジエトキシベンゾフェノンイミンが好適であり、その際、ベンゾフェノンイミン自体が有利である。
【0042】
一般的には、(IIIa)または(IIIb)1モル当たり(IV)1〜4モル、有利には1.5〜2,5モルが使用される。
【0043】
非プロトン性有機溶剤としては、無水で不活性の芳香族溶剤、例えば、ベンゼンおよびそのアルキル化生成物、例えば、トルエンおよびo−、m−、およびp−キシレン、およびこれらの化合物の混合物が工程b1)で特に好適である。
【0044】
溶剤の量は、一般的には(IIIa)または(IIIb)1kgあたり30〜200kg、有利には80〜150kgである。
【0045】
遷移金属触媒としては、特に、パラジウム化合物が好適であり、その際、パラジウム(0)−およびパラジウム(II)−複合体、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、ジクロロ[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)およびジクロロ(1,5−シクロ−オクタジエン)パラジウム(II)、および酢酸パラジウム(II)を有利な例として挙げることができる。
【0046】
通常は、遷移金属触媒は(IIIa)または(IIIb)に対して0.5〜5mol%、有利には1〜3mol%の量で使用される。
【0047】
有利には、付加的に助触媒をホスフィンベースに使用することができる。これらの助触媒に有利な例は、二座のホスフィンリガンド、例えば、ラセミ体の2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、1,1’−ビス(ジ−o−トリルホスフィノ)フェロセン、1,1’−ビス(ジ−p−メトキシ−フェニルホスフィノ)フェロセンおよび2,2’−ビス(ジ−o−トリルホスフィノ)ジフェニルエーテルであり、1座のホスフィンリガンドとしてはたらくホスフィン、例えば、トリ−o−トリルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィンおよびトリフェニルホスフィンである。
【0048】
好適な助触媒の量は、遷移金属触媒に対して通常は1〜5mol%、有利には1〜3mol%である。
【0049】
塩基としては、特にアルカリ金属アミド、とりわけアルカリ金属ジ(C3〜C6−アルキル)アミド、およびアルカリ金属アルコラート、特に二価および三価の脂肪族(C3〜C6−)アルコールのアルカリ金属塩が好適である。これらの塩基に有利な例は、次のものである:リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムジイソプロピルアミドおよびカリウムジイソプロピルアミドならびにリチウムイソプロパノラート、ナトリムイソプロパノラート、カリウムイソプロパノラート、リチウムーt−ブタノラート、ナトリウム−t−ブタノラートおよびカリウム−t−ブタノラートであり、その際、ナトリウム−t−ブタノラートおよびカリウム−t−ブタノラートは特に有利である。
【0050】
一般的には、ベンゾフェノンイミンIVに等モル量の塩基が使用される。
【0051】
反応温度は通常50〜120℃、有利には70〜100℃である。
【0052】
反応時間は、ブロム化されたリレンジカルボン酸イミドIIIaまたはIIIbの反応性および使用された触媒量に応じて、一般的には6〜20時間である。
【0053】
工程b1)での有利な工業的方法は以下のように進行する:
溶剤、触媒および助触媒を保護ガス雰囲気中に予め装入し、撹拌しながら連続的にブロモリレンカルボン酸イミドIIIaまたはIIIb、ベンゾフェノンイミンIVおよび塩基を添加し、かつ保護ガス下に所望の反応温度まで6〜20時間加熱する。室温まで冷却した後、反応混合物から固体成分を濾別し、かつ溶剤を減圧下に留去する。
【0054】
このように製造されたケチミンの純度は、加工するために一般的には十分である。場合により、この粗生成物をクロロホルムまたは塩化メチレンおよび石油エーテルから成る混合物から析出させるか、または溶離液としてクロロホルムを用いてシリカゲルにおけるカラムクロマトグラフィーにより精製される。
【0055】
工程b2)中のケチミンの加水分解は、極性の非プロトン性溶剤の存在で行う。有利な溶剤は、脂肪族エーテルであり、非環式エーテル、例えば、特にジ(C2〜C4−アルキル)エーテルおよびC2〜C3−アルキレングリコール−ジ−C1〜C2−アルキルエーテル、および環式エーテルが好適である。次に特に有利なエーテルの例を挙げる:ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ブチルエーテル、エチレングリコールジメチル−およびエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフランおよびジオキサン。
【0056】
通常、ケチミン1kgあたり溶剤50〜300kg、有利には70〜200kgが使用される。
【0057】
加水分解のために、無機酸、例えば、塩酸、硫酸、リン酸および硝酸を使用するのが有利である。
【0058】
通常、ケチミン1kgあたり2〜4N水溶液3〜6kgが使用される。
【0059】
反応温度は一般的には10〜50℃、有利には20〜35℃である。
【0060】
加水分解は通常は0.5〜2時間で完了する。
【0061】
工程b2)での有利な工業的方法は以下のように進行する:
ケチミンを撹拌しながら溶剤中に溶解し、この混合物を所望の温度にし、水性酸を得て、かつこの温度で0.5〜2時間撹拌する。引き続き残存する酸を濃水性アンモニアを用いて中和し、かつ溶剤を真空中で留去する。
【0062】
反応生成物をさらに加工するために次のような方法が可能である:
残留物を過剰の希釈水性塩基(例えば、アンモニア水)中に懸濁させ、かつ濾別し、濾過材料を場合により30〜50倍量の高温水性塩基(水性アンモニアのほぼ半分の濃度)中で数回撹拌し、新たに濾過し、水で中和されるまで洗浄し、かつ真空中、100℃で乾燥させる。ベンゾフェノンと有機不純物を除去するために、乾燥させた粗生成物を引き続き石油エーテルで抽出する。
【0063】
本発明による方法の工程c)でのリレン染料Iにするアミノリレンカルボン酸イミドVとジカルボネートVIとの反応は、極性の非プロトン性溶剤の存在で塩基性触媒を用いて実施される。
【0064】
