JPH04120080A - テトラフェニルポルフィリン系化合物 - Google Patents

テトラフェニルポルフィリン系化合物

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JPH04120080A
JPH04120080A JP24159290A JP24159290A JPH04120080A JP H04120080 A JPH04120080 A JP H04120080A JP 24159290 A JP24159290 A JP 24159290A JP 24159290 A JP24159290 A JP 24159290A JP H04120080 A JPH04120080 A JP H04120080A
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porphyrin
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Iwao Yamamoto
巌 山本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶性を示す新規なテトラフェニルポルフィリ
ン系化合物に関する。
〔従来の技術〕
ポルフィリン系化合物はポルフィリン系染料の骨格化合
物として種々利用されている。この種の化合物及びこの
遷移金属錯体は分子内に多くの共役構造を有しているた
め、光電導性を有し、有機光電材料として種々の用途へ
応用の可能性がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者らはポルフィリン系化合物について、検討した
結果、テトラフェニルポルフィリンのパラ位をアルコキ
シ基に置換した4ケのアルコキシ基置換テトラフェニル
ポルフィリン化合物は液晶性を示さないが、アルコキシ
基をフェニル基のパラ位及びメタ位に導入し、8ケのア
ルコキシ基置換テトラフェニルポルフィリンを合成した
ところ、このものが液晶性を示すことを見い出し本発明
に到達した。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、下記の一般式で表されるテトラフ
ェニルポルフィリン系化合物を提供することにある。
RO (式中、Rは炭素数4〜22のアルキル基を示す。)以
下、本発明について詳細に説明する。
本発明のテトラフェニルポルフィリン系化合物は4ケの
フェニル基か中心のポルフィリン環平面に対して、はぼ
垂直に立っている。また、各フェニル基の3−1および
4−位にアルコキシ基置換基を育している。前記式にお
いてRはブチル、ペンチル、オクチル、ドデシル、ペン
タデシル、オクタデシル、エイコシル基等の炭素数4〜
22の直鎖状または分枝を有するアルキル基であり、特
に炭素数7〜22の直鎖状アルキル基か好ましい。
上記化合物の合成法としては、各ステ・・ノブは公知の
方法を採用することかできる。例えば次の方法か例示さ
れる。
まず、カテコールとRBr(Rは上記と同しものを意味
する。)て表されるアルキルプロミドをKOH等のアル
カリ存在下、相間移動触媒、例えばA11quat■3
36(トリカプリリルメチルアンモニウムクロライド、
Aldrich社製)を用いて反応させることにより、
1−位および2−位かORで置換された1、2−ジアル
コキシベンゼンを合成する。
次いで、1.2−ジアルコキシベンセンとCH,0CH
CI。
をルイス酸、例えばTiCl4等の存在下に反応させて
3.4−ジアルコキシベンズアルデヒドを合成する。
次いで、3,4−ジアルコキシベンズアルデヒド、ビロ
ールおよびプロピオン酸を反応させ、得られた生成物を
精製後、2,3−ツク0ロー5,6ジシアノーp−ベン
ゾキノン(DDQ)と反応させ、ついで生成物を精製す
ることにより得ることかできる。
また、本発明の化合物と遷移金属化合物と公知の方法で
反応させることにより、遷移金属錯体を合成することも
可能である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 (A+1.2−ジオクチロキシベンゼンの合成)窒素気
