JP4482008B2 - テトラアザポルフィリン化合物を含む材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、フタロシアニンの類似化合物である無置換のテトラアザポルフィリンは、光や熱に安定であり、且つ高吸収である一方、有機溶剤への溶解性が乏しく薄膜化することは困難であった。なお、4置換アルキルテトラアザポリフィリンの合成については、J.Gen.Chem.USSR 1977,47,1954などに記載があるが、異性体の生成については述べられていない。なお、α−置換フタロシアニンの製造方法については、特開平3−62878号、特開平3−215466号、特開平4−226390号、特開平4−348168号、特開平5−25177号各公報等に述べられているが、これらにはテトラアザポルフィリンについての適用並びにその可能性についての記述は全く見当たらない。
M:2個の水素原子、又は酸素原子若しくはハロゲン原子を有してもよい2価、3価若しくは4価の金属原子、又は置換若しくは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、−(OPR 11 R 12 )t基、(−OPOR 13 R 14 )t基、−(OSiR 15 R 16 R 17 )t基、−(OCOR 18 )t基、−(OR 19 )t基、−(OCOCOOR 20 )t基、−(OCOCOR 21 )t基若しくは−(OCONR 22 R 23 )t基を有してもよい金属原子、R 11 〜R 23 :それぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換の1価の脂肪族炭化水素基又は置換若しくは未置換の1価の芳香族炭化水素基、t:0〜2の整数、
X 1 〜X 4 、Y 1 〜Y 4 :それぞれ独立に水素原子又は置換若しくは未置換の直鎖若しくは分岐の飽和若しくは不飽和のアルキル基、シクロアルキル基、置換若しくは未置換のフェニル基、カルボン酸エステル基、シアノ基又はハロゲン原子(但し、X 1 〜X 4 、Y 1 〜Y 4 のすべてが水素原子になることはない。ここで、Xは、X 1 〜X 4 を、Yは、Y 1 〜Y 4 を意味する。)。〕
<2> 一般式(I)−a、(I)−b及び一般式(II)−a〜(II)−dで示される構造においてX≠Yである前記<1>に記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法である。
<3> Mgを中心金属としたテトラアザポルフィリンを形成した後、金属交換して所望のテトラアザポルフィリンを得る前記<1>から<2>のいずれかに記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法である。
<4> 有機溶媒、酸、金属もしくは金属誘導体とMgテトラアザポルフィリンを共存させて金属交換させる前記<3>に記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法である。
Dry 1,1,2−トリクロロエタン 300mlにBenzoylcyanide 9.18g(70mmol)とCyanoacetic Acidn−Butyl Ester9.88g(70mmol)を氷浴下温度−10〜5℃にて溶解して攪拌する。これに塩化亜鉛28.62g(210mmol)を温度が5℃以下で加え、次いでこれも温度5℃以下にてピペリジン 3 6.76g(420mmol)を1時間かけて滴下して氷浴をはずし、室温にて3時間攪拌する。反応物を氷水300mlにあけ、クロロホルム 400mlで抽出する。これを2〜3回水洗いして適量の硫酸マグネシウムを加え、濾過した濾液を濃縮してトルエン/シリカゲルカラムにて精製して淡緑色結晶[下記構造式(A)で示される化合物]12.3g(収率69.2%)を得た。
理論値C:70.85%、H:5.50%、N:11.01%に対し、
測定値C:70.87%、H:5.52%、N:11.01%、であった。
上記化合物のIRスペクトルを図1に示す。
理論値C:79.56%、H:6.11%、N:14.27%に対し
測定値C:79.51%、H:6.18%、N:14.25%であった。
上記化合物[(B)−1]のIRスペクトルを図2に示す。
