JP4372991B2 - Porphyrazine compound and method for producing the same - Google Patents

Porphyrazine compound and method for producing the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規なポルフィラジン(テトラアザポルフィリン)化合物とその製造方法に関するものであり、その化合物を用いることによって記録密度が高くかつ耐光性、保存安定性にも優れた追記型光記録媒体の作成を可能にするものである。
【0002】
【従来の技術】
現在の追記型光ディスクシステムでは、使用レーザーの発振波長が770〜790nmにあり、記録体は上記波長で記録再生が可能なように設定されている。今後、情報量の増大に伴い、記録媒体の大容量化への流れは必須であり、記録再生に用いるレーザー波長の短波長化が進んでいる。しかしながら、耐光性、保存安定性に優れ700nm以下のレーザーを用いた光ピックアップで記録再生が可能な記録材料は、いまだ開発されていないのが現状である。
【0003】
また、現在のCD及びCD−ROMは、基盤自体の凹凸上にAlがコーティングしてあり、Alの反射率の波長依存性が小さいため、将来、レーザー波長が短波長化されても再生は可能である。しかしながら、CD−Rの場合は、記録層に680〜750nmに最大吸収波長を有する色素を用い、その光学定数と膜厚構成により770〜790nmに高い反射率が得られるように設定してあるため、700nm以下の波長域では反射率は極めて低く、レーザー波長が短波長化した場合に、現在記録した情報を将来のシステムで再生できないという事態が起こりうる。
【0004】
ポルフィラジン化合物は、CD−Rの記録層で使われることもあるフタロシアニン系色素と同様のアザアヌレン系の色素であり、フタロシアニン色素と比べてπ電子系が小さく光吸収波長が短いので、これを光ディスクの記録層に使うことができれば、上記のような短波長レーザーにも対応した記録媒体ができると期待される。しかし、置換基をもたないポルフィラジン化合物は有機溶剤に対する溶解度が低く、溶剤塗工法で記録層を形成することが困難である。
一方、置換基を有するポルフィラジン化合物は合成が必ずしも容易ではない。とくに追記型光記録材料としてそれを用いる場合には、それが適度な熱分解性をもっていることが必要であり、そのような化合物はいっそう合成が困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のポルフィラジン化合物のそのような欠点を改良して、大容量の追記型光記録材料として好適な色素材料を提供するとともに、同時にそのような色素材料を収率よく合成するための製造方法を提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはこれまでにもポルフィラジン化合物の研究を進め、すでに特開平9−267562号公報、特開平10−860号公報、特開平11−43619号公報において提案をしているが、さらに検討を重ねた結果、本発明に到達した。即ち、本発明によれば、下記一般式(I)で表されることを特徴とするポリフィラジン化合物が提供される。
【化6】
[上記式中、X〜Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基を表し、Y〜Yがそれぞれ独立に下記一般式(III)で示される複素五員環を表す。Mtは2個の水素原子を表すか、あるいは酸素、ハロゲン原子、その他の配位子を有していてもよい2価、3価、4価の金属原子を表す]
【化7】
[上記式中、Z 〜Z はそれぞれ結合している炭素原子又は窒素原子と一緒になって複素五員環を形成する置換もしくは未置換の炭素原子又は窒素原子である。ただし、Z 〜Z がすべて炭素原子になることはなく、窒素原子においてポルフィラジン環と結合している。Z 〜Z 11 は炭素原子又は窒素原子を表し、Z 〜Z 11 のうち2個以上が炭素原子である。W 〜W はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のアシル基を表す]
【0007】
本発明の化合物はその独特な置換基の効果によって次のような特長を有する。まず有機溶剤への溶解度が高いため、溶剤塗工法で記録膜を作成することが容易である。またCD−Rの記録層に使われている色素に比べて短波長に吸収極大があるため、発振波長の短い半導体レーザーを用いる高密度光ディスクシステムに適用可能である。かつ耐光性、保存安定性が高いため、記録した情報の保存性も優れたものとなる。さらに分解温度が適度に低く分解速度も大きいため、記録の高感度化、高速化が可能になる。しかも、そのように適度な熱分解性を持っているにもかかわらず後述のような製造方法を使えば高収率で合成ができる。
【0008】
本発明のポルフィラジン化合物は、従来知られていたようなポルフィラジン誘導体の合成法で合成することも必ずしも不可能ではないが、本発明に示すような方法を用いれば、きわめて容易に高収率で合成ができる。
ポルフィラジン化合物の合成においては、多くの場合、その環形成反応中に副反応や分解反応が起こりやすいので、本発明では、環形成中に副反応や分解が起こりにくい下記一般式(IV)のようなポルフィラジン化合物をまず合成し、次にその化合物のフッ素置換アルコキシ基を別の置換基に変換することによって種々のポルフィラジン誘導体を得る方法を提案している。これにより熱安定性の低いポルフィラジン誘導体であっても、収率を下げることなく容易に合成することが可能になった。
【化6】
[上記式中、X1〜X4及びMtは前記一般式(I)のものと同じものを表す。Rは一部又は全部の水素がフッ素置換されたアルコキシ基を表す]
【0009】
本発明の化合物を表す上記一般式(I)は、より具体的には下式(I−a)〜(I−d)で表される。これらは異性体構造を表しており、通常は単一回の反応でこれらが混合物として生成し、混合物のまま種々の用途に用いることができるが、必要に応じそれぞれを単離して用いることも可能である。
【化7】
【0010】
このような一般式(I)及び一般式(II)、(III)中のアルキル基及びアルコキシ基中のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、イソアミル基、2−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、2−エチルペンチル基、n−オクチル基、2−メチルヘプチル基、3−メチルヘプチル基、4−メチルヘプチル基5−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基等の1級アルキル基、イソプロピル基、sec−ブチル基、1−エチルプロピル基、1−メチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、1−エチルー2−メチルプロピル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、1−プロピルブチル基、1−イソプロピル−2−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルブチル基、1−イソプロピルブチル基、1−メチルヘプチル基、1−エチルヘキシル基、1−プロピルペンチル基、1−イソプロピルペンチル基、1−プロピル−2−メチルブチル基、1−メチルオクチル基、1−エチルヘプチル基、1−プロピルヘキシル基、1−イソブチル−3−メチルブチル基等の2級アルキル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、tert−ヘプチル基、tert−オクチル基等の3級アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基などが挙げられ、これらのアルキル基はハロゲン原子やその他の置換基で置換されていてもよい。
【0011】
またアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、ジ(tert−ブチル)フェニル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、トリメトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、ナフチル基などが挙げられ、これらのアリール基はハロゲン原子やその他の置換基で置換されていてもよい。
【0012】
上記一般式(I)中のY1〜Y4の例としては、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等の複素五員環系置換基が挙げられ、これらは前記のような種々のアルキル基、アリール基等の置換基やハロゲン原子によって置換されていてもよい。またその複素五員環は他の芳香環と縮合していてもよく、その芳香環の一部は窒素等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。そういった複素環系置換基の例をさらに具体的に述べると、たとえば次のようなものが挙げられる。すなわち、イミダゾリル基、2−メチルイミダゾリル基、4又は5−メチルイミダゾリル基、2−フェニルイミダゾリル基、4又は5−フェニルイミダゾリル基、4,5−ジフェニルイミダゾリル基、4又は5−ニトロイミダゾリル基、4又は5−(メトキシカルボニル)イミダゾリル基、4又は5−(エトキシカルボニル)−5又は4−メチルイミダゾリル基、4又は5−ブロモイミダゾリル基、4,5−ジシアノイミダゾリル基、ピラゾリル基、3又は5−メチルピラゾリル基、3,5−ジメチルピラゾリル基、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ピラゾリル基、4−ブロモピラゾリル基、1,2,3−トリアゾリル基、4−ブロモ−1,2,3−トリアゾリル基、1,2,4−トリアゾリル基、テトラゾリル基、5−メチルテトラゾリル基、5−フェニルテトラゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、2−メチルベンゾイミダゾリル基、5,6−ジメチルベンゾイミダゾリル基、5,6−ジメトキシベンゾイミダゾリル基、5又は6−クロロベンゾイミダゾリル基、5又は6−ニトロベンゾイミダゾリル基、5又は6−シアノベンゾイミダゾリル基、5又は6−(エトキシエトキシ)ベンゾイミダゾリル基、ナフトイミダゾリル基、4又は7−アザベンゾイミダゾリル基、4,6又は5,7−ジアザベンゾイミダゾリル基、インダゾリル基、1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5又は6−クロロ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5又は6−ブロモ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5又は6−フルオロ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5又は6−(トリフルオロメチル)−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5,6−ジフルオロ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、4又は7−アザ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基、5又は6−アザ−1,2,3−ベンゾトリアゾリル基などである。
【0013】
上記一般式(I)の化合物におけるMtの例としては、H2、Cu、Ni、Zn、Co、Pd、Pt、VO、TiO、Mg、Cd、Sn、SnX2、AlX、GaX、InX、RhX、GeX2[Xは一価の配位子を表す]、SiCl2、Si(OSiR1R2R3)2、Si(OPOR4R5)2、Si(OCOR6)2[R1〜R6はアルキル基を示す]等があげられるが、合成面、物性面からとくに好ましいのはCu、Ni、Zn、Co、Pd、Pt、VO、Mg等である。
【0014】
上記一般式(I)の化合物につき、さらに具体的に化合物例を示すと下表のようなものが挙げられる。
【表1】
【表2】
【表3】
【0015】
以上のような一般式(I)の化合物を合成するには、目的のポルフィラジン化合物と同じ置換基を有するマレオニトリル誘導体を公知の方法で環化させるという方法も可能であるが、本発明が示すように、まず前記一般式(IV)で示されるポルフィラジン化合物を合成し、それを各種の複素環化合物と反応させるという方法をとると高収率で目的物が得られる。
【0016】
一般式(IV)で示されるポルフィラジン化合物は、文献Zhurnal Organicheskoi Khimii, Vol.28, No.10, p.2149-2155等に記載の方法、あるいはそれ以外にもフタロシアニン誘導体の環化反応法として公知の方法をポルフィラジン誘導体の合成法として適用することによっても合成できる。
すなわち、マレオニトリル誘導体とマグネシウムアルコキシドをアルコール溶媒中で加熱することにより中心にマグネシウムの入ったポルフィラジン誘導体を作り、後に中心金属を入れ換える方法、あるいは、マレオニトリル誘導体をモリブデン酸アンモニウムの存在下、尿素及び金属塩化物とともに加熱する方法、あるいはマレオニトリル誘導体と金属塩化物をナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、DBUなどの塩基性物質の存在下にアルコール系溶媒中で加熱する方法などである。いずれの場合にもマレオニトリル誘導体を単一種用いることも複数種用いることも可能であり、複数種用いれば一般式(IV)におけるX1〜X4が同一でない化合物が得られる。
