TWI483997B - 偶氮化合物或其鹽類 - Google Patents
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Description
本發明係關於作為染料有用之偶氮化合物或其鹽類。
染料使用於液晶顯示面板、電致發光、電漿顯示面板等顯示裝置,作為彩色濾光片之著色劑使用。染料,於例如專利文獻1記載以式(d-1)表示之偶氮化合物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-124634號
[專利文獻2]日本特表2003-510398號公報
[專利文獻3]日本特公平7-88633號公報
[專利文獻4]日本特開2007-99840號公報
[專利文獻5]日本特開平10-332930號公報
然而,習知之化合物,有時對於溶劑之溶解性不夠。
本案發明人等,為了更加改良偶氮化合物或其鹽類之溶解性,探討之
結果達成本發明。
即,本發明提供以下[1]~[6]。
[1]一種偶氮化合物或其鹽類,該偶氮化合物係以式(I)表示。
[式(I)中,A表示具有擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、硝基、磺基、胺磺醯基及N-取代胺磺醯基所構成族群中至少1種基2個以上之苯基,或具有擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、硝基、磺基、胺磺醯基及N-取代胺磺醯基所構成族群中至少1種基1個以上之萘基。
R1
表示氫原子、C1-12
脂肪族烴基、C7-20
芳烷基或C6-20
芳基。
R2
表示C1-5
脂肪族烴基或三氟甲基。]
[2]如[1]之偶氮化合物或其鹽類,其中,A為具有至少1個N-取代胺磺醯基之苯基或萘基。
[3]如[1]或[2]之偶氮化合物或其鹽類,其中,前述N-取代胺磺醯基為-SO2
NHR3
基,Ra
為C1-12
脂肪族烴基(C1-12
脂肪族烴基所含之氫原子,可取代為烷氧基或羥基,C1-12
脂肪族烴基所含亞甲基,可取代為-O-)、C6-20
芳基、C7-20
芳烷基或C2-10
醯基。
[4]一種如[1]~[3]中任一項之偶氮化合物或其鹽類之二元體。
[5]一種偶氮化合物或其鹽類,該偶氮化合物係以式(II)表示:
[式(II)中,A1
表示可具有擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、及羧基所構成之族群中至少1種基1個或2個之間伸苯基或對伸苯基。
R11
表示可經取代之C8-20
脂肪族烴基、可經取代之C7-20
芳烷基或可經取代之C6-20
芳基。
R12
表示可經取代之C1-5
脂肪族烴基或三氟甲基。
R13
表示氫原子、胺甲醯基或氰基]。
[6]如申請專利範圍第5項之偶氮化合物或其鹽類,其中,以式(II)表示之偶氮化合物或其鹽類,為以式(III)表示之偶氮化合物或其鹽類。
[式(III)中,R11
、R12
及R13
與式(II)中同。
R14
及R15
,各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基或甲氧基。
R16
、R17
、及R18
,各自獨立,表示氫原子、鹵素原子、甲基、甲氧基或羧基,但R16
、R17
及R18
其中至少之一表示羧基。]
又,有時,以式(I)表示之偶氮化合物或其鹽類,以下簡稱為「偶氮化合物(I)」,以式(II)表示之偶氮化合物或其鹽類,以下簡稱為「偶氮化合物(II)」。以其他化學式表示之化合物或其鹽類,有時也同樣簡稱。
(實施發明之最佳形態)
首先,說明以式(I)表示之本發明之偶氮化合物(偶氮化合物(I))。
以式(I)表示之本發明之偶氮化合物或其鹽類,特徵在於:以A表示之芳香環部為具2個以上取代基之苯基或具1個以上取代基之萘基。
以式(I)表示之吡啶酮(pyridine)環之部分,除了烯醇(enol)型外,也包含酮型。藉此構造,本發明之偶氮化合物或其鹽類,對於溶劑顯示高溶解性。又,本發明之偶氮化合物或其鹽類,於其較佳態樣中,耐光性亦優異,亦
極為適於利用穿透光之顏色顯示。
本發明係關於以式(I)表示之偶氮化合物或其鹽類。
[式(I)中,A表示具有擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、硝基、磺基、胺磺醯基及N-取代胺磺醯基所構成族群中至少1種基2個以上之苯基,或具有擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、硝基、磺基、胺磺醯基及N-取代胺磺醯基所構成族群中至少1種基1個以上之萘基。