流中で300−三つロフラスコにカテコール10.OO
g (90,82ミリモル)とn−才クチルプロミド3
8.60g (200,0ミリモル)および水酸化カリ
ウム11.41g (203,4ミリモル)を入れ、相
間移動触媒としてA11quat■336、(Aldr
ich社製)を触媒量加えた。メカニカルスターラーで
撹拌しながら、120℃で2時間加熱還流を行った。
エーテルで抽出し、食塩水で洗浄後、そのエーテル層を
無水硫酸ナトリウム上で乾燥した。溶媒を除去した後、
シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム、
Rf = 1.00) 、続けてシリカゲルカラムクロ
マトグラフィー(n−ヘキサン:クロロホルム=2二1
 、 Rf =0.40)により精製して、クリーム色
液体の1,2−ジアルコキシベンゼンを得た。収量は2
9.66 gで、収率は98%てあった。
以下に赤外吸収スペクトル(I R)および’H−NM
Rの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2950 (アルキル鎖) 、1600.1510 (
ベンゼン)1260(R−○−Ph) 、750(1,
2−Ph)H−NMR(CCf、):δ(ppm)0、
92−1.33 (m、30H1C7H15)3.93
(t、4H1−0CH2−) 6.73 (m、 4 HSP h) (B:3,4−ジアルコキシベンズアルデヒドの合成) ドラフト中、窒素気流下で300−三つロフラスコに1
.2−ジオクチロキシベンゼン8.00g (23,9
ミリモル)を乾燥したジクロロメタンに溶がして入れた
。水浴で冷却し、撹拌しながら4塩化チタン9.40 
g(49,5ミリモル)を滴下した。ついで、α、α−
ジクロロメチルメチルエーテル2.75g (23,9
ミリモル)を乾燥したジクロロメタンに溶かして滴下し
て、室温て80分撹拌した。反応溶液を、氷水を入れた
100(7分液ロートに入れて撹拌した。ジクロロメタ
ンで抽出し、食塩水で洗浄後、その有機層を無水硫酸ナ
トリウム上で乾燥した。溶媒を除去した後、シリカゲル
カラムクロマトグラフィー(n−へキサン:クロロホル
ム=1=2、Rf =0.50)で精製し、うす黄色固
体の34−ジオクチロキシベンズアルデヒドを得た。収
量は3.24 gで、収率は37%であった。
以下にIRおよび’H−NMRの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2725 (−CHO)  、810,860 (1,
2,4−Ph)・IH−NMR(CCf、)  :  
δ (ppm)0.90−1.33 (m、30H1−
C、H,5)4.00(t、  4H,−0CH2−)
6.77−7.33 (m、 3HS Ph)9.73
(s、IHl−CHO) (C: 5.10.15.20−テトラキス(3,4−
ジオクチロキシフェニル)ポルフィリンの合成)ドラフ
ト中100m1ナスフラスコに土佐冷却管を付け、3.
4−ジオクチロキシベンズアルデヒド2.67g (7
,36ミリモル)とピロール0.77g (11ミリモ
ル)およびプロピオン酸22mA’を入れ、70分間加
熱還流を行った。室温に冷却し、水酸化ナトリウム5.
04 gで中和した後、エーテルで抽出し、食塩水て洗
浄後、そのエーテル層を無水硫酸ナトリウム上で乾燥し
た。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロマトグラフ
ィー(クロロホルム、Rfl、 00)で精製した。収
量は2.78gであった。この生成物に含まれているク
ロリン誘導体を酸化して、目的の 5.10.15.2
0−テトラキス(3゜4−ジオクチロキシフェニル)ポ
ルフィリンを得るために次の反応を行った。
200−ナスフラスコに土佐冷却管を付け、クロロホル
ムに溶かした粗生成物2.78g (1,69ミリモル
)と、少量のベンゼンに溶かした2、3−ジクロロ−5
,6−ジシアツーp〜ベンゾキノン(DDQ) 3.3
0g (14,5ミリモル)を入れ、3時間加熱還流を
行った。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロマトグ
ラフィー(ヘキサン:クロロホルム=1:2)を行い、
さらに続けてアルミナカラムクロマトグラフィー(n−
ヘキサン/クロロホルム)により精製し、5.10.1
5.20−テトラキス(3,4−ジオクチロキシフェニ
ル)ポルフィリン(以下これを(C,O) @TPPH
2と略称する。)を得た。このものは紫色の液晶(Dh
o)であった。
また、収量は0.65 gで、収率は22%であった。
以下にIR,’H−NMRおよび可視スペクトル(VI
S)の測定結果を示す。
IR(cm−’) 2850 (アルキル鎖) 1210、1130(R−0−Ph) −’H−NMR(CCf、):δ(ppm)2.70 
(s、2H,NH) 0、92.1.27 (m、120H、アルキル鎖)4
.20(m、16H1−0CH,−)7、23−7.8
0 (m、12H,Ph)8.90 (s 、 8 H
,peripheral protons ofpor
phyrin  ring) −VIS  (nm)  、 in   CHCfzλ
max(logε)  =424.9(5,58)、5
18.9(4,23)556.9(4,04)、592
.5(3,76)649.5(3,72) 〔液晶性の確認〕 液晶性の確認は、元素分析のあったサンプルを使用し、
DSC測定、偏光顕微鏡観察およびX線回折測定により
行った。相転移スキームと格子定数を表=1にまとめた
。またX線回折結果を表−2に示した。
5、 10. 15.20−テトラキス(3,4−ジオ
クチロキシフェニル)−ポルフィリンのバージンサンプ
ルは室温においてヘキサゴナルオーダードカラムナー相
(Dho相)を与え、昇温すると103°Cにおいてゆ
っくりと等方正液体(1,L、)へ転移した。表−2に
おいてDho相におけるスペーシングd=5.36人の
反射は、カラム内の分子の秩序性に相当する。偏光顕微
鏡観察によれば、この等方性液体を91゛Cに冷却し放
置したところ、ぼやけた六角形状のテクスチャアが観察
された。また90°Cでこれを押さえたところ、粘稠な
流動性を示した。
実施例2 (A:1,2−シトデシロキシベンゼンの合成)窒素気
流中で300−三つロフラスコにカテコール6.00g
 (45,4ミリモル)とn−ドデシルプロミド24.
90g (99,90ミリモル)および水酸化カリウム
5.67g (101ミリモル)を入れ、相間移動触媒
としてA11quat@ 336、(Aldrich社
製)を触媒量加えた。メカニカルスターラーで撹拌しな
がら、120℃で2時間加熱還流を行った。エーテルで
抽出し、食塩水で洗浄後、そのエーテル層を無水硫酸ナ
トリウム上で乾燥した。溶媒を除去した後、シリカゲル
カラムクロマトグラフィー(クロロホルム、Rf =0
.68) 、続けて再結晶(イソプロピルアルコール)
により精製して、白色綿状結晶の1.2−シトデシロキ
シベンゼンを得た。このものの融点は45.6℃であっ
た。収量は13.42 gで、収率は66%であった。
以下にIRおよび’H−NMRの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2850 (アルキル鎖) 1450、1500.1580 (ベンゼン)1220
 (R−0−P h ) −’H−NMR(C(1’、):δ(ppm)0、86
 (m 、 30H、CTHI 5)1.27 (m、
 40H1−CH2)3.83(t、4H1OCH*) 6.60 (m、 4 H,P h) (B:3.4−シトデシロキシベンズアルデヒドの合成
) ドラフト中、窒素気流下で200mA三つロフラスコに
1,2−シトデシロキシベンゼン7.00g(15゜7
ミリモル)を乾燥したジクロロメタンに溶かして入れた
。水浴で冷却し、撹拌しなから四塩化チタン5.10 
g (26,9ミリモル)を滴下した。
ついで、α、α−ジクロロメチルメチルエーテル1.5
0g (13,1ミリモル)を乾燥したジクロロメタン
に溶かして滴下して、30分撹拌し、続いて室温で60
分撹拌した。反応溶液を氷水を入れた1000−分液ロ
ートに入れて撹拌した。ジクロロメタンで抽出し、食塩
水で洗浄後、その有機層を無水硫酸ナトリウム上で乾燥
した。溶媒を除去した後、シリカゲルカラムクロマトグ