【0017】
上記一般式(IV)の化合物の構造はより具体的には下式(IV−a)〜(IV−d)で表される。これらは異性体構造を表しており、通常は単一回の反応でこれらが混合物として生成し、混合物のまま用いることができるが、必要に応じそれぞれを単離して用いることも可能である。
【化8】
【0018】
上記一般式(IV)の化合物の具体例としてはたとえば下表のようなものが挙げられる。
【表4】
【0019】
上記一般式(IV)の化合物と反応して上記一般式(I)の化合物を与える複素環系化合物の具体例としては、たとえば下表のようなアゾール系化合物が挙げられる。
【表5】
【0020】
反応におけるこれらの複素環系化合物の使用量はポルフィラジン化合物1モル当たり1モル以上、好ましくは4モル以上あればよいが、反応速度を上げるためにそれより過剰に使ってもよい。また反応途中で生成する含フッ素アルコールを減圧蒸留などで除くことにより反応を加速することも可能である。
【0021】
反応に使う複素環化合物の種類は単一でも複数でもよく、複素環化合物を複数種使えば、一般式(I)におけるY1〜Y4が同一でない化合物が得られる。また、複素環化合物の使用量をポルフィラジン1モル当たり4モル未満にすれば、Y1〜Y4が同一でなくしかも複素環系置換基とフッ素置換アルコキシ基が混在した化合物を得ることができる。
また単一の複素環化合物を反応させても複素環上の反応位置が異なる場合があり、その場合にはY1〜Y4が同一ではないが互いに構造異性の関係にある化合物ができる。前掲表1における化合物No.P−4、P−9〜18、Q−1等の構造表記は、この最後の場合を表している。
【0022】
この反応は塩基性物質によって促進され、たとえば、無機塩基類としては次のようなものが使用できる。すなわち、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硫酸ナトリウムなどである。これらは無水物でも水和物でもかまわないが、反応中の加水分解を防ぐためには無水物を使う方が好ましい。また有機塩基類としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)などが使用でき、その他、カリウムtert−ブトキシド、ナトリウムtert−ブトキシドなどのアルコキシド類も使用できる。塩基の使用量は1当量以上あればよいが、それより過剰に使ってもかまわない。
【0023】
反応溶媒はとくに限定されないが、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、アセトン、メチルブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチルなど、誘電率の高い非プロトン性溶媒が好ましい。
【0024】
反応温度は反応物や溶媒の種類により0〜150℃の範囲から選択できるが、好ましくは室温〜100℃である。これより低温では反応が遅くなり、高温では分解が起こりやすくなる。
【0025】
【実施例】
以下実施例をあげて本発明を具体的に説明する。最初に上記一般式(IV)の化合物の合成例を示し、次に上記一般式(I)の化合物の合成例を示し、最後に上記一般式(I)の化合物を使った光ディスク作成例を示すことにする。
【0026】
1.一般式(IV)の化合物の合成
合成例1
化合物A−1の合成
操作1)1−tert−ブチル−2−クロロ−1,2−ジシアノエチレンの合成冷却管、攪拌装置をつけた反応用フラスコにクロロアセトニトリル11.3g(0.15mol)、ピバロイルシアニド16.7g(0.15mol)、ジクロロメタン450mlを仕込み攪拌しながら0℃まで冷却した。これを攪拌しながら四塩化チタン84.1g(0.45mol)を−5℃〜0℃の温度を保ちながら90分で滴下した。5分攪拌した後、N−メチルモルホリン91g(0.90mol)を−10〜0℃で3時間、滴下した。30分攪拌後、冷却を止め室温に戻しながら3時間攪拌を行った。攪拌を止め、反応液を氷水1000mlに注加しクロロホルム200mlを加え攪拌後、分液漏斗に移して有機層を分取した。有機層を水洗後、硫酸マグネシウムを加え乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別後、エバポレーターで有機層を濃縮して残留オイル分18.9gを得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒トルエン)で精製して目的物14.7gを得た。GC分析でそれぞれシス体、トランス体と推定される2本のピークが検出され、その面積比は12:88であった。GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e169)が確認された。
なお上記のようなジシアノエチレン誘導体のシス体(マレオニトリル)、トランス体(フマロニトリル)の区別は、それぞれを単離して環化反応を行うことにより、ポルフィラジン色素を生成する方をシス体、生成しない方をトランス体として識別することが可能である。しかし、本発明の反応ではシス体、トランス体をとくに分離せず混合物のまま用いることが可能であり、以下の合成例でもそのようにしている。
【0027】
操作2)1−tert−ブチル−2−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,2−ジシアノエチレンの合成
反応用フラスコに2,2,2−トリフルオロエタノール6.4g(0.064mol)、N,N−ジメチルホルムアミド(以下DMFと略)53ml、無水炭酸カリウム8.8g(0.064mol)を仕込み室温で攪拌しながら、操作1)で得た1−tert−ブチル−2−クロロ−1,2−ジシアノエチレン9.0g(0.053mol)を1時間かけて仕込んだ。4時間攪拌した後、水500mlに注加し、トルエン80mlで抽出した。抽出液を水洗後、エバポレーターで濃縮した。残留オイル分を放置すると徐々に結晶化した。収量11.6g、収率94%であった。GC分析でそれぞれシス体、トランス体と推定される2本のピークが検出され、その面積比は78:22であった。GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e232)を確認した。
【0028】
操作3)テトラ−tert−ブチル−テトラキス(2,2,2−トリフルオロエトキシ)銅ポルフィラジン(化合物A−1)の合成
反応用フラスコに操作2)で得た1−tert−ブチル−2−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,2−ジシアノエチレン11.6g(0.05mol)、2,2,2−トリフルオロエタノール100ml、ホルムアミド2.3g(0.05mol)、カリウムtert−ブトキシド5.6g(0.05mol)を仕込み50℃で30分攪拌した。そこに塩化第一銅1.4g(0.014mol)を仕込み攪拌しながら80℃に昇温し系内に窒素ガスを満たして75〜80℃で15時間攪拌した。加熱を止め室温まで冷却後、反応液を水400mlに注加して析出した結晶を濾取、乾燥した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒n−ヘキサン:トルエン=20:1)で精製し目的の色素を得た。収量5.0g、収率40%であった。LC/MSで分子イオンピーク(m/e992)を確認した。
【0029】
合成例2
化合物A−2の合成
合成例1、操作3)の塩化第一銅の代わりに同じモル数の無水塩化ニッケルを用い、他は合成例1と同様にして目的色素1.8gを得た。
【0030】
合成例3
化合物A−3の合成
操作1)テトラ−tert−ブチル−テトラキス(2,2,2−トリフルオロエトキシ)マグネシウムポルフィラジンの合成
反応用フラスコに1−プロパノール160ml、マグネシウム1.9g(0.078mol)、ヨウ素10mgを仕込み溶媒の還流温度で6時間攪拌した。それを一旦冷却し、合成例1の操作2)と同様の操作で得た1−tert−ブチル−2−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,2−ジシアノエチレン37g(0.16mol)を仕込んだ後、再度加熱し90℃で4時間攪拌した後、加熱を止めた。反応液を少量取り薄層クロマトグラフィで青色の色素成分の生成を確認した。
【0031】
操作2)テトラ−tert−ブチル−テトラキス(2,2,2−トリフルオロエトキシ)ポルフィラジンの合成
操作1)の反応液を攪拌しながら0℃に冷却し、そこにトリフルオロ酢酸160gを徐々に仕込み5℃以下で1時間攪拌した。冷却をやめ反応液を2000mlの水に注加し酢酸エチル200mlを加え攪拌した。分液漏斗で有機層を分取し水で洗浄した後、エバポレーターで濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒n−ヘキサン:トルエン=10:1)により精製して色素11gを得た。
【0032】
操作3)テトラ−tert−ブチル−テトラキス(2,2,2−トリフルオロエトキシ)亜鉛ポルフィラジン(化合物A−3)の合成
反応フラスコに操作2)で得た無金属体色素0.89g(0.96mmol)、DMF7ml、酢酸亜鉛二水和物0.60g(2.7mmol)、及び触媒量のモリブデン酸アンモニウム四水和物を仕込み80℃で2時間攪拌した。その後反応液を水で希釈し析出した結晶を濾取、乾燥し、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒トルエン)で精製して色素0.88gを得た。LC/MSで分子イオンピーク(m/e993)を確認した。
【0033】
合成例4
化合物A−4の合成
合成例3の操作3)の酢酸亜鉛二水和物の代わりに同じモル数の無水塩化コバルト(II)を用い、他は合成例3と同様にして目的色素1.1gを得た。
【0034】
合成例5
化合物A−5の合成
合成例3、操作3)の酢酸亜鉛二水和物の代わりに同じモル数の塩化パラジウムと酢酸ナトリウムを用い、他は合成例3と同様にして目的色素0.91gを得た。
【0035】
合成例6
化合物A−6の合成
合成例3、操作3)の酢酸亜鉛二水和物の代わりに同じモル数の塩化白金を用い、他は合成例3と同様にして目的色素0.34gを得た。
【0036】
合成例7
化合物A−7の合成
合成例3、操作3)の酢酸亜鉛二水和物の代わりに同じモル数の三塩化バナジウムを用い、他は合成例3と同様にして目的色素1.3gを得た。
【0037】
合成例8
化合物A−8の合成
操作1)1−tert−ブチル−2−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ)−1,2−ジシアノエチレンの合成
合成例1の操作2)の2,2,2−トリフルオロエタノールの代わりに同じモル数の2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノールを用い、他は合成例1の操作2)と同様に操作して96%の収率で目的のジシアノエチレン誘導体を得た。GC分析でそれぞれシス体、トランス体と推定される2本のピークが検出され、その面積比は67:33であった。GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e282)を確認した。
【0038】
操作2)テトラ−tert−ブチル−テトラキス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ)銅ポルフィラジン(化合物A−8)の合成
反応用フラスコに操作1)で得た1−tert−ブチル−2−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ)−1,2−ジシアノエチレン5.6g(0.02mol)、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロパノール40ml、ホルムアミド0.9g(0.02mol)、カリウムtert−ブトキシド2.2g(0.02mol)を仕込み50℃で30分攪拌した。そこに塩化第一銅0.56g(0.0057mol)を仕込み攪拌しながら80℃に昇温し系内に窒素ガスを満たして75〜80℃で15時間攪拌した。加熱を止め冷却後、反応液を水300mlに注加して析出した結晶を濾取、乾燥した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒n−ヘキサン:トルエン=30:1)で精製し目的の色素を得た。収量2.1g、収率35%であった。LC/MSで分子イオンピーク(m/e1192)を確認した。
【0039】
化合物A−9の合成
操作1)1−クロロ−2−フェニル−1,2−ジシアノエチレンの合成