R1
表示氫原子、C1-12
脂肪族烴基、C7-20
芳烷基或C6-20
芳基。
R2
表示C1-5
脂肪族烴基或三氟甲基。
以式(I)表示之化合物或其鹽類,也可2個於任意位置鍵結形成二元體。]
本發明之偶氮化合物或其鹽類,藉由具有磺基、硫烷基(sulfanyl)、N-取代胺磺醯基,可兼具水溶性及油溶性。為了使油溶性提升,於式(I)中,A宜具有1個以上N-取代胺磺醯基。
A之中,具有磺基之苯基之具體例,例如僅具有磺基者,例如:具有1個磺基之苯基(2-、3-或4-磺苯基)、具2個磺基之苯基(2,4-二磺苯基等);具有磺基及1種其他取代基者,例如:甲基-磺苯基(4-甲基-2-磺苯基、4-甲基-3-磺苯基、2-甲基-3-磺苯基、2-甲基-5-磺苯基、2-甲基-4-磺苯基、3-甲基-4-磺苯基等)、二甲基-磺苯基(4,6-二甲基-2-磺苯基、2,4-二甲基-6-磺苯基等)、甲氧基-磺苯基(4-甲氧基-2-磺苯基、4-甲氧基-3-磺苯基、2-甲氧基-3-磺苯基、2-甲氧基-4-磺苯基等)、羥基-磺苯基(2-羥基-3-磺苯基、2-羥基-4-磺苯基、2-羥基-5-磺苯基等);及具有磺基及2種以上其他取代基者,例如:羥基-硝基-磺苯基(2-羥基-3-硝基-5-磺苯基等)等。其中,從水溶性之觀點,以具磺基及甲基之苯基較佳,2-甲基-4-磺苯基及3-甲基-4-磺苯基更佳。
具磺基之萘基A之具體例,例如:具1個磺基之萘基(5-、6-、7-或8-磺基-2-萘基、4-、5-、6-或7-磺基-1-萘基等)、具2個磺苯基之萘基(6,8-、4,8-、5,7-或3,6-二磺基-2-萘基、3,6-或4,6-二磺基-1-萘基等)、及具3個磺基之萘基(3,6,8-或4,6,8-三磺基-2-萘基等)等。具磺基及1種其他取代基者,例如:甲基-磺萘基(4-甲基-2-磺萘基、4-甲基-3-磺萘基、2-甲基-3-磺萘基、2-甲基-5-磺萘基等)、二甲基-磺萘基(4,6-二甲基-2-磺萘基、2,4-二甲基-6-磺萘基等)、甲氧基-磺萘基(4-甲氧基-2-磺萘基、4-甲氧基-3-磺萘基、2-甲氧基-3-磺萘基、2-甲氧基-4-磺萘基等)、羥基-磺萘基(2-羥基-3-磺萘基、2-羥基-4-磺萘基、2-羥基-5-磺萘基等);及具有磺基及2種以上其他取代基者,例如:羥基-硝基-磺萘基(2-羥基-3-硝基-5-磺苯基等)等。該等之中,以具2個磺苯基之萘基(也稱為二磺萘基)較佳,二磺基-2-萘基更佳,6,8-二磺基-2-萘基更佳。
具有胺磺醯基或N-取代胺磺醯基之苯基或萘基之例,例如於具磺基之苯基或萘基之例中,將磺基取代為胺磺醯基或N-取代胺磺醯基者。N-取代胺磺醯基,例如N-取代胺磺醯基,可以式-SO2
NHR3
表示。R3
表示C1-12
脂肪族烴基(該C1-12
脂肪族烴基所含之氫原子,可取代為烷氧基或羥基,C1-12
脂肪族烴基所含之亞甲基可取代為-O-)、C6-20
芳基、C7-20
芳烷基或C2-10
醯基。
R3
之脂肪族烴基,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀任一者。脂肪族烴基之碳數不含取代基之碳數,其數通常為1~12,較佳為6~11。R3
之脂肪族烴基,例如:可取代為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1-甲基己基、1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、環戊基、環己基、甲基環己基(2-甲基環己基等)、環己基烷基等。脂肪族烴基,例如:烷氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)、四氫呋喃烷基(2-四氫呋喃甲基等)、縮水甘油基、羥基丙基(2-羥基丙基、3-羥基丙基等)等。
R3
之芳基可無取代,也可具脂肪族烴基或羥基等取代基。前述芳基之碳數,包含取代基之碳數計算,通常為6~20,較佳為6~10。該等芳基例如苯基、羥基苯基(4-羥基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等
取代或無取代苯基等。
R3
之芳烷基之烷基部分,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀任一者。芳烷基之碳數,通常為7~20,較佳為7~10。該芳烷基,以苄基、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-胺基-1-苯基丁基等)等苯基烷基為代表。
