JPH0789962A - ペリレンアミジンイミド染料、その製造方法及びその使用 - Google Patents
ペリレンアミジンイミド染料、その製造方法及びその使用Info
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Abstract
ン酸無水物イミドと1級ジアミン又はイミダゾールから
得られる式 【化29】 のペリレンアミジンイミド顔料。 【効果】 強い蛍光を有する耐光堅牢な化合物であり、
蛍光染料又は光伝導体として、高分子有機材料の内部着
色の為の着色剤として有用である。
Description
ルキル置換フェニル基によってイミド窒素において置換
されている特定のペリレンアミジンイミド(perylene a
midine imide)に関する。さらにまた、本発明は対応す
るN−置換ペリレン−3,4:9,10−テトラカルボ
ン酸モノ無水物モノイミドをジアミンと反応させてその
ペリレンアミジンイミドを製造する方法ならびに、たと
えば高分子有機材料の内部着色(mass coloration)の
ため、蛍光染料としてあるいは光伝導体としてその化合
物を使用する方法に関する。
記式2のペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン
酸ビスイミドは市場で入手可能な下記式1のペリレン
3,4:9,10−テトラカルボン酸ビス無水物から容
易に得ることができそして主に顔料として使用されてい
る。
の2つの窒素原子が溶解性を高める置換基Rたとえば
2,5−ジ−tert−ブチルフェニルまたは1−ヘキ
シルヘプチルを持つ時には非常に耐光堅牢な蛍光染料の
ための基礎構造としても役立ち得る(たとえば、S. Dem
mig, H. Langhalsの論文、 Chem. Ber. 1988, 121, 22
5; H. Langhals, S. Demmig, T. Potrawa の論文、Jou
rnal of Prakt. Chemie,1991, 333, 733参照)。ペリレ
ン染料の多くの特性たとえば有機溶剤中の溶解性などは
その置換基Rを介して大きく左右されうるが、しかしこ
の方法ではUV/VISスペクトルを変えることはほと
んど不可能である(A.Rademacher, S.Maerkle, H.Langh
als の論文、 Chem. Ber. 1982, 115, 2927)。事実、こ
の染料の環置換は原理的には可能であるが、それは立体
相互作用のためにしばしば問題を生じる。
レン染料に存在するカルボニル基を近縁イミノ基で置換
することである。2つのカルボキシイミドのそれぞれの
カルボニル基を置換すると実際その吸収がより長い波長
の方向に移動するが、有機溶剤中の溶解性が比較的低く
そしてその蛍光量子収量がペリレン染料よりも少ない染
料が生成する(I.Lukac, H.Langhals の論文、 Chem. Be
r.1983, 116,3524) 。
3
4−無水物9,10−イミドである。
なったものであり、ビスイミドの部分的アルカリ性加水
分解によって得られる(H. Kaiser, J. Lindner,H.Lang
alsの論文、 Chem. Ber. 1991, 124, 529)。この技法に
よれば1−ヘキシルヘプチルのごとき溶解性を高める基
を導入することも可能である。
アミジンイミドを提供するものである。
たは3である)の基、AはC5 −C7シクロアルキレ
ン、フェニレン、ナフチレン、ピリジレン、より高次の
融合芳香族炭素環式または複素環式基を意味するかまた
は下記式III、 IVまたはVの二価の基を意味する
ハロゲン、アルキル、シアノまたはニトロによって置換
されていてもよい、R2乃至R5は互いに独立的に水素、ア
ルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、シア
ノ、ニトロ、−OR8、−COR8、−COOR8、−OCO
R8、−CONR8R9、−OCONR8R9、−NR8R9、−NR8
COR9、−NR8COOR9、−NR8SO2R9、−SO2
R8、−SO3 R8、−SO2 NR8R9または−N=N-R8 を
意味し、そしてR6乃至R9は互いに独立的にC1 −C4ア
ルキル、フェニルまたは4−トリルを意味する。
料であり、ペリレンテトラカルボン酸ビスイミドに比較
して、より長い波長に吸収をもちそして強い蛍光を発す
る。冒頭にあげたChem. Ber. 1983, 116, 3524から公知
のペリレンテトラカルボン酸誘導体と比較して、本新規
アミジンイミドははるかに大きい蛍光量子収量を有す
る。さらにその上、本発明の化合物の場合には、その吸
収最大をA基を変えることによって所望のようにコント
ロールすることができる。式Iのアミジンイミドはこの
種の化合物としては高い有機溶剤溶解性およびきわめて
卓越した耐光堅牢性が注目される化合物である。
酸アミジンイミドが文献に記載されている。たとえば、
T. Maki と H. Hashimoto はBull. Chem. Soc. Japan 1
952,25, 411 にペリレンテトラカルボン酸ビス無水物を
o−フェニレンジアミンと縮合することが記載されてお
り、他の生成物のほかに、この縮合によりペリレンテト
ラカルボン酸アミジンイミド(イミド窒素に2−アミノ
フェニル置換基を有する)も製造されている。この生成
物はバット染料として使用される。また、記載によれ
