JP6815603B2 - ジナフトチオフェン誘導体及びその製造方法 - Google Patents
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Landscapes
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
Description
本発明の新規ジナフトチオフェン誘導体は、下記式(1)で表される化合物である。
(Yがヒドロキシル基である化合物)
本発明の新規ジナフトチオフェン誘導体のうち、前記式(1)の基R1において、Yがヒドロキシル基である化合物(下記式(1a)で表される化合物)又はその塩は、下記式(2)で表される化合物(スルホン酸基を有していないジナフトチオフェン化合物)と、スルホン化剤とを、特定の溶媒中で反応させることにより容易に製造できる(スルホン化工程)。
本発明の新規ジナフトチオフェン誘導体のうち、前記式(1)において、基R1のYが(ポリ)アルコキシ基である化合物(下記式(1b)で表される化合物)は、例えば、下記反応工程式に従って、前記式(1a)で表される化合物と、エステル化剤(例えば、下記式(3)で表されるオルトギ酸トリエステルなど)とを反応させることにより製造できる(エステル化工程)。
本発明の新規ジナフトチオフェン誘導体のうち、前記式(1)において、基R1のYがアミノ基又は置換アミノ基である化合物(下記式(1d)で表される化合物)は、下記反応工程式に従って調製でき、例えば、前記式(1a)で表される化合物と、式SOY1 2(式中、Y1はハロゲン原子を示す)で表されるスルフィニルハライド(又はチオニルハライド)とを反応させ、下記式(1c)で表される化合物(前記式(1)において、基R1のYが前記Y1、すなわちハロゲン原子であるスルホニルハライド化合物)を生成し(ハロゲン化工程)、さらに、この化合物と、下記式(4)で表されるアミン類とを反応させることにより製造できる(アミド化工程)。
式SOY1 2(式中、Y1はハロゲン原子を示す)で表されるスルフィニルハライド(又は前記式(1c))において、基Y1で表されるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられ、塩素原子であるのが好ましい。
前記式(4)において、基R4及びR5はそれぞれ水素原子、アルキル基又はアリール基であり、アルキル基及びアリール基としては、前記基Yの項に例示の置換アミノ基に対応するアルキル基及びアリール基と好ましい態様も含めて同様であってもよい。これらの基R4及びR5のうち、水素原子、C1−2アルキル基、アルキル基(例えば、直鎖状又は分岐鎖状C1−4アルキル基、好ましくはC1−2アルキル基など)に置換されていてもよいC6−10アリール基が好ましく、特に、水素原子又はC6−8アリール基(例えば、p−トリル基などのトリル基など)であるのが好ましい。また、基R4及びR5のうち、少なくとも一方が水素原子であるのが好ましい。なお、基R4及びR5は、互いに同一又は異なっていてもよい。
前記式(1)において、Xがスルホニル基である化合物、すなわち、S,S−ジオキシド体は、対応するXが硫黄原子である化合物を慣用の酸化剤(例えば、過酸化水素など)で酸化することにより調製してもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、S,S−ジオキシド体の調製(又はジナフトチオフェン骨格の酸化)は、いずれの段階で行ってもよく、例えば、前記スルホン化工程より前に、前記式(2)においてXが硫黄原子である化合物を酸化してもよく、前記式(1)においてXが硫黄原子である化合物(例えば、前記式(1a)、(1b)、(1c)又は(1d)においてXが硫黄原子である化合物など)を調製してから酸化してもよい。
Bruker(株)製「Ascend 500」又はBruker(株)製「Avance III HD 400MHz」を使用し、溶媒としてジメチルスルホキシド−d6(DMSO−d6)又はクロロホルム−d(CDCl3)、標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を用いて測定した。
実施例で調製した試料をメタノール、クロロホルム、ジクロロメタン、又はテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、スピンコート法により成形した厚み100nm程度の膜を評価サンプルとして、エリプソメーター(溝尻光学(株)製「DHA−OLX/S6」)を用いて、温度25℃、波長633nmにおける屈折率を測定した。
融点測定装置(ビュッヒ社製「535」)を用いて、JIS K 4101(1993)[5.1 目視による方法]に準じて融点を測定した。
試料1mgを溶媒と混合して、温度25℃における溶解性を目視で確認し、以下の基準で評価した。なお、溶媒には、水、メタノール、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、DMSO、THF、酢酸エチル及びクロロホルムを用いた。
△:0.03〜1mL未満の溶媒に溶解する
