JPH11152268A - (3−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体及びその製造方法 - Google Patents
(3−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体及びその製造方法Info
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- JPH11152268A JPH11152268A JP10263827A JP26382798A JPH11152268A JP H11152268 A JPH11152268 A JP H11152268A JP 10263827 A JP10263827 A JP 10263827A JP 26382798 A JP26382798 A JP 26382798A JP H11152268 A JPH11152268 A JP H11152268A
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Abstract
ン)プロパンジニトリル誘導体及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 特定構造の(3−オキソイソインドリン
−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体であり、特
定構造の1−イミノ−3−オキソイソインドリン誘導体
とNCCH2CNを0〜200℃の温度で30分〜96
時間反応させて製造する。 (3−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパン
ジニトリル誘導体は安価で製造しやすい。電気光学素子
の製作時要求される工程温度で非常に優れた耐熱性を示
し、分子内のC−H結合の水素原子をハロゲン原子等に
置換えれば近赤外線領域での光損失を最小化させうる。
その結果、電気光学素子の光学材料として非常に有用に
使用しうる。その他、本発明の(3−オキソイソインド
リン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体は光電
子特性及び耐熱性に優れた新たな化合物の合成時中間体
として利用しうる。
Description
体の(3−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロ
パンジニトリル誘導体及びその誘導体の製造方法に関す
る。
NbO3、InPまたはGaAsのようなIII〜V族
半導体化合物のような無機物質が使用され、現在、この
ような素子が商用化されている。
を製造する研究が活発に行われ、一部は既に商品化され
ている。
切断及び再結合によるものであって、再結合格子構成の
核と原子間のイオン結合の運動に起因する。反面、有機
色素体の光電子特性はπ-電子の極性化から始まる。こ
のように、π-電子共鳴構造に基づいて光電子特性を示
す有機色素体は無機物質に比べて非線形光学特性のよう
な光学特性に更に優れるものとして知られている。また
有機色素体はほとんど合成物であるため、機械的特性、
熱、酸素または光に対する安定性などの特性を最適化さ
せることができる。また、半導体製作工程を応用した光
電素子の製造工程に応用しやすい。
onic Integrated Circuits:OEIC)及び光多重基板素子
(Multi Chip Module:MCM)を含む電気光学素子を製造す
る場合には、一般の半導体工程を応用する。従って、電
気光学素子の製造に使用される光学材料は半導体工程か
ら要求される温度で工程にかかる時間の間熱的安定性を
有することが必要とされる。
熱分解温度、熱膨張係数、複屈折率などの特性と密接な
関連があるため、熱的安定性を含む前記特性を考慮して
適切な光学材料を選択することが望ましい。
の製造工程から要求される温度で耐熱性を確保しにくか
った。即ち、電気光学素子の製造工程温度で色素体が破
壊するとう問題があった。
体の耐熱性を向上させようとする研究が活発に行われ
た。しかし、色素体の耐熱性を向上させようとする試み
は光電子特性の低下を招き、かつ色素体の製造方法が過
度に複雑で難しくなるという新たな問題を招いた。
ている光波長領域の近赤外線領域で光吸収損失が大きい
との問題もある。このように近赤外線領域における光吸
収損失が大きいのは、有機色素体が近赤外線領域波長帯
の光を吸収するからである。有機色素体が近赤外線領域
の光を吸収することは有機色素体内の炭素−水素(C−
H)結合のストレッチング振動とディフォルメーション
振動による高調波の倍音に起因するものである。従っ
て、有機色素体を光導波用光学材料として用いると相当
量の光損失を招くことになる。このような光損失を減少
するために、有機色素体の光吸収波長領域を近赤外線波
長領域からより長波長または短波長領域に移動する必要