ば、この生成物は有機溶剤に難溶性でありかつ蛍光は弱
い。
1,1’−ビナフチル−4,4’,5,5’,8,8’
−ヘキサカルボン酸誘導体が米国特許第4336383
号明細書に記載されている。このビナフチル誘導体は還
元剤で処理され、次に酸化されて繊維材料上で対応する
ペリレンテトラカルボン酸アミジンイミドが形成され
る。記載によれば、この不溶解性アミジンイミドは染浴
の外でも合成することができそして顔料として使用する
ことができる。
e は Chemistry Letters 1979, 151および Dyes and Pi
gments, 1984, 5, 171,にN−アルキル−3,4:9,
10−ペリレンテトラカルボン酸モノ無水物モノイミド
をアリールアミンと縮合することにより非対称形N−ア
ルキル−N’−アリール−3,4:9,10−ペリレン
ジカボキシイミドを合成することを記載している。さら
に、彼等はo−フェニレンジアミンと反応させてそのイ
ミド窒素に短鎖1級アルキル置換基を有するN−アルキ
ルペリレンテトラカルボン酸アミジンイミドを製造する
こと、ならびにこの化合物の濃硫酸中のUVスペクトル
も記載している。しかしながら、この文献にはこれら化
合物の蛍光については全く言及されていない。
特許第4968571号明細書および米国特許第501
9473号明細書には電子写真の光伝導体としてある種
のペリレン顔料を使用することが記載されている。この
ために使用されうるペリレン顔料として挙げられたもの
にはイミド窒素にメチル、ベンジルまたはフェニルエチ
ル置換基を有するペリレンテトラカルボン酸アミジンイ
ミドが含まれている。
ドは、下記式VIIIのペリレン−3,4:9,10−テト
ラカルボン酸モノ無水物モノイミド
て定義した意味を有する、ただしAは式III の基を意味
しない)と反応させることによって、あるいは、Aが式
III の二価の基である式Iの化合物の場合には、式VIII
のモノ無水物モノイミドを置換または未置換のイミダゾ
ールと反応させることによって製造することができる。
トラカルボン酸モノ無水物モノイミドは、たとえば、H.
Troester の論文、Dyes and Pigments, 1983, 4, 171
からまたは前記したChem.Ber. 1991, 124, 529の論文か
ら公知であり、また、類似の方法で製造することができ
る。
とえば、非常に有効な1−ヘキシルヘプチル基あるいは
他の上記に定義した基R1である。染料の合成、仕上げ操
作、分光特性解析はかかる基の導入によってきわめて都
合よく促進される。たとえばN,N’−ジ(1−ヘキシ
ルヘプチル)ペリレン−3,4:9,10−テトラカル
ボン酸ビスイミド(2a)はtert−ブチルアルコー
ル中KOHで不完全加水分解することができ、しかして
酸性化によりモノ無水物(3a)が得られる。仕上げ操
作も次のように非常に改善される。すなわち、通常のク
ロマトグラフィーカラム(直径4cm) を使用して一回
の通過で困難なく30gまたはそれ以上の収量で超高純
度の染料が得られる。加水分解の粗反応生成物すなわち
ペリレンテトラカルボン酸のビスイミド(2a)、モノ
無水物モノイミド(3a)、ビス無水物(1)および副
生成物を含む粗生成物は、たとえば、クロロホルムと共
にシリカゲルのカラムにかけられる。副生成物と過剰の
ビスイミドはクロロホルムと共にカラムから完全に洗い
出される(したがってクロロホルムは回収することもで
きる)。このあと、クロロホルム溶出物に10%氷酢酸
を添加してモノ無水物モノイミドが純粋留分として得ら
れる。ビス無水物と少量の高分子化合物はカラムに残留
する。
水物(3a)を式IXの1級ジアミンたとえばネオペンタ
ンジアミンと縮合するか、または、Aが式III の基であ
る化合物の場合には、イミダゾールと縮合する。5員ま
たは6員環へのイミノ官能基の導入およびネオペンタン
ジアミンの場合その一対のメチル基の存在が、他の場合
では不安定なイミノ官能基を加水分解試薬に対して安定
ならしめ、工程中驚くべきほど高い安定性が保証され
る。ネオペンタンジアミンとの縮合において、もし普通
の方法で反応が実施されそして仕上げされた場合には、
その生成物は驚くべきことに予期されたイミンではな
く、同じく強い蛍光を発する酸化生成物(5a)とな
る。これに対して、最初に予期されたアミジンイミド
(4a)は、縮合を保護雰囲気としてのアルゴン雰囲気
下で実施しそして粗製反応溶液を直接クロマトグラフィ
ーにかけて仕上げした場合に得られる。
ミジン−イミド染料の発色団系をさらに増成した場合に
得られる。この増成は、たとえば、無水物イミド(3
a)をo−フェニレンジアミンと縮合して染料(6a)
を生成させるか、または、1,8−ジアミノナフタレン
と縮合して染料(7a)を生成させることによって実施
される。
またはエチルジイソプロピルアミンの存在または不存在
で、無水物イミド(3a)をイミダゾールと反応させる
ことによって、下記式8aの新規なタイプのアミジン−
イミド染料を合成することが可能である。この場合には
イミダゾール基は移転される。この生成物は対応する1
級ジアミンとの直接縮合によって製造することはできな
い。なぜならば、(Z)-1,2−ジアミノエチレンが公知
でないからである。
ものは以下のものである:R1が−CH(R10)2 そしてR
10 がC1 −C18アルキル、好ましくはC6 −C10アル
キルであるもの;R1が式IIの基であり、式中のRがte