×:1mL以上の溶媒に溶解する又は溶解しない。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)と、スルホラン350gとを仕込み、30℃まで昇温した。昇温後、クロロスルホン酸26.5g(1.3モル比)を20分かけて滴下した。滴下後の温度は40〜44℃であり、恒温槽で前記温度に保温して14時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、クエンチ剤としての水50gと、生成物を溶解するためのメタノール50gとを加えて55℃まで昇温した。昇温後、熱ろ過を行い、残渣を50gのメタノールで洗浄した。ろ液を高速(又は高性能)液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析すると、ジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5−ジスルホン酸(DNT−5−SA又は5−スルホ−ジナフトチオフェン)の生成率は81mol%であった。得られたろ液を52℃まで昇温し、200gの水を加えて、蒸留ヘッドの温度が100℃になるまで濃縮した。その後、600gの水を加え、10℃以下まで冷却してろ過を行った。得られた湿結晶を150mLの水で洗浄し、乾燥することによって40.7gのDNT−5−SAを淡黄色固体で得た(HPLCによる純度:97%、理論収率:61mol%)。なお、スルホン酸基の置換位置は、類縁化合物のスペクトルデータと比較して決定した。得られた化合物の屈折率は1.720であった。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)と、アセトニトリル350gとを仕込み、30℃まで昇温した。昇温後、クロロスルホン酸20.5g(1モル比)を20分かけて滴下した。滴下後の温度は40〜44℃であり、恒温槽で前記温度に保温して3時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、水50gと、メタノール50gとを加えて55℃まで昇温した。昇温後、熱ろ過を行い、残渣を50gのメタノールで洗浄した。ろ液をHPLCで分析したところ、DNT−5−SAの生成率は30mol%であった。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)と、スルホラン175gとを仕込み、クロロスルホン酸55.3g(2.7モル比)を21分かけて滴下した。滴下後の温度は40℃であり、恒温槽で前記温度に保温して7時間で反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、水145g、トルエン100gを加えて90℃まで昇温し、熱ろ過を行った。ろ液の水層をHPLCで分析すると、ジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5,9−ジスルホン酸(DNT−5,9−SA又は5,9−ジスルホ−ジナフトチオフェン)の生成率は81mol%であった。水層に含まれるDNT−5,9−SAを塩析によって精製し、イオン交換樹脂を用いて脱塩化を行って、1530gのDNT−5,9−SA水溶液を黄色液体として得た(濃度:3.9重量%、理論収率:76mol%)。なお、2つのスルホン酸基の置換位置は、2次元NMR(HMQC、HMBC)及び類縁化合物のスペクトルデータと比較して決定した。得られた化合物の屈折率は1.641であった。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)と、スルホラン350gとを仕込み、5%発煙硫酸225.1g(13.2モル比)を21分かけて滴下した。滴下後、100℃に昇温し、恒温槽で前記温度に保温して2時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、水145g、トルエン100gを加えて90℃まで昇温し、熱ろ過を行った。ろ液の水層をHPLCで分析すると、DNT−5,9−SAの生成率は40mol%であった。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)と、酢酸350gとを仕込み、5%発煙硫酸225.1g(13.2モル比)を21分かけて滴下した。滴下後、100℃に昇温し、恒温槽で前記温度に保温して3時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、水145g、トルエン100gを加えて90℃まで昇温し、熱ろ過を行った。ろ液の水層をHPLCで分析すると、DNT−5,9−SAの生成率は37mol%であった。
500mLフラスコにジナフトチオフェン50g(175.8mmol)を仕込み、98%硫酸703.9g(40モル比)を20分かけて滴下し、3時間100℃で反応させた。反応後、10℃以下まで冷却し、水50g、メタノール50gを加えて55℃まで昇温して、熱ろ過を行い、残渣を50gのメタノールで洗浄した。ろ液をHPLCで分析したところ、多種のスルホン化物及び副生成物が検出され、前記多種のスルホン化物のうち、DNT−5−SAやDNT−5,9−SAの存在も確認されたものの、いずれのスルホン化物も生成量が微量過ぎて単離できなかった。