がある。このため、C−H結合の水素原子をフッ素
(F)や重水素(D)に置換する方法が提案された。
る方法を使用する場合、C−D結合は1500nm波長
帯の光を多量に吸収するために、1500nm波長帯を
用いる光通信素子用材料として使用することには適しな
い。反面、水素原子をフッ素に置換する方法は1000
〜1700nm波長帯の光吸収損失を最小化しうる方法
ものとして認められた。
有機色素体の問題点を解決して近赤外線波長領域の光吸
収損失を最小化し、製造しやすく、かつ電気光学素子の
製作工程温度で熱的に非常に安定した(3−オキソイソ
インドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体
を提供することにある。
インドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体
を製造する方法を提供することにある。
に本発明では、<化1>で示される(3−オキソイソイ
ンドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体を
提供する。
に水素原子及びハロゲン原子の中から選択され、X1は
水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−OR1、−C
OOR1、−COR1、−NO2または−N(R1)
(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立に水素原
子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪族炭化水
素基、非置換または置換されたC5〜C20脂環式炭化
水素基、非置換または置換されたC6〜C20芳香族炭
化水素基よりなる群から選択される)であり、X2は水
素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−OR1、−CO
OR1、−COR1、−NO2または−N(R1)(R
2)(ここで、R1及びR2は相互独立に水素原子、非
置換または置換されたC1〜C20脂肪族炭化水素基、
非置換または置換されたC5〜C20脂環式炭化水素
基、非置換または置換されたC6〜C20芳香族炭化水
素基よりなる群から選択される)または下記構造式
びY7は相互独立に水素原子またはハロゲン原子であ
り、A1及びA2は相互独立にOR5(ここで、R5は
水素原子、アルキル基、またはハロゲン化されたアルキ
ル基である)、H、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選択され、R3及びR4は相互独立に水素原子、ハロ
ゲン原子、−NHR1、−OR1、−COOR1、−C
OR1、−NO2または−N(R1)(R2)(ここ
で、R1及びR2は相互独立に水素原子、非置換または
置換されたC1〜C20脂肪族炭化水素基、非置換また
は置換されたC5〜C20脂環式炭化水素基及び非置換
または置換されたC6〜C20芳香族炭化水素基よりな
る群から選択される)である。
群から選択される。ここにおいて、下記構造式で示され
るX2を有することが好ましい。<化1>で表される化
合物が、共役されたπ−電子結合を有し光電子特性が優
れるからである。
互独立に水素原子及びハロゲン原子の中から選択され、
A1及びA2は相互独立にOR5、H、F、Cl、Br
及びIよりなる群から選択され、R3及びR4は相互独
立に水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−OR1、
−COOR1、−COR1、−NO2または−N
(R1)(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立に
水素原子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪族
炭化水素基、非置換または置換されたC5〜C20脂環
式炭化水素基及び非置換または置換されたC6〜C20
芳香族炭化水素基よりなる群から選択される)である。
1−イミノ−3−オキソイソインドリン誘導体とNCC
H2CNを0〜200℃の温度で30分〜96時間反応
させることを特徴とする<化1>で示される(3−オキ
ソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル
誘導体の製造方法の提供により達成される。
に水素原子及びハロゲン原子の中から選択され、X1は
水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−OR1、−C
OOR1、−COR1、−NO2または−N(R1)
(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立に水素原
子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪族炭化水