rt−ブチルであるもの。特に好ましいのは、R1が2,
5−ジ−tert−ブチルフェニルであるかまたは−C
H(R10)2 であり、そしてR10 が直鎖状基、好ましく
は、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−
ノニルまたはn−デシルである式Iの化合物である。
のモノ無水物−モノイミドを、好ましくは5員または6
員アミジン環を有するアミジン−イミド生成物を生成す
る脂肪族、環式脂肪族、芳香族または複素芳香族ジアミ
ンと反応する。好ましいジアミンの例としては以下のも
のが示される:1,2−シクロペンタンジアミン、1,
2−シクロヘキサンジアミン、o−フェニレンジアミ
ン、2,3−または1,8−ジアミノナフタレン、2,
3−または3,4−ジアミノピリジン、9,10−ジア
ミノフェナンスレン、1,2−アントラキノリレン、ま
たは式 IVまたはVの二価の基がそれから誘導されるジ
アミン、ならびに置換または未置換のイミダゾール、た
とえば、イミダゾールまたは2−アミノベンゾイミダゾ
ール。特に好ましいジアミンはo−フェニレンジアミ
ン、1,8−ジアミノナフタレン、ネオペンタンジアミ
ンおよびイミダゾールである。
いペリレンアミジンイミドは、式中のR2乃至R5が互いに
独立的に水素、ハロゲン、ニトロ、−OR8、−NR8R9、
−NR8COR9、−SO3 R8または−SO2 NR8R9を意味
し、そしてR8とR9が互いに独立的にメチル、フェニルま
たは4−トリルを意味するものである。これら核置換さ
れた化合物は非置換化合物の場合と同様な一般に公知の
方法によって製造することができる。置換基は好ましく
はペリレンビスイミド出発物質のレベルにおいて、すな
わち、式VIIIのモノ無水物モノイミドの製造以前に導入
される。しかしながら、R2乃至R5がそれぞれ水素である
かまた同じ置換基である式Iのペリレンアミジンイミド
が好ましく、そしてR2乃至R5のうちの少なくとも2つ、
より好ましくは全部が水素である式Iのペリレンアミジ
ンイミドが特に好ましい。
染料はその優れた耐光堅牢性が注目され、したがって蛍
光の使用分野において特に興味ある染料である。本発明
は、したがって、本化合物を蛍光染料として、特に、化
学ルミネセンスシステム、光学集光システム、蛍光ベー
ス(fluorescence-based)ソーラー集光装置(たとえ
ば、H.Langhalsの論文,Nachr.Chem. Tech. Lab.,1980,
28, 716参照) 、蛍光活性化ディスプレー(W.Greube
l,G. Baur の論文、Elektronik, 1977, 26, 6参照) ま
たは単分子分光分析( W.E. Moerner, T. Basche の論
文、Angew. Chem.1993, 105, 537 参照)などに、たと
えば、光学記録系の形成のために使用する方法を提供す
る。さらに、本化合物を電子写真の光伝導体として使用
することも本発明の対象の一部分である。
スチックの内部着色のためにきわめて好適である。本化
合物は各種の重合体たとえばポリオレフィン、ポリ塩化
ビニル、フッ素ポリマーたとえばポリフルオロエチレ
ン、ポリトリフルオロクロロエチレンまたはテトラフル
オロエチレン/ヘキサフルオロエチレン共重合体、シリ
コーン樹脂などの内部着色のため、そして特にエンジニ
アリングプラスチック、たとえば、ポリカーボネート、
ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレ
ン、ABS、ポリエステル、とりわけ、ポリブチレンテ
レフタレート(PBT)やポリエチレンテレフタレート
(PET)のごときポリアルキレンテレフタレート、ポ
リアミド、ポリエーテルケトン、ポリウレタンの内部着
色のために有利に使用することができる。これらの材料
は単体または混合物でありうる。重合体を基準にして本
化合物を0.01乃至10重量%、好ましくは0.01
乃至5重量%の濃度で使用するのが適当である。
ポリオレフィン類を例示すれば高密度および低密度ポリ
エチレン(HD−PE、LD−PEおよびLLD−P
E)、ポリイソブチレンおよび特にポリプロピレン、さ
らにはポリオレフィンと、たとえば、ポリエーテル、ポ
リエーテルケトンまたはポリウレタンとの共重合体など
である。ポリプロピレンが好ましい。着色は常用方法に
よって実施される。たとえば、式Iの化合物またはそれ
ら化合物の混合物を、前もってそれを練りこんで配合物
にすることなしに、プラスチック顆粒または粉末とその
まま混合し、そしてこの混合物を繊維、フィルムまたは
顆粒の形に押し出すことによって実施される。顆粒はこ
の後、たとえば、射出成形によって種々の物品に成形す
ることができる。これによって得られる赤−蛍光着色物
は高い清浄度と彩度を示す。また、透明性が良好で安定
性特に光に対する安定性が優れている。したがって、本
発明はまた着色剤として式Iのペリレンアミジンイミド
を含有する内部着色された高分子有機材料を提供するも
のである。
する。実施例1 N−(1−ヘキシルヘプチル)ペリレン−3,4:9,
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミ
ド(3a)
4:9,10−ビスジカルボキシイミド8.00g(1
0.6ミリモル)をtert−ブチルアルコール50ml
に入れ、この溶液を沸騰するまで加熱する。次に、この
溶液に撹拌しながら粉末85%KOH2.38g(3