特に有利なジカルボネートVIは、ジアルキルカーボネート、特にジ−(C2〜C8−アルキル)ジカルボネート、例えば、ジエチル−、ジプロピル−、ジイソプロピル−、ジ−n−ブチル−、ジ−s−ブチル−、ジ−t−ブチル−、ジ−t−ペンチル−およびビス(2−エチルヘキシル)ジカルボネート、ジシクロアルキルジカルボネート、特にジ−(C5〜C8−シクロアルキル)ジカルボネート、例えば、ジシクロペンチル−、ジシクロヘキシル−およびジシクロヘプチルジカルボネート、ジシクロアルキルアルキルジカルボネート、例えば、ビス(1−および2−シクロヘキシルエチル)−およびビス(1−、2−および3−シクロヘキシルプロピル)ジカルボネート、ジアラキルジカルボネート、特にジフェニル−C1〜C4−アルキルジカルボネート、例えば、ジベンジル−、ビス(1−および2−フェニルエチル)−およびビス(1−、2−および3−フェニルプロピル)ジカルボネート、およびジフェニルジシクロアルキル−C1〜C4−アルキルジカルボネート、例えばビス(1−および2−シクロヘキシル−2−フェニル)−、ビス(1−、2−および3−シクロヘキシル−2−フェニル)−およびビス(1−、2−および3−シクロヘキシル−3−フェニル)ジカルボネートである。
【0065】
通常、(V)1molモルあたり2〜5mol、有利には3〜4molが使用される。
【0066】
極性の非プロトン性溶剤としては、工程b2)で挙げられたエーテルが好適であり、これは有利には無水(乾燥)された形で使用される。
【0067】
溶剤の量は一般的には(V)1kgあたり50〜300kg、有利には80〜200kgである。
【0068】
塩基としては、窒素ベースが特に有利であり、特に第3脂肪族アミン、有利にはトリ−(C1〜C4−アルキル)アミンが好適であり、そのアルキル基は同一または異なっていてもよく、かつこれは有利にはジアルキルアミノ置換ピリジンと組合わされて使用される。4:1〜1:1、特に約2:1のモル比でのトリ−(C2〜C4−アルキル)アミン、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンおよびトリブチルアミンと、4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジンとの組合せが特に有利である。
【0069】
一般的には、(VI)に対して塩基5〜20mol%、有利には約10mol%使用される。反応温度は、一般的には20〜70℃、有利には35〜50℃である。
【0070】
反応時間は、一般的には2〜12時間である。
【0071】
有利な工程c)の工業的方法は次のように進行する:
溶剤、アミノリレンカルボン酸イミドVと塩基を保護ガス下に予め装入し、ジカルボネートVIを添加し、かつ該混合物を保護ガス下に所望の反応温度で2〜12時間撹拌する。リレン染料Iを後処理するために、引き続き溶剤約70〜80体積%を真空中で留去し、2〜4倍量の脂肪族アルコール、例えばエタノールをゆっくり添加し、かつリレン染料Iの析出を3〜6℃に冷却することにより完全にし、かつ染料Iを濾別しかつ真空中、100℃で乾燥させる。
【0072】
得られたリレン染料Iの純度は、一般的には>97%であり、かつ使用するためには一般的に十分である。特定の要求のために、ハロゲン化炭化水素、例えば、塩化メチレンまたはクロロホルム、または芳香族溶剤、例えば、ベンゼン、トルエンまたはキシレンからの再結晶により、またはクロロホルムを溶離液として使用するシリカゲルにおけるカラムクロマトグラフィーにより、純度を高めることもできる。
【0073】
本発明の方法は、リレン染料Iおよび経済的に有利な方法でそれらの中間体の製造が可能となる。
【0074】
個々の方法工程中で得られる生成物の純度は、さらなる精製をせずに一般的に>95%であり、かつ全ての方法工程の収率は、使用されたペリレンジカルボン酸イミド誘導体に対して一般的に>60%であり、ナフタレンジカルボン酸イミド誘導体に対して>40%である。
【0075】
本発明によるリレン染料Iは、高分子量の有機および無機材料、例えばプラスチック、特に熱可塑性樹脂、塗料および印刷インクならびに酸化層系の均質な色付けに好適である。
【0076】
本発明によるリレン染料Iの特に有利な特性は、そのサーモクロミズム、すなわち、原色(primary color)Aを有する分子種から第二色(secondary color)Bを有する構造的に異なる種類への染料の不可逆変換である。サーモクロミズムの効果は、色付け材料をリレン染料Iの熱変換温度よりも上の温度まで加熱することにより導かれる。色付け材料の原色および/または第二色は、さらに簡単な方法で本発明のリレン染料Iを、相互におよび/または通常の顔料および染料との混合物の形で使用することにより変化させることができる。
【0077】
本発明によるリレン染料Iのサーモクロミズムは、さらにレーザーマーキング可能かつレーザー書込み可能な色付けの形成において有利に利用できる。置換基R’の適切な選択により、リレン染料Iの変換温度を特にこの使用目的に調節できるが、このことは期待できないものであった。従って、本発明によるリレン染料I(式中、R’は第1または第2アルキルまたはアラルキルである)の変換温度は、一般的に280℃を上回る。これらのリレン染料Iは、原色を変化させることなく、通常の方法(例えば、押出成形または射出成形による)で従来の熱可塑性樹脂(例えば、ポリスチレン、ポリ(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリ(スチレン−アクリロニトリル)、ポリカルボネートまたはポリメチルメタクリレート)に組み込むことができ、かつ工業的レーザーマーキングまたは工業的レーザー書込みに使用できる。
【0078】
レーザーマーキング可能またはレーザー書込み可能な色付けを形成するために、本発明によるリレン染料I(または相互の混合物および他の着色剤との混合物)と、特に、サーモクロミック変換に必要な熱エネルギーを入射(N)IRレーザーエネルギーに変換する可視領域で中程度または弱い固有色を有する1種以上の透明または半透明の有機または無機(N)IR吸収体とを組合わせて使用される。
【0079】
このために、通常の市販のN(IR)吸収体、例えば、メチン、アザメチン、遷移金属ジチオレン、スクエア酸誘導体、フタロシアニン、ナフタロシアニン、アミジニウム塩およびイミニウム塩ならびに特にクオーターリレン(quater rylene)誘導体クラスからのものを使用できる。半導体レーザーと一緒に使用するために、特に有利には780〜850nmで吸収極大を有する吸収体を挙げることができ、かつ常用のNd-YAGレーザーと一緒に使用するために、特に有利には約1064nmで吸収極大を有する吸収体を挙げることができ、それぞれの場合、吸収極大で少なくとも50のグラム吸収率を有する。
【0080】
実施例
A)本発明による式Iのリレン染料の製造
a)式IIIaの9−ブロモペリレン−3,4−カルボン酸イミドの製造
例1〜4
ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドIIa x1グラム(0.1 mol)を氷酢酸a1リットル中に懸濁させた。ヨウ素1g(4mol)と臭素64g(0.4mol)を添加した後に、混合物をT1℃でt1時間、光の排除下に撹拌した。
【0081】