冷却管、攪拌装置をつけた反応用フラスコにクロロアセトニトリル11.3g(0.15mol)、ベンゾイルシアニド19.7g(0.15mol)、ジクロロメタン450mlを仕込み攪拌しながら0℃まで冷却した。これに四塩化チタン84.1g(0.45mol)を−5℃〜0℃の温度を保ちながら90分で滴下した。5分攪拌した後、N−メチルモルホリン91g(0.90mol)を−10〜0℃で3時間、滴下した。30分攪拌後、冷却を止め室温で一晩攪拌を行った。攪拌を止め、反応液を氷水1000mlに注加しクロロホルム200mlを加え攪拌後、分液漏斗に移して有機層を分取した。有機層を水洗、分取し硫酸マグネシウムを加え乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別後、エバポレーターで溶剤を留去して残留オイル分21.3gを得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒トルエン)で精製して目的物18.4gを得た。GC分析でそれぞれシス体、トランス体と推定される2本のピークが検出され、その面積比は14:86であった。GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e189)を確認した。
【0040】
操作2)1−フェニル−2−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,2−ジシアノエチレンの合成
反応用フラスコに2,2,2−トリフルオロエタノール6.4g(0.064mol)、DMF50ml、無水炭酸カリウム8.8g(0.064mol)を仕込み室温で攪拌しながら、操作1)で得た1−クロロ−2−フェニル−1,2−ジシアノエチレン10g(0.053mol)を30分かけて仕込んだ。4時間攪拌した後、水500mlに注加し、トルエン100mlで抽出した。抽出液を水洗後、エバポレーターで濃縮して目的物を得た。収量12g、収率90%であった。GC分析でそれぞれシス体、トランス体と推定される2本のピークが検出され、その面積比は71:29であった。GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e252)を確認した。
【0041】
操作3)テトラフェニル−テトラキス(2,2,2−トリフルオロエトキシ)銅ポルフィラジン(化合物A−9)の合成
反応用フラスコに操作2)で得た1−フェニル−2−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)−1,2−ジシアノエチレン12.6g(0.05mol)、2,2,2−トリフルオロエタノール100ml、ホルムアミド2.3g(0.05mol)、カリウムtert−ブトキシド5.6g(0.05mol)を仕込み50℃で30分攪拌した。そこに塩化第一銅1.4g(0.014mol)を仕込み攪拌しながら80℃に昇温し系内に窒素ガスを満たして75〜80℃で16時間攪拌した。加熱を止め室温まで冷却後、反応液を水300mlに注加して析出した結晶を濾取、乾燥した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒n−ヘキサン:トルエン=20:1)で精製し目的の色素を得た。収量4.1g、収率31%であった。LC/MSで分子イオンピーク(m/e1072)を確認した。
【0042】
2.一般式(I)の化合物の合成
実施例1
テトラ−tert−ブチル−テトライミダゾリル銅ポルフィラジン(化合物P−1)の合成
冷却管、撹拌装置をつけた反応用フラスコに化合物A−1を0.99g(1mmol)、イミダゾール0.68g(10mmol)、無水炭酸カリウム0.69g(5mmol)、DMF15mlを仕込み撹拌しながら加熱して50℃で4時間撹拌した。加熱、撹拌を止め、反応液を水500mlに注加しクロロホルム100mlで抽出した。抽出液を分液漏斗に移し1%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水で繰り返し洗浄した後、有機層をエバポレーターで濃縮し、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒クロロホルム:メタノール=30:1)で精製して色素0.64gを得た。LC/MSで分子イオンピーク(m/e864)を確認した。この化合物はエタノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、クロロホルム、2−エトキシエタノールなどの有機溶剤に室温で1%以上溶解した。またクロロホルム中における吸収極大波長が595nmでその波長におけるモル吸光係数が140000であった。この化合物の赤外吸収スペクトルを後の図1に示す。この化合物を示差走査熱量分析(以下DSCと略)すると補外分解開始温度(以下Tidと略)380℃、ピーク温度(以下Tpdと略)395℃であるような吸熱ピークが観測された。また熱重量分析(以下TGAと略)において補外減量開始温度(以下Tigと略)370℃であるような減量カーブが観測された。なおこれらの熱分析はいずれも窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分にて行ったものである。
【0043】
実施例2
テトラ−tert−ブチル−テトラピラゾリル銅ポルフィラジン(化合物P−2)の合成
反応用フラスコに化合物A−1を0.99g(1mmol)、ピラゾール0.41g(6mmol)、無水炭酸カリウム0.69g(5mmol)、DMF15mlを仕込み撹拌しながら加熱して50℃で6時間撹拌した。加熱、撹拌を止め、反応液を水500mlに注加し酢酸エチル100mlで抽出した。抽出液を分液漏斗に移し1%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水で繰り返し洗浄した後、有機層をエバポレーターで濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒トルエン:メタノール=50:1)で精製して色素0.59gを得た。LC/MSで分子イオンピーク(m/e864)を確認した。この化合物はエタノール、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、クロロホルム、2−エトキシエタノールなどの有機溶剤に室温で1%以上溶解した。またクロロホルム中における吸収極大波長は595nmであった。この化合物はDSCでTid=382℃、Tpd=394℃の吸熱ピークが観測され、TGAでTig=400℃の減量カーブが観測された。
【0044】
実施例3
テトラ−tert−ブチル−テトラベンゾトリアゾリルニッケルポルフィラジン(化合物Q−1)の合成
反応用フラスコに化合物A−2を0.99g(1mmol)、1,2,3−ベンゾトリアゾール1.4g(12mmol)、無水炭酸カリウム0.83g(6mmol)、DMF15mlを仕込み撹拌しながら加熱して75℃で4時間撹拌した。加熱、撹拌を止め、反応液を水500mlに注加しトルエン100mlで抽出した。抽出液を分液漏斗に移し1%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水で繰り返し洗浄した後、有機層をエバポレーターで濃縮し、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(展開溶媒トルエン:酢酸エチル=20:1〜10:1)で精製して色素0.82gを得た。LC/MSで分子イオンピーク(m/e1063)を確認した。また1H−NMR(300MHz,CDCl3)の分析結果は次のようであった。δ(ppm from TMS)1.19−1.38(18H,m),1.96−2.15(18H,m),6.83−7.07(2H,m),7.24−7.62(10H,m),7.81−8.04(2H,m),8.31−8.44(2H,m)。この化合物は2−エトキシエタノールに室温で1%以上溶解した。またクロロホルム中における極大吸収波長は598nmであった。この化合物はDSCでTid=275℃、Tpd=295℃の発熱ピークが観測され、TGAでTig=307℃の減量カーブが観測された。
【0045】
実施例4
テトラ−tert−ブチル−テトラベンゾトリアゾリル銅ポルフィラジン(化合物P−4)の合成
実施例3の操作の化合物A−2の代わりに化合物A−1を用い、あとは実施例3と同様の操作により色素0.70gを得た。LC/MSで分子イオンピーク(m/e1068)を確認した。この化合物は2−エトキシエタノールに室温で1%以上溶解した。またクロロホルム中における吸収極大波長が599nmでその波長におけるモル吸光係数が150000であった。この化合物はDSCでTid=275℃、Tpd=295℃の発熱ピークが観測され、TGAでTig=305℃の減量が観測された。この化合物の赤外吸収スペクトルを後の図2に示す。
【0046】
実施例5〜25
上記と同様の反応実施例を実施例1〜4の値とともに下表に示す。
【0047】
【表6】
【0048】
上記で得られたポルフィラジン化合物のクロロホルム中における極大吸収波長λmaxを下表に示す。
【表7】
【0049】
比較例1(化合物の比較例)
オクタフェニル銅ポルフィラジンの合成
反応用フラスコに1,2−ジフェニルマレオニトリル1.7g(7.5mmol)、ホルムアミド0.36g(7.9mmol)、カリウムtert−ブトキシド0.9g(7.9mmol)、1−プロパノール20mlを仕込み、攪拌しながら50℃に昇温し30分撹拌した。さらに90℃まで加熱し塩化第一銅0.25g(2.5mmol)を加え窒素雰囲気下100℃で5時間攪拌した。放冷後反応液を水に注加し析出した結晶を濾取、乾燥した。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し(展開溶媒トルエン)色素0.087gを得た。収率4.7%であった。この化合物は有機溶剤への溶解度が低くたとえば2−エトキシエタノールへの溶解度は室温で0.1%未満しかなかった。
【0050】
比較例2(製造方法の比較例)
化合物P−1の合成
操作1)1−tert−ブチル−2−イミダゾリル−1,2−ジシアノエチレンの合成
反応用フラスコに、イミダゾール13.6g(0.2mol)、DMF60ml、無水炭酸カリウム9.8g(0.071mol)を仕込み、さらに合成例1)の操作1)と同様の操作で得た1−tert−ブチル−2−クロロ−1,2−ジシアノエチレン10g(0.06mol)を仕込んだ。温度を60℃に上げ5時間攪拌後、水500mlに注加しクロロホルムで抽出した。抽出液を水洗後、エバポレーターで濃縮してオイル分を得た。収量2.5g、収率21%であった。GC分析で異性体と推定される2本のピークが検出され、GC/MS分析によりそれぞれの成分につき分子イオンピーク(m/e200)が確認された。
【0051】
操作2)化合物P−1の合成
反応用フラスコに操作1)で得た1−tert−ブチル−2−イミダゾリル−1,2−ジシアノエチレン2.0g(0.01mol)、1−ペンタノール25ml、DBU1.5g(0.01mol)を仕込み攪拌しながら80℃に昇温した。そこに塩化第一銅0.30g(0.003mol)を仕込み攪拌しながら100℃に昇温し窒素雰囲気下100℃で5時間攪拌した。反応液を少量取り薄層クロマトグラフィで分析したところ、分解物と推定される褐色成分が多く検出されたのに対し、色素成分の生成はほとんど見られず合成は失敗であった。
【0052】
なお以上の実施例、比較例の化合物を分析するにあたっては下記の分析装置を使用した。
GC/MS:株式会社島津製作所製GCMS−QP2000GF
LC/MS:同社製LCMS−QP8000
IR :同社製FTIR−8000PC
DSC :同社製DSC−50
TGA :同社製TGA−50
NMR :日本電子株式会社製FT−NMRスペクトロメーターΛ300
【0053】
3.光ディスク作成例
実施例d−1
化合物No.P−7で示されるポルフィラジン化合物をエチルシクロヘキサンに1.8%溶解し、上記溶液をトラックピッチ0.74μm、溝幅(半値)0.28μm、深さ1700Åのポリカーボネート基板上にスピンコートすることにより、900Å〜400Åの均質な膜が得られ、これにAuを1000Åスパッタ、さらにアクリル系フォトポリマーで保護層を設けたディスクを作成した。上記ディスクは635nm、NA=0.6のピックアップを有するディスク評価装置で良好に記録再生が可能であった。
【0054】
実施例d−2
化合物No.P−1で示されるポルフィラジン化合物をエチルシクロヘキサン/1−メトキシ−2−プロパノール=1/1(重量比)混合溶媒に1.8%溶解し、上記溶液をトラックピッチ0.74μm、溝幅(半値)0.28μm、深さ1700Åのポリカーボネート基板上にスピンコートすることにより、900Å〜600Åの均質な膜が得られ、これにAuを1000Åスパッタ、さらにアクリル系フォトポリマーで保護層を設けたディスクを作成した。上記ディスクは635nm、NA=0.6のピックアップを有するディスク評価装置で良好に記録再生が可能であった。
【0055】
実施例d−3
化合物No.P−4で示されるポルフィラジン化合物をエチルシクロヘキサン/1−メトキシ−2−ブタノール=1/1(重量比)混合溶媒に2.0%溶解し、上記溶液をトラックピッチ0.74μm、溝幅(半値)0.28μm、深さ1700Åのポリカーボネート基板上にスピンコートすることにより、900Å〜600Åの均質な膜が得られ、これにAuを1000Åスパッタ、さらにアクリル系フォトポリマーで保護層を設けたディスクを作成した。上記ディスクは635nm、NA=0.6のピックアップを有するディスク評価装置で良好に記録再生が可能であった。
【0056】
比較例d−1
前記比較例1で合成したオクタフェニル銅ポルフィラジンを上記実施例d−1〜3で用いたエチルシクロヘキサン及びエチルシクロヘキサンとセロソルブの混合溶媒に溶解したが、いずれも0.3%以下の溶解度しか有さず、ポリカーボネート上へ溶剤塗工法での成膜は不可能であった。
