JP4888766B2 - 多官能化合物の製造方法 - Google Patents
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本発明の製造方法においては、pKa≦15の水素原子を有する化合物(A)を(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリル酸アミド(B)にマイケル付加させることによって多官能化合物を製造する。化合物(A)、化合物(B)は、それぞれ、1種のみでも2種以上の混合物であっても良い。
本発明の製造方法で得られる多官能化合物は、任意の適切な用途に適用することができる。例えば、本発明の製造方法で得られる多官能化合物に光照射を行なうと、構造異性化が起こり、この光照射による構造異性化は可逆反応であるため、光照射部分を加熱等すると、もとの状態へ戻すことができる。このため、光スイッチなどの動的な光機能材料へ応用可能となる。具体的には、大量のデータ情報を高密度に光記録することが可能である光記録材料として用いることが可能となる。また、上記光記録材料を用いて、光記録媒体や光記録再生装置とすることも可能となる。また、本発明の製造方法で得られる多官能化合物に光照射を行なうと、光異性化部位の光異性化により屈折率変調を引き起こすことが可能となり、光未照射部との間で屈折率差を生じ得る。このため、光導波路材料に適用することができる。また、本発明の製造方法で得られる多官能化合物は、膜形成することが可能であり、スピンコートや熱溶融などにより任意の形状へと変化させて使うことが可能である。このため、膜形成が可能であるとともに光感度に優れる。したがって、光配向膜材料に適用することができる。
液晶基を有するアクリル酸エステル(2.62g、5.24mmol)とアゾベンゼン系光異性化基であるディスパースレッド1構造を有するシアノ酢酸エステル(1.00g、2.62mmol)とを、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン(30mL)に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン(DBU)を1滴加え、室温で10分間撹拌した。塩酸水溶液を10滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下して生じる沈殿をろ別し、再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥することにより、アゾベンゼン部位1つと液晶部位2つを持つ多官能化合物(1)を得た(3.00g、2.17mmol、83%)。
得られた多官能化合物(1)(分子量1380.4)についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが1383.5および1405.6のイオンのみが検出された。これは、多官能化合物(1)にプロトンが付加したイオンおよびナトリウムが付加したイオンに相当するものであり、これにより、多官能化合物(1)が得られていることが判明した。
液晶基を有するアクリル酸エステル(1.64g、3.28mmol)とまた別の液晶基を有するシアノ酢酸エステル(0.70g、1.64mmol)とを、窒素雰囲気下でジメチルホルムアミド(10mL)に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン(DBU)を1滴加え、室温で30分間撹拌した。塩酸水溶液を10滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下して生じてくる沈殿をろ別し、再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥することにより、アゾベンゼン部位1つと液晶部位2つを持つ多官能化合物(2)を得た(2.01g、1.41mmol、83%)。
得られた多官能化合物(2)(分子量1425.4)についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが1450.4のイオンのみが検出された。これは、多官能化合物(2)にナトリウムが付加したイオンに相当するものであり、これにより、多官能化合物(2)が得られていることが判明した。
アクリル酸シアノビフェニル(1.38g、5.53mmol)とアゾベンゼン系光異性化基であるディスパースレッド1構造を有するシアノ酢酸エステル(1.00g、2.77mmol)とを、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン(25 mL)に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン(DBU)を1滴加え、室温で15分間撹拌した。塩酸水溶液を10滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下して生じてくる沈殿をろ別し、テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥することにより、アゾベンゼン部位1つとシアノビフェニル部位2つを持つ多官能化合物(3)を得た(1.88g、2.19 mmol、79%)。
得られた多官能化合物(3)(分子量879.9)についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが882.1および904.3のイオンのみが検出された。これは、多官能化合物(3)にプロトンが付加したイオンおよびナトリウムが付加したイオンに相当するものであり、これにより、多官能化合物(3)が得られていることが判明した。