R3
之醯基可無取代,也可鍵結有脂肪族烴基、烷氧基等取代基。醯基之碳數,係包含取代基之碳數計算,其數通常為2~10,較佳為6~10。前述醯基例如乙醯基、苯甲醯基、甲氧基苯甲醯基(對甲氧基苯甲醯基等)等。
前述R3
從使油溶性更提高之觀點,宜為甲基丁基(1,1,3,3-四甲基丁基等)、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、甲基環己基(2-甲基環己基等)、苯基丙基(1-甲基-3-苯基丙基等)、苯基丁基(3-胺基-1-苯基丁基等)、烷氧基丙基(3-(2-乙基己氧基)丙基等)等具分支碳之脂肪族烴,或芳烷基較佳。
R1
表示氫原子、C1-12
脂肪族烴基、C7-20
芳烷基或C6-20
芳基。
R1
之脂肪族烴基,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀任一者。脂肪族烴基之碳數包含全部取代基之碳數,其數通常為1~12,較佳為2~11。R1之脂肪族烴基,包含例如:正辛基、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、環辛基、甲基環己基(2,2-二甲基環己基等)、環己基烷基等。R1
之脂肪族烴基,可取代為C1-6
烷氧基等取代基。該取代脂肪族烴基,例:烷氧基丙基(3-(2’-乙基己氧基)丙基等)等。R1
脂肪族烴基末端可取代為羧基。該取代脂肪族烴基,例:8-(羧基)辛基等。
R1
之芳烷基之烷基部分,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀其中任一者。芳烷基之碳數,通常為7~20,較佳為7~10。該芳烷基,例如:苄基、苯基丁基(3-胺基-1-苯基丁基等)等苯基烷基。
R1
之芳基可無取代,也可具有脂肪族烴基或羧基等取代基。前述芳基之碳數,係包含取代基之碳數計算,通常為6~20,較佳為6~10。該等芳基,例如:苯基、羧基苯基(2-羧基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等無取代或取代苯基等。
R2
表示C1-5
脂肪族烴基或三氟甲基。從分光濃度及色相之觀點,以甲基較佳。
又,本說明書中,Ca-b
意指碳數為a以上、b以下。
若併用2種偶氮化合物(I),相較於單獨使用1種時,油溶性較大。因此,從油溶性之觀點,使用偶氮化合物(I)之2種以上組合作為液晶顯示裝置之色素,亦為較佳態樣。油溶性提升之組合例,例如:具2個N-取代胺磺醯基之偶氮化合物(二胺磺醯基)與具1個磺基及1個N-取代胺磺醯基之偶氮化合物(單胺磺醯基)之組合。
又,單胺磺醯基相較於二胺磺醯基,於溶解性之觀點尤佳。
從提高油溶性之觀點,R1
宜從上述例中選擇體積較大之基。藉由選擇體積大的基,能減低偶氮色素之堆疊交互作用(stacking interaction),提高油溶性。又,藉由選擇體積大的基,能保護偶氮基,提高耐光性。前述體積大的R1
,例如:2-乙基己基等分支的脂肪族烴基(尤其3級脂肪族烴基)、三氟甲基等鍵結有2個以上(尤其3個以上)鹵素原子之脂肪族烴基等。
偶氮化合物(I)或其鹽類,亦可2個於任意位置鍵結形成二元體。二元體,例如:式(I-A)表示之化合物及式(I-B)表示之化合物。
(式(I-A)及式(I-B)中,R1
、R2
及A與上述表示相同意涵。
R’1
與R1表示相同意思。R’2
與R2
表示相同意思。A’與A表示相同意思。
R”1
及Z,各自獨立表示C1-12
伸烷基。
A2
及A3
各自獨立,表示可具取代基之2價C6-14
芳香族烴基。)
2價之C6-14
芳香族烴基,例如:伸苯基及伸萘基等,伸苯基較佳。
2價之C6-14
芳香族烴基之取代基,例如:鹵素原子、C1-8
烷基、C1-8
烷氧基、硝基、磺基、胺磺醯基及N-取代胺磺醯基等。
鹵素原子,例如:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,氟原子、氯原子或溴原子較佳。
C1-8
烷基,例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基等,碳數1~4之烷基較佳,碳數1~2之烷基更佳,甲基尤佳。
C1-8
烷氧基,例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基及己氧基等,碳數1~4之烷氧基較佳,碳數1~2之烷氧基更佳,甲氧基尤佳。
N-取代胺磺醯基,以-SO2
NHR3
基較佳。R3
與上述表示相同意涵。
R”1
及Z之C1-12