ラフィー(ベンゼン、Rf =0.17)で精製し、白
色結晶の3,4−ジオクチロキシベンズアルデヒドを得
た。このものの融点は70.4°Cであった。収量は4
.80 gで、収率は77%であった。
以下にIRおよび’H−NMRの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2850 (アルキル鎖) 1440、1510.1580 (ベンゼン環)123
0 (R−0−P h ) 1670(−CHO) ’HNMR(CCfi):δ 0.88(t、6H,CHり 1.26(m、40H,OCH*  )(ppm) 3.97(t、 4H,0CR2) 7.13 (m、  3 HS P h)9.65(s
、IHl−CHO) (C: 5.10.15.20−テトラキス(3,4−
シトデシロキシフェニル)ポルフィリンの合成)ドラフ
ト中100mA’ナスフラスコに土佐冷却管を付け、3
.4−シトデシロキシベンズアルデヒド2.78g (
5,86ミリモル)とピロール0.46g (6,86
ミリモル)およびプロピオン酸11Wを入れ、45分間
加熱還流を行った。室温に冷却し、水酸化ナトリウム9
.17gて中和した後エーテルで抽出し、食塩水で洗浄
後、そのエーテル層を無水硫酸ナトリウム上で乾燥した
。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロマトグラフィ
ー(クロロホルム、Rf=1.OO)で精製した。収量
は2.34 gであった。この生成物に含まれているク
ロリン誘導体を酸化し、目的の 5.10.15.20
−テトラキス(3,4−シトデシロキシフェニル)ポル
フィリンを得るために次の反応を行った。
100 m!!ナスフラスコに土佐冷却管を付け、クロ
ロホルムに溶かした粗生成物0.92g  (0,44
ミリモル)と、少量のベンゼンに溶かした2、3−ジク
ロロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン(DDQ)
 0.75g (3,4ミリモル)を入れ、3時間加熱
還流を行った。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロ
マトグラフィー(クロロホルム、Rf=1、00)を行
った。続いて、アルミナカラムクロマトグラフィー(ヘ
キサン/ジクロロメタン=2゜1、Rf =0.40)
を行い、さらに続けてアルミナカラムクロマトグラフィ
ー(クロロホルム、Rf=1.OO)を3回行って精製
し、目的とする5、1015、20−テトラキス(3,
4−シトデシロキシフェニル)ポルフィリン(以下これ
を(C+ 20) ITPPH2と略称する。)を得た
。このものは紫色の液晶(D hd)であった。収量は
0.65 gで、収率は22%であった。
以下にIR,’H−NMRおよびVISの測定結果を示
す。
IR(cm−’) 3330(−NH) 2920.2870 (アルキル鎖) 1460 (−CH3) 1350 (ベンセン環) 1230、1130(R−〇−Ph) H−NMR(CC14):δ(ppm)−2,76(s
、2H,NH) 0.83.0.90 (t 、  t 、 248SC
Hり1、2−1.6 (m、144 H,アルキル鎖)
1、88.2.03(m 、 m 、 8H18H1−
CH2−)4.12.4.29(t、  t、 16H
1−0CH2−)7.2−7.8 (m、 12HSP
 h)8.90 (s 18 H,periphera
l protons ofporphyrin rin
g) VIS (nm) 、in  CHCfzλmax (
logε) =425.4(5,72)、 518.9
(4,26)557.0(4,06)、 592.5(
3,75)649、3(3,75) 〔液晶性の確認〕 液晶性の確認は、元素分析のあったサンプルを使用し、
DSC測定、偏光顕微鏡観察およびX線回折測定により
行った。相転移スキームと格子定数は、表−1にまとめ
た。またX線回折結果を表−2に示した。
5、10.15.20−テトラキス(3,4−シトデシ
ロキシフェニル)ポルフィリンのバージンサンプルは室
温においてへキサゴナルディスオーダードカラムナー相
(D hd相)を与えた。これを昇温すると66°Cに