6.0ミリモル)を添加する。10分後にはもはや薄層
クロマトグラフィーによって出発物質が検出されなくな
る。ケン化を氷酢酸100ml、続いて2規定HCl の1
00mlの添加によって中断する。沈殿した粗製赤染料生
成物を濾過単離する。この単離は溶液をD−4フリット
(frit)に通して吸引濾過しそして蒸留水でくり返し洗
うことによって行う。副生成したペリレンテトラカルボ
ン酸−3,4:9,10−ビス(無水物)を除去するた
め、粗生成物を各回300mlの10%炭酸カリウム溶液
を加えて2回沸騰し、そしてD−4フリットを通じて吸
引濾過する。100℃で8時間乾燥して残留物として粗
生成物4.5g(74%)を得る。これを移動相として
10:1クロロホルム/氷酢酸を使用してシリカゲルの
カラムクロマトグラフィーにかけてなお残存する微量の
出発物質ならびにその他不純物を除去する。得られた染
料留分を回転蒸発器で蒸発乾燥して乾燥体とし、そし
て、蒸留水を添加後、D−4フリットを通して吸引濾過
し、洗って乾燥する。収量:3.8g(63%)。融
点:330℃、 Rf (シリカゲル/CHCl3)=0.52、 UV(CHCl3):λmax(ε) =522.1nm(81750), 486
(52760), 456.4(23740)、 蛍光(CHCl3):λmax(ε) =528nm,570 。 C37H35NO5(573.7) 計算値 C77.46 H6.
15 N2.44 測定値 C77.46 H5.96 N2.49。
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミ
ド(3b)
4:9,10−ビス(ジカルボキシイミド)4.05g
(5.00ミリモル)をtert−ブチルアルコール1
00mlに入れ、そして次に撹拌しながら粉末85%水酸
化カリウム1.68g(25.4ミリモル)を添加混合
する。この反応混合物を沸騰するまで加熱しそしてケン
化の進行を薄層クロマトグラフィー(シリカゲル/CH
Cl3)によって監視する。12分後に氷冷しながら氷酢
酸120mlを添加して反応を中断する。出発物質はもは
や薄層クロマトグラフィーによって検出されない。2規
定HCl の50mlを添加後、このバッチをD−4フリッ
トに通して吸引濾過しそして赤褐色固体を中性となるま
で蒸留水で洗う。副生成したペリレンテトラカルボン酸
−3,4:9,10−ビス(無水物)を分離除去するた
め、粗生成物を各回200mlの10%炭酸カリウム溶液
を加えて2回沸騰し、そしてD−4フリットを通じて吸
引濾過する。得られた粗生成物を100℃で8時間乾燥
する。残留物の収量:1.7g(56%)。この粗生成
物を移動相として10:1クロロホルム/氷酢酸を使用
してシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(80x4
cm)にかけて精製する。不純物の痕跡は移動相として1
0:1クロロホルム/トリエチルアミンを使用して再度
シリカゲルのカラムクロマトグラフィーにかけて除去す
ることができる。単離された染料留分を氷酢酸と混合し
そして回転蒸発器にかけて濃縮する。沈殿した染料を水
で洗いそしてオイルポンプの真空下80℃で8時間乾燥
する。収量:1.44g(48%)、融点:316℃。 Rf(シリカゲル/CHCl3)=0.44、Rf(10:
1シリカゲル/CHCl3/氷酢酸)=0.85、 UV(CHCl3):λmax(ε) =455nm(17350), 485(46
260), 522(70380)、 蛍光(CHCl3):λmax(ε) =528nm,570 。 C39H39NO5(601.7) 計算値 C77.84 H6.
53 N2.33 測定値 C78.04 H6.64 N2.54。
0−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミド
(3c)
4:9,10−ビス(ジカルボキシイミド)8.67g
(9.99ミリモル)をtert−ブチルアルコール1
00mlに加熱して溶解する。沸騰させたこの溶液に粉末
85%KOH2.24g(33.9ミリモル)を加え
る、そして反応混合物を沸騰温度に撹拌しながら12分
間保持する。このあと、ケン化を氷冷しながら氷酢酸1
00mlと2規定HCl の100mlを添加して反応を中断
する。生じた赤色沈殿を、蒸留水200mlを添加後、D
−4フリットに通して吸引濾過しそして赤褐色固体を中
性となるまで蒸留水で洗い、そして各回200mlの10
%炭酸カリウム溶液を加えて2回沸騰し、そして吸引濾
過する。得られた沈殿を100℃で8時間乾燥する。粗
生成物4.15g(66%)を得る。さらに精製するた
め、この粗生成物を移動相として10:1クロロホルム
/氷酢酸を使用してシリカゲルのクロマトグラフィー
(カラム80x4cm) にかける。元素分析レベルの純
度を得るため、得られた染料を移動相として10:1C
HCl3/トリエチルアミンを使用して再度クロマトグラ
フィーにかけて精製する。収量:3.68g(58
%)。融点312℃、 Rf(シリカゲル/CHCl3)=0.36、Rf(10:
1シリカゲル/CHCl3/氷酢酸)=0.66、 UV(CHCl3):λmax(ε) =456nm(18670), 485(46
850), 521(75710)、 蛍光(CHCl3):λmax =528nm,570 。 C41H43NO5(629.7) 計算値 C78.18 H6.
