JP5241084B2 - 架橋型シアニン化合物及び該化合物を用いた光学記録材料 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記シアニン化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする光学記録材料を提供することで、上記目的を達成したものである。
上記一般式(I)におけるR1及びR2で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、上記一般式(I)におけるR1、R2、R3及びR4、並びにX中の基であるR5、R6及びYjで表される炭素原子数1〜30の有機基としては特に制限を受けず、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、ヘキシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、2−シクロヘキシルエチル、ヘプチル、イソヘプチル、第三ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、第三オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ペプタデシル、オクタデシル等のアルキル基;ビニル、1−メチルエテニル、2−メチルエテニル、プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、デセニル、ぺンタデセニル、1−フェニルプロペン−3−イル等のアルケニル基;フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、4−ビニルフェニル、3−イソプロピルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−ブチルフェニル、4−イソブチルフェニル、4−第三ブチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシル)フェニル、4−ステアリルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,4−ジ第三ブチルフェニル、シクロヘキシルフェニル等のアルキルアリール基;ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等のアリールアルキル基及びこれらの炭化水素基がエーテル結合、チオエーテル結合で中断されたもの、例えば、2−メトキシエチル、3−メトキシプロピル、4−メトキシブチル、2−ブトキシエチル、メトキシエトキシエチル、メトキシエトキシエトキシエチル、3−メトキシブチル、2−フェノキシエチル、2−メチルチオエチル、2−フェニルチオエチルが挙げられ、更にこれらの基は、アルコキシ基、アルケニル基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。
上記一般式(I)におけるR3とR4並びに上記一般式(I)におけるN−R3が隣接するポリメチン鎖中のメチレン基と互いに連結して形成する複素環としては、ピペリジン環、ピペラジン環、ピロリジン環、モルフォリン環、チオモルフォリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、イミダゾリジン環、ピラゾリジン環、イソオキサゾリジン環、イソチアゾリジン環等が挙げられ、これらの環は他の環と縮合されていたり、置換されていたりしてもよい。
2〜8価のアルコール又はフェノールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサメチレングリコール、ソルバイト等の2価アルコール;カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン等の2価フェノール:グリセリン、トリオキシイソブタン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、2−エチル−1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキサントリオール、4−プロピル−3,4,5−ヘプタントリオール、2,4−ジメチル−2,3,4−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、ペンタグリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール;ペンタエリスリトール、1,2,3,4−ペンタンテトロール、2,3,4,5−ヘキサンテトロール、1,2,4,5−ペンタンテトロール、1,3,4,5−ヘキサンテトロール、ジグリセリン、ソルビタン等の4価アルコール;アドニトール、アラビトール、キシリトール、トリグレセリン等の5価アルコール;ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、イノシトール、ダルシトール、タロース、アロース等の6価アルコール;蔗糖等の8価アルコール等が挙げられる。
また、p及びp’は、分子全体で電荷が中性となるように選択される。
