JPS6365659B2

JPS6365659B2 -

Info

Publication number: JPS6365659B2
Application number: JP9595686A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Matsuda; Shuji Okada; Hachiro Nakanishi; Masao Kato; Shigeru Horai; Nanao Horiishi
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Toda Kogyo Corp
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Toda Kogyo Corp
Priority date: 1986-04-25
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1988-12-16
Also published as: JPS62255460A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、ジフエニルジアセチレン誘導体、詳
しくは、固体重合性を有し、且つ、累積膜化がで
き、しかも、構造的に非対称型であつて置換基が
ジアセチレン三重合と共役するジフエニルジアセ
チレン誘導体に関するものである。本発明に係るジフエニルジアセチレン誘導体
は、固相重合性を有することにより、非線形光学
材料、感光材料及び高分子半導体結晶として用い
られる。〔従来の技術〕近年、非線形光学材料、感光材料及び高分子半
導体結晶等を形成する為の単量体であるジアセチ
レン類の研究が盛んに行われている。非線形光学材料、感光材料及び高分子半導体結
晶等を形成する為には、ジアセチレン類の単量体
が固相重合性を有することが必要であり、分子が
配向した高性能素子を得る為には、累積膜化がで
きることが重要である。また、非線形光学材料と
して非線形光学効果の向上の為には、周知の通
り、単量体が構造的に非対称型であり、しかも、
主鎖−側鎖が共役していることによつて電子的効
果の大きいことが必要である。従来、一般式 R_a−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−R_b ……(1) で表されるジアセチレン類のうちいくつかの化合
物が固相重合性を有することが知られている。〔発明が解決しようとする問題点〕固相重合性を有し、且つ、累積膜化ができ、し
かも構造的に非対称型であつて置換基がジアセチ
レン三重結合と共役するジアセチレン類は現在最
も要求されているところであるが、前述した既知
の固相重合性を有するジフエニルジアセチレン類
は、一般式(1)で、R_a＝R_bの様にジアセチレン部
分の両端に同一の置換基を有し、対称分子を形成
しているために、偶数次の非線形光学効果がまつ
たく期待できない。しかも、置換基とジアセチレン部分との共役が
切れた構造のものが大半を占めている。この様に
主鎖−側鎖の共役が切れた重合物では置換基R₁、
R₂の電子的効果がほとんどなくなつてしまい、
いずれの置換基であつても類似の性質を呈する傾
向がある。これに対し、一般式(1)で表されるジアセチレン
化合物で置換基R_a及びR_bが芳香族であるような
化合物は、同式中の三重結合と共役する為、形成
される結晶性高分子は優れた電子的性質が期待さ
れるが、この様なジアセチレン類は大半が固相重
合性を示さないものである。ジフエニルジアセチレンの２つのフエニル基の
各オルト又はメタ位にアセチルアミノ基を有する
ものや、同フエニル基の、２，４−；２，５−；
３，６−の位置にトリフルオロメチル基を有する
もの等、固相重合性を有するものも若干あるが、
これらは、累積膜化が出来ず、また、各々の分子
が対称構造をとつているため、偶数次の非線形光
学効果は発現しない。上述した通り、固相重合性を有し、且つ、累積
膜化ができ、しかも、構造的に非対称型であつて
置換基がジアセチレン三重結合と共役する芳香族
であることによつて電子的効果が大きいジアセチ
レン類単量体は、現在、最も要求されているとこ
ろである。〔問題を解決するための手段〕本発明者は、固相重合性を有し、且つ、累積膜
化ができ、しかも、構造的に非対称型であつて置
換基がジアセチレン三重結合と共役する芳香族で
あることによつて電子的効果が大きいジアセチレ
ン類単量体を得るべく種々検討を行つた結果、本
発明に到達したのである。即ち、本発明は一般式で表され、R₁，R₂のうちいずれか１つがニトロ
基、残りが水素であつて、R₁′〜R₃′のうちいずれ
か１つが−NHCO−（CH₂−）_oCO₂H（但しｎ＝６〜
18）、残りが水素であるジフエニルジアセチレン
誘導体である。〔作用〕先ず、本発明において最も重要な点は、本発明
に係るジフエニルジアセチレン誘導体が固相重合
性を有し、且つ、累積膜化ができることに起因し
て、高性能の非線形光学材料、感光材料及び高分
子半導体結晶を形成することができ、また、構造
的に非対称型であり、置換基がジアセチレン三重
結合と共役する芳香族であることによつて電子的