素基、非置換または置換されたC5〜C20脂環式炭化
水素基、非置換または置換されたC6〜C20芳香族炭
化水素基よりなる群から選択される)であり、X2は水
素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−OR1、−CO
OR1、−COR1、−NO2または−N(R1)(R
2)(ここで、R1及びR2は相互独立に水素原子、非
置換または置換されたC1〜C20脂肪族炭化水素基、
非置換または置換されたC5〜C20脂環式炭化水素
基、非置換または置換されたC6〜C20芳香族炭化水
素基よりなる群から選択される)または下記構造式
びY7は相互独立に水素原子またはハロゲン原子であ
り、A1及びA2は相互独立にOR5(ここで、R5は
水素原子、アルキル基、またはハロゲン化されたアルキ
ル基である)、H、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選択され、R3及びR4は相互独立に水素原子、ハロ
ゲン原子、−NHR1、−OR1、−COOR1、−C
OR1、−NO2または−N(R1)(R2)(ここ
で、R1及びR2は相互独立に水素原子、非置換または
置換されたC1〜C20脂肪族炭化水素基、非置換また
は置換されたC5〜C20脂環式炭化水素基及び非置換
または置換されたC6〜C20芳香族選択される)であ
る。
リン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体はイミ
ド作用基を有しているので熱的安定性に非常に優れる。
そして、構造内に電子受容体成分のプロパンジニトリル
及びアミド成分を有するので、電子受容能力に優れる。
20脂肪族炭化水素基の例として、メチル、エチルまた
はプロピル基があり、置換されたC1〜C20脂肪族炭
化水素基の例として、トリフルオロメチル基またはトリ
クロロメチル基がある。非置換されたC5〜C20脂環
式炭化水素基の例としては、シクロヘキシル基があり、
置換されたC5〜C20脂環式炭化水素基の例として
は、クロロシクロヘキシル基、フルオロシクロヘキシ
ル、トリフルオロメチルシクロヘキシル基またはトリク
ロロシクロヘキシル基がある。非置換されたC6〜C
20芳香族炭化水素基としては、フェニル基、非フェニ
ル基またはトリル基があり、置換されたC6〜C20芳
香族炭化水素基としては、クロロフェノキシ基、クロロ
フェニル基、フルオロフェニル基、フルオロフェノキシ
基、トリフルオロメチルフェニル基、トリクロロメチル
フェニル基、トリクロロメチルフェノキシ基またはトリ
フルオロメチルフェノキシ基がある。特に、<化1>に
おいて、X2が電子供与体成分の場合、<化1>の(3
−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニ
トリル誘導体は極性が高い。この化合物は熱的安定性を
要求する光通信用素子をはじめ光電子素子用光学材料と
して好適な物質である。
ドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体の製
造方法を説明する。
ソイソインドリン誘導体[New synthesis of 3-substitu
ted phthalimidines,Joachim Kranz,Chem.Ber.100(7),2
261-73(1967)]1モルを溶媒に付加えた後、ここに1〜
20モルのNCCH2CNを混合して0〜200℃の温
度で30分〜96時間反応させる。ここで、反応終末点
は反応溶液が赤黄色に変わる時点である。
る。これにより、濃い赤黄色の沈殿物が得られる。
−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニ
トリル誘導体が得られる。
るが、本発明が下記実施例にのみ限定されることではな
い。
−ニトロイソインドリン(1.91g、0.01モ
ル)、マロノニトリル(6.6g、0.01モル)及び
イソプロピルアルコール50mlの混合物を攪拌しなが
ら還流させた。ここで反応終末点は反応混合物が赤黄色
となる時点である。
得た。得られた沈殿物をろ過した後、精製した。これを
30℃で調節した真空オーブンで24時間乾燥して(3
−オキソ−6−ニトロイソインドリン−1−イリジン)
プロパンジニトリルを得た(収率:70%)。
キソ−6−ニトロイソインドリン−1−イリジン)プロ
パンジニトリル(2.4g、0.01モル)とパラジウ
ム活性カーボン(Pd含量:10%)0.3gをジメチ
ルスルホキシド80mlに添加して混合した。この混合
物に対して80℃、60psiの条件で24時間水素化
反応を行った。
した。得られた沈殿物をろ過して精製した。得られた結
果物を100℃で調節された真空オーブンで24時間乾
燥して(3−オキソ−6−アミノイソインドリン−1−
イリジン)プロパンジニトリルを得た(収率:80
%)。
キソ−6−アミノイソインドリン−1−イリジン)プロ