引き続きこの反応混合物を強力な窒素流を通すことにより、過剰の臭素から取り除き、次にメタノール1リットルで希釈し、かつ室温で一晩撹拌した。
【0082】
析出した生成物を濾別し、中和状態まではじめにメタノール1.5リットルで、次に水で洗浄し、かつ真空中120℃で乾燥させた。
【0083】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表1にまとめられている。
【0084】
【表1】
【0085】
例1の分析データ:
9−ブロモ−N−ドデシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 71.8/71.6; H: 6.0/6.0; N: 2.5/2.4; O: 5.6/5.7; Br: 14.0/14.2;
Mass (FD, 8kV): m/e = 569.2 (M+, 100%);
1H-NMR (500 MHz, C2D2Cl4, 135℃): δ = 8.5-8.6 (m, 2H), 8.3-8.5 (m, 4H), 8.15 (d, 1H), 7.90 (d, 1H), 7.71 (t, 1H), 4.23 (t, 2H), 1.84 (m, 2H), 1.48 (m, 2H), 1.35 (bs, 16H), 0.94 (t, 3H) ppm;
IR (KBr): n = 1694 (s, C=O), 1651 (s, C=O) cm- 1;
UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 480 (34689), 504 (32084) nm。
【0086】
例2の分析データ:
9−ブロモ−N−シクロヘキシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 69.7/69.6; H: 4.2/4.2; N: 2.9/2.9; O: 6.6/6.6; Br: 16.6/16.7;
Mass (FD, 8kV): m/e = 483.1 (M+, 100%);
IR (KBr): n = 1692 (s, C=O), 1652 (s, C=O) cm- 1;
UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 482 (35807), 505 (33991) nm。
【0087】
例3の分析データ:
9−ブロモ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 72.9/73.0; H: 4.7/4.7; N: 2.5/2.5; O: 5.7/5.8; Br: 14.3/14.1;
Mass (FD, 8kV): m/e = 561.1 (M+, 100%);
1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ = 8.64 (d, 1H), 8.62 (d, 1H), 8.45 (d, 1H), 8.42 (d, 1H), 8.37 (d, 1H), 8.27 (d, 1H), 8.20 (d, 1H), 7.87 (d, 1H), 7.69 (t, 1H), 7.47 (dd, 1H), 7.33 (d, 2H), 2.77 (m, 2H), 1.18 (d, 12H) ppm;
IR (KBr): n = 1695 (s, C=O), 1653 (s, C=O) cm- 1;
UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 484 (34762), 509 (35319) nm。
【0088】
例4の分析データ:
9−ブロモ−N−(4−メトキシフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 68.8/68.9; H: 3.2/3.2; N: 2.8/2.8; O: 9.5/9.6; Br: 15.8/15.6;
Mass (FD, 8kV): m/e = 507 (M+, 100%);
IR (KBr): n = 1698 (s, C=O), 1651 (s, C=O) cm- 1;
UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 486 (36103), 510 (36888) nm。
【0089】
b)式Vのアミノリレンジカルボン酸イミドの製造
例5〜20
部分工程I:ケチミンの製造
例5〜12:
保護ガス下に撹拌された無水トルエンa2リットル中の遷移金属触媒であるトリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)K mmolおよび助触媒である2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(Racemat)c μmolの溶液を、モノブロモリレンジカルボン酸イミドIII x2グラム(18mmol)、ベンゾフェノンイミン6.52グラム(36mmol)およびナトリウム−t−ブタノラート3.46グラムを添加した後に、T2℃までt2時間加熱した。
【0090】
室温に冷却した後に、不溶性の成分を濾別し、かつ溶剤を減圧力下に留去し、できるだけ僅かなクロロホルム中に粗生成物をゆるやかに加熱しながら溶解した。濾過後、生成物に10倍量の石油エーテル(沸点範囲60〜90℃)を注意して添加することにより再結晶させ、濾別し、かつ真空中100℃で乾燥させた。
【0091】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表2にまとめられている。
【0092】
【表2】
【0093】
例5の分析データ:
4−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−ドデシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 81.6/81.8; H: 7.4/7.3; N: 5.1/5.1; O: 5.9/5.8;
Mass (FD, 8kV): m/e = 544.2 (M+, 100 %)。
【0094】
例6の分析データ:
4−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−シクロヘキシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 81.2/81.1; H: 5.7/5.7; N: 6.1/6.1; O: 7.0/7.1;
Mass (FD, 8kV): m/e = 458.2 (M+, 100 %)。
【0095】
例7の分析データ:
4−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 82.8/82.6; H: 6.0/6.1; N: 5.2/5.2; O: 6.0/6.1;Mass (FD, 8kV): m/e = 536.2 (M+, 100 %);1H-NMR (300 MHz, C2D2Cl4, 120℃): δ = 8.57 (d, 1H), 8.40 (d, 1H), 8.30 (d, 1H), 7.68 (dd, 1H), 7.50 (m, 4H), 7.36 (m, 7H), 7.23 (d, 2H), 6.75 (d, 1H), 2.70 (m, 2H), 1.11 (d, 12H) ppm;IR (KBr): n = 1774 (s, C=O), 1735 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 389 (19640) nm。
【0096】
例8の分析データ:
4−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−(4−メトキシフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 79.65/79.8; H: 4.6/4.6; N: 5.8/5.7; O: 9.95/9.9;Mass (FD, 8kV): m/e= 482.2 (M+, 100 %)。
【0097】
例9の分析データ:
9−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−ドデシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):
C: 84.4/84.2; H: 6.6/6.7; N: 4.2/4.2; O: 4.8/4.9;
Mass (FD, 8kV): m/e = 668,3 (M+, 100 %)。
【0098】
例10の分析データ:
9−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−シクロヘキシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 84.5/84.1; H: 5.2/5.3; N: 4.8/4.9; O: 5.5/5.7;Mass (FD, 8kV): m/e = 582.2 (M+, 100 %)。
【0099】
例11の分析データ:
9−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 85.4/85.1; H: 5.5/5.6; N: 4.25/4.2; O: 4.85/5.0;Mass (FD, 8kV): m/e = 660.3 (M+, 100 %);1H-NMR (500 MHz, C2D2Cl4, 140℃): δ = 8.63 (d, 1H), 8.57 (d, 1H), 8.50 (d, 1H), 8.44 (d, 1H), 8.26 (d, 1H), 8.22 (d, 1H), 8.20 (d, 1H), 7.66 (dd, 1H), 7.59 (m, 4H), 7.46 (t, 1H), 7.43 (m, 6H), 7.32 (d, 2H), 6.72 (d, 1H), 2.81 (m, 2H), 1.22 (d, 12H) ppm;IR (KBr): n = 1696 (s, C=O), 1657 (s, C=O) cm- 1;
UV/VIS (NMP): λmax (ε) = 535 (40480) nm。
【0100】
例12の分析データ:
9−(ジフェニルメチレンイミノ)−N−(4−メトキシフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 83.15/83.0; H: 4.3/4.3; N: 4.2/4.2; O: 4.8/4.9;Mass (FD, 8kV): m/e = 606.2 (M+, 100 %)。
【0101】
部分工程II:アミノリレンジカルボン酸イミドVへのケチミンの加水分解
例13〜20
テトラヒドロフランa3リットル中の例5〜12からのケチミン10g(x3 mmol)の溶液を2モル塩酸溶液50mlを添加した後にT3℃でt3時間撹拌した。
【0102】
反応混合物を濃アンモニアを使用して中和し、かつ溶剤を真空中で留去した後に、無機不純物を除去するために残留物を水1リットルと濃アンモニア50mlから成る混合物中で懸濁させた、濾別し、中間的な濾過を用いてそれぞれ新たに2回、20%濃度の高温水性アンモニア1リットル中に懸濁させ、次に濾過した。石油エーテル(沸点範囲60〜90℃)で加熱抽出した後に、引き続き粗生成物をベンゾフェノンおよび他の有機不純物から取り除き、次に真空中100℃で乾燥させた。
【0103】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表3にまとめられている。
【0104】
【表3】
【0105】
例13の分析データ:
4-アミノ−N−ドデシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 75.75/75.4; H: 8.5/8.6; N: 7.35/7.5; O: 8.4/8.5;Mass (FD, 8kV): m/e = 380.2 (M+, 100 %)。
【0106】
例14の分析データ:
4−アミノ−N−シクロヘキシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 73.45/73.1; H: 6.15/6.2; N: 9.5/9.6; O: 10.9/11.1;Mass (FD, 8kV): m/e = 294.1 (M+, 100 %)。
【0107】
例15の分析データ:
4−アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 77.4/77.1; H: 6.5/6.6; N: 7.5/7.5; O: 8.6/8.8;Mass (FD, 8kV): m/e = 372.2 (M+, 100 %);1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6, 25℃): δ = 8.69 (d, 1H), 8.46 (d, 1H), 8.23 (d, 1H), 7.68 (dd, 1H), 7.58 (s, 2H), 7.39 (t, 1H), 7.26 (d, 2H), 6.89 (d, 1H), 2.57 (m, 2H), 1.02 (d, 12H) ppm;IR (KBr): ν = 1678 (m, C=O), 1635 (m, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 407 (11140) nm。
【0108】
例16の分析データ:
4−アミノ−N−(4−メトキシフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 71.7/71.4; H: 4.4/4.5; N: 8.8/8.8; O: 15.1/15.3;Mass (FD, 8kV): m/e = 318.1 (M+, 100 %)。
【0109】
例17の分析データ:
9−アミノ−N−ドデシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 80.9/81.2; H: 7.2/7.1; N: 5.55/5.5; O: 6.35/6.2;Mass (FD, 8kV): m/e = 504.3 (M+, 100 %)。
【0110】
例18の分析データ:
9−アミノ−N−シクロヘキシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 80.35/80.6; H: 5.3/5.3; N: 6.7/6.6; O: 7.65/7.5;Mass (FD, 8kV): m/e = 418.2 (M+, 100 %)。
【0111】
例19の分析データ:
9−アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 82.2/81.9; H: 5.7/5.8; N: 5.65/5.55; O: 6.45/6.75;Mass (FD, 8kV): m/e = 496.2 (M+, 100 %);1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6, 25℃): δ = 8.75 (d, 1H), 8.59 (d, 1H), 8.49 (d, 1H), 8.43 (d, 1H), 8.38 (d, 1H), 8.36 (d, 1H), 8.29 (d, 1H), 7.64 (dd, 1H), 7.42 (t, 1H), 7.31 (d, 2H), 7.14 (s, 2H), 6.91 (d, 1H), 2.62 (m, 2H), 1.08 (d, 12H) ppm;IR (KBr): ν = 1686 (s, C=O), 1641 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 561 (29070) nm。
【0112】
例20の分析データ:
9−アミノ−N−(4−メトキシフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 78.7/78.5; H: 4.1/4.1; N: 6.35/6.4; O: 10.85/11.0;Mass (FD, 8kV): m/e = 442.1 (M+, 100 %)。
【0113】
c)式Iのリレン染料の製造
例21〜32
保護ガス下で撹拌された4−(N,N-ジメチルアミノ)ピリジン49mg(0.4mmol)、トリエチルアミン408mg(0.8mmol)および無水テトラヒドロフラン(例21〜31)またはジオキサン(例32)100ml中の例13〜20からのアミノリレンジカルボン酸イミド x4グラム(2.02mmol)の溶液を、ジカルボネートVI yグラム(8mmol)を添加した後に、T4℃までt4時間加熱した。
【0114】
真空下で溶剤80体積%を留去した後に、ゆっくりメタノール50mlを添加し、かつ3〜6℃まで冷却することにより、生成物の析出を完全にした。析出した生成物を濾別し、メタノールで洗浄しかつ真空中100℃で乾燥させた。
得られた全てのリレン染料Iの融点は、熱変換温度を上回っていた(CO2およびアルケンまたはアラアルケンの分離)。
【0115】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表4にまとめられている。
【0116】
【表4】
【0117】
例21の分析データ:
4−(ジエトキシカルボニル)アミノ−N−ドデシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 68.7/68.4; H: 7.7/7.7; N: 5.35/5.4; O: 18.3/18.5;Mass (MALDI-TOF): m/e = 524.5 (M+, 100 %);IR (KBr): ν = 1627 (s), 1564 (s), 1543 (s), 1508 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 345 (16 541), 360 (14001) nm。
【0118】
例22の分析データ:
4−(ジエトキシカルボニル)アミノ−N−シクロヘキシルナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 65.75/65.5; H: 6.0/6.0; N: 6.4/6.5; O: 21.9/22.1;Mass (MALDI-TOF): m/e = 438.4 (M+, 100 %);IR (KBr): n = 1628 (s), 1564 (s), 1542 (s), 1507 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 346 (16 900), 358 (14807) nm。
【0119】
例23の分析データ:
4−(ジエトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 69.75/69.5; H: 6.25/6.3; N: 5.4/5.4; O: 18.6/18.8;Mass (MALDI-TOF): m/e = 516.5 (M+, 100 %);1H-NMR (300 MHz, C2D2Cl4, 25℃): δ = 8.59 (d, 1H), 8.56 (d, 1H), 8.17 (d, 1H), 7.79 (dd, 1H), 7.61 (d, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.26 (d, 2H), 4.14 (q, 4H), 2.60 (m, 2H), 1.07 (m, 18H) ppm;IR (KBr): n = 1624 (s), 1562 (s), 1544 (s), 1510 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 342 (15760), 358 (13411) nm。
【0120】
例24の分析データ:
4−(ジ−s−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド(異性体混合物):