おいてゆっくりとディスコティックラメラ相(DL相)
へ転移し、さらに昇温すると、96°Cでゆっくりと等
方性液体(1,L、)へと転移した。したかって5.1
0.15.20−テトラキス(3,4−シトデシロキシ
フェニル)ポルフィリンは、ヘキサゴナルカラムナー相
(D hd)とディスコティックラメラ相(D L)を
有する液晶物質として、我々が知る限り初めての例であ
る。
実施例3 (A:1.2−ジオクタデシロキシベンゼンの合成)窒
素気流中で300−三つロフラスコにカテコール5.O
Og (45,4ミリモル)とn−オクタデシルプロミ
ド31.21 g (93,61ミリモル)および水酸
化カリウム5.70g (102ミリモル)を入れ、相
間移動触媒としてA11quat■336、(Aldr
ich社製)を触媒量加えた。メカニカルスターラーで
撹拌しながら、120°Cで3時間加熱還流を行った。
エーテルで抽出し、食塩水で洗浄後、そのエーテル層を
無水硫酸ナトリウム上で乾燥した。溶媒を除去した後、
再結晶(メタノール)を行い、さらにシリカゲルカラム
クロマトグラフィー(クロロホルム、Rf =0.95
)により精製して、白色結晶の1,2−ジオクタデシロ
キシベンゼンを得た。このものの融点は59°Cてあっ
た。収量は6.86 gで、収率は25%であった。
以下にIRおよび’H−NMRの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2930、2870 (アルキル鎖) 1600、 1510 (ベンゼン) 1260 (R−0−P h ) 720(1,2−Ph) ・ ’H−NMR(CC14)−δ (ppm)0.9
0−1.63 (m、70H,C+tH2s)3.93
(t、 4H1−〇CH2−)6.73 (m、  4
 H,P h)(B:3,4−ジオクタデシロキシベン
ズアルデヒドの合成) ドラフト中、窒素気流下で200−三つロフラスコに1
.2−ジオクタデシロキシベンゼン4.00g (6,
50ミリモル)を乾燥したジクロロメタンに溶かして入
れた。水浴で冷却し、撹拌しなから四塩化チタン2.5
0g (13,2ミリモル)を滴下した。
ついて、α、α−ジクロロメチルメチルエーテル0.8
5g (7,39ミリモル)を乾燥したジクロロメタン
に溶かして滴下して、室温75分撹拌した。反応溶液を
、氷水を入れた500yd分液ロートに入れて撹拌した
。ジクロロメタンで抽出し、食塩水で洗浄後、その有機
層を無水硫酸ナトリウム上で乾燥した。溶媒を除去した
後、再結晶(イソプロピルアルコール)を行い、シリカ
ゲルカラムクロマトグラフィー(ベンゼン、Rf =0
.35)で精製し、白色固体の3,4−ジオクタデシロ
キシベンズアルデヒドを得た。このものの融点は83,
7°Cてあった。収量は1.67gで、収率は40%で
あった。
以下にIRおよび’H−NMRの測定結果を示す。
IR(cm−’) 2850 (アルキル鎖) 1580 (ベンゼン環) 1260 (R−〇−Ph) 1670(−CHO) −’H−NMR(CCf 4) :δ(ppm)0、8
8−1.23 (m、70H1C1□H35)4.02
(t、4H10CR2) 7.25 (m、 3 H,P h) 9.75(s、IHl−CHO) (C: 5.10.15.20−テトラキス(3,4−
ジオクタデシロキシフェニル)ポルフィリンの合成)ド
ラフト中100mJナスフラスコに土佐冷却管を付け、
3.4−ジオクタデシロキシベンズアルデヒド1.20
g (2,53ミリモル)とピロール0.30g (4
,5ミリモル)およびプロピオン酸7iを入れ、50分
間加熱還流を行った。室温に冷却し、水酸化ナトリウム
3.80 gで中和したる後エーテルで抽出し、食塩水
で洗浄後、そのエーテル層を無水硫酸ナトリウム上で乾
燥した。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロマトグ
ラフィー(クロロホルム、Rf = 1.00)で精製
した。収量は0.79gであった。
この生成物に含まれているクロリン誘導体を酸化して、
目的(7)5.10.15.20−テトラキス(3゜4
−ジオクタデシロキシフェニル)ポルフィリンを得るた