液晶基を有するアクリル酸エステル(3.51g、14.07mmol)とまた別の液晶基を有するシアノ酢酸エステル(3.00g、7.04mmol)とを、窒素雰囲気下でジメチルアセトアミド(50 mL)に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン(DBU)を2滴加え、室温で15分間撹拌した。塩酸水溶液を15滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下して生じてくる沈殿をろ別し、再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥することにより、アゾベンゼン部位1つと液晶部位2つを持つ多官能化合物(4)を得た(6.18g、6.69mmol、95%)。
得られた多官能化合物(4)(分子量924.9)についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが949.9のイオンのみが検出された。これは、多官能化合物(4)にナトリウムが付加したイオンに相当するものであり、これにより、多官能化合物(4)が得られていることが判明した。
液晶基を2つ有するマレイン酸エステル(0.50g、0.92mmol)とアゾベンゼン系光異性化基であるディスパースレッド1構造を有するメタクリル酸エステル(0.73g、1.92mmol)とを、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン(25 mL)に溶解し、そこにカリウムターシャリーブトキシド(5mg、0.045mmol)を加え、1時間撹拌した。塩酸水溶液を10滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下して生じてくる沈殿をろ別し、テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥し、赤色粉末(0.69g)を得た。
得られた化合物についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが929.25、950.92、1311.72、1333.03のイオンが主に検出された。これは、液晶基を2つ有するマロン酸エステル原料に1分子のアゾベンゼン含有メタクリル酸エステルが連結した化合物(分子量928.98)にプロトン(理論値930)およびナトリウムが付加したイオン(理論値952)、さらには、液晶基を2つ有するマロン酸エステル原料に2分子のアゾベンゼン含有メタクリル酸エステルが連結した化合物(分子量1311.4)にプロトン(理論値1312)およびナトリウムが付加したイオン(理論値1334)に相当するものであり、これにより、多官能化合物(5a)および(5b)が得られていることが判明した。
1,3−アセトンジカルボン酸ジエチルエステル(0.2585g、1.28 mmol)と液晶基を有するアクリル酸エステル(1.50g、5.1mmol)とを、窒素雰囲気下でテトラヒドロフラン(15mL)に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン(DBU)を1滴加え、3時間撹拌した。塩酸水溶液を10滴加えて反応溶液を中和した後、この溶液をメタノールに滴下し、生じる粘ちょうな液体を取り出し、テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿した後にろ別し、その後に真空加熱乾燥し、赤色粉末(0.43g)を得た。
得られた化合物についてMALDI−TOFMS測定により分子量測定を行ったところ、m/zが813.2、1107.2、1401.4のイオンが主に検出された。これは、1,3−アセトンジカルボン酸ジエチルエステルに2、3、4分子の液晶基含有アクリル酸エステルが連結した化合物にナトリウム(分子量に23を加えた値)が付加したイオンに相当するものである(2付加体:788.84、3付加体:1082.15、4付加体:1375.47)。これにより、1,3−アセトンジカルボン酸ジエチルエステルに2〜4の複数のアクリル酸エステルが付加した多官能化合物(6)が得られていることが判明した。
Claims (8)
- 活性メチレンの水素原子であってpKa≦15の水素原子を有する化合物(A)を(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリル酸アミド(B)にマイケル付加させることによって多官能化合物を製造する方法であって、
(A)と(B)の少なくとも1つの化合物が液晶基を有し、
(A)が、シアノ酢酸エステル類、アセト酢酸エステル類、マロン酸エステル類、1,3−アセトンジカルボン酸ジエステル類から選ばれる少なくとも1種であり、
該液晶基が一般式(3a)から(3g)までのいずれかで表される構造を有する、
多官能化合物の製造方法。 - 活性メチレンの水素原子であってpKa≦15の水素原子を有する化合物(A)を(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリル酸アミド(B)にマイケル付加させることによって多官能化合物を製造する方法であって、
(A)と(B)の少なくとも1つの化合物が光異性化基と液晶基の両方を有し、
(A)が、シアノ酢酸エステル類、アセト酢酸エステル類、マロン酸エステル類、1,3−アセトンジカルボン酸ジエステル類から選ばれる少なくとも1種であり、
該光異性化基が一般式(2)で表される構造を有し、
該液晶基が一般式(3a)から(3g)までのいずれかで表される構造を有する、
多官能化合物の製造方法。 - 前記化合物(A)がシアノ酢酸エステル類である、請求項1から3までのいずれかに記載の製造方法。
- 前記マイケル付加が水素引き抜き触媒を用いて行われる、請求項1から4までのいずれかに記載の製造方法。
- 前記水素引き抜き触媒が塩基触媒である、請求項5に記載の製造方法。
- 前記水素引き抜き触媒がアミン系触媒である、請求項6に記載の製造方法。
- 得られる多官能化合物の分子量が500〜5000である、請求項1から7までのいずれかに記載の製造方法。
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