JP6211711B2 - アゾ色素組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特定構造のアゾ色素化合物(解離性アゾ染料)を含む染毛剤組成物が知られている(例えば、特許第4080947号公報参照)。
<1> 式(I)で表されるアゾ色素化合物と、式(II)で表されるウレア化合物と、を含むアゾ色素組成物。
式(II)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは、0〜2の整数を表す。
<3> R21及びR22が、それぞれ独立に、メチル基又はエチル基であり、nは0又は1である<1>又は<2>に記載のアゾ色素組成物。
<4> R11、R12、R13、及びR14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜3のアルキル基であって、かつ、R11、R12、R13、及びR14の少なくとも1つがハロゲン原子であり、R15が、炭素数1〜3のアルキル基であり、R21及びR22が、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基である<1>〜<3>のいずれか1つに記載のアゾ色素組成物。
<5> R11及びR13の少なくとも1つが、ハロゲン原子である<1>〜<4>のいずれか1つに記載のアゾ色素組成物。
<6> 式(I)で表されるアゾ色素化合物と式(II)で表されるウレア化合物との合計含有量が、アゾ色素組成物全量に対し、95質量%以上である<1>〜<5>のいずれか1つに記載のアゾ色素組成物。
<7> 式(I)で表されるアゾ色素化合物に対する式(II)で表されるウレア化合物の含有質量比が、0.5モル倍〜1.5モル倍である<1>〜<6>のいずれか1つに記載のアゾ色素組成物。
<9> 第2溶媒が、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、及びプロピオン酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種である<8>に記載のアゾ色素組成物の製造方法。
本明細書中において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示のアゾ色素組成物は、下記式(I)で表されるアゾ色素化合物(以下、単に「アゾ色素化合物」ともいう)と、下記式(II)で表されるウレア化合物(以下、単に「ウレア化合物」ともいう)と、を含む。
式(II)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族基、又は芳香族基を表し、nは、0〜2の整数を表す。
しかし、アゾ色素化合物は結晶性が非常に高い場合があり、溶媒中へ溶解させることが難しい場合がある。このため、精製により、高純度のアゾ色素化合物を得ることが難しい場合がある。
本開示のアゾ色素組成物から高純度のアゾ色素化合物を得る(分離する)方法については後述する。
即ち、「粗生成物」の概念には、未精製の生成物(例えば、純度が低い生成物)だけでなく、精製がなされた生成物(例えば、比較的純度が高い生成物)も包含され得る。
アゾ色素化合物の粗生成物中におけるアゾ色素化合物の含有量(即ち、アゾ色素化合物の純度)としては、例えば80.0質量%〜99.0質量%が挙げられ、90.0質量%〜99.0質量%が好ましく、95.0質量%〜99.0質量%がより好ましく、97.0質量%〜98.5質量%が特に好ましい。
本開示のアゾ色素組成物は、下記式(I)で表されるアゾ色素化合物を含む。
また、上記脂肪族基としては、アルキル基又はアルケニル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。
R11〜R14で表される脂肪族基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜3のアルキル基が更に好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。
R11〜R14のうちの少なくとも1つ(より好ましくは、R11及びR13のうちの少なくとも1つ)がハロゲン原子である場合には、アゾ色素化合物の溶解性が向上する。これにより、アゾ色素組成物から得られるアゾ色素化合物の純度がより向上する。また、この場合には、アゾ色素化合物の溶解性が向上することにより、本開示のアゾ色素組成物の製造がより容易となるという利点もある。
なお、以下の具体例において、「Me」はメチル基を表す。
本開示のアゾ色素組成物は、下記式(II)で表されるウレア化合物を含む。
式(II)で表されるウレア化合物としては、弱塩基性の溶媒としての機能を有する化合物が好適である。
R21及びR22で表される芳香族基としては、フェニル基又はナフチル基が挙げられ、フェニル基が好ましい。
なお、以下の具体例において、「Me」及び「Et」は、それぞれ、メチル基及びエチル基を表す。
上記アゾ色素化合物の上記ウレア化合物(溶媒)による溶媒和物としては、下記溶媒和物1が挙げられる。下記溶媒和物1は、上記アゾ色素化合物一分子に対して上記ウレア化合物一分子が溶媒和する、一溶媒和物の例である。