伸烷基,例如:亞甲基、伸乙基、正伸丙基、異伸丙基、正伸丁基、異伸丁基、第二伸丁基、第三伸丁基、甲基伸丁基(1,1,3,3-四甲基伸丁基等)、甲基伸己基(1-甲基伸己基、1,5-二甲基伸己基等)、乙基伸己基(2-乙基伸己基等)等。正伸丁基尤佳。
偶氮化合物(I)之中,A為具磺基時之較佳例,例如:式(I-1)~式(I-57)、式(I-208)~式(I-213)。
式(I)中,具N-取代胺磺醯基之較佳例,例如:式(I-58)~式(I-178)、式(I-180)~式(I-207)。
本發明不限於偶氮化合物(I),也包含其鹽類。鹽例如:磺酸鹽或羧酸鹽等。又,形成該等鹽之陽離子不特別限定,若考慮對於溶劑之溶解性,如鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽之鹼金屬鹽;銨鹽;及乙醇胺鹽、烷胺鹽之有機胺鹽等較佳。尤其,鹼金屬鹽(較佳為鈉鹽)在包含於偏光膜基材時為有用。又,有機胺鹽在包含於硬化性樹脂組成物時有用,又,因係非金屬鹽,故於重視絕緣性之領域亦為有用。
本發明之偶氮化合物,如在染料領域為人所熟知,可藉由將重氮鹽(diazonium)與吡啶酮類偶聯而製造。例如,可將式(a)表示之胺類(重氮成分)藉由亞硝酸、亞硝酸鹽或亞硝酸酯予以重氮化而得之以式(b)表示之化合物,作為前述重氮鹽使用。
A-NH2
(a)
(式(a)及(b)中,A與式(I)中者表示相同意涵。X-
表示無機或有機陰離子。)
前述無機或有機陰離子,例如:氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、過氯酸離子、次亞氯酸離子、CH3
-COO-
、Ph-COO-
等,較佳為氯化物離子、溴化物離子、CH3
-COO-
。
又,可藉由將以式(b)表示之重氮鹽與以式(c)表示之吡啶酮類(偶聯成分)通常於水性溶劑中於20~60℃反應,製造偶氮化合物(I)。
(式(c)中,R1
及R2
,與式(I)中者表示相同意涵)
具胺磺醯基或N-取代胺磺醯基之目的化合物(I),也可使用具有胺磺醯基或N-取代胺磺醯基之胺類(a)製造,使用具磺基之胺類(a)進行偶聯反應後,將磺基予以磺醯胺化而製造。例如,先合成於式(I)具磺基之化合物(以下,稱為「偶氮磺酸(I)」),藉由亞硫醯鹵化物將磺基(-SO3
H)予以鹵化碸化(-SO2
X;X為鹵素原子),得到鹵化碸化合物,接著與胺(以下有時稱為「反應性胺」)反應,藉此將磺基予以磺醯胺化,得到磺醯胺化合物(偶氮化合物(I))。
偶氮磺酸(I)之較佳例,例如:式(I-1)~(1-3),較佳為式(I-1)及(I-2)。亞硫醯鹵化物化合物,例如亞硫醯氟、亞硫醯氯、亞硫醯溴、亞硫醯碘等,較佳為亞硫醯氯、亞硫醯溴等,尤佳為亞硫醯氯。亞硫醯鹵化物化合物之使用量,相對於偶氮磺酸(I)1莫耳,例如為約1~10莫耳。又,反應系中帶有水時,宜過量使用亞硫醯鹵化物。
鹵化碸化,通常係於溶劑中進行。溶劑例如:1,4-二烷等醚類(尤佳為
環狀醚類);氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、全氯乙烯、二氯丙烷、氯戊烷、1,2-二溴乙烷等鹵化烴類等。溶劑之使用量,相對於偶氮磺酸(I)1質量份,例如使用約3質量份以上(較佳為5質量份以上)、10質量份以下(較佳為8質量份以下)。
又,鹵化碸化宜併用N,N-二烷基甲醯胺(例如、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺等)。使用N,N-二烷基甲醯胺時,其使用量相對於亞硫醯鹵化物化合物1莫耳,例如約0.05~1莫耳。將偶氮磺酸(I)與N,N-二烷基甲醯胺於溶劑中預先混合後,若添加亞硫醯鹵化物化合物,能抑制發熱。
鹵化碸化之反應溫度,例如0℃以上,較佳為30℃以上、70℃以下,更佳為60℃以下。反應時間約例如0.5小時以上,較佳為3小時以上、8小時以下,更佳為5小時以下。
如上述製備之鹵化碸化合物,可先離析後與反應性胺反應,也可不離析而維持反應混合物之狀態與反應性胺反應。又,離析時,例如可將反應混合物與水混合,並濾取析出之結晶。取得之鹵化碸化合物之結晶,與反應性胺反應前,可視需要水洗及乾燥。
前述反應性胺,例如1級胺,該1級胺以式H2
N-R3
表示(R3
與前述同)。
H2
N-R3
之具體例,包含正丙胺、正丁胺、正己胺、二甲基己胺(1,5-二甲基己胺等)、四甲基丁胺(1,1,3,3-四甲基丁胺等)、乙基己胺(2-乙基己胺等)、胺基苯基丁烷(3-胺基-1-苯基丁烷等)、異丙氧基丙胺等。反應性胺之使用量,相對於鹵化碸化合物1莫耳,通常約為2莫耳以上、10莫耳以下,較佳為7莫耳以下。