88 N2.22 測定値 C77.84 H6.84 N2.24。
−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミド
(3d)
9,10−テトラカルボン酸ビス(イミド)923mg
(1.00ミリモル)をtert−ブチルアルコール5
0mlに加熱して溶解しそして粉末85%KOH225mg
(3.41ミリモル)を撹拌しながら加える。この溶液
を沸騰するまで加熱しそしてケン化の進行を薄層クロマ
トグラフィーで監視する。13分後には出発物質はもは
や検出されなくなる。氷冷しながら氷酢酸50mlと2規
定HCl の50mlを添加して反応を中断する。生じた赤
褐色沈殿をD−4フリットに通して吸引濾過し、中性と
なるまで蒸留水で洗いそして100℃で8時間乾燥す
る。粗生成物620mg(94.1%)が得られる。さら
に精製をN−(1−ヘプチルオクチル)ペリレン−3,
4:9,10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,1
0−カルボキシイミドを得た場合と同様方法で実施す
る。収量:330mg(50.1%)。融点308℃、 Rf(シリカゲル/CHCl3)=0.77、Rf(10:
1シリカゲル/CHCl3/氷酢酸)=0.85、 UV(CHCl3):λmax(ε) =455nm(20690), 486(48
920), 522(77990)、 蛍光(CHCl3):λmax =528nm,870 。 C43H47NO5(657.8) 計算値 C78.51 H7.
20 N2.13 測定値 C78.53 H7.14 N2.24。
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミ
ド(3e)
4:9,10−テトラカルボン酸ビス(イミド)4.9
8g(5.00ミリモル)をtert−ブチルアルコー
ル100mlに溶解しそして粉末85%KOH1.12g
(17.0ミリモル)を撹拌混合する。この溶液を沸騰
するまで加熱しそしてケン化の進行を薄層クロマトグラ
フィーで監視する。12分後に、氷冷しながら氷酢酸1
50mlを添加して反応を中断する。このあと精製をN−
(1−ヘプチルオクチル)ペリレン−3,4:9,10
−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10−イミドを
得た場合と同様方法で実施する。収量:1.95g(5
7%)。融点302℃、 Rf(シリカゲル/CHCl3)=0.80、Rf(10:
1シリカゲル/CHCl3/氷酢酸)=0.85、 UV(CHCl3):λmax(ε) =455nm(18470), 486(47
840), 522(77690)、 蛍光(CHCl3):λmax =528nm,870 。 C45H51NO5(685.8) 計算値 C78.81 H7.
49 N2.04 測定値 C78.76 H7.46 N2.18。
ド[2,1−a]アンスラ[2,1,9-def:6,5,
10-d'e'f' ]−ジイソキノリン−2,6,11,13
(3H,4H,12H)−テトロン(5a)
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
2.00g(3.49ミリモル)をアルゴンでフラッシ
ュ洗浄した装置に入れ二酸化炭素を排除(KOH)した
雰囲気下でネオペンタンジアミン10.4g(102ミ
リモル)およびイミダゾール10.0gと共に90分間
180℃に加熱する。間もなく、色が黒味がかったバイ
オレットに変わる。冷却後、この反応混合物を反応容器
からエタノール100mlですすぎ落とす。このあと2規
定塩酸100mlを加えて混合する。この混合物を室温で
少なくとも1時間撹拌する。きれいな褐色を帯びたほと
んど黒に近いバイオレット色の沈殿を吸引濾過して13
0℃の温度で12時間空気乾燥する。生成物2.14g
(95%)が得られる。薄層クロマトグラフィー(シリ
カゲル、10:1クロロホルム/氷酢酸)にかけると出
発物質(Rf =0.89)と黄オレンジ蛍光化合物のほ
かに、Rf 値が0.00と0.25と0.83の3種の
赤オレンジ蛍光物質が検出される。Rf 値が0.83の
生成物を単離するために、カラムクロマトグラフィー
(シリカゲル、10:1クロロホルム/氷酢酸)にか
け、そして更にもう一度40:1クロロホルム/1−ブ
タノールを使用したクロマトグラフィーにかける。溶離
物をD5ガラスフリットに通して濾過しそして溶剤を蒸
発した後、130℃で乾燥する。収量:1.36g(6
0%)、融点>360℃。 Rf(シリカゲル,CHCl3/氷酢酸)=0.83。 C42H43N3 O4(653.8) 計算値 C77.16 H6.
63 N6.43 O 9.79 測定値 C77.41 H6.67 N6.28 O 9.75。
ド[2,1−a]アンスラ[2,1,9-def:6,5,
10-d'e'f' ]−ジイソキノリン−6,11,13(2
H,3H,4H,12H)−トリオン(4a)
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
2.00g(3.49ミリモル)を空気排除して(アル
ゴンを保護雰囲気として使用)ネオペンタンジアミン1
0.4g(102ミリモル)およびイミダゾール10.