上記アゾ色素化合物と上記ウレア化合物との塩としては、下記塩1が挙げられる。
上記塩1において、R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、及びnは、式(I)及び式(II)における、R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、及びnと同義である。
本開示のアゾ色素組成物中における、式(I)で表されるアゾ色素化合物と式(II)で表されるウレア化合物との合計含有量は、アゾ色素組成物の全量に対し、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、99質量%以上が特に好ましい。
上記合計含有量が95質量%以上であると、より高純度のアゾ色素化合物を得ることができる。
上記合計含有量の上限は、理想的には100質量%であるが、上限としては99.9質量%も挙げられる。
上記好ましい組み合わせは、
R11、R12、R13、及びR14が、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜10のアルキル基(好ましくは炭素数1〜6のアルキル基、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基)であって、かつ、R11、R12、R13、及びR14の少なくとも1つ(好ましくは、R11及びR13の少なくとも1つ)がハロゲン原子であり、
R15が、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくは炭素数1〜6のアルキル基、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基)であり、
R21及びR22が、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくは炭素数1〜6のアルキル基、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基)である組み合わせである。
酸処理に用いる酸としては、塩酸、硫酸、リン酸などの鉱酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸が挙げられる。
また、酸処理に酸水溶液を用いる場合、酸水溶液中の酸の濃度は、1質量%〜10質量%が好ましく、3質量%〜6質量%がより好ましい。
酸処理は、加熱下(例えば、液温10℃〜80℃の条件下、好ましくは液温30℃〜60℃の条件下)で行ってもよい。
本開示のアゾ色素組成物の製造方法(以下、「本開示の製造方法」ともいう)は、上述した本開示のアゾ色素組成物を製造する方法であって、式(I)で表されるアゾ色素化合物の粗生成物を準備する準備工程と、粗生成物と式(II)で表されるウレア化合物である第1溶媒とを、第1溶媒とは異なる第2溶媒中で接触させることにより、上記アゾ色素組成物を析出させる析出工程と、を有する。
かかる効果が奏される作用機構は明らかではないが、以下のように推測される。
即ち、上記析出工程では、粗生成物中に含まれる不純物が第2溶媒に溶解し、かつ、粗生成物中のアゾ色素化合物と、第1溶媒としてのウレア化合物と、が相互作用してアゾ色素組成物が析出すると考えられる。このため、析出したアゾ色素組成物中には、不純物の量が低減され、純度が高いアゾ色素化合物が含まれていると考えられる。
そしてアゾ色素組成物に酸処理等を施すことにより、アゾ色素組成物から、純度が高い上記アゾ色素化合物を分離することができると考えられる。
準備工程は、式(I)で表されるアゾ色素化合物の粗生成物を準備する工程である。
準備工程は、予め合成された粗生成物を単に準備する工程には限定されず、粗生成物を合成する工程であってもよい。
粗生成物を合成する方法としては、例えば、特許第4080947号公報に記載されている公知の方法が挙げられる。
析出工程は、アゾ色素化合物の粗生成物とウレア化合物である第1溶媒とを、第1溶媒とは異なる第2溶媒中で接触させることにより、アゾ色素組成物を析出させる工程である。
(態様1)まず粗生成物を第2溶媒に添加して溶液を作製し、次いでこの溶液にウレア化合物(第1溶媒)を添加する態様である。
(態様2)まずウレア化合物(第1溶媒)を第2溶媒に添加して溶液を作製し、次いでこの溶液に粗生成物を添加する態様である。
(態様3)第2溶媒に対し、粗生成物及びウレア化合物(第1溶媒)を同時に添加する態様である。
上記3態様のうち、アゾ色素組成物をより効果的に析出させる観点からは、態様1が好ましい。
第2溶媒として、具体的には、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒;ジイソプロピルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;エタノール、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;等が挙げられる。