【0057】
【発明の効果】
本発明の新規なポルフィラジン化合物は、CD−Rの記録層に使われている色素に比べて短波長に吸収極大があるため、発振波長の短い半導体レーザーを用いる高密度光ディスクシステムに適用可能である。また、このポルフィラジン化合物は、光記録媒体に適用した場合、耐光性、保存安定性が高いため、記録した情報の保存性も優れたものとなる。さらに分解温度が適度に低く分解速度も大きいため、記録の高感度化、高速化が可能になる。
また、本発明のポルフィラジン化合物の製造方法によれば、そのポルフィラジン化合物が適度な熱分解性を持っているにもかかわらず高収率で合成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で合成したポルフィラジン化合物の赤外吸収スペクトル図である。
【図2】実施例4で合成したポルフィラジン化合物の赤外吸収スペクトル図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel porphyrazine (tetraazaporphyrin) compound and a method for producing the same. By using the compound, a write-once type optical recording medium having a high recording density and excellent in light resistance and storage stability is provided. Is possible.
[0002]
[Prior art]
In the current write-once optical disc system, the laser used has an oscillation wavelength of 770 to 790 nm, and the recording medium is set so that recording and reproduction can be performed at the above wavelength. In the future, as the amount of information increases, it is essential to increase the capacity of recording media, and laser wavelengths used for recording and reproduction are becoming shorter. However, a recording material that has excellent light resistance and storage stability and can be recorded and reproduced with an optical pickup using a laser of 700 nm or less has not been developed yet.
[0003]
In addition, current CDs and CD-ROMs are coated with Al on the unevenness of the substrate itself, and the wavelength dependence of the reflectance of Al is small, so that it can be reproduced even if the laser wavelength is shortened in the future. It is. However, in the case of CD-R, a dye having a maximum absorption wavelength at 680 to 750 nm is used for the recording layer, and a high reflectance is set to 770 to 790 nm depending on its optical constant and film thickness configuration. In the wavelength region of 700 nm or less, the reflectance is extremely low, and when the laser wavelength is shortened, there is a possibility that the currently recorded information cannot be reproduced by a future system.
[0004]
Porphyrazine compounds are azaannulene dyes similar to phthalocyanine dyes that are sometimes used in CD-R recording layers, and have a smaller π-electron system and shorter light absorption wavelength than phthalocyanine dyes. If it can be used for this recording layer, it is expected that a recording medium corresponding to the short wavelength laser as described above can be produced. However, porphyrazine compounds having no substituent have low solubility in organic solvents, and it is difficult to form a recording layer by a solvent coating method.
On the other hand, a porphyrazine compound having a substituent is not always easy to synthesize. In particular, when it is used as a write-once type optical recording material, it needs to have an appropriate thermal decomposability, and such a compound is more difficult to synthesize.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention improves such drawbacks of conventional porphyrazine compounds, provides a dye material suitable as a high-capacity write-once optical recording material, and simultaneously synthesizes such a dye material with high yield. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The inventors of the present invention have so far conducted research on porphyrazine compounds and have already proposed in JP-A-9-267562, JP-A-10-860, and JP-A-11-43619. As a result of repeated studies, the present invention has been achieved. That is, according to the present invention, a polyphyrazine compound represented by the following general formula (I) is provided.
[Chemical 6]
[In the above formula, X1~ X4Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, and Y1~ Y4Each independentlyIt represents a hetero five-membered ring represented by the following general formula (III).Mt represents two hydrogen atoms, or represents a divalent, trivalent, or tetravalent metal atom optionally having an oxygen, halogen atom, or other ligand]
[Chemical 7]
[In the above formula, Z 5 ~ Z 7 Is a substituted or unsubstituted carbon atom or nitrogen atom that forms a hetero five-membered ring together with the carbon atom or nitrogen atom to which it is bonded. However, Z 5 ~ Z 7 Are not all carbon atoms and are bonded to the porphyrazine ring at the nitrogen atom. Z 8 ~ Z 11 Represents a carbon atom or a nitrogen atom, Z 8 ~ Z 11 Two or more of them are carbon atoms. W 1 ~ W 4 Are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitro group, cyano group, hydroxyl group, carboxy group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted Represents an amino group or a substituted or unsubstituted acyl group]
[0007]
The compound of the present invention has the following features due to the effect of its unique substituent. First, since the solubility in an organic solvent is high, it is easy to form a recording film by a solvent coating method. Further, since it has an absorption maximum at a short wavelength as compared with a dye used for a CD-R recording layer, it can be applied to a high-density optical disk system using a semiconductor laser having a short oscillation wavelength. Moreover, since the light resistance and storage stability are high, the stored information is excellent in storage stability. Furthermore, since the decomposition temperature is moderately low and the decomposition speed is high, it is possible to increase the sensitivity and speed of recording. Moreover, although it has such an appropriate thermal decomposability, it can be synthesized in a high yield by using a production method as described below.
[0008]
The porphyrazine compound of the present invention is not necessarily impossible to synthesize by a conventionally known method for synthesizing a porphyrazine derivative, but if a method such as that shown in the present invention is used, it is extremely easy to obtain a high yield. Can be synthesized.