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 71.3/70.9; H: 7.05/7.15; N: 4.9/5.0; O: 16.75/16.95;Mass (MALDI-TOF): m/e = 572.6 (M+, 100 %);1H-NMR (300 MHz, C2D2Cl4, 25℃C): δ = 8.58 (d, 1H), 8.56 (d, 1H), 8.15 (d, 1H), 7.80 (dd, 1H), 7.61 (d, 1H), 7.40 (t, 1H), 7.24 (d, 2H), 4.76 (m, 2H), 2.63 (m, 2H), 1.40 (m, 2H), 1.33 (m, 2H), 1.12 (d, 3H), 1.09 (d, 12H), 1.05 (d, 3H) ppm;IR (KBr): n = 1623 (s), 1561 (s), 1544 (s), 1508 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 340 (15511), 354 (13300) nm。
【0121】
例25の分析データ:
4−(ジ−t−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 71.3/71.1; H: 7.05/7.1; N: 4.9/4.9; O: 16.75/16.9;Mass (MALDI-TOF): m/e = 572.7 (M+, 100 %);1H-NMR (300 MHz, C2D2Cl4, 25℃): δ = 8.58 (d, 1H), 8.57 (d, 1H), 8.15 (d, 1H), 7.79 (dd, 1H), 7.62 (d, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.24 (d, 2H), 2.62 (m, 2H), 1.39 (s, 18H), 1.05 (d, 12H) ppm;IR (KBr): n = 1623 (s), 1560 (s), 1542 (s), 1509 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 340 (15420), 352 (13260) nm。
【0122】
例26の分析データ:
4−(ジ−t−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(4−メトキシフェニル)ナフタレン−1,8−ジカルボン酸イミド
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 67.2/66.9; H: 5.8/5.9; N: 5.4/5.4; O: 21.6/21.8;Mass (MALDI-TOF): m/e = 518.5 (M+, 100 %);IR (KBr): n = 1625 (s), 1558 (s), 1540 (s), 1511 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 341 (16005), 355 (13360) nm。
【0123】
例27の分析データ:
9−(ジエトキシカルボニル)アミノ−N−ドデシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 74.05/73.8; H: 6.85/6.9; N: 4.3/4.3; O: 14.8/15.0;Mass (MALDI-TOF): m/e = 648.5 (M+, 100 %);IR (KBr): n = 1700 (s, C=O), 1666 (s, C=O), 1501 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 484 (35940), 510 (37010) nm。例28の分析データ:
9−(ジ−s−ブトキシカルボニル)アミノ−N−シクロヘキシルペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 73.8/73.5; H: 6.2/6.3; N: 4.5/4.55; O: 15.5/15.65;Mass (MALDI-TOF): m/e = 618.4 (M+, 100 %);IR (KBr): n = 1698 (s, C=O), 1667 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 485 (36170), 511 (37030) nm。
【0124】
例29の分析データ:
9−(ジエトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 75.0/74.8; H: 5.65/5.65; N: 4.35/4.25; O: 15.0/15.3;Mass (MALDI-TOF): m/e = 640.3 (M+, 100 %);1H-NMR (500 MHz, C2D2Cl4, 25℃): δ = 8.52 (d, 1H), 8.51 (d, 1H), 8.39 (m, 3H), 8.35 (d, 1H), 7.78 (d, 1H), 7.64 (dd, 1H), 7.46 (d, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.25 (d, 2H), 4.16 (q, 4H), 2.65 (m, 2H), 1.09 (m, 18H) ppm;IR (KBr): n = 1702 (s, C=O), 1664 (s, C=O), 1502 (s) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 481 (36780), 507 (37620) nm。
【0125】
例30の分析データ:
9−(ジ−s−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 75.85/75.5; H: 6.35/6.4; N: 4.0/4.0; O: 13.8/14.1;Mass (MALDI-TOF): m/e = 696.3 (M+, 100 %);1H-NMR (500 MHz, C2D2Cl4, 25℃: δ = 8.55 (d, 1H), 8.54 (d, 1H), 8.40 (m, 4H), 7.80 (d, 1H), 7.64 (dd, 1H), 7.45 (d, 1H), 7.39 (t, 1H), 7.25 (d, 2H), 4.78 (m, 2H), 2.65 (m, 2H), 1.38 (m, 2H), 1.31 (m, 2H), 1.13 (d, 3H), 1.09 (d, 12H), 1.04 (d, 3H), 0.70 (t, 3H), 0.52 (t, 3H) ppm;IR (KBr): n = 1702 (s, C=O), 1665 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 483 (36500), 509 (36780) nm。