鹵化碸化合物與反應性胺之添加順序不特別限定,多於鹵化碸化合物中添加(滴加)反應性胺。又,鹵化碸化合物與反應性胺之反應,通常係於溶劑中進行。溶劑,可使用與製備鹵化碸化合物時同樣之溶劑。
又,鹵化碸化合物與反應性胺之反應,較佳為:於鹼性觸媒存在下進行。鹼性觸媒,例如3級胺(三乙胺、三乙醇胺等脂肪族3級胺;吡啶、甲基吡啶等芳香族3級胺)、及2級胺(二乙胺、哌啶等脂肪族2級胺)等。其中,3級胺、尤以三乙胺等脂肪族3級胺較佳。鹼性觸媒之使用量,相對於反應性胺(與鹵化碸反應之前述胺),通常為約1.1莫耳以上、6莫耳以下,較佳為
1.1莫耳以上、5莫耳以下。
對於鹵化碸化合物添加反應性胺及鹼性觸媒時,鹼性觸媒之添加時點不特別限定,在反應性胺之添加前及添加後均可,也可與反應性胺在同時點添加。又,可預先與反應性胺混合後添加,也可與反應性胺分別添加。
鹵化碸化合物與反應性胺之反應溫度,例如0℃以上、50℃以下,較佳為0℃以上、30℃以下。又,反應時間通常約1~5小時。
從反應混合物取得目的化合物磺醯胺化合物(偶氮化合物(I))之方法,不特別限定,可採公知之各種手法。例如,將反應混合物與酸(乙酸)及水一起混合,並濾取析出之結晶較佳。前述酸及水,先製備酸之水溶液後使用較佳,多為將反應混合物添加於該酸之水溶液。反應混合物之添加溫度通常為10℃以上,較佳為20℃以上、50℃以下,更佳為30℃以下。又,添加後,宜於同溫度攪拌約0.5~2小時。濾取之結晶,通常以水等清洗,接著乾燥。又,視需要,可以再結晶等公知手法進一步精製。
本發明之偶氮化合物或其鹽類,對於溶劑呈高溶解性。溶劑,例如:水或有機溶劑。前述有機溶劑有各種種類,例如:宜使用具羰基之溶劑。前述具羰基之溶劑,例如:三甲基乙酸乙酯、乙醯基乙酸乙酯、二丙酮醇(diacetone alcohol)等,較佳為二丙酮醇。
本發明之偶氮化合物或其鹽類,由於對於溶劑呈高溶解性,因此,可用於利用反射光或穿透光顯示顏色之纖維材料、液晶顯示裝置等。又,本發明之偶氮化合物或其鹽類,當測定吸收光譜時,於400~450nm之波長區域具極大吸收,因此,作為黃色染料使用較佳。
其次,說明以式(II)表示之本發明之偶氮化合物(偶氮化合物(II))。
以式(II)表示之本發明之偶氮化合物或其鹽類,特徵在於:鍵結於吡啶酮偶氮化合物之偶氮基的苯環,對於偶氮基在間位或對位具羧基,且吡啶酮環中之氮原子上之取代基R1
具有碳數較多之烴基。又,以式(II)及(III)表示之吡啶酮環之部分,除了烯醇型,也包含酮型。藉此構造,本發明之偶氮
色素化合物或其鹽類,呈高溶解性、耐熱性、及耐光性。又,本發明之偶氮化合物或其鹽類呈高溶解性之溶劑,可擇自於例如羥基羧酸酯類(乳酸乙酯等)、羥基酮類(二丙酮醇等)、醚類(丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等)等低揮發性之溶劑。
以下詳細說明式(II)。式(II)中,A1
表示具有1個或2個擇自於鹵素原子、甲基、甲氧基、及羧基所構成族群中至少1種基之間或對伸苯基。A1
以無取代之間或對伸苯基或具甲基、甲氧基或羧基之間或對伸苯基較佳。本發明之偶氮化合物或其鹽類,藉由在特定部位具有羧基,能兼顧溶解性、耐熱性、及耐光性。為了提升溶解性,式(II)中,A1
以具有1個以上甲基較佳。
R11
表示可經取代之C8-20
脂肪族烴基、可經取代之C7-20
芳烷基,或可經取代之C6-20
芳基。
R11
之脂肪族烴基,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀中任一者。脂肪族烴基之碳數包含取代基之全部碳數,其數通常為8~20,較佳為8~12。R11
脂肪族烴基包含:例如正辛基、甲基己基(1,5-二甲基己基等)、乙基己基(2-乙基己基等)、環辛基、甲基環己基(2,2-二甲基環己基等)、環己基烷基等。R11
之脂肪族烴基,可取代為例如C1-8
烷氧基等取代基。該取代脂肪族烴基例:烷氧基丙基(3-(2’-乙基己氧基)丙基等)等。R11
之脂肪族烴基,末端可取代為羧基。該取代脂肪族烴基,例如:8-(羧基)辛基等。
R11
之芳烷基之烷基部分,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀中任一者。
芳烷基之碳數通常為7~20,較佳為7~10。該芳烷基,以苄基、苯基丁基(3-胺基-1-苯基丁基等)等苯基烷基為代表。
R11
之芳基可無取代,也可具有脂肪族烴基或羧基等取代基。前述芳基之碳數,包含取代基之碳數計算,通常為6~20,較佳為6~10。該等芳基例如苯基、羧基苯基(2-羧基苯基等)、三氟甲基苯基(4-三氟甲基苯基等)等無取代或取代苯基等。