In the synthesis of porphyrazine compounds, in many cases, side reactions and decomposition reactions are likely to occur during the ring formation reaction. Therefore, in the present invention, side reactions and decomposition are less likely to occur during ring formation. A method for obtaining various porphyrazine derivatives by first synthesizing such a porphyrazine compound and then converting the fluorine-substituted alkoxy group of the compound into another substituent is proposed. As a result, even a porphyrazine derivative with low thermal stability can be easily synthesized without reducing the yield.
[Chemical 6]
[In the above formula, X1 to X4 and Mt represent the same as those in the general formula (I). R represents an alkoxy group in which part or all of hydrogen is fluorine-substituted]
[0009]
The above general formula (I) representing the compound of the present invention is more specifically represented by the following formulas (Ia) to (Id). These represent isomer structures and are usually formed as a mixture in a single reaction and can be used in various applications as a mixture, but each can also be isolated and used as necessary. It is.
[Chemical 7]
[0010]
Examples of the alkyl group in the general formula (I) and the general formulas (II) and (III) and the alkyl group in the alkoxy group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, Isobutyl group, n-pentyl group, neopentyl group, isoamyl group, 2-methylbutyl group, n-hexyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl Group, 2-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 2-ethylpentyl group, n-octyl group, 2-methylheptyl group, 3-methylheptyl group, 4 -Primary alkyl group such as methylheptyl group, 5-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, isopropyl group, sec-butyl group, -Ethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 1-ethyl-2-methylpropyl group, 1-methylhexyl group, 1-ethylpentyl group, 1-propyl Butyl group, 1-isopropyl-2-methylpropyl group, 1-ethyl-2-methylbutyl group, 1-isopropylbutyl group, 1-methylheptyl group, 1-ethylhexyl group, 1-propylpentyl group, 1-isopropylpentyl group Secondary alkyl groups such as 1-propyl-2-methylbutyl group, 1-methyloctyl group, 1-ethylheptyl group, 1-propylhexyl group, 1-isobutyl-3-methylbutyl group, tert-butyl group, tert- Tertiary alkyl groups such as amyl group, tert-heptyl group, tert-octyl group, cyclopentyl group, cycl Hexyl group, methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, such as cycloalkyl groups such as cycloheptyl group, and these alkyl groups may be substituted by a halogen atom or other substituents.
[0011]
As the aryl group, phenyl group, methylphenyl group, dimethylphenyl group, trimethylphenyl group, ethylphenyl group, butylphenyl group, tert-butylphenyl group, di (tert-butyl) phenyl group, methoxyphenyl group, dimethoxyphenyl Group, trimethoxyphenyl group, butoxyphenyl group, naphthyl group and the like, and these aryl groups may be substituted with a halogen atom or other substituents.
[0012]
Examples of Y1 to Y4 in the general formula (I) include hetero five-membered ring system substituents such as imidazolyl group, pyrazolyl group, triazolyl group and tetrazolyl group, and these include various alkyl groups as described above. And may be substituted with a substituent such as an aryl group or a halogen atom. The hetero five-membered ring may be condensed with another aromatic ring, and a part of the aromatic ring may be substituted with a hetero atom such as nitrogen. More specific examples of such heterocyclic substituents include the following. That is, an imidazolyl group, 2-methylimidazolyl group, 4 or 5-methylimidazolyl group, 2-phenylimidazolyl group, 4 or 5-phenylimidazolyl group, 4,5-diphenylimidazolyl group, 4 or 5-nitroimidazolyl group, 4 Or 5- (methoxycarbonyl) imidazolyl group, 4 or 5- (ethoxycarbonyl) -5 or 4-methylimidazolyl group, 4 or 5-bromoimidazolyl group, 4,5-dicyanoimidazolyl group, pyrazolyl group, 3 or 5- Methylpyrazolyl group, 3,5-dimethylpyrazolyl group, 3,5-bis (trifluoromethyl) pyrazolyl group, 4-bromopyrazolyl group, 1,2,3-triazolyl group, 4-bromo-1,2,3- Triazolyl group, 1,2,4-triazolyl group, tetrazolyl group, 5-methyltetrazo Group, 5-phenyltetrazolyl group, benzoimidazolyl group, 2-methylbenzimidazolyl group, 5,6-dimethylbenzimidazolyl group, 5,6-dimethoxybenzimidazolyl group, 5 or 6-chlorobenzoimidazolyl group, 5 or 6-nitrobenzimidazolyl Group, 5 or 6-cyanobenzimidazolyl group, 5 or 6- (ethoxyethoxy) benzimidazolyl group, naphthimidazolyl group, 4 or 7-azabenzimidazolyl group, 4,6 or 5,7-diazabenzimidazolyl group, indazolyl group, 1 2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6-chloro-1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6-bromo-1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6 -Fluoro-1,2,3-benzotriazolyl group, 5 or 6- (trifluoro (Romethyl) -1,2,3-benzotriazolyl group, 5,6-difluoro-1,2,3-benzotriazolyl group, 4 or 7-aza-1,2,3-benzotriazolyl group 5 or 6-aza-1,2,3-benzotriazolyl group and the like.
[0013]
Examples of Mt in the compound of the general formula (I) include H2, Cu, Ni, Zn, Co, Pd, Pt, VO, TiO, Mg, Cd, Sn, SnX2, AlX, GaX, InX, RhX, GeX2[X represents a monovalent ligand], SiCl2, Si (OSiR1R2R3)2, Si (OPOR4R5)2, Si (OCOR6)2[R1 to R6 each represents an alkyl group] and the like, and Cu, Ni, Zn, Co, Pd, Pt, VO, Mg, etc. are particularly preferable from the viewpoint of synthesis and physical properties.
[0014]
Specific examples of the compounds of the above general formula (I) are shown in the following table.
[Table 1]
[Table 2]
[Table 3]
[0015]
In order to synthesize the compound of general formula (I) as described above, a method of cyclizing a maleonitrile derivative having the same substituent as the target porphyrazine compound by a known method is also possible. As described above, when the method of first synthesizing the porphyrazine compound represented by the general formula (IV) and reacting it with various heterocyclic compounds, the target product is obtained in high yield.
[0016]
The porphyrazine compound represented by the general formula (IV) is a method described in the literature Zhurnal Organicheskoi Khimii, Vol.28, No.10, p.2149-2155, etc. It can also be synthesized by applying a known method as a method for synthesizing a porphyrazine derivative.
That is, a method in which a porphyrazine derivative containing magnesium at the center is prepared by heating a maleonitrile derivative and magnesium alkoxide in an alcohol solvent, and the central metal is later replaced, or the maleonitrile derivative is converted to urea and metal in the presence of ammonium molybdate. A method of heating together with a chloride, or a method of heating a maleonitrile derivative and a metal chloride in an alcohol solvent in the presence of a basic substance such as sodium alkoxide, potassium alkoxide, DBU or the like. In any case, it is possible to use a single type or a plurality of types of maleonitrile derivatives. When a plurality of types are used, compounds in which X1 to X4 in the general formula (IV) are not the same are obtained.
[0017]
More specifically, the structure of the compound of the general formula (IV) is represented by the following formulas (IV-a) to (IV-d). These represent isomer structures, and they are usually produced as a mixture in a single reaction and can be used as they are, but they can also be isolated and used as necessary.
[Chemical 8]
[0018]
Specific examples of the compound of the general formula (IV) include those shown in the following table.
[Table 4]
[0019]
Specific examples of the heterocyclic compound that reacts with the compound of the general formula (IV) to give the compound of the general formula (I) include azole compounds as shown in the following table.
[Table 5]
[0020]
The amount of these heterocyclic compounds used in the reaction may be 1 mole or more, preferably 4 moles or more per mole of the porphyrazine compound, but may be used in excess thereof in order to increase the reaction rate. It is also possible to accelerate the reaction by removing the fluorinated alcohol produced during the reaction by vacuum distillation or the like.
[0021]
The kind of the heterocyclic compound used in the reaction may be single or plural, and when a plurality of heterocyclic compounds are used, a compound in which Y1 to Y4 in the general formula (I) are not the same can be obtained. If the amount of the heterocyclic compound used is less than 4 moles per mole of porphyrazine, a compound in which Y1 to Y4 are not the same and a heterocyclic substituent and a fluorine-substituted alkoxy group are mixed can be obtained.
In addition, even when a single heterocyclic compound is reacted, the reaction position on the heterocyclic ring may be different. In this case, compounds in which Y1 to Y4 are not the same but are in a structural isomerism relationship with each other can be obtained. Compound No. 1 in Table 1 above. The structure notation such as P-4, P-9 to 18, Q-1 represents this last case.
[0022]
This reaction is promoted by a basic substance. For example, the following can be used as inorganic bases. That is, potassium carbonate, sodium carbonate, calcium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium acetate, sodium nitrite, potassium nitrite, sodium sulfite and the like. These may be anhydrides or hydrates, but it is preferable to use anhydrides to prevent hydrolysis during the reaction. As the organic base, triethylamine, tributylamine, diazabicycloundecene (DBU) and the like can be used, and alkoxides such as potassium tert-butoxide and sodium tert-butoxide can also be used. The base may be used in an amount of 1 equivalent or more, but it may be used in excess.
[0023]
The reaction solvent is not particularly limited, but N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, acetone An aprotic solvent having a high dielectric constant such as methyl butyl ketone, ethyl acetate and butyl acetate is preferred.
[0024]
Although reaction temperature can be selected from the range of 0-150 degreeC according to the kind of reaction material and solvent, Preferably it is room temperature-100 degreeC. At lower temperatures, the reaction is slow, and at higher temperatures, decomposition tends to occur.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. First, a synthesis example of the compound of the general formula (IV) will be shown, then a synthesis example of the compound of the general formula (I) will be shown, and finally, an example of making an optical disk using the compound of the general formula (I) will be shown. I will decide.