パンジニトリル(2.1g、0.01モル)、硝酸ナト
リウム(0.28g)及び35%HCl(4.0ml)
を水40mlに添加して混合した後、この反応混合物を
30分間攪拌した。
ルアミン(0.91g、0.01モル)のエタノール溶
液40mlを30分間滴下した後、2時間反応させた。
製した。得られた結果物を30℃に調節した真空オーブ
ンで24時間乾燥して{3−オキソ−6−[4−(N、
N−ヒドロキシエチル)フェニルジアゾ]イソインドリ
ン−1−イリジン}プロパンジニトリルを得た(収率:
80%)。
−ニトロイソインドリン(1.91g、0.1モル)、
マロノニトリル(7.3g、0.11モル)及びメチル
グリコールモノエチルエーテル150mlの混合物を1
40℃で3時間攪拌させた。ここで、反応終末点は反応
混合物が赤黄色となる時点である。
した沈殿物をろ過及び精製した。前記結果物を30℃で
調節した真空オーブンで24時間乾燥して(3−オキソ
−6−ニトロイソインドリン−1−イリジン)プロパン
ジニトリルを得た(収率:70%)。
キソ−6−ニトロイソインドリン−1−イリジン)プロ
パンジニトリル(2.4g、0.01モル)とp−トリ
ル鉛トリアセテート(5.7g、0.012モル)をジ
クロロメタン85mlとN,N−ジメチルホルムアミド
15mlに添加した後、これを70℃で3時間反応させ
た。
前記結果物を80℃で調節した真空オーブンで24時間
乾燥して(3−オキソ−6−ニトロ−N−トリルイソイ
ンドリン−1−イリジン)プロパンジニトリルを得た
(収率:80%)。
キソ−6−ニトロ−N−トリルイソインドリン−1−イ
リジン)プロパンジニトリル(3.3g、0.01モ
ル)とパラジウム活性カーボン(Pd含量:10%)
0.3gをメタノール80mlに付加えて混合した。こ
の反応混合物に対して40℃、60psiの条件で約1
2時間水素化反応を行った。
加して沈殿物を形成させた。得られた沈殿物をろ過した
後、精製して30℃に調節した真空オーブンで2時間乾
燥して(3−オキソ−6−アミノ−N−トリルイソイン
ドリン−1−イリジン)プロパンジニトリルを得た(収
率:85%)。
−ニトロ−5,7,8−トリクロロイソインドリン(2
9.4g、0.1モル)、マロノニトリル(7.3g、
0.11モル)及びメチルグリコールモノメチルエーテ
ル150mlの混合物を攪拌しながら150℃で3時間
反応させた。
物(1:1体積比)に注いで沈殿物を形成させた。得ら
れた沈殿物をろ過した後、精製して50℃に調節した真
空オーブンで乾燥して(3−オキソ−6−ニトロ−5,
7,8−トリクロロイソインドリン−1−イリジン)プ
ロパンジニトリルを得た(収率:80%)。
ソ−6−ニトロ−5,7,8−トリクロロイソインドリ
ン−1−イリジン)プロパンジニトリル(3.43g、
0.01モル)とパラジウム活性カーボン(Pd含量:
10%)0.3gをメタノール80mlに添加して混合
した。この反応混合物に対して40℃、60psiの条
件で約25時間水素化反応を行った。
して沈殿物を形成させた。得られた沈殿物をろ過した
後、精製して30℃に調節された真空オーブンで24時
間乾燥して(3−オキソ−6−アミノ−5,7,8−ト
リクロロイソインドリン−1−イリジン))プロパンジ
ニトリルを得た(収率:80%)。
キソ−6−アミノ−5,7,8−トリクロロイソインド
リン−1−イリジン)プロパンジニトリル(3.14
g、0.01モル)、硝酸ナトリウム(0.28g)及
び35%HCl(8.0ml)を水120mlに付加え
て1時間混合した。
アミン(0.91g、0.01モル)のエタノール溶液
40mlを30分間滴加した後、3時間反応させた。
て精製した。得られた結果物を30℃に調節された真空
オーブンで24時間乾燥して{3−オキソ−6−[4−
(N,N−ヒドロキシエチル)フェニルジアゾ]−5,
7,8−トリクロロイソインドリン−1−イリジン}プ
ロパンジニトリルを得た(収率:80%)。
その製造過程から分かるように、通常のヘテロ環有機色
素体とは異なりその製造が比較的容易であった。
機色素体の耐熱性と波長近赤外線波長領域(1000〜
1700nm)での光吸収損失を測定した。
熱性に優れ、光吸収損失は微小であった。
1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体は安価で製造
しやすい。そして、電気光学素子の製作時要求される工
程温度で非常に優れた耐熱性を示し、分子内のC−H結
合の水素原子をハロゲン原子等に置換えれば近赤外線領
域での光損失を最小化させうる。
非常に有用に使用しうる。
リン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体は光電
子特性及び耐熱性に優れた新たな化合物の合成時中間体
として利用しうる。
Claims (3)
- 【請求項1】 <化1>で示される(3−オキソイソイ