R12
表示可經取代之C1-5
脂肪族烴基或三氟甲基。從色濃度及色相之觀點,以甲基較佳。
R13
表示氫原子、胺甲醯基或氰基。R13
為氫原子或具氰基之本發明偶氮化合物或其鹽類,能呈現尤高之色濃度。
又,本發明中,Ca-b
意指碳數為a以上、b以下。
前述A1
從提升色濃度、溶解性、耐熱性、及耐光性等之觀點,也可進一步限定。尤其,從提高對於溶劑之溶解性的觀點,希望A1
上之偶氮基與羧基,位在對位或間位,且於偶氮基之鄰位不具有羧基。亦即,例如式(III)表示之化合物。
式(III)中,R14
及R15
,各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基或甲氧基。從色濃度之方面,以氫原子或甲基較佳。
R16
、R17
、及R18
,各自獨立表示氫原子、鹵素原子、甲基、甲氧基或羧基。且,R16
、R17
、及R18
至少其中之一表示羧基。藉由對於該部位導入羧基,能提升溶劑溶解性。更佳為:R16
、R17
、及R18
其中之一表示羧基。
又,本發明之偶氮化合物或其鹽類,除了式(II)及(1I1)表示者,更包含其互變異構物。式(II)及(III)表示之化合物,可在任意位置形成2元體以上之多元體。
若併用2種以上偶氮化合物(II),相較於單獨使用1種之情形,對於有機溶劑之溶解量大。因此從溶解性之觀點,組合2種以上偶氮化合物(II)作為液晶顯示裝置之色素,亦為較佳態樣。使溶解性提升之組合例,例如:具2個羧基之偶氮化合物(二羧酸)與具有1個羧基之偶氮化合物(單羧酸)之組合。
又,由於單羧酸相較於二羧酸,分子量較低,因此,從色濃度之觀點尤佳。
本發明之偶氮化合物,藉由對於R11
選擇體積大的基,能減低偶氮色素之堆疊,提高溶解性。又,藉由選擇體積大的基,能保護偶氮基,提高耐光性。前述高體積之R11
,例如:2-乙基己基等分支的脂肪族烴基(尤其3級脂肪族烴基)等。
式(II)之較佳例,例如:式(II-301)~(II-326)。
以式(II)表示之化合物中,從提高色濃度、溶解性、耐熱性、及耐光性等之觀點,更佳為式(III)表示之偶氮化合物。
式(III)之較佳例為式(III-1)~(III-40)。
本發明不限於式(II)及(III)表示之化合物,尚包含其鹽。鹽例如:羧酸鹽。又,形成該等鹽之陽離子不特別限定,若考慮對於溶劑之溶解性,如鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽之鹼金屬鹽;銨鹽;及乙醇胺鹽、烷胺鹽之有機胺鹽等較佳。尤其,鹼金屬鹽(較佳為鈉鹽),於含有在偏光膜基材時為有用。又,有機胺鹽於含有在樹脂硬化性化合物時為有用,又,由於為非金屬鹽,於重視絕緣性之領域亦為有用。
本發明之偶氮化合物,如在染料領域為人所熟知,可藉由將重氮鹽與吡啶酮類偶聯而製造,例如,可將式(a)表示之胺類(重氮成分)藉由亞硝酸、亞硝酸鹽或亞硝酸酯予以重氮化得到之以式(b)表示之化合物,作為前述重氮鹽使用。
HOOC-A
1
-NH
2
(a)
(式(a)及(b)中,A1
表示與式(II)中相同意涵。X-表示無機或有機陰離子。)
前述無機或有機陰離子,例如:氟化物離子、氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、過氯酸離子、次亞氯酸離子、CH3
-COO-
、Ph-COO-
等,較佳為氯化物離子、溴化物離子、CH3
-COO-
。
又,可藉由將式(b)表示之重氮鹽與式(c)表示之吡啶酮類(偶聯成分),通常於水性溶劑中於20~60℃反應,製造偶氮化合物(II)。
(式(c)中,R11
~R13
與前述表示相同意涵。)
從反應混合物取得目的化合物偶氮化合物之方法不特別限定,可採用公知之各種手法(酸析、鹽析等)。濾取之結晶通常以水等清洗,接著乾燥。又,視需要,也可以再結晶等公知手法進一步精製。
式(c)表示之吡啶酮類,可使用公知之製造法製造。例如,可使用專利文獻1、專利文獻3或昭49-40474號公報揭示之手法。
本發明之偶氮化合物(I)或其鹽類,對於溶劑呈高溶解性。本發明之偶氮化合物(II)或其鹽類,對於溶劑呈高溶解性。
(實施例)
以下舉實施例對於本發明更具體說明,本發明不限於以下實施例。又,
實施例及比較例中之「%」及「份」,如無特別記載,為質量%及質量份。
實施例1