[0026]
1. Synthesis of compounds of general formula (IV)
Synthesis example 1
Synthesis of Compound A-1
Operation 1) Synthesis of 1-tert-butyl-2-chloro-1,2-dicyanoethylene 11.3 g (0.15 mol) of chloroacetonitrile and pivaloyl cyanide in a reaction flask equipped with a condenser and a stirrer. 7 g (0.15 mol) and 450 ml of dichloromethane were charged and cooled to 0 ° C. with stirring. While stirring this, 84.1 g (0.45 mol) of titanium tetrachloride was added dropwise over 90 minutes while maintaining the temperature of -5 ° C to 0 ° C. After stirring for 5 minutes, 91 g (0.90 mol) of N-methylmorpholine was added dropwise at −10 to 0 ° C. for 3 hours. After stirring for 30 minutes, cooling was stopped and stirring was performed for 3 hours while returning to room temperature. Stirring was stopped, the reaction solution was poured into 1000 ml of ice water, 200 ml of chloroform was added and stirred, and then transferred to a separatory funnel to separate the organic layer. The organic layer was washed with water, dried over magnesium sulfate. After filtering off magnesium sulfate, the organic layer was concentrated with an evaporator to obtain 18.9 g of a residual oil. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent toluene) to obtain 14.7 g of the desired product. Two peaks presumed to be a cis form and a trans form, respectively, were detected by GC analysis, and the area ratio was 12:88. A molecular ion peak (m / e 169) was confirmed for each component by GC / MS analysis.
In addition, the cis isomer (maleonitrile) and the trans isomer (fumaronitrile) of the dicyanoethylene derivative as described above are distinguished from each other by carrying out a cyclization reaction to produce a porphyrazine dye. Can be identified as a trans form. However, in the reaction of the present invention, the cis isomer and trans isomer can be used as they are without being separated, and this is also the case in the following synthesis examples.
[0027]
Operation 2) Synthesis of 1-tert-butyl-2- (2,2,2-trifluoroethoxy) -1,2-dicyanoethylene
A reaction flask was charged with 6.4 g (0.064 mol) of 2,2,2-trifluoroethanol, 53 ml of N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), and 8.8 g (0.064 mol) of anhydrous potassium carbonate. 1-tert-butyl-2-chloro-1,2-dicyanoethylene (9.0 g, 0.053 mol) obtained in the operation 1) was charged over 1 hour with stirring. After stirring for 4 hours, the mixture was poured into 500 ml of water and extracted with 80 ml of toluene. The extract was washed with water and concentrated with an evaporator. The remaining oil was allowed to stand and gradually crystallized. The yield was 11.6 g and the yield was 94%. Two peaks estimated to be a cis form and a trans form, respectively, were detected by GC analysis, and the area ratio was 78:22. A molecular ion peak (m / e 232) was confirmed for each component by GC / MS analysis.
[0028]
Operation 3) Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrakis (2,2,2-trifluoroethoxy) copper porphyrazine (Compound A-1)
11.6 tert-butyl-2- (2,2,2-trifluoroethoxy) -1,2-dicyanoethylene obtained in operation 2) in a reaction flask 11.6 g (0.05 mol), 2,2,2 -100 ml of trifluoroethanol, 2.3 g (0.05 mol) of formamide, and 5.6 g (0.05 mol) of potassium tert-butoxide were added and stirred at 50 ° C for 30 minutes. The cuprous chloride 1.4g (0.014mol) was prepared there, and it heated up at 80 degreeC, stirring, filled nitrogen gas in the system, and stirred at 75-80 degreeC for 15 hours. After stopping the heating and cooling to room temperature, the reaction solution was poured into 400 ml of water, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent n-hexane: toluene = 20: 1) to obtain the desired dye. The yield was 5.0 g and the yield was 40%. A molecular ion peak (m / e992) was confirmed by LC / MS.
[0029]
Synthesis example 2
Synthesis of Compound A-2
In the same manner as in Synthesis Example 1 except that anhydrous nickel chloride having the same mole number was used instead of cuprous chloride in Synthesis Example 1 and Operation 3), 1.8 g of the target dye was obtained.
[0030]
Synthesis example 3
Synthesis of Compound A-3
Procedure 1) Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrakis (2,2,2-trifluoroethoxy) magnesium porphyrazine
A reaction flask was charged with 160 ml of 1-propanol, 1.9 g (0.078 mol) of magnesium, and 10 mg of iodine, and stirred at the reflux temperature of the solvent for 6 hours. It was once cooled and 37 g of 1-tert-butyl-2- (2,2,2-trifluoroethoxy) -1,2-dicyanoethylene obtained by the same operation as in operation 2) of Synthesis Example 1 (0. 16 mol), and then heated again and stirred at 90 ° C. for 4 hours, and then the heating was stopped. A small amount of the reaction solution was taken and thin layer chromatography confirmed the formation of a blue dye component.
[0031]
Operation 2) Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrakis (2,2,2-trifluoroethoxy) porphyrazine
While stirring the reaction liquid in operation 1), the reaction liquid was cooled to 0 ° C., and 160 g of trifluoroacetic acid was gradually added thereto and stirred at 5 ° C. or lower for 1 hour. After cooling, the reaction solution was poured into 2000 ml of water, and 200 ml of ethyl acetate was added and stirred. The organic layer was separated with a separatory funnel, washed with water, and then concentrated with an evaporator. The residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent n-hexane: toluene = 10: 1) to obtain 11 g of a dye.
[0032]
Operation 3) Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrakis (2,2,2-trifluoroethoxy) zinc porphyrazine (Compound A-3)
In a reaction flask, 0.89 g (0.96 mmol) of the metal-free dye obtained in operation 2), 7 ml of DMF, 0.60 g (2.7 mmol) of zinc acetate dihydrate, and a catalytic amount of ammonium molybdate tetrahydrate. Was stirred at 80 ° C. for 2 hours. Thereafter, the reaction solution was diluted with water, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried, and purified by silica gel column chromatography (developing solvent toluene) to obtain 0.88 g of a dye. A molecular ion peak (m / e993) was confirmed by LC / MS.
[0033]
Synthesis example 4
Synthesis of Compound A-4
1.1 g of the target dye was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that the same molar number of anhydrous cobalt (II) chloride was used in place of zinc acetate dihydrate in Operation 3) of Synthesis Example 3.
[0034]
Synthesis example 5
Synthesis of Compound A-5
0.91 g of the target dye was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that palladium chloride and sodium acetate of the same mole number were used in place of the zinc acetate dihydrate of Synthesis Example 3 and Operation 3).
[0035]
Synthesis Example 6
Synthesis of Compound A-6
In the same manner as in Synthesis Example 3 except that platinum chloride having the same number of moles was used instead of the zinc acetate dihydrate in Synthesis Example 3 and Operation 3), 0.34 g of the target dye was obtained.
[0036]
Synthesis example 7
Synthesis of Compound A-7
In the same manner as in Synthesis Example 3 except that vanadium trichloride having the same number of moles was used instead of the zinc acetate dihydrate of Synthesis Example 3 and Operation 3), 1.3 g of the target dye was obtained.
[0037]
Synthesis Example 8
Synthesis of Compound A-8
Operation 1) Synthesis of 1-tert-butyl-2- (2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy) -1,2-dicyanoethylene
The same number of moles of 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol was used in place of 2,2,2-trifluoroethanol in the operation 2) of Synthesis Example 1, and the other operations were the same as the operation 2) of Synthesis Example 1. The same operation was performed to obtain the desired dicyanoethylene derivative in a yield of 96%. Two peaks estimated to be a cis form and a trans form, respectively, were detected by GC analysis, and the area ratio was 67:33. A molecular ion peak (m / e 282) was confirmed for each component by GC / MS analysis.
[0038]
Operation 2) Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrakis (2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy) copper porphyrazine (compound A-8)
5.6 g (0.02 mol) of 1-tert-butyl-2- (2,2,3,3,3-pentafluoropropoxy) -1,2-dicyanoethylene obtained in operation 1) was added to the reaction flask. , 2,3,3,3-pentafluoropropanol, 0.9 g (0.02 mol) formamide, and 2.2 g (0.02 mol) potassium tert-butoxide were added and stirred at 50 ° C. for 30 minutes. Thereto was added 0.56 g (0.0057 mol) of cuprous chloride, the temperature was raised to 80 ° C. while stirring, the system was filled with nitrogen gas, and the mixture was stirred at 75-80 ° C. for 15 hours. After stopping the heating and cooling, the reaction solution was poured into 300 ml of water, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent n-hexane: toluene = 30: 1) to obtain the desired dye. The yield was 2.1 g and the yield was 35%. A molecular ion peak (m / e 1192) was confirmed by LC / MS.
[0039]
Synthesis of Compound A-9
Operation 1) Synthesis of 1-chloro-2-phenyl-1,2-dicyanoethylene
A reaction flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 11.3 g (0.15 mol) of chloroacetonitrile, 19.7 g (0.15 mol) of benzoylcyanide and 450 ml of dichloromethane, and cooled to 0 ° C. with stirring. To this, 84.1 g (0.45 mol) of titanium tetrachloride was added dropwise over 90 minutes while maintaining a temperature of -5 ° C to 0 ° C. After stirring for 5 minutes, 91 g (0.90 mol) of N-methylmorpholine was added dropwise at −10 to 0 ° C. for 3 hours. After stirring for 30 minutes, cooling was stopped and stirring was performed overnight at room temperature. Stirring was stopped, the reaction solution was poured into 1000 ml of ice water, 200 ml of chloroform was added and stirred, and then transferred to a separatory funnel to separate the organic layer. The organic layer was washed with water, separated, dried over magnesium sulfate. After filtering off magnesium sulfate, the solvent was distilled off with an evaporator to obtain 21.3 g of a residual oil content. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent toluene) to obtain 18.4 g of the desired product. Two peaks presumed to be a cis isomer and a trans isomer, respectively, were detected by GC analysis, and the area ratio was 14:86. A molecular ion peak (m / e189) was confirmed for each component by GC / MS analysis.