効果が大きいことに起因して非線形光学効果が大
きい点である。また、本発明に係るジフエニルジアセチレン誘
導体は、電子吸引性基であるニトロ基と電子供与
性基である−NHCO−（CH₂−）_oCO₂H基を有して
いることにより分子の分極が大きく、その結果、
大きな非線形光学効果が期待できる為、非線形光
学材料としての応用に際して極めて有利なもので
ある。次に、本発明に係るジフエニルジアセチレン誘
導体の合成方法について述べる。本発明のジフエニルジアセチレン誘導体はいず
れも文献未載の新規化合物であつて式（但し、R₁，R₂のうちいずれか１つがニトロ
基で残りが水素）で表されるブロモエチニルニトロベンゼンと式（但しR₁′〜R₃′のうちいずれか１つがアミノ基
で残りが水素）で表されるエチニルアニリンを非対称カツプリン
グし得られた式〔但しR₁，R₂のうちいずれか１つがニトロ基
で残りが水素。 R₁′〜R₃′のうちいずれか１つがアミノ基で残り
が水素。〕で表されるジフエニルジアセチレン誘導体に式で表されるアルキルジカルボン酸モノクロライド
を、アミン存在下で反応させることによつて製造
することができる。先の非対称カツプリング反応は種々の反応条件
下で行うことができるが、いずれの場合にも銅塩
の触媒作用が必要である。具体的には、エチニル
アニリンの溶液にアミン水溶液と塩化銅（Ｉ）を
加えた後、撹拌しながらプロモエチニルニトロベ
ンゼンをゆつくりと加えることによつて非対称カ
ツプリング反応は進行する。溶媒としては、メタノ−ル、エタノ−ル、テト
ラハイドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミドなどの極性溶媒が好ましい。ア
ミン水溶液としては一般にエチルアミン水溶液が
用いられるが、他のアミン水溶液も用いることが
できる。塩化銅Ｉはエチニルアニリンに対して１
〜50mol％の範囲内で用いる。この反応はアルゴン又は窒素等の不活性ガス雰
囲気下、０〜50℃の条件で行い、場合によつては
銅（Ｉ）イオンの酸化を防止するために、ヒドロ
キシルアミン塩酸塩を適量加えながら、数時間な
いし１〜２日間撹拌を続けることによつて行う。反応終了後、反応混合物から溶媒を留去し、希
塩酸水溶液により中和希釈し、エ−テル、ベンゼ
ン等の溶媒により抽出する。この溶液に硫酸ナト
リウム、硫酸マグネシウム等の乾燥剤を加えて脱
水し、乾燥剤及び溶媒を除去し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフイ−によつて精製することによ
り、式(5)で表されるジフエニルジアセチレン誘導
体が黄色ないし赤色の結晶として得られる。次に
得られた式(5)で表されるジフエニルジアセチレン
誘導体をジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド等の溶媒に溶解し、アミン存在下、式(4)で
示したアルキルジカルボン酸モノクロライドを加
え、加熱下、10〜24時間撹拌する。反応混合物か
ら溶媒を留去、シリカゲルカラムクロマトグラフ
イ−により精製することにより、一般式(2)で表さ
れるジフエニルジアセチレン誘導体が淡黄色結晶
として得られる。〔実施例〕次に実施例および応用例並びに参考例により本
発明を説明する。実施例１ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに２−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え30分間室温付近で撹拌する。こ
こに３−（１−ブロモエチニル）ニトロベンゼン
1800mgをジメチルアセトアミド５mlに溶解したも
のを約６時間かけて滴下、以後12時間室温で撹拌
する。（途中、塩化鋼（）の生成により緑色を
呈した場合、適量のエチルアミン塩酸塩を加え還
元する。）反応混合物から溶媒を留去し、１規定
塩酸水溶液200mlにより中和、希釈しエーテル150
mlにより３回抽出する。有機層を硫酸ナトリウム
で乾燥後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロ
マトグラフイーによりベンゼンを展開溶媒として
分離、精製することにより１−（３−ニトロフエ
ニル）−４−（２−アミノフエニル）−１，３−ブ
タジイン830mgを得た。このものは黄色結晶であ
つた。次に得らたジアセチレン化合物500mgをジ
メチルホルムアミド20mlに溶解し、ここにトリエ
チルアミン10ml、エイコサン二酸モノクロライド
750mgを加え、12時間還流する。これを室温まで
空冷し溶媒を留去、希塩酸により酸性を示すまで
希釈する。クロロホルム100mlで３回抽出し、有
機層を硫酸ナトリウムで乾操した後、溶媒を留
去、シリカゲルカラムクロマトグラフイーによ
り、クロロホルム、酢酸エチル混合溶媒で展開し
精製することにより、２−（４−（３−ニトロフエ
ニル）−１，３−ブタジイニル）フエニルカルバ
モイルノナデカン酸230mgを得た。このものは淡
黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.92，H7.75，N4.86 実施例２ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに３−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え、30分間室温で撹拌する。さら