於以式(a-1)表示之鄰甲苯胺-4-磺酸四水合物25.0份中添加水250份及N-甲基吡咯啶酮50份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。添加亞硝酸鈉18.4份,攪拌30分鐘。將35%鹽酸64.8份少量逐步加入使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸16.7份溶解於水170份後之水溶液添加於反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-1)表示之1-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮19.3份中加入水173份及N-甲基吡咯啶酮19份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。將前述吡啶酮水溶液攪拌成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時,得暗色溶液。將精製鹽140份加入反應溶液,並攪拌5小時。過濾,將得到之黃色固體於減壓於60℃乾燥,得到式(I-36)表示之偶氮化合物35.8份(產率91%)。
以質量分析決定化合物(I-36)之構造。質量分析裝置使用JMS-700(日
本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=460
將得到之偶氮化合物(I-36)0.35g溶於N,N-二甲基甲醯胺,使體積為250cm3
,將其中的2cm3
以水稀釋成體積為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物,於λmax=441nm顯示吸光度為3.1(任意單位)。
實施例2
於配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶中,投入偶氮化合物(I-36)5.0份、氯仿50份及N,N-二甲基甲醯胺2.1份,於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加亞硫醯氯3.5份。滴加結束後,升溫至50℃,於同溫度維持5小時使反應,之後冷卻至20℃。冷卻後之反應溶液,於攪拌下維持於20℃以下之狀態,滴加2-乙基己胺8.0份及三乙胺15份之混合液。之後,於同溫度攪拌5小時攪拌使反應。其次將得到之反應混合物以旋轉蒸發器將溶劑餾去後,加入少量甲醇後劇烈攪拌。將該混合物一面攪拌一面添加於乙酸29份及離子交換水300份之混合液中,使結晶析出。分濾析出之結晶,以離子交換水充分清洗,於60℃進行減壓乾燥,得到以式(I-111)表示之偶氮化合物5.0份(產率78%)。
化合物(I-111)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=571
將得到之偶氮化合物(I-111)0.35g溶於乳酸乙酯使體積為250cm3
,其中的2cm3
以離子交換水稀釋成體積為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物,於λmax=434nm顯示吸光度為2.5(任意單位)。
實施例3
於以式(a-2)表示之間甲苯胺-4-磺酸25.0份中添加水200份與N-甲基吡咯啶酮50份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。添加亞硝酸鈉27.6份並攪拌30分鐘。將35%鹽酸97.3份少量逐步加入使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸25.1份溶於水250份後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-1)表示之1-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮28.9份中加入水260份及N-甲基吡咯啶酮28.9份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時,得暗色溶液。將精製鹽140份加入反應溶液,攪拌5小時。過濾,將得到之黃色固體於減壓於60℃乾燥,得到以式(I-35)表示之偶氮化合物46.7份(產率79%)。
化合物(I-35)之構造藉由質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=460
將得到之偶氮化合物(I-35)0.35g溶解於N,N-二甲基甲醯胺使體積成
為250cm3
,其中的2cm3
以水稀釋,使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=435nm顯示吸光度為3.2(任意單位)。