[0040]
Operation 2) Synthesis of 1-phenyl-2- (2,2,2-trifluoroethoxy) -1,2-dicyanoethylene
The reaction flask was charged with 6.4 g (0.064 mol) of 2,2,2-trifluoroethanol, 50 ml of DMF, and 8.8 g (0.064 mol) of anhydrous potassium carbonate, and stirred at room temperature. -Chloro-2-phenyl-1,2-dicyanoethylene 10 g (0.053 mol) was charged over 30 minutes. After stirring for 4 hours, the mixture was poured into 500 ml of water and extracted with 100 ml of toluene. The extract was washed with water and concentrated with an evaporator to obtain the desired product. The yield was 12 g and the yield was 90%. Two peaks estimated to be a cis form and a trans form, respectively, were detected by GC analysis, and the area ratio was 71:29. A molecular ion peak (m / e 252) was confirmed for each component by GC / MS analysis.
[0041]
Operation 3) Synthesis of tetraphenyl-tetrakis (2,2,2-trifluoroethoxy) copper porphyrazine (Compound A-9)
12.6 g (0.05 mol) of 1,2-phenyl-2- (2,2,2-trifluoroethoxy) -1,2-dicyanoethylene obtained in operation 2) was added to the reaction flask. 100 ml of fluoroethanol, 2.3 g (0.05 mol) of formamide and 5.6 g (0.05 mol) of potassium tert-butoxide were charged and stirred at 50 ° C. for 30 minutes. Thereto was added 1.4 g (0.014 mol) of cuprous chloride, the temperature was raised to 80 ° C. while stirring, the system was filled with nitrogen gas, and the mixture was stirred at 75-80 ° C. for 16 hours. After stopping the heating and cooling to room temperature, the reaction solution was poured into 300 ml of water, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent n-hexane: toluene = 20: 1) to obtain the desired dye. The yield was 4.1 g and the yield was 31%. A molecular ion peak (m / e1072) was confirmed by LC / MS.
[0042]
2. Synthesis of compounds of general formula (I)
Example 1
Synthesis of tetra-tert-butyl-tetriimidazolyl copper porphyrazine (compound P-1)
A reaction flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 0.99 g (1 mmol) of compound A-1, 0.68 g (10 mmol) of imidazole, 0.69 g (5 mmol) of anhydrous potassium carbonate, and 15 ml of DMF and heated while stirring. And stirred at 50 ° C. for 4 hours. Heating and stirring were stopped, and the reaction solution was poured into 500 ml of water and extracted with 100 ml of chloroform. The extract was transferred to a separatory funnel, washed with 1% aqueous sodium hydroxide solution, and further washed repeatedly with water. The organic layer was then concentrated with an evaporator, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (developing solvent chloroform: methanol = 30: 1). ) To obtain 0.64 g of a dye. A molecular ion peak (m / e864) was confirmed by LC / MS. This compound was dissolved in an organic solvent such as ethanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, chloroform, 2-ethoxyethanol or the like at 1% or more at room temperature. The absorption maximum wavelength in chloroform was 595 nm, and the molar extinction coefficient at that wavelength was 140000. The infrared absorption spectrum of this compound is shown in FIG. When this compound was subjected to differential scanning calorimetry (hereinafter abbreviated as DSC), an endothermic peak such as an extrapolation start temperature (hereinafter abbreviated as Tid) of 380 ° C. and a peak temperature (hereinafter abbreviated as Tpd) of 395 ° C. was observed. Further, in thermogravimetric analysis (hereinafter abbreviated as TGA), a weight loss curve such as an extrapolated weight loss starting temperature (hereinafter abbreviated as Tig) of 370 ° C. was observed. These thermal analyzes were conducted under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10 ° C./min.
[0043]
Example 2
Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrapyrazolyl copper porphyrazine (compound P-2)
Into a reaction flask, 0.99 g (1 mmol) of compound A-1, 0.41 g (6 mmol) of pyrazole, 0.69 g (5 mmol) of anhydrous potassium carbonate, and 15 ml of DMF were charged and heated with stirring and stirred at 50 ° C. for 6 hours. . Heating and stirring were stopped, and the reaction solution was poured into 500 ml of water and extracted with 100 ml of ethyl acetate. The extract was transferred to a separatory funnel, washed with 1% aqueous sodium hydroxide solution and repeatedly washed with water. The organic layer was concentrated with an evaporator and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene: methanol = 50: 1). As a result, 0.59 g of a dye was obtained. A molecular ion peak (m / e864) was confirmed by LC / MS. This compound was dissolved in an organic solvent such as ethanol, tetrahydrofuran, ethyl acetate, chloroform, 2-ethoxyethanol or the like at 1% or more at room temperature. The absorption maximum wavelength in chloroform was 595 nm. For this compound, an endothermic peak at Tid = 382 ° C. and Tpd = 394 ° C. was observed by DSC, and a weight loss curve at Tig = 400 ° C. was observed by TGA.
[0044]
Example 3
Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrabenzotriazolyl nickel porphyrazine (compound Q-1)
A reaction flask was charged with 0.99 g (1 mmol) of compound A-2, 1.4 g (12 mmol) of 1,2,3-benzotriazole, 0.83 g (6 mmol) of anhydrous potassium carbonate, and 15 ml of DMF and heated while stirring. Stir at 75 ° C. for 4 hours. Heating and stirring were stopped, and the reaction solution was poured into 500 ml of water and extracted with 100 ml of toluene. The extract was transferred to a separatory funnel, washed with a 1% aqueous sodium hydroxide solution, and further washed repeatedly with water. The organic layer was then concentrated with an evaporator, and the residue was subjected to silica gel column chromatography (developing solvent toluene: ethyl acetate = 20: 1 to 10: 1) to obtain 0.82 g of a dye. Molecular ion peak (m / e1063) was confirmed by LC / MS. Moreover, the analysis result of 1H-NMR (300 MHz, CDCl3) was as follows. δ (ppm from TMS) 1.19-1.38 (18H, m), 1.96-2.15 (18H, m), 6.83-7.07 (2H, m), 7.24-7 .62 (10H, m), 7.81-8.04 (2H, m), 8.31-8.44 (2H, m). This compound was dissolved in 2-ethoxyethanol by 1% or more at room temperature. The maximum absorption wavelength in chloroform was 598 nm. With this compound, an exothermic peak with Tid = 275 ° C. and Tpd = 295 ° C. was observed by DSC, and a weight loss curve with Tig = 307 ° C. was observed by TGA.
[0045]
Example 4
Synthesis of tetra-tert-butyl-tetrabenzotriazolyl copper porphyrazine (compound P-4)
The compound A-1 was used in place of the compound A-2 in the operation of Example 3, and 0.70 g of a dye was obtained in the same manner as in Example 3. A molecular ion peak (m / e 1068) was confirmed by LC / MS. This compound was dissolved in 2-ethoxyethanol by 1% or more at room temperature. The absorption maximum wavelength in chloroform was 599 nm, and the molar extinction coefficient at that wavelength was 150,000. With respect to this compound, an exothermic peak with Tid = 275 ° C. and Tpd = 295 ° C. was observed by DSC, and a decrease in Tig = 305 ° C. was observed with TGA. The infrared absorption spectrum of this compound is shown in FIG.
[0046]
Examples 5-25
The reaction examples similar to the above are shown in the table below together with the values of Examples 1 to 4.
[0047]
[Table 6]
[0048]
The maximum absorption wavelength λmax of the porphyrazine compound obtained above in chloroform is shown in the table below.
[Table 7]
[0049]
Comparative Example 1 (Comparative Example of Compound)
Synthesis of octaphenyl copper porphyrazine.
A reaction flask was charged with 1.7 g (7.5 mmol) of 1,2-diphenylmaleonitrile, 0.36 g (7.9 mmol) of formamide, 0.9 g (7.9 mmol) of potassium tert-butoxide, and 20 ml of 1-propanol. While stirring, the temperature was raised to 50 ° C. and stirred for 30 minutes. Furthermore, it heated to 90 degreeC, 0.25 g (2.5 mmol) of cuprous chloride was added, and it stirred at 100 degreeC under nitrogen atmosphere for 5 hours. After allowing to cool, the reaction solution was poured into water, and the precipitated crystals were collected by filtration and dried. This was purified by silica gel column chromatography (developing solvent toluene) to obtain 0.087 g of a dye. The yield was 4.7%. This compound has low solubility in organic solvents, for example, solubility in 2-ethoxyethanol was less than 0.1% at room temperature.
[0050]
Comparative Example 2 (Comparative Example of Manufacturing Method)
Synthesis of Compound P-1
Operation 1) Synthesis of 1-tert-butyl-2-imidazolyl-1,2-dicyanoethylene
The reaction flask was charged with 13.6 g (0.2 mol) of imidazole, 60 ml of DMF, and 9.8 g (0.071 mol) of anhydrous potassium carbonate, and 1-tert obtained in the same manner as in Operation 1) of Synthesis Example 1). -10 g (0.06 mol) of butyl-2-chloro-1,2-dicyanoethylene was charged. The temperature was raised to 60 ° C., stirred for 5 hours, poured into 500 ml of water, and extracted with chloroform. The extract was washed with water and concentrated with an evaporator to obtain an oil. The yield was 2.5 g and the yield was 21%. Two peaks presumed to be isomers were detected by GC analysis, and molecular ion peaks (m / e200) were confirmed for each component by GC / MS analysis.
[0051]
Operation 2) Synthesis of Compound P-1
To the reaction flask, 2.0 g (0.01 mol) of 1-tert-butyl-2-imidazolyl-1,2-dicyanoethylene obtained in operation 1), 25 ml of 1-pentanol, and 1.5 g (0.01 mol) of DBU were added. The temperature was raised to 80 ° C. while charging and stirring. Thereto was added 0.30 g (0.003 mol) of cuprous chloride, the temperature was raised to 100 ° C. while stirring, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere. When a small amount of the reaction solution was collected and analyzed by thin layer chromatography, many brown components presumed to be decomposed products were detected. On the other hand, almost no pigment component was produced, and the synthesis was unsuccessful.