【0126】
例31の分析データ:
9−(ジ−t−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 75.85/75.6; H: 6.35/6.4; N: 4.0/3.95; O: 13.8/14.05;Mass (MALDI-TOF): m/e = 696.3 (M+, 100 %);1H-NMR (500 MHz, C2D2Cl4, 25℃): δ = 8.54 (m, 2H), 8.41 (m, 4H), 7.81 (d, 1H), 7.65 (dd, 1H), 7.40 (m, 2H), 7.24 (d, 2H), 2.64 (m, 2H), 1.29 (s, 18H), 1.08 (d, 12H) ppm;IR (KBr): n = 1750 (s, C=O), 1703 (s, C=O), 1665 (s, C=O), 1592 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 485 (37500), 507 (37430) nm。
【0127】
例32の分析データ:
9−(ジ−t−ブトキシカルボニル)アミノ−N−(4−メトキシフェニル)ペリレン−3,4−ジカルボン酸イミド:
元素分析(質量% 計算値/実測値):C: 72.9/72.6; H: 5.3/5.4; N: 4.35/4.4; O: 17.45/17.6;Mass (MALDI-TOF): m/e = 642.3 (M+, 100 %);IR (KBr): n = 1747 (s, C=O), 1701 (s, C=O), 1666 (s, C=O), 1590 (s, C=O) cm- 1;UV/VIS (CHCl3): λmax (ε) = 483 (37950), 506 (37330) nm。
【0128】
B)本発明によるリレン染料Iの使用
a)サーモクロミックにより色付けされた高分子材料の製造
例33〜47
サーモクロミックにより色付けされた熱可塑性樹脂を製造するために、それぞれの場合に式Iの染料xグラム、場合により透明顔料P zグラムをマトリックスポリマー
PS:ポリスチレン144Cクリスタルクリア(Polystyrene 144C crystal clear) (BASF社)
PMMA:ポリメチルメタクリレート成形材料7Nクリスタルクリア(Polymethylmethacrylat Formmasse 7N glasklar) (Roehm社)または
PC:Polycarbonate Makrolon(R) 2858 (Bayer社)
の1種100グラムと混合し、かつ常用の方法で押出および射出成形により半仕上げの生成物に変換する。
【0129】
サーモクロミック塗料を製造するために、それぞれ、染料I xグラムと溶剤ベースのアルキド−メラミン−焼付エナメル(固体含有量45質量%)100グラムの混合物を、ガラスビーズ(直径 3mm)150グラムと一緒にスカンデックス(Skandex)装置を用いて30分間振盪させ、次にドクターナイフを用いて金属シート上に載せ、130℃で30分間焼いた(乾燥状態でのフィルム厚55±5μm)。
【0130】
色付けされたポリマー系のサーモクロミック色変化(原色→第二色)は、転移温度T℃まで15分間加熱することにより導かれた。
【0131】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表5にまとめられている。
【0132】
【表5】
【0133】
b)レーザーマーキング可能またはレーザー書込み可能な色付けの形成
例48〜51
レーザーマーキング可能またはレーザー書込み可能な色付けを形成するために、例34または40からの染料を、a)で記載したようにPMMA中に組み込んだが、しかし(近)赤外吸収体A yグラムを添加した。
【0134】
引き続き、色付けされた半仕上げの生成物をNd-YAGレーザー(放出波長1064nm、レーザー出力40ワット、走査速度1000mm/s、例48および50)を使用するか、または半導体レーザーダイオード(放出波長780nm、レーザー出力1ワット、走査速度100mm/s、例49および51)を用いて、マークした。
【0135】
この実験ならびにそれらの結果に対するその他の詳細は、表6にまとめられている。
【0136】
【表6】
Claims (9)
- 一般式I
Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−、−S−、−NR1−、−CO−および/または−SO2−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく
アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、−CONHR2、−NHCOR2および/またはアリールアゾまたはヘタリールアゾ(前記基はそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R’は、C2〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−および/または−CO−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、C5〜C8−シクロアルキル(この炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキル置換されていてもよい)により、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
メチルであり、これはそれぞれC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよいアリール、ヘタリールおよび/またはC5〜C8−シクロアルキルにより、モノ置換またはジ置換されており、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R1は、水素またはC1〜C6−アルキルであり、
R2は、水素、C1〜C18−アルキル、アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよく、
nは0または1である]