上記一般式(II)におけるR8とR10とが連結して形成する環構造としては、上記一般式(I)のX中の基であるR5とR6とが連結して形成する環構造として例示したものが挙げられる。
上記一般式(III)におけるZ2で表される炭素原子数1〜10のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、メチルエチレン、ブチレン、1−メチルプロピレン、2−メチルプロピレン、1,2−ジメチルプロピレン、1,3−ジメチルプロピレン、1−メチルブチレン、2−メチルブチレン、3−メチルブチレン、4−メチルブチレン、2,4−ジメチルブチレン、1,3−ジメチルブチレン、ペンチレン、へキシレン、ヘプチレン、オクチレン、エタン−1,1−ジイル、プロパン−2,2−ジイル等が挙げられ、該アルキレン基中のメチレン基が−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−、−NH−、−CONH−、−NHCO−、−N=CH−又は−CH=CH−で置換された基としては、メチレンオキシ、エチレンオキシ、オキシメチレン、チオメチレン、カルボニルメチレン、カルボニルオキシメチレン、メチレンカルボニルオキシ、スルホニルメチレン、アミノメチレン、アセチルアミノ、エチレンカルボキシアミド、エタンイミドイル、エテニレン、プロペニレン等が挙げられる。
上記一般式(IV)におけるR11及びR12で表されるハロゲン原子としては、上記一般式(I)のR1及びR2で表されるハロゲン原子として例示したものが挙げられる。上記一般式(IV)におけるR11、R12、R13、R14及びR19で表される炭素原子数1〜30の有機基としては、上記一般式(I)のR1、R2、R3及びR4で表される炭素原子数1〜30の有機基として例示したものが挙げられる。
上記一般式(IV)におけるR11とR12とが連結して形成する環構造としては、上記一般式(I)のR1とR2とが連結して形成する環構造として例示したものが挙げられる。
上記一般式(IV)におけるR13とR14並びに上記一般式(IV)におけるN−R13が隣接するポリメチン鎖中のメチレン基と互いに連結して形成する複素環としては、上記一般式(I)のR3とR4並びに上記一般式(I)におけるN−R3が隣接するポリメチン鎖中のメチレン基と互いに連結して形成する複素環として例示したものが挙げられる。
上記一般式(IV)におけるZ00で表される炭素原子数1〜10の有機基としては、上記一般式(I)のZ0で表される炭素原子数1〜10の有機基として例示したものが挙げられる。
同様に上記一般式(IV)で表されるシアニン化合物としては、式中のsが2の場合に該当する上記一般式(VI)で表されるシアニン化合物が挙げられる。
これらの化合物の製造方法については、後述の上記一般式(V)で表されるシアニン化合物及び上記一般式(VI)で表されるシアニン化合物の製造方法が挙げられる。
上記一般式(V)におけるZ1で表される炭素原子数1〜10のアルキレン基、及びZ1で表されるp−ジアルキレンベンゼン中の基である炭素原子数1〜10のアルキレン基としては、上記一般式(III)の説明で例示したものが挙げられる。
上記一般式(VI)におけるZ3で表される炭素原子数1〜10のアルキレン基、及びZ3で表されるp−ジアルキレンベンゼン中の基である炭素原子数1〜10のアルキレン基としては、上記一般式(III)の説明で例示したものが挙げられる。
また、上記一般式(VI)で表されるシアニン化合物の中でも、下記一般式(VIII)で表される化合物が、上記と同様の理由により好ましい。
上記置換基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、第二ブチル、第三ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、第三アミル、シクロペンチル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、ビシクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、イソヘプチル、第三ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、第三オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル等のアルキル基;メチルオキシ、エチルオキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、ブチルオキシ、第二ブチルオキシ、第三ブチルオキシ、イソブチルオキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ、第三アミルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、イソヘプチルオキシ、第三ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、第三オクチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ等のアルコキシ基;メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、第二ブチルチオ、第三ブチルチオ、イソブチルチオ、アミルチオ、イソアミルチオ、第三アミルチオ、ヘキシルチオ、シクロヘキシルチオ、ヘプチルチオ、イソヘプチルチオ、第三ヘプチルチオ、n−オクチルチオ、イソオクチルチオ、第三オクチルチオ、2−エチルヘキシルチオ等のアルキルチオ基;ビニル、1−メチルエテニル、2−メチルエテニル、2−プロペニル、1−メチル−3−プロペニル、3−ブテニル、1−メチル−3−ブテニル、イソブテニル、3−ペンテニル、4−ヘキセニル、シクロヘキセニル、ビシクロヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、デセニル、ぺンタデセニル、エイコセニル、トリコセニル等のアルケニル基;ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等のアリールアルキル基;フェニル、ナフチル等のアリール基;フェノキシ、ナフチルオキシ等のアリールオキシ基;フェニルチオ、ナフチルチオ等のアリールチオ基;ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピペリジル、ピラニル、ピラゾリル、トリアジル、ピロリル、キノリル、イソキノリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、トリアゾリル、フリル、フラニル、ベンゾフラニル、チエニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、チアジアゾリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、インドリル、2−ピロリジノン−1−イル、2−ピペリドン−1−イル、2,4−ジオキシイミダゾリジン−3−イル、2,4−ジオキシオキサゾリジン−3−イル等の複素環基;フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子;アセチル、2−クロロアセチル、プロピオニル、オクタノイル、アクリロイル、メタクリロイル、フェニルカルボニル(ベンゾイル)、フタロイル、4−トリフルオロメチルベンゾイル、ピバロイル、サリチロイル、オキザロイル、ステアロイル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル、カルバモイル等のアシル基;アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2−エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、クロロフェニルアミノ、トルイジノ、アニシジノ、N−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ,ナフチルアミノ、2−ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、ホルミルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ等の置換アミノ基;スルホンアミド基、スルホニル基、カルボキシル基、シアノ基、スルホ基、水酸基、ニトロ基、メルカプト基、イミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基等が挙げられ、これらの基は更に置換されていてもよい。また、カルボキシル基及びスルホ基は塩を形成していてもよい。
上記一般式(I)〜(VIII)で表される本発明のシアニン化合物は、情報をレーザ等による熱的情報パターンとして付与することにより記録する光学記録媒体における光学記録層に使用される光学記録材料にも有用であり、特にDVD−R、DVD+R、青色レーザー用光学記録媒体等の光学記録層に使用される光学記録材料に好適である。なお、本発明の光学記録材料は、光学記録層を形成するために用いられる材料であり、上記一般式(V)で表される本発明のシアニン化合物及び後述する有機溶媒や各種化合物との混合物のことである。
下記実施例1〜3は、上記一般式(I)で表されるシアニン化合物の製造を示し、下記実施例4及び5は、上記一般式(IV)で表されるシアニン化合物の製造を示し、下記実施例6〜10は、実施例1〜5で得られた本発明のシアニン化合物を用いた本発明の光学記録材料及び光学記録媒体の実施例を示し、比較例1及び2は、本発明のシアニン化合物とは異なる構造の化合物を用いた光学記録材料及び光学記録媒体の例を示す。また、下記評価例1では、実施例1及び2で得られた本発明のシアニン化合物及び比較化合物1について耐光性の評価を行い、下記評価例2では、実施例6及び7で得られた光学記録媒体及び比較例1で得られた比較光学記録媒体について、熱安定性の評価を行った。下記評価例3では、実施例6並びに7で得られた光学記録媒体及び比較例1並びに2で得られた比較光学記録媒体について、短波長レーザによる記録及び再生の適否の評価を行った。
<ステップ1>中間体1〜3の合成
インドレニン化合物20mmol、ジヨードペンタン20mmol及びジメチルホルムアミド30mlを混合し、120℃で4時間撹拌した。室温に冷却し、ろ過、乾燥を経て中間体1〜3をそれぞれ得た。