ンドリン−1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体; 【化1】 前記式中、Y1、Y2及びY3は相互独立に水素原子及
びハロゲン原子の中から選択され、 X1は水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−O
R1、−COOR1、−COR1、−NO2、または−
N(R1)(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立
に水素原子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪
族炭化水素基、非置換または置換されたC5〜C20脂
環式炭化水素基、非置換または置換されたC6〜C20
芳香族炭化水素基よりなる群から選択される)であり、 X2は水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−O
R1、−COOR1、−COR1、−NO2、−N(R
1)(R2)または下記構造式 【化2】 【化3】 で示される基であり、 Y4、Y5、Y6及びY7は相互独立に水素原子または
ハロゲン原子であり、A1及びA2は相互独立にOR5
(ここで、R5は水素原子、アルキル基、またはハロゲ
ン化されたアルキル基である)、H、F、Cl、Br及
びIよりなる群から選択され、 R3及びR4は相互独立に水素原子、ハロゲン原子、−
NHR1、−OR1、−COOR1、−COR1、−N
O2または−N(R1)(R2)(ここで、R1及びR
2は相互独立に水素原子、非置換または置換されたC1
〜C20脂肪族炭化水素基、非置換または置換されたC
5〜C20脂環式炭化水素基及び非置換または置換され
たC6〜C20芳香族炭化水素基よりなる群から選択さ
れる)である。 - 【請求項2】 前記X2が下記構造式で示される基の中
から選択されることを特徴とする請求項1に記載の(3
−オキソイソインドリン−1−イリジン)プロパンジニ
トリル誘導体。 【化4】 前記式中、Y4、Y5、Y6及びY7が相互独立に水素
原子及びハロゲン原子の中から選択され、 A1及びA2は相互独立にOR5、H、F、Cl、Br
及びIよりなる群から選択され、 R3及びR4は相互独立に水素原子、ハロゲン原子、−
NHR1、−OR1、−COOR1、−COR1、−N
O2または−N(R1)(R2)(ここで、R1及びR
2は相互独立に水素原子、非置換または置換されたC1
〜C20脂肪族炭化水素基、非置換または置換されたC
5〜C20脂環式炭化水素基及び非置換または置換され
たC6〜C20芳香族炭化水素基よりなる群から選択さ
れる)である。 - 【請求項3】 <化2>で示される1−イミノ−3−オ
キソイソインドリン誘導体とNCCH2CNを0〜20
0℃の温度で30分〜96時間反応させることを特徴と
する<化1>で示される(3−オキソイソインドリン−
1−イリジン)プロパンジニトリル誘導体の製造方法。 【化5】 【化6】 前記式中、Y1、Y2及びY3は相互独立に水素原子及
びハロゲン原子の中から選択され、 X1は水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−O
R1、−COOR1、−COR1、−NO2または−N
(R1)(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立に
水素原子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪族
炭化水素基、非置換または置換されたC5〜C20脂環
式炭化水素基、非置換または置換されたC6〜C20芳
香族炭化水素基よりなる群から選択される)であり、 X2は水素原子、ハロゲン原子、−NHR1、−O
R1、−COOR1、−COR1、−NO2または−N
(R1)(R2)(ここで、R1及びR2は相互独立に
水素原子、非置換または置換されたC1〜C20脂肪族
炭化水素基、非置換または置換されたC5〜C20脂環
式炭化水素基、非置換または置換されたC6〜C20芳
香族炭化水素基よりなる群から選択される)または下記
構造式 【化7】 で示される基であり、 Y4、Y5、Y6及びY7は相互独立に水素原子または
ハロゲン原子であり、A1及びA2は相互独立にOR5
(ここで、R5は水素原子、アルキル基、またはハロゲ
ン化されたアルキル基である)、H、F、Cl、Br及
びIよりなる群から選択され、 R3及びR4は相互独立に水素原子、ハロゲン原子、−
NHR1、−OR1、−COOR1、−COR1、−N
O2または−N(R1)(R2)(ここで、R1及びR
2は相互独立に水素原子、非置換または置換されたC1
〜C20脂肪族炭化水素基、非置換または置換されたC
5〜C20脂環式炭化水素基及び非置換または置換され
たC6〜C20芳香族炭化水素基よりなる群から選択さ
れる)である。
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