0gと共に上記5aの場合と同様に90分間180℃に
加熱する。間もなく、色が黒味がかったバイオレットに
変わる。この直後採取したサンプルは5aの場合と同様
な生成物であるが、その割合が異なっていた。エタノー
ル/HCl で仕上げをすることなく、この粗製バッチを
10:1クロロホルム/氷酢酸を使用してシリカゲルカ
ラムのクロマトグラフィーにかける。最初の3つの留分
を捨てそしてRf 値が0.25である赤色生成物を単離
して130℃の温度で空気乾燥する。生成物220mg
(10%)を得る。 融点>310℃。 Rf(シリカゲル,CHCl3/氷酢酸)=0.25。 UV(CHCl3):λmax =538nm、 501,469。 蛍光(CHCl3):λmax =559nm、 591。 MS(70 eV):m/z(%)=639(46)[M+]。
ダゾロ[2,1−a]アンスラ[2,1,9-def:6,
5,10-d'e'f' ]−ジイソキノリン−7,12,14
(13H)−トリオン(6a)
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
1.00g(1.74ミリモル)、1,2−ジアミノベ
ンゼン5.00g(46.2ミリモル)およびイミダゾ
ール5.00gを二酸化炭素を排除したアルゴン充填装
置内で180℃に2時間加熱する。黒褐色固体反応生成
物を150mlのエタノールに懸濁しそして生じた黒褐色
懸濁物に2規定塩酸100mlを混合して室温で1時間撹
拌する。次に吸引濾過し、得られた紫褐色固体を130
℃の温度で16時間乾燥する。生成物1.07g(88
%)を得る。この粗生成物は、ピンク色蛍光を発する反
応生成物[Rf 値が0.88(クロロホルム/シリカゲ
ル)である]のほかに、出発物質(Rf =0.89)お
よびRf 値が0.00である非蛍光褐色を含有してい
る。主生成物を単離するためこの粗生成物を最初10:
1クロロホルム/氷酢酸そして次に40:1のクロロホ
ルム/ブタノールを使用してシリカゲルカラムのクロマ
トグラフィーにかける。2番目の溶離物の主留分を濃縮
する。染料がブタノールから光沢のある赤紫針状晶の形
で晶出する。この結晶を吸引濾過し、蒸留水でくり返し
洗いそして130℃の温度で乾燥する。生成物840mg
(74%)を得る。 融点>360℃。 Rf(10:1CHCl3/氷酢酸)=0.88、 UV(CHCl3):λmax(ε) =571nm(57360), 535(5
0820), 504(26760)、 蛍光(CHCl3):λmax =602nm。 C43H39N3 O3(645.8) 計算値 C79.97 H6.
09 N6.57 測定値 C79.66 H6.02 N6.53。
a]アンスラ[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f'
]ジイソキノリン−9,14,16(15H)−トリ
オン(7a)
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
(3a)1.00g(1.74ミリモル)を1,8−ナ
フタレンジアミン10.0g(63.2ミリモル)、新
規に蒸留したキノリン30mlおよび酢酸亜鉛330mgと
共にアルゴン充填装置内で160℃まで加熱する。30
分後に反応混合物は激しく泡立ちそして表面にねばねば
した層を形成する。さらに30分後、反応混合物は濃い
ヴァイオレット色に変わる。この反応混合物をさらに1
時間160℃に加熱しそして、冷却後、ねばねばした層
をエタノール300mlに懸濁しそして室温で16時間撹
拌する。黒い沈殿を吸引濾過し、キノリン臭が消えるま
でエタノールで洗い、130℃で乾燥する。収量は1.
15g(94%)である。この生成物の薄層クロマトグ
ラフ(シリカゲル、10:1クロロホルム/氷酢酸)
は、出発物質のほかに、青いよごれた帯域を示す。出発
物質を除去分離するするためにそのクロロホルム/氷酢
酸混合物中における良好な溶解性を利用する。反応生成
物の溶解度は氷酢酸の濃度の増加につれて減少する。粗
生成物を各回1リットルの10:1のクロロホルム/氷
酢酸を使用してくりかえし消化しそして濾過分離する。
溶液から800mlのクロロホルムを蒸留除去しそして残
留物を16時間室温に放置する。小針状晶の形で晶出し
たヴァイオレットブルーの染料をD4ガラスフリットで
吸引濾過し、蒸留水でくり返し洗いそして130℃の温
度で乾燥する。この操作を粗生成物全部が溶解されてし
まうまで繰り返す。収量:320mg(26%)、融点>
360℃。 Rf(Al2O3 /CHCl3)=0.95、 UV(CHCl3):λmax =604nm, 542, 507。 C47H41N3 O3(695.9) 計算値 C81.13 H5.