Dry ジクロロメタン 300mlにPivaloyl Cyanide8.89g(80mmol)とAllyl Cyanide 5.90g(88mmol)を氷浴下温度−10〜5℃にて溶解して攪拌する。これに四塩化チタン45.53g(240mmol)を温度が5℃以下で加え、次いでこれも温度5℃以下にてN−メチルモルホリン 48.55g(480mmol)を1時間かけて滴下して氷浴をはずし、室温にて3時間攪拌する。反応物を氷水400mlにあけ、クロロホルム 400mlで抽出する。これを2〜3開水洗いして適量の硫酸マグネシウムを加え、濾過した濾液を濃縮してトルエン/ヘキサン=2/1、シリカゲルカラムにて精製して2種の透明液体[下記構造式(C)−1、(C)−2で示される化合物]5.48gと2.68g(収率63.7%)を得た。なお、5.48gの方がTrans体であり、2.68gの方がcis体であることが種々の分析及びテトラアザポルフィリン化反応により判明した。
理論値C:74.90%、H:7.49%、N:17.48%に対し、
測定値C:74.91%、H:7.59%、N:17.40%であった。
Dry ジクロロメタン 300mlに4−tert−Butyl−Cyanide 14.98g(80mmol)とIsovaleronitrile7.32g(88mmol)を氷浴下温度−10〜5℃にて溶解して攪拌する。これに四塩化チタン45.53g(240mmol)を温度が5℃以下で加え、次いでこれも温度5℃以下にてN−メチルモルホリン 48.55g(480mmol)を1時間かけて滴下して氷浴をはずし、室温にて3時間攪拌する。反応物を氷水400mlにあけ、クロロホルム 400mlで抽出する。これを2〜3回水洗いして適量の硫酸マグネシウムを加え、濾過した濾液を濃縮してトルエン/ヘキサン=2/1、/シリカゲルカラムにて精製して2種の白色結晶[下記構造式(D)−1、(D)−2で示される化合物]をそれぞれ12.3g、3.45g(収率78.4%)を得た。なお、12.3gの方がTrans体であり、3.45gの方がcis体であることが種々の分析及びテトラアザポルフィリン化反応により判明した。
理論値C:80.84%、H:7.93%、N:11.10%に対し、
測定値C:80.87%、H:7.95%、N:11.02%であった。
上記白色結晶[(D)−1]のIRスペクトルを図3に示す。
Dry ジクロロメタン 300mlにPivaloyl Cyanide7.78g(70mmol)とo−Xylyl Cyanide 9.18g(70mmol)を氷浴下温度−10〜5℃にて溶解して攪拌する。これに四塩化チタン39.83g(210mmol)を温度が5℃以下で加え、次いでこれも温度5℃以下にてN−メチルモルホリン 42.48g(420mmol)を1時間かけて滴下して氷浴をはずし、室温にて4時間攪拌する。反応物を氷水400mlにあけ、クロロホルム 400mlで抽出する。これを2〜3回水洗いして適量の硫酸マグネシウムを加え、濾過した濾液を濃縮してトルエン/ヘキサン=2/1、/シリカゲルカラムにて精製して透明液体と白色結晶[下記構造式(E)−1、(E)−2で示される化合物]5.55gと6.98g(収率79.8%)を得た。なお、透明液体5.55gの方がTrans体であり、白色結晶6.98gの方がcis体であることが種々の分析及びテトラアザポルフィリン化反応により判明した。
理論値C:80.25%、H:7.13%、N:12.48%に対し、
測定値C:80.26%、H:7.20%、N:12.54%であった。
上記化合物[(E)−1]のIRスペクトルを図4に示す。
光反応容器にアセトン500mlを入れ、実施例4で得た、[構造式(D)−2]で示されるTransジシアノエチレン誘導体12.0gを加え、高圧水銀灯にて光照射を2時間したのち、アセトンを留去してトルエン/ヘキサン=2/1、/シリカゲルカラムにて精製したところ、60%がcis異性化し残りはTrans体のままであった。
下記式(F)に示すジシアノエチレン誘導体 2.74g(12mmol)と1−ペンタノール18mlと塩化第1銅0.3g(3mmol)を混合し温度90〜95℃にてジアザビシクロウンデセン1.46g(9.6mmol)を滴下して、滴下した後125℃にて7時間攪拌した。室温まで冷却の後、反応物を100mlのメタノールで希釈し、このメタノール溶液を70mlの水に攪拌しながら加えて、析出してきた結晶を濾取して乾燥し、これをヘキサン/クロロホルム=3/1、/シリカゲルカラムにて精製して下記[(G)−1〜(G)−4]に示す4つの異性体混合物である結晶1.89g(収率64.5%)を得た。