50mLフラスコにDNT−5−SA 0.270g(0.74mmol)を仕込み、オルトギ酸トリメチル2ml(18.3mmol)を加えて撹拌しながら3時間加熱還流を行った。反応後、過剰のオルトギ酸トリメチルを減圧留去し、残渣をクロロホルムに溶解させ、不溶部をろ別した。得られたろ液を減圧により脱溶媒及び乾燥して、ジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5−スルホン酸メチルエステル(DNT−5−SAM又は5−メトキシスルホニル−ジナフトチオフェン)0.268gを得た(HPLCによる純度:98.4%、理論収率:94.7mol%)。得られた化合物の屈折率は1.705であり、融点は203.0℃であった。
50mLフラスコにDNT−5,9−SA 0.500g(1.1249mmol)を仕込み、オルトギ酸トリメチル3ml(27.4mmol)を加えて撹拌しながら3時間加熱還流を行った。反応後、過剰のオルトギ酸トリメチルを減圧留去し、残渣をクロロホルムに溶解させ、不溶部をろ別した。得られたろ液を減圧により脱溶媒及び乾燥して、ジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5,9−ジスルホン酸メチルエステル(DNT−5,9−SAM又は5,9−ビス(メトキシスルホニル)−ジナフトチオフェン)0.504gを得た(HPLCによる純度:98.1%、理論収率:93.0mol%)。得られた化合物の屈折率は1.730であり、融点は259.2℃であった。
50mLフラスコにDNT−5−SA 0.5g(1.37mmol)、塩化チオニル15g(30重量倍、92モル比)、DMF 0.2g(0.2モル比)をそれぞれ仕込み、還流(76℃)するまで昇温した。昇温後、2時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却して、塩化チオニルを減圧留去した後、残渣にDMF 5mL及びアンモニア水(30重量%)5mLを加えて室温で5時間撹拌した。反応後、反応液を水50mLに滴下し、析出する固体をろ取することによって、0.45gのジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5−スルホンアミド(DNT−5−SAm又は5−スルファモイル−ジナフトチオフェン)0.45gを淡褐色固体で得た(1H NMRによる純度:94%、理論収率85.0mol%)。得られた化合物の屈折率は1.758であり、融点は262.7℃であった。
50mLフラスコにDNT−5,9−SA 0.61g(1.37mmol)、塩化チオニル15g(30重量倍、92モル比)、DMF 0.2g(0.2モル比)をそれぞれ仕込み、還流(76℃)するまで昇温した。昇温後、2時間反応させた。反応後、10℃以下まで冷却して、塩化チオニルを減圧留去した後、残渣にDMF 20mL、p−トルイジン0.36g(3.39mmol)及びピリジン0.045mL(0.56mmol)を加え、95℃で2時間撹拌した。反応後、反応液を水50mLに滴下し、析出する固体をろ取乾燥し、シリカゲルカラム(展開溶媒:酢酸エチル)により精製して、0.50gのN,N’−ビス(p−トリル)ジナフト[2,1−b:1’,2’−d]チオフェン−5、9−ジスルホンアミド(DNT−5,9−SAmT又は5,9−ビス[N−(p−トリル)スルファモイル]−ジナフトチオフェン)を淡褐色固体で得た(1H NMRによる純度:99%、理論収率:58.0mol%)。得られた化合物の屈折率は1.684であり、融点は145.0℃であった。
Claims (9)
- 式(1)において、各R1におけるYがそれぞれヒドロキシル基、アミノ基、(モノ又はジ)C1−4アルキルアミノ基又は(モノ又はジ)C6−12アリールアミノ基、R2がそれぞれC1−4アルキル基又はC1−4アルコキシ基、n1及びn2がそれぞれ0〜2の整数である請求項1記載の化合物又はその塩。
- 式(1)において、Xが硫黄原子、各R1におけるYがそれぞれヒドロキシル基、アミノ基、(モノ又はジ)C1−2アルキルアミノ基又は(モノ又はジ)C6−10アリールアミノ基、m1及びm2がそれぞれ0、n1及びn2がそれぞれ0、p1及びp2がそれぞれ0である請求項1又は2記載の化合物又はその塩。
- 水性溶媒に溶解可能であり、かつ温度25℃、波長633nmにおける屈折率が1.63〜1.77である請求項1〜3のいずれかに記載の化合物又はその塩。
- ジナフトチオフェン化合物と、スルホン化剤とを、スルホン類、ニトリル類及びカルボン酸類から選択された少なくとも1種を含む溶媒中で反応させて、請求項1記載の式(1)において、各R1におけるYがヒドロキシル基である化合物又はその塩を製造する方法。
- スルホン化剤が、クロロスルホン酸及び/又は発煙硫酸を含む請求項5記載の方法。
- ジナフトチオフェン化合物と、スルホン化剤との割合が、前者/後者(モル比)=1/0.7〜1/20である請求項5又は6記載の方法。
- スルホン類が、スルホランを含む請求項5〜7のいずれかに記載の方法。
- 請求項5〜8のいずれかに記載の方法で生成した化合物とチオニルハライドとを反応させ、式(1)において、Yがハロゲン原子である化合物を生成し、この化合物とアミン類とを反応させ、式(1)において、各R1におけるYがアミノ基又は置換アミノ基である化合物を製造する方法。
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