のサーモクロミックリレン染料。 - 式中、Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は、1種以上の基−O−および/または−CO−により中断されていてもよく、かつこれは、シアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、−CONHR2または−NHCOR2によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R’は、C2〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−および/または−CO−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルコキシ、C5〜C8−シクロアルキル(その炭素骨格は1種以上の基−O−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキル置換されていてもよい)により、またはアリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
メチルであり、これはそれぞれC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよいアリールおよび/またはC5〜C8−シクロアルキルにより、モノ置換またはジ置換されており、
C5〜C8−シクロアルキルであり、この炭素骨格は1種以上の基−O−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよい、請求項1に記載の式Iのリレン染料。 - 式中、
Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は、1種以上の基−O−および/または−CO−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルコキシまたはアリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはジ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、これはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
アリールであり、これはC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R’は、C2〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1個以上の基−O−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルコキシ、C5〜C8−シクロアルキル(前記基はC1〜C6−アルキル置換されていてもよい)、またはアリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
メチルであり、これはそれぞれC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよいアリールおよび/またはC5〜C8−シクロアルキルにより、モノ置換またはジ置換されており、
C5〜C8−シクロアルキルであり、これはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよい、請求項1に記載の式Iのリレン染料。 - a)一般式IIa
b1)工程a)で形成された一般式IIIa
(式中、R’’、R’’’は相互に独立に水素、C1〜C6−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシであり、かつx、yは相互に独立に1〜3の整数である)と反応させ、かつ
b2)形成されたケチミンを酸および極性の非プロトン性溶剤の存在下で加水分解し、一般式V
c)引き続きこれを、極性の非プロトン性溶剤および塩基の存在下で一般式VI
- 一般式V
Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−、−S−、−NR1−、−CO−および/または−SO2−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、その炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく
アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、−CONHR2、−NHCOR2および/またはアリールアゾまたはヘタリールアゾ(前記基はそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R1は、水素またはC1〜C6−アルキルであり、
R2は、水素、C1〜C18−アルキル、アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよく、
nは0または1である]
のアミノリレンジカルボン酸イミドの製法において、一般式III
- 一般式IIIa
Rは、水素またはC1〜C30−アルキルであり、その炭素鎖は1種以上の基−O−、−S−、−NR1−、−CO−および/または−SO2−により中断されていてもよく、かつこれはシアノ、C1〜C6−アルコキシ、アリール(前記基はC1〜C18−アルキルまたはC1〜C6−アルコキシにより置換されていてもよい)により、または1つの窒素原子を介して結合した5〜7員環の複素環式基(前記基は他のヘテロ原子を含有し、かつ芳香族であってもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
C5〜C8−シクロアルキルであり、この炭素骨格は1種以上の基−O−、−S−および/または−NR1−により中断されていてもよく、かつこれはC1〜C6−アルキルによりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C18−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、シアノ、−CONHR2または−NHCOR2および/またはアリールアゾまたはヘタリールアゾ(前記基はそれぞれC1〜C10−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよい)によりモノ置換またはポリ置換されていてもよく、
R1は、水素またはC1〜C6−アルキルであり、
R2は、水素であり、C1〜C18−アルキルであり、アリールまたはヘタリールであり、それぞれC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシまたはシアノにより置換されていてもよい]
の9−ブロモペリレン−3,4−ジカルボン酸イミドの製法において、一般式IIa
- 高分子量の有機および無機材料を色付けするための、請求項1に記載の式Iのリレン染料の使用。
- プラスチック、塗料および印刷インキが色付けされている、請求項7に記載の使用。
- レーザーマーキング可能かつレーザー書込み可能な色付けが形成される、請求項7または8に記載の使用。
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