理論値C:68.81%、H:5.32%、N:11.47%に対し、
測定値C:68.70%、H:5.18%、N:11.50%であった。
上記異性体混合物のIRスペクトルを図5に示す。
Dry n−Pentanol30ml中に削り状の金属マグネシウム 0.729g(30mmol)を分散し1時間加熱環流する。次いでやや温度を下げ、実施例2で合成した[構造式(B)−1]で示すジシアノエチレン誘導体5.88g(30mmol)を加えて再び加熱環流を4時間続けた後、室温まで冷却し反応物のクロロホルム溶解成分のみを濾別してクロロホルムを留去、メタノール/水=1/10混合液を400ml加えて結晶を濾取。この結晶を乾燥の後、クロロロホルム/シリカゲルカラムにて精製して下記[(H)−1〜(H)−4]に示す4つの異性体混合物である結晶5.5g(収率90.6%)を得た。
理論値C:77.10%、H:5.93%、N:13.83%に対し、
測定値C:77.00%、H:5.99%、N:13.59%であった。
実施例8で合成したMgテトラアザポルフィリン異性体混合物3.23g(4mmol)と塩化ニッケル無水物0.648g(5mmol)と8mlの酢酸と25mlの1,2,4−Trichlorobenzeneを混合し、3時間加熱環流する。これをヘキサン/シリカゲルカラムで1,2,4−Trichlorobenzeneを除いた後、展開溶媒をクロロホルムに変えて精製して下記[(I)−1〜(I)−4]に示す4つの異性体混合物である結晶3.02g(収率89.7%)を得た。
理論値C:73.96%、H:5.69%、N:13.28%に対し、
測定値C:73.78%、H:5.75%、N:13.21%であった。
Claims (4)
- アシルシアニドと、1置換アセトニトリル誘導体とを、酸性触媒および塩基性触媒を共存させて脱水反応させることにより、一般式(I)−a〜(I)−bで示されるジシアノエチレン系化合物を得る第1工程と、
前記一般式ジシアノエチレン系化合物の少なくとも1種と金属又は金属誘導体とを混合させることにより反応させ、一般式(II)−a〜(II)−dで示される4種のうち1種または2種以上の混合物を得る第2工程と、を含むことを特徴とするテトラアザポルフィリン化合物の製造方法。
M:2個の水素原子、又は酸素原子若しくはハロゲン原子を有してもよい2価、3価若しくは4価の金属原子、又は置換若しくは未置換のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、−(OPR11R12)t基、(−OPOR13R14)t基、−(OSiR15R16R17)t基、−(OCOR18)t基、−(OR19)t基、−(OCOCOOR20)t基、−(OCOCOR21)t基若しくは−(OCONR22R23)t基を有してもよい金属原子、R11〜R23:それぞれ独立に水素原子、置換若しくは未置換の1価の脂肪族炭化水素基又は置換若しくは未置換の1価の芳香族炭化水素基、t:0〜2の整数、
X1〜X4、Y1〜Y4:それぞれ独立に水素原子又は置換若しくは未置換の直鎖若しくは分岐の飽和若しくは不飽和のアルキル基、シクロアルキル基、置換若しくは未置換のフェニル基、カルボン酸エステル基、シアノ基又はハロゲン原子(但し、X1〜X4、Y1〜Y4のすべてが水素原子になることはない。ここで、Xは、X 1 〜X 4 を、Yは、Y 1 〜Y 4 を意味する。)。〕 - 一般式(I)−a、(I)−b及び一般式(II)−a〜(II)−dで示される構造においてX≠Yである請求項1に記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法。
- Mgを中心金属としたテトラアザポルフィリンを形成した後、金属交換して所望のテトラアザポルフィリンを得る請求項1から2のいずれかに記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法。
- 有機溶媒、酸、金属もしくは金属誘導体とMgテトラアザポルフィリンを共存させて金属交換させる請求項3に記載のテトラアザポルフィリン化合物の製造方法。
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