アルデヒド誘導体7ml及びクロロホルム44mlを混合し、氷冷下でオキシ塩化リン30mmolを滴下し、氷冷下で1時間撹拌した。続いて、氷冷下で、ステップ1で得られた中間体10mmolをそれぞれ加え、加熱還流下3時間撹拌した。室温まで冷却後、KPF6の179mmol及び水650mlを加えて1時間撹拌し、析出物をろ別した。メタノールで洗浄後、乾燥させて目的物である化合物No.1及びNo.2のPF6塩を得た。
ステップ2で得られた化合物3.0mmolを、それぞれアセトン12mlに溶解し、化学式〔C〕で示されるアニオンのトリエチルアミン塩6.0mmolをアセトン120mlに溶解したものを滴下して、さらにアセトン28mlを加えて3時間加熱還流した。室温まで冷却後、反応物を水1800mlに滴下し、室温で6時間撹拌した。析出した固体をろ別し、メタノールにより洗浄し、乾燥させて目的物である化合物No.1及びNo.2のクエンチャーアニオン塩をそれぞれ得た。
<ステップ1>中間体4及び5の合成
インドール化合物20mmol、ジヨードペンタン20mmol及びジメチルホルムアミド30mlを混合し、120℃で4時間撹拌した。室温に冷却し、ろ過、乾燥を経て中間体4及び5をそれぞれ得た。
アルデヒド誘導体12ml及びクロロホルム74mlを混合し、氷冷下でオキシ塩化リン37mmolを滴下し、氷冷下で1時間撹拌した。続いて、氷冷下で、ステップ1で得られた中間体5の12mmolをそれぞれ加え、加熱還流下3時間撹拌した。室温まで冷却後、KPF6の163mmol及び水500mlを加えて1時間撹拌し、析出物をろ別した。メタノールで洗浄後、乾燥させて目的物である化合物No.11のPF6塩を得た。
ステップ1で得られた中間体4の4.8mmol、N−アルキルチアゾリン9.6mmol及びピリジン20mlを混合し、100℃で3.5時間撹拌した。室温まで冷却し、溶媒を留去してアセトンから再結晶を行い、ろ過、乾燥を経て、目的物である化合物No.10のPF6塩を得た。
なお、表1において、分解点は10℃/分の昇温速度における示差熱分析の質量減少開始温度である。
上記の実施例1〜5で得た化合物それぞれを、化合物の濃度が濃度1.0質量%となるように2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液に溶解して、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液として実施例6〜10の光学記録材料をそれぞれ得た。チタンキレート化合物(T−50:日本曹達社製)を塗布、加水分解して下地層(0.01μm)を設けた直径12cmのポリカーボネートディスク基板上に、上記の光学記録材料をスピンコーティング法にて塗布して、厚さ100nmの光学記録層を形成し、実施例6〜10の光学記録媒体No.1〜No.5をそれぞれ得た。
実施例1〜5で得た化合物に替えて下記比較化合物No.1又はNo.2を用いた以外は、上記実施例6〜10と同様にして、比較例1及び2の光学記録材料を作製し、該光学記録材料を用いて比較例1及び2の比較光学記録媒体No.6及びNo.7を得た。
実施例1及び2で得られた化合物No.1及びNo.2のクエンチャーアニオン塩、及び比較化合物1について、耐光性評価を行なった。
まず、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールに本発明の化合物を、1質量%となるように溶解して2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール溶液を調製し、得られた溶液を、20×20mmのポリカーボネート板上に2000rpm、60秒でスピンコーティング法により塗布して、試験片を作成した。評価は、該試験片に55000ルクスの光を照射し、それぞれ24時間、300時間照射した後、照射前のUV吸収スペクトルのλmaxでの吸光度残率を測定することにより行なった。結果を〔表4〕に示す。
実施例1及び2で得られた化合物No.1及びNo.2のクエンチャーアニオン塩、について、耐熱性評価を行なった。
評価は、上記耐光性試験で用いたものと同じ試験片を、100℃でそれぞれ100時間、400時間保持した後、照射前のUV吸収スペクトルのλmaxでの吸光度残率を測定することにより行なった。結果を〔表5〕に示す。
実施例6及び7で得られた光学記録媒体No.1及びNo.2について、UVスペクトル吸収を測定した。結果を〔表6〕に示す。
Claims (5)
- 下記一般式(IV)で表されるシアニン化合物。
- 下記一般式(VI)で表されるシアニン化合物。
- 下記一般式(VIII)で表されるシアニン化合物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシアニン化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする光学記録材料。
- 基体上に、請求項4記載の光学記録材料から形成された光学記録層を有することを特徴とする光学記録媒体。
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