[0052]
In analyzing the compounds of the above Examples and Comparative Examples, the following analyzers were used.
GC / MS: GCMS-QP2000GF manufactured by Shimadzu Corporation
LC / MS: LCMS-QP8000 manufactured by the same company
IR: FTIR-8000PC manufactured by the company
DSC: Company DSC-50
TGA: TGA-50 manufactured by the company
NMR: FT-NMR spectrometer Λ300 manufactured by JEOL Ltd.
[0053]
3. Example of optical disc creation
Example d-1
Compound No. The porphyrazine compound represented by P-7 is dissolved 1.8% in ethylcyclohexane, and the above solution is spin-coated on a polycarbonate substrate having a track pitch of 0.74 μm, a groove width (half value) of 0.28 μm, and a depth of 1700 mm. As a result, a homogeneous film having a thickness of 900 to 400 mm was obtained, and a disk was prepared by sputtering Au with 1000 mm and further providing a protective layer with an acrylic photopolymer. The above disk was recorded and reproduced satisfactorily by a disk evaluation apparatus having a pickup of 635 nm and NA = 0.6.
[0054]
Example d-2
Compound No. The porphyrazine compound represented by P-1 was dissolved in a mixed solvent of ethylcyclohexane / 1-methoxy-2-propanol = 1/1 (weight ratio) 1.8%, and the solution was mixed with a track pitch of 0.74 μm and a groove width ( (Half-value) A homogenous film of 900 to 600 mm is obtained by spin-coating on a polycarbonate substrate having a depth of 0.28 μm and a depth of 1700 mm, and a disk on which a protective layer is formed by sputtering 1000 μg of Au and acrylic photopolymer. It was created. The above disk was recorded and reproduced satisfactorily by a disk evaluation apparatus having a pickup of 635 nm and NA = 0.6.
[0055]
Example d-3
Compound No. A porphyrazine compound represented by P-4 is dissolved in an ethylcyclohexane / 1-methoxy-2-butanol = 1/1 (weight ratio) mixed solvent at 2.0%, and the solution is mixed with a track pitch of 0.74 μm and a groove width ( (Half-value) A homogenous film of 900 to 600 mm is obtained by spin-coating on a polycarbonate substrate having a depth of 0.28 μm and a depth of 1700 mm, and a disk on which a protective layer is formed by sputtering 1000 μg of Au and acrylic photopolymer. It was created. The above disk was recorded and reproduced satisfactorily by a disk evaluation apparatus having a pickup of 635 nm and NA = 0.6.
[0056]
Comparative Example d-1
The octaphenyl copper porphyrazine synthesized in Comparative Example 1 was dissolved in ethylcyclohexane and a mixed solvent of ethylcyclohexane and cellosolve used in Examples d-1 to 3 above, but all had a solubility of 0.3% or less. In addition, it was impossible to form a film on a polycarbonate by a solvent coating method.
[0057]
【The invention's effect】
Since the novel porphyrazine compound of the present invention has an absorption maximum at a short wavelength as compared with a dye used in a CD-R recording layer, it can be applied to a high-density optical disk system using a semiconductor laser having a short oscillation wavelength. is there. Further, when this porphyrazine compound is applied to an optical recording medium, it has excellent light resistance and storage stability, and therefore, the recorded information has excellent storage stability. Furthermore, since the decomposition temperature is moderately low and the decomposition speed is high, it is possible to increase the sensitivity and speed of recording.
Moreover, according to the manufacturing method of the porphyrazine compound of this invention, it becomes possible to synthesize | combine with a high yield, although the porphyrazine compound has moderate thermal decomposability.
[Brief description of the drawings]
1 is an infrared absorption spectrum of the porphyrazine compound synthesized in Example 1. FIG.
2 is an infrared absorption spectrum of the porphyrazine compound synthesized in Example 4. FIG.

Claims (8)

下記一般式(I)で示されることを特徴とするポルフィラジン化合物。
[上記式中、X〜Xはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基を表し、Y〜Yがそれぞれ独立に下記一般式(III)で示される複素五員環を表す。Mtは2個の水素原子を表すか、あるいは酸素、ハロゲン原子、その他の配位子を有していてもよい2価、3価、4価の金属原子を表す]
[上記式中、Z 〜Z はそれぞれ結合している炭素原子又は窒素原子と一緒になって複素五員環を形成する置換もしくは未置換の炭素原子又は窒素原子である。ただし、Z 〜Z がすべて炭素原子になることはなく、窒素原子においてポルフィラジン環と結合している。Z 〜Z 11 は炭素原子又は窒素原子を表し、Z 〜Z 11 のうち2個以上が炭素原子である。W 〜W はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のアシル基を表す]
A porphyrazine compound represented by the following general formula (I):
[Wherein, X 1 to X 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl. Represents an oxy group, and Y 1 to Y 4 each independently represents a hetero five-membered ring represented by the following general formula (III). Mt represents two hydrogen atoms, or represents a divalent, trivalent, or tetravalent metal atom optionally having an oxygen, halogen atom, or other ligand]
[In the above formula, Z 5 to Z 7 are each a substituted or unsubstituted carbon atom or nitrogen atom which forms a hetero five-membered ring together with the carbon atom or nitrogen atom to which each is bonded. However, Z 5 to Z 7 are not all carbon atoms and are bonded to the porphyrazine ring at the nitrogen atom. Z 8 to Z 11 represent a carbon atom or a nitrogen atom, and two or more of Z 8 to Z 11 are carbon atoms. W 1 to W 4 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitro group, cyano group, hydroxyl group, carboxy group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryl group, Represents a substituted or unsubstituted amino group or a substituted or unsubstituted acyl group]
〜Xがそれぞれ独立に置換もしくは未置換のアルキル基であることを特徴とする請求項に記載のポルフィラジン化合物。The porphyrazine compound according to claim 1 , wherein X 1 to X 4 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group. 〜Xがそれぞれ独立に置換もしくは未置換の分岐アルキル基であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のポルフィラジン化合物。Porphyrazine compound according to any one of claims 1-2, characterized in that X 1 to X 4 is a branched alkyl group having a substituted or unsubstituted independently. 〜Xがすべて同じ置換基であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のポルフィラジン化合物。The porphyrazine compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein X 1 to X 4 are all the same substituent. 〜Yがすべて同じもしくは構造異性の関係にあることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のポルフィラジン化合物。The porphyrazine compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein Y 1 to Y 4 are all the same or have a relation of structural isomerism. MtがCu、Ni、Zn、Pd、Pt、VO、Co、Mgのうちいずれかであることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のポルフィラジン化合物。The porphyrazine compound according to any one of claims 1 to 5 , wherein Mt is any one of Cu, Ni, Zn, Pd, Pt, VO, Co, and Mg. 請求項1〜のいずれかに記載のポルフィラジン化合物の製造方法であって、下記一般式(IV)で示されるポルフィラジン化合物を前駆体として用い、下記一般式(IIIa)で示される複素五員環化合物を反応させて、前記一般式(IV)のフッ素置換された置換基Rを、前記一般式(IIIa)で示される複素五員環に変換することを特徴とするポルフィラジン化合物の製造方法。
[上記式中、X〜X及びMtは一般式(I)のものと同じものを表す。Rは一部又は全部の水素がフッ素置換されたアルコキシ基を表す]
[上記式中、Z 〜Z はそれぞれ結合している炭素原子又は窒素原子と一緒になって複素五員環を形成する置換もしくは未置換の炭素原子又は窒素原子である。ただし、Z 〜Z がすべて炭素原子になることはなく、窒素原子においてポルフィラジン環と結合している。Z 〜Z 11 は炭素原子又は窒素原子を表し、Z 〜Z 11 のうち2個以上が炭素原子である。W 〜W はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアミノ基、置換もしくは未置換のアシル基を表す]
A method for producing a porphyrazine compound according to any one of claims 1 to 6 , wherein a porphyrazine compound represented by the following general formula (IV) is used as a precursor , and the complex five represented by the following general formula (IIIa): Production of a porphyrazine compound characterized by reacting a member ring compound to convert the fluorine-substituted substituent R of the general formula (IV) into a hetero five-membered ring represented by the general formula (IIIa) Method.
[Wherein, X 1 to X 4 and Mt represent the same as those in the general formula (I). R represents an alkoxy group in which part or all of hydrogen is fluorine-substituted]
[In the above formula, Z 5 to Z 7 are each a substituted or unsubstituted carbon atom or nitrogen atom which forms a hetero five-membered ring together with the carbon atom or nitrogen atom to which each is bonded. However, Z 5 to Z 7 are not all carbon atoms and are bonded to the porphyrazine ring at the nitrogen atom. Z 8 to Z 11 represent a carbon atom or a nitrogen atom, and two or more of Z 8 to Z 11 are carbon atoms. W 1 to W 4 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, nitro group, cyano group, hydroxyl group, carboxy group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryl group, Represents a substituted or unsubstituted amino group or a substituted or unsubstituted acyl group]
前駆体として用いる上記一般式(IV)の化合物の置換基Rが次の式で表されることを特徴とする請求項に記載のポルフィラジン化合物の製造方法。
R=−OCH2(CF2nF又は−OCH2(CF2nH(ただし、上記式中、nは1〜4の整数を表す)
The method for producing a porphyrazine compound according to claim 7 , wherein the substituent R of the compound of the general formula (IV) used as a precursor is represented by the following formula.
R = —OCH 2 (CF 2 ) n F or —OCH 2 (CF 2 ) n H (wherein n represents an integer of 1 to 4)
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