第2溶媒としては、芳香族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、又はエーテル系溶媒が好ましく、芳香族炭化水素系溶媒(好ましくはトルエン)、エステル系溶媒(好ましくは酢酸エチル)、又はケトン系溶媒(好ましくはアセトン)がより好ましく、芳香族炭化水素系溶媒(好ましくはトルエン)又はエステル系溶媒(好ましくは酢酸エチル)が特に好ましい。
即ち、上記製造方法によってアゾ色素組成物を製造した後、前述した酸処理等(更に必要に応じ、ろ過、乾燥等の処理)を施すことにより、純度が高いアゾ色素化合物(精製物)を得ることができる。
以下において、「%」は、特に断りが無い限り、「質量%」を指す。
また、「HPLC」は、高速液体クロマトグラフィー(High performance liquid chromatography)を指す。
また、化合物の純度(%)は、HPLCによって測定されたHPLC面積比(%)(HPLC area%)を指す。
<アゾ色素組成物の作製>
アゾ色素化合物である例示化合物(I−4)とウレア化合物である例示化合物(II−3)とを含むアゾ色素組成物(前述の組成物24)を作製した。
詳細を以下に示す。
詳細には、5−アミノ−3−メチルチオ−1,2,4−チアジアゾール(12.0mmol)をリン酸(50mL)に加え、得られた混合物を氷冷水中で冷却しつつ撹拌した。亜硝酸ナトリウム結晶(1.0g)を上記混合物に加え、1時間撹拌することによりジアゾ溶液を調製した。2−クロロフェノール(10.0mmol)をメタノール(60ml)に加え、得られた混合物を氷冷水中で冷却しつつ撹拌した後、上記調製したジアゾ溶液を徐々に加えた。得られた溶液を冷却下で1時間撹拌し、更に1時間室温にて撹拌し、得られた反応液に水(150ml)及び酢酸エチル(80ml)を加え、有機層を抽出した。その後、有機層を飽和食塩水(60ml)で2回洗浄し、洗浄した有機層を減圧下で濃縮し、次いでシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、例示化合物(I−4)の粗生成物(純度97.5%)を得た。
上記溶液の液温を50℃に維持したまま、上記溶液に対し、DMPU(N,N’−ジメチルプロピレンウレア;第1溶媒としての例示化合物(II−3))9.0gを5分間かけて滴下し、30分間加熱撹拌したところ、赤紫色の析出物が生じた。次に、上記析出物を含む反応液を、液温25℃となるまで冷却した。
得られた固体を、NMR、ガスクロマトグラフィー、及びX線構造解析によって分析したところ、この固体は、例示化合物(I−4)と例示化合物(II−3)とを含むアゾ色素組成物(前述の組成物24)であることが確認された。
また、上記固体(アゾ色素組成物)の全量に対する、例示化合物(I−4)と例示化合物(II−3)との合計含有量は、95質量%以上であることが確認された。
また、上記固体(アゾ色素組成物)において、例示化合物(I−4)に対する例示化合物(II−3)の合計質量比〔例示化合物(II−3)/例示化合物(I−4)〕は、1.0モル倍であることが確認された。
−アゾ色素組成物(組成物24)のNMR測定結果−
1H NMR (400MHz, DMSO-d6): δ=8.04 (s, 1H), 7.93 (dd, 1H), 7.22 (d, 1H), 3.19 (t, 4H), 2.76 (s, 6H),2.52 (S, 3H) 2.51 (s, 1H), 1.88 (m, 2H)
上記赤紫色の固体(組成物24)を酸処理することにより、例示化合物(I−4)の精製物を得た。以下、詳細を示す。
三つ口フラスコに、組成物24を50g、アセトニトリル250mL、及びアセトン300mLを投入し、室温にて攪拌して懸濁した。得られた懸濁液に対し、室温下、トリエチルアミン25.2gを添加して溶解させ、内温を50℃に昇温して溶液を得た。
別途、濃塩酸30.6g及び水315mLを混合し、塩酸濃度3.3質量%の希塩酸を調製した。
得られた希塩酸を、上記で50℃に昇温された溶液に対し、50℃で1時間かけて滴下した。得られた混合物を30分攪拌した後、内温を20℃に冷却した。冷却後の混合物から析出物をろ取し、ろ取した析出物を、水100mL及びメタノール100mLで洗浄した。洗浄後の析出物を50℃で24時間乾燥し、例示化合物(I−4)の精製物を27g(収率78%)得た。
A液:超純水、0.1%トリエチルアミン、0.1%酢酸
B液:アセトニトリル、0.1%トリエチルアミン、0.1%酢酸
グラジエント条件;0分(体積比〔A液/B液〕=70/30)→60分(体積比〔A液/B液〕=10/90)
カラム:東ソー(株)製 TSKgel(登録商標) ODS−80Ts、カラムサイズ4.6mm×150mm
流速:1mL/min
カラム温度:40℃
検出波長:254nm
装置:(株)島津製作所製のHPLC装置(装置名:LC2010)
実施例1で合成した例示化合物(I−4)の粗生成物5.0g(純度97.5%)をトルエン40mLに懸濁し、次いで液温を50℃に昇温することにより、粗生成物を溶解させて溶液を得た。
上記溶液を液温50℃にて1時間撹拌し、次いで液温25℃となるまで冷却したところ、橙色の析出物が生じた。析出物をろ取し、ろ取した析出物を乾燥させることにより、橙色の固体を4.7g得た。
比較例1において、トルエンをTHF(テトラヒドロフラン)に変更したこと以外は比較例1と同様の操作を行い、橙色の固体を4.4g得た。