めに次の反応を行った。
100rnlナスフラスコに土佐冷却管を付け、クロロ
ホルムに溶かした粗生成物0.79 g (0,29ミ
リモル)と、少量のベンゼンに溶かした2、3−ジクロ
ロ−5,6−ジシアノ−p−ベンゾキノン(DDQ) 
0.46g (2,0ミリモル)を入れ、3時間加熱還
流を行った。溶媒を除去した後、アルミナカラムクロマ
トグラフィー(クロロホルム、Rf = 1.00)を
2回行った。続いて、アルミナカラムクロマトグラフィ
ー(n−ヘキサン/クロロホルム=4:1、続いてn−
へキサン/クロロホルム−1・l、次にクロロホルム)
を行い、さらに続けてアルミナカラムクロマトグラフィ
ー(n−ヘキサン、続いてクロロホルム)により精製し
、目的とする510、 15.20−テトラキス(3,
4−ジオクタデシロキシフェニル)ポルフィリン(以下
これを(C,,0)ITPPH2と略称する。)を得た
。このものは紫色の液晶(Drd)であった。収量は0
.18gで、収率は10%であった。
以下+:TR,’H−NMRおよびvIsの測定結果を
示す。
IR(cm−’) 2840 (アルキル鎖) 1220、1130 (R−0−P h )・’H−N
MR(CCf4):δ(ppm)−2,70(s 、 
2 H,NH) 0、93.1.23 (m、280H,アルキル鎖)4
.17(mS16H10CH2) 7、17−7、70 (m、12H,Ph)8.80 
(s 、  8 HS peripheral  pr
otons  ofporphyrin  ring) UV  (nm)  、 i  n   CHCl 2
λmax  (logε)=425.5(5,35)、
463.3(4,06)517.4(4,06)、  
557.3(3,87)591.9(3,71)、  
696.3(4,56)〔液晶性の確認〕 液晶性の確認は、元素分析のあったサンプルを使用し、
DSC測定、偏光顕微鏡観察およびX線回折測定により
行った。相転移スキームと格子定数は、表−1にまとめ
た。またX線回折結果を表−3に示した。
5、10.15.20−テトラキス(3,4−ジオクタ
デシロキシフェニル)ポルフィリンのバージンサンプル
は室温においてレクタンギュラーディスオーダードカラ
ムナー相(D rd相)を与えた。このDrd相を室温
で押さえると粘ちょうな流動性を示した。これを昇温す
ると58°Cにおいて別のDrd相へ転移した。D r
d’ 相も押さえると粘稠な流動性を示した。さらに昇
温すると、79°Cてヘキサゴナルディスオーダートカ
ラムナー相(Dhd相)へと転移し、ここで押さえると
粘度の低い流動性を示した。続いて昇温すると、96°
Cにおいて等方性液体(1,L、)へと転移した。
/ / / / 〔発明の効果〕 本発明のテトラフェニルポルフィリン系化合物は、温度
によりヘキサゴナルカラムナー相とディスコティックラ
メラ相等の液晶性を有し、また分子内に多くの共役構造
を有するので有機光電材料、例えば表示材料、光電導性
材料として育用である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下記の一般式で表されるテトラフェニルポルフィリン系
    化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは炭素数4〜22のアルキル基を示す。)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002129051A (ja) * 2000-10-23 2002-05-09 Sumitomo Chem Co Ltd ポルフィリン系ランタノイド金属サンドイッチダイマー
US7279570B2 (en) 2006-01-04 2007-10-09 Kent State University Nanoscale discotic liquid crystalline porphyrins
JP2013043987A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 電子材料組成物

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