94 N6.04 測定値 C79.90 H5.85 N6.03。
a]アンスラ[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f'
]−ジイソキノリン−5,10,12(11H)−ト
リオン(8a)
10−テトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
0.5gをトリスエチルメチルアミン(新しく蒸留した
もの)0.77gおよびイミダゾール0.8gとよく混
合してオートクレーブに導入する。このオートクレーブ
の中で反応混合物を170℃に4間加熱する。一晩かけ
てオートクレーブを室温まで冷却した後、オートクレー
ブを開きそして生成物混合物を沸騰エタノール200ml
に溶解する。2規定HCl の400mlを加えて生成物を
沈殿する。沈殿を完全に終わらせるため、この混合物を
室温で1時間撹拌する。このあと赤紫色沈殿をD4ガラ
スフィルターフリットで濾過し、110℃で8時間乾燥
する。赤紫色粉末0.48gを粗生成物として得る。最
初の分離精製のため、この粗生成物0.2gを少量のク
ロロホルムに溶解しそして10:1クロロホルム/氷酢
酸を使用してアルミナ(中性)のカラムクロマトグラフ
ィーにかけて分離する。他の未同定生成物および未転化
モノ無水物−モノイミドの他に、強い蛍光を発する主生
成物が単離される。これを(10:1)クロロホルム/
氷酢酸を使用してシリカゲルで超高度精製する。黒紫色
粉末0.12g(24%)を得る。 Rf(シリカゲル/CHCl3)=0.01、Rf (CH
Cl3/氷酢酸10:1)=0.47、 UV(CHCl3):λmax =487nm、 520、 560、 MS(70 eV):m/z(%)=595.3(15)
[M+]。 これらのデータならびにIR、 1H- NMRおよび13C
- NMRの分析結果に基づきこの生成物は化合物8aと
同定できる。 C39H37N3 O3(595.7) 計算値 C78.63 H6.
26 N7.05 測定値 C78.71 H6.38 N6.86。
−イミダゾロ[3,2−a]アンスラ[2,1,9-de
f:6,5,10-d'e'f' ]−ジイソキノリン−9,1
4,16(15H)−トリオン
リレンテトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
(3a)1.00g(1.74ミリモル)と2,3−ジ
アミノナフタレン0.66g(4.20ミリモル)を1
0.0gのイミダゾール中160℃の温度で1時間撹拌
する。まだ液状の残留物を200mlのエタノールで反応
容器から流し出しそして、過剰のアミンを除去するた
め、2規定塩酸100mlを混合する。この混合物を室温
で1時間撹拌しそして生じた紫黒色沈殿をD4ガラスフ
リットフィルターで濾過して乾燥する。移動相として1
0:1クロロホルム/氷酢酸を使用してシリカゲルのカ
ラムクロマトグラフィーにかけそして紫色バンドとして
生成物を溶離して精製する。溶剤を除去した後、得られ
た染料を同じ条件で再度クロマトグラフィーにかけ、溶
剤を回転蒸発器で除去そして残留物を真空乾燥する。収
量0.67g(55%)、融点>300℃。 Rf (CHCl3/氷酢酸10:1)=0.57、 UV(CHCl3):λmax =567nm、 538、 383、 363、 蛍光(CHCl3):λmax =652nm、 C47H41N3 O3(695.9) 計算値 C81.13 H5.
94 N6.04 測定値 C80.92 H5.98 N6.14。
ジオン−[2,1−d]−イミダゾロ[3,2−a]ア
ンスラ[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']−ジ
イソキノリン−11,16,18(17H)−トリオン
リレンテトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
(3a)0.20g(0.34ミリモル)と1,2−ジ
アミノアントラキノン0.19g(0.82ミリモル)
を2.0gのイミダゾール中160℃の温度で1時間撹
拌する。まだ液状の残留物を80mlのエタノールで反応
容器から流し出しそして、過剰のアミンを除去するた
め、2規定塩酸40mlを混合する。この混合物を室温で
1時間撹拌しそして生じた沈殿をD−4ガラスフリット
フィルターで吸引濾過して乾燥する。移動相として1
0:1クロロホルム/氷酢酸を使用してシリカゲルのカ
ラムクロマトグラフィーにかけそして紫色バンドとして
生成物を溶離して精製する。溶剤を除去した後、得られ
た染料を40:1クロロホルム/n−ブタノールを使用
して2回シリカゲルのクロマトグラフィーにかける。最
後にトルエンから抽出再結晶する。 収量0.13g(51%)、融点>300℃。 Rf (CHCl3/n−ブタノール40:1)=0.4
3、 UV(CHCl3):λmax =574nm、 535、 500、 MS(70eV):m/z(%)=775(6), 758(3), 593(71), 5
65(8), 281(10),207(100), 191(12), 133(10)。
0−d]−イミダゾロ[3,2−a]アンスラ[2,
1,9-def:6,5,10-d'e'f' ]−ジイソキノリン
−12,17,19(18H)−トリオン
リレンテトラカルボン酸3,4−無水物9,10イミド
(3a)0.20g(0.34ミリモル)と9,10−
ジアミノフェナンスレン0.14g(0.82ミリモ