上記橙色の固体に対し、実施例1と同様の条件のHPLCにより、上記橙色の固体中の例示化合物(I−4)の純度を測定した。その結果、橙色の固体中の例示化合物(I−4)の純度は98.1%であり、原料である粗生成物中の例示化合物(I−4)の純度(97.5%)に対し、ほぼ変化していないことが確認された。
実施例1で合成した例示化合物(I−4)の粗生成物5.0g(純度97.5%)をトルエン40mLに懸濁し、次いで液温を50℃に昇温することにより、上記粗生成物を溶解させて溶液を得た。
上記溶液の液温を50℃に維持したまま、上記溶液に対し、トリエチルアミン7.1gを添加したところ、析出物は確認されなかった。
比較例3において、トリエチルアミンを、N,N−ジメチルアセトアミドに変更したこと以外は比較例3と同様の操作を行い、橙色の固体を4.5g得た。
得られた橙色の固体に対し、比較例3と同様にしてHPLCを行うことにより、上記橙色の固体中の例示化合物(I−4)の純度を測定した。その結果、橙色の組成物中の例示化合物(I−4)の純度は98.3%であり、原料である粗生成物中の例示化合物(I−4)の純度(97.5%)に対し、ほぼ変化していないことが確認された。
比較例3において、トリエチルアミンを、ピリジン(比較例5)、N,N−ジエチルアニリン(比較例6)、N,N−ジメチルホルムアミド(比較例7)、N−メチル−2−ピロリドン(比較例8)、N−エチル−2−ピロリドン(比較例9)、又はテトラメチル尿素(比較例10)に変更したこと以外は比較例3と同様の操作を行った。
その結果、比較例5〜10のいずれにおいても、ろ取及び乾燥後の固体中の例示化合物(I−4)の純度は、原料である粗生成物中の例示化合物(I−4)の純度に対し、ほぼ変化していないことが確認された。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (9)
- 下記式(I)で表されるアゾ色素化合物と、下記式(II)で表されるウレア化合物と、を含むアゾ色素組成物。
式(I)中、R11、R12、R13、及びR14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、R15は、炭素数1〜3のアルキル基を表す。
式(II)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基を表し、nは、0〜2の整数を表す。 - 前記R11、前記R12、前記R13、及び前記R14の少なくとも1つが、ハロゲン原子である請求項1に記載のアゾ色素組成物。
- 前記R21及び前記R22が、それぞれ独立に、メチル基又はエチル基であり、nは0又は1である請求項1又は請求項2に記載のアゾ色素組成物。
- 前記R11、前記R12、前記R13、及び前記R14は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜3のアルキル基であって、かつ、前記R11、前記R12、前記R13、及び前記R14の少なくとも1つがハロゲン原子であり、
前記R15が、炭素数1〜3のアルキル基であり、
前記R21及び前記R22が、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のアゾ色素組成物。 - 前記R11及び前記R13の少なくとも1つが、ハロゲン原子である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のアゾ色素組成物。
- 前記式(I)で表されるアゾ色素化合物と前記式(II)で表されるウレア化合物との合計含有量が、アゾ色素組成物全量に対し、95質量%以上である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のアゾ色素組成物。
- 前記式(I)で表されるアゾ色素化合物に対する前記式(II)で表されるウレア化合物の含有質量比が、0.5モル倍〜1.5モル倍である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のアゾ色素組成物。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のアゾ色素組成物を製造する方法であって、
前記式(I)で表されるアゾ色素化合物の粗生成物を準備する準備工程と、
前記粗生成物と前記式(II)で表されるウレア化合物である第1溶媒とを、前記第1溶媒とは異なる第2溶媒中で接触させることにより、前記アゾ色素組成物を析出させる析出工程と、
を有し、前記第2溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、ニトリル系溶媒、エーテル系溶媒、及び脂肪族炭化水素系溶媒からなる群から選択される少なくとも1種であるアゾ色素組成物の製造方法。 - 前記第2溶媒が、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、及びプロピオン酸エチルからなる群から選択される少なくとも1種である請求項8に記載のアゾ色素組成物の製造方法。
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