に３−（ブロモエチニル）ニトロベンゼン1800mg
をジメチルアセトアミド５mlに溶解したものを約
６時間かけて滴下、室温12時間室温で撹拌する。
以下実施例１と同様な操作により、１−（３−ニ
トロフエニル）−４−（３−アミノフエニル）−１，
３−ブタジイン1230mgを得た。このものは黄色結
晶で融点は171〜172℃であつた。次に得られたジ
アセチレン化合物500mgをジメチルアセトアミド
20mlに溶解し、ここにトリエチルアミン10ml、エ
イコサン二酸モノクロライド750mgを加え、10時
間、120℃で加熱撹拌する。以下、実施例１と同
様な操作により、３−（４−（３−ニトロフエニ
ル）−１，３−ブタジイニル）フエニルカルバモ
イルノナデカン酸320mgを得た。このものは淡黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.41，H8.10，N5.01 実施例３ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに４−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え、30分間室温で撹拌する。さら
に３−（ブロモエチニル）ニトロベンゼン1800mg
をジメチルアセトアミド５mlに溶解したものを６
時間かけて滴下し、室温で12時間撹拌する。以下
実施例１と同様な操作により、１−（３−ニトロ
フエニル）−４−（４−アミノフエニル）−１，３
ブタジイン950mgを得た。このものは橙色結晶で
あつた。次に得られたジアセチレン化合物500mg
をジメチルアセトアミド20mlに溶解し、ここにト
リエチルアミン10ml、エイコサン二酸モノクロラ
イド750mgを加え、12時間、120℃で加熱撹拌す
る。以下、実施例１と同様な操作により、４−
（４−（３−ニトロフエニル）−１，３−ブタジイ
ニル）フエニルカルバモイルノナデカン酸280mg
を得た。このものは淡黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.51，H8.15，N4.62 実施例４ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに２−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え30分間室温で撹拌する。さらに
４−（ブロモエチニル）ニトロベンゼン1800mgを
ジメチルアセトアミド５mlに溶解したものを約６
時間かけて滴下し、室温で12時間撹拌する。以下
実施例１と同様な操作により、１−（４−ニトロ
フエニル）−４−（２−アミノフエニル）−１，３
−ブタジイン1080mgを得た。このものは橙色結晶
であつた。次に得られたジアセチレン化合物500
mgをジメチルアセトアミド20mlに溶解し、ここに
トリエチルアミン10ml、エイコサン二酸モノクロ
ライド750mgを加え、15時間、130℃で加熱撹拌す
る。以下、実施例１と同様な操作により、２−
（４−（４−ニトロフエニル）−１，３−ブタジイ
ニル）フエニルカルバモイルノナデカン酸310mg
を得た。このものは淡黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.50，H8.05，N4.98 実施例５ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに３−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え30分間室温で撹拌する。さらに
４−（ブロモエチニル）ニトロベンゼン1800mgを
ジメチルアセトアミド５mlに溶解したものを６時
間かけて滴下し、室温で12時間撹拌する。以下実
施例１と同様な操作により、１−（４−ニトロフ
エニル）−４−（３−アミノフエニル）−１，３−
ブタジイン1130mgを得た。このものは黄色結晶で
あつた。次に得られたジアセチレン化合物500mg
をジメチルアセトアミド20mlに溶解し、ここにト
リエチルアミン10ml、エイコサン二酸モノクロラ
イド750mgを加え、15時間、130℃で加熱撹拌す
る。以下、実施例１と同様な操作により、３−
（４−（４−ニトロフエニル）−１，３−ブタジイ
ニル）フエニルカルバモイルノナデカン酸300mg
を得た。このものは淡黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.88，H7.69，N4.73 実施例６ Ar雰囲気下、塩化銅（Ｉ）50mgをエチルアミ
ン70％水溶液10mlに溶解し、ここに４−エチニル
アニリン930mgをジメチルアセトアミド５mlに溶
解したものを加え、30分間室温で撹拌する。さら
に４−（ブロモエチニル）ニトロベンゼン1800mg
をジメチルアセトアミド５mlに溶解したものを８
時間かけて滴下し、室温で12時間撹拌する。以下
実施例１と同様な操作により、１−（４−ニトロ
フエニル）−４−（４−アミノフエニル）−１，３
−ブタジイン920mgを得た。このものは赤色結晶
であつた。次に得られたジアセチレン化合物500
mgをジメチルアセトアミド20mlに溶解し、ここに
トリエチルアミン10ml、エイコサン二酸モノクロ
ライド750mgを加え、20時間、130℃で加熱撹拌す
る。以下、実施例１と同様な操作により、４−
（４−（４−ニトロフエニル）−１，３−ブタジイ
ニル）フエニルカルバモイルノナデカン酸220mg
を得た。このものは黄色結晶であつた。元素分析値（C₃₆H₄₆N₂O₅として）計算値（％）；C73.69，H7.90，N4.77 実測値（％）；C73.64，H8.11，N5.07 実施例７実施例２で得た、１−（３−ニトロフエニル）−
４−（３−アミノフエニル）−１，３−ブタジイン
500mgをジメチルアセトアミド20mlに溶解し、こ
こに、トリエチルアミン10ml、アゼライン酸モノ
クロライド490mgを加え５時間、室温で撹拌する。
以下、実施例１と同様な操作により、３−（４−
（３ニトロフエニル）−１，３−ブタジイニル）フ
エニルカルバモイルオクタン酸220mgを得た。こ
のものは淡黄色結晶であつた。元素分析値（C₂₅H₂₄N₂O₅として）計算値（％）；C69.44，H5.59，N6.48 実測値（％）；C69.18，H5.80，N6.42 〔応用例〕次に添付図面に従つて、本発明化合物の累積膜
を製造する方法を説明する。第１図は累積膜を製
造する装置の１例を示す斜視図、第２図はその側
方断面図であつて、内側に枠２を配置した水槽１
の中に金属塩を含む水溶液例えば塩化カドミウム
水溶液を満たし、この中に表面を十分に清浄化し
たガラス基板１１を支持アーム１２に把持させ、
ガラス平面と水面とが垂直になるように浸漬させ
る。次に、この水面上に、本発明化合物を揮発性
溶媒例えばクロロホルムに溶かして展開させたの
ち、溶媒を完全に蒸発させる。次いで、枠２の左右より滑動可能に接触し、か
つ滑車５を介して重り４により引張力を加えられ
ている浮子３により所定の表面圧を加えながら、
ガラス基板を引き上げるとガラス表面に単分子膜
の第１の層が形成される。次に引き上げたガラス
基板を十分に乾燥させたのち、これを同様に表面
圧を加えながら下降させると、先に形成された単
分子膜の上に、さらに第２の層が累積される。こ
のようにして、ガラス基板の上昇と下降を繰り返
すことにより、同じ成分組成をもつ単分子膜の累
積膜が得られる。図中の６は浮子上に取り付けられた磁石で、こ
の対磁石７の作用により浮子６の元の位置への移
動が行われる。上記方法に従つて、添付図面に示す装置を用い
て累積膜を形成した。すなわち、１×10^-3M塩化カドミウム水溶液
に、表面が十分に清浄で親水性となつているガラ
ス基板をガラス平面と水面とが垂直になるように
浸しておく。この水溶液上に、実施例２で得た、
３−（４−（３−ニトロフエニル）−１，３−ブタ
ジイニル）フエニルカルバモイルノナデカン酸、
１×10^-3Mのクロロホルム溶液を水面上に展開す
る。クロロホルムを完全に蒸発させた後、表面圧
を20dyn／cmに保ちながら浸してあつたガラス基
板を水面に垂直に0.7cm／minで上昇させる。引
き上げた基板を十分に乾燥させた後、今度は1.0
cm／minで下降させる。この上昇及び下降の操作
を繰り返すことによつて３−（４−（３−ニトロフ
エニル）−１，３−ブタジイニル）フエニルカル
バモイルノナデカン酸の累積膜が得られた。その他の実施例で得られた誘導体についても、
同様の操作により累積膜が得られた。〔参考例〕参考例１粉末状の本発明化合物各試料をガラス管に真空
封入しコバルト60ガンマー線を用いて、
50MRADの線量を照射し、固相重合させた。開
封後、テトラハイドロフラン不溶のポリマーの重
量から重合収率を求めた。次表にアルキル鎖炭素
数ｎ＝18のものについて結果を示した。

〔発明の効果〕

本発明に係るジフエニルジアセチレン誘導体
は、前出実施例に示した通り、構造的に非対称型
であり、置換基がジアセチレン三重結合と共役す
る芳香族であることによつて非線形光学効果を有
し、また前出参考例並びに応用例に示した通り、
固相重合性を有し、且つ、累積膜化できることに
よつて高性能素子化が容易である為、非線形光学
材料、感光材料及び高分子半導体材料を形成する
為のジアセチレン類の単量体として好適である。本発明に係るジフエニルジアセチレン誘導体を
累積膜化したものは、特に分子の配向がその性能
に反映される非線形光学材料として高性能素子へ
の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は累積膜を製造するための装置の１例を
示す斜視図、第２図はその側方断面図である。図中符号１は水層、２は枠、３は浮子、４は重
り、１０は液面、１１はガラス基板である。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式で表され、R₁，R₂のうちいずれか１つがニトロ
基、残りが水素であつて、R₁′〜R₃′のうちいずれ
か１つが−NHCO−（CH₂−）_oCO₂H（但しｎ＝６〜
18）、残りが水素であるジフエニルジアセチレン
誘導体。