ル)を2.0gのイミダゾール中160℃の温度で1時
間撹拌する。まだ液状の残留物を80mlのエタノールで
反応容器から流し出しそして、過剰のアミンを除去する
ため、2規定塩酸40mlを混合する。この混合物を室温
で1時間撹拌しそして生じた沈殿をD−4ガラスフリッ
トフィルターで吸引濾過して乾燥する。移動相として4
0:1クロロホルム/n−ブタノールを使用してシリカ
ゲルのカラムクロマトグラフィーにかけて精製する。た
だし、個々のバンドをつくり出すのはきわめて困難であ
る。染料をこの条件で3回クロマトグラフィーにかけた
後の薄層クロマトグラフィー分析は蛍光生成物と非蛍光
化合物の存在を最初に示した。非蛍光化合物は同じ条件
でクロマトグラフィーを繰り返しても除去することがで
きなかった。 収量0.11g(44%)、融点>300℃。 Rf (CHCl3/n−ブタノール40:1)=0.5
7、 UV(CHCl3):λmax =583nm、 523、 359、 MS(70eV):m/z(%)=745(50), 728(6), 563(100),
518(13), 493(7),259(7)。
Claims (13)
- 【請求項1】 式I 【化1】 [式中、R1は2級C7 −C41アルキル基または式II 【化2】 (式中、Rは分枝状C3-C8アルキル基、mは1、2ま
たは3である)の基、AはC5 −C7シクロアルキレ
ン、フェニレン、ナフチレン、ピリジレン、より高次の
融合芳香族炭素環式または複素環式基を意味するかまた
は式III、 IVまたはV 【化3】 (式中R6とR7は後記の意味を有する)の二価の基を意味
する、そしてR1とAはハロゲン、アルキル、シアノまた
はニトロによって置換されていてもよい、R2乃至R5は互
いに独立的に水素、アルキル、アリール、ヘテロアリー
ル、ハロゲン、シアノ、ニトロ、−OR8、−COR8、−
COOR8、−OCOR8、−CONR8R9、−OCONR
8R9、−NR8R9、−NR8COR9、−NR8COOR9、−NR
8SO2R9、−SO2 R8、−SO3 R8、−SO2 NR8R9ま
たは−N=N-R8 を意味し、そしてR6乃至R9は互いに独
立的にC1 −C4アルキル、フェニルまたは4−トリル
を意味する]のペリレンアミジンイミド。 - 【請求項2】 R1が−CH(R10)2 (ここでR10 はC1
−C18アルキルである)であるか、またはR1が式II(式
中のRはtert−ブチルである)の基である請求項1
記載のペリレンアミジンイミド。 - 【請求項3】 R1が2,5−ジ−tert−ブチルフェ
ニルであるかまたは−CH(R10)2 (ここでR10 は直鎖
状基である)である請求項2記載のペリレンアミジンイ
ミド。 - 【請求項4】 Aが 1,2−シクロペンチレン、 1,2−シクロヘキシレン、 1,2−フェニレン、 2,3−または1,8−ナフチレン、 2,3−または3,4−ピリジレン、 9,10−フェナンスリレン、 1,2−アントラキノリレン、または請求項1記載の式
III、 IVまたはVの二価の基である請求項1乃至3のい
ずれかに記載のペリレンアミジンイミド。 - 【請求項5】 Aが 1,2−フェニレン、 2,3−または1,8−ナフチレン、 9,10−フェナンスリレン、 1,2−アントラキノリレン、または請求項1記載の式
III、または式VI またはVII 【化4】 の二価の基である請求項1乃至4のいずれかに記載のペ
リレンアミジンイミド。 - 【請求項6】 R2乃至R5が互いに独立的に水素、ハロ
ゲン、ニトロ、−OR8、−NR8R9、−NR8COR9、−S
O3 R8または−SO2 NR8R9を意味し、そしてR8とR9が
互いに独立的にメチル、フェニルまたは4−トリルを意
味する請求項1乃至5のいずれかに記載のペリレンアミ
ジンイミド。 - 【請求項7】 R2乃至R5がそれぞれ水素であるかまた同
じ置換基である請求項1乃至6のいずれかに記載のペリ
レンアミジンイミド。 - 【請求項8】 R2乃至R5のうちの少なくとも2つが水素
である請求項1乃至7のいずれかに記載のペリレンアミ
ジンイミド。 - 【請求項9】 請求項1記載のペリレンアミジンイミド
の製造方法において、式VIII 【化5】 のペリレン−3,4:9,10−テトラカルボン酸モノ
無水物モノイミドを式IX H2 N−A−NH2 (IX) の1級ジアミン(上記式VIIIとIXにおいて、R1とAは
それぞれ請求項1において定義した意味を有する、ただ
しAは式III の基を意味しない)と反応させることを特
徴とする方法。 - 【請求項10】 Aが式III の基である請求項1記載の
ペリレンアミジンイミドの製造方法において、置換また
は未置換のイミダゾールを式VIII 【化6】 (式VIII中のR1は請求項1において定義した意味を
有する)のペリレン−3,4:9,10−テトラカルボ
ン酸モノ無水物モノイミドと反応させることを特徴とす
る方法。 - 【請求項11】 着色剤として請求項1記載のペリレン
アミジンイミドを含有する内部着色された高分子有機材
料。 - 【請求項12】 請求項1記載のペリレンアミジンイミ
ドを蛍光染料として化学ルミネセンスシステム、光学集
光システム、蛍光ベースソーラー集光装置、蛍光活性化
ディスプレーまたは単分子分光分析に使用する方法。 - 【請求項13】 請求項1記載のペリレンアミジンイミ
ドを光伝導体として電子写真に使用する方法。
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