實施例4
於配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶中,投入偶氮化合物(I-35)5.0份、氯仿50份及N,N-二甲基甲醯胺2.1份,於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加亞硫醯氯3.5份。滴加結束後,升溫至50℃,於同溫度維持5小時使反應,之後冷卻至20℃。冷卻後之反應溶液於攪拌下維持為20℃以下之狀態,滴加四氫呋喃胺8.0份及三乙胺15份之混合液。之後,於同溫度攪拌5小時使反應。其次,將得到之反應混合物以旋轉蒸發器餾去溶劑後,添加少量甲醇後劇烈攪拌。將該混合物一面攪拌一面添加於乙酸29份及離子交換水300份之混合液中,使結晶析出。分濾析出之結晶,以離子交換水充分清洗,於60℃減壓乾燥,得到以式(I-151)表示之偶氮化合物5.7份(產率90%)。
化合物(I-151)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=543
將得到之偶氮化合物(I-151)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積為250cm3
,將其中之2cm3
以離子交換水稀釋使體積為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物,於λmax=438nm顯示吸光度為2.6(任意單位)。
實施例5
於配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶中,投入偶氮化合物(I-35)5份、甲氧基環戊烷30份及N,N-二丁基甲醯胺5.8份,於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加亞硫醯氯4份。滴加結束後,升溫至40℃,於同溫度維持5小時
使反應,之後冷卻至20℃。冷卻後之反應溶液,於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加1-胺基-2-丙醇3.7份及三乙胺4份之混合液。之後,於同溫度攪拌5小時使反應。其次,將得到之反應混合物以旋轉蒸發器餾去溶劑後,添加少量甲醇後劇烈攪拌。將該混合物一面攪拌一面添加於乙酸29份及離子交換水300份之混合液中,使結晶析出。分濾析出之結晶,以離子交換水充分清洗,於60℃減壓乾燥,得到以式(I-184)表示之偶氮化合物4.2份(產率74%)。
化合物(I-184)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=517
將得到之偶氮化合物(I-184)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積為250cm3
,將其中之2cm3
以離子交換水稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=432nm顯示吸光度為2.4(任意單位)。
實施例6
於配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶中,投入偶氮化合物(I-35)3份、四氫呋喃45份及N,N-二甲基甲醯胺1.3份,於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加亞硫醯氯2.4份。滴加結束後,升溫至40℃,於同溫度攪拌5小時使反應,之後冷卻至20℃。將冷卻後之反應溶液於攪拌下維持20℃以下之狀態,滴加乙二胺5.8份及三乙胺4份之混合液。之後,於同溫度攪拌5小時使反應。其次,將得到之反應混合物以旋轉蒸發器餾去溶劑後,加入少量甲醇後劇烈攪拌。將該混合物一面攪拌一面加入乙酸20份及離子交換水200份之混合液中,使結晶析出。分濾析出之結晶,以離子交換水充分清洗,以60℃減壓乾燥,得到以式(I-204)表示之偶氮化合物1.5份(產率48%)。
化合物(I-204)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=860
將得到之偶氮化合物(I-204)0.35g溶於乳酸乙酯使體積為250cm3
,將其中之2cm3
以離子交換水稀釋,使體積成為100cm3(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物,於λmax=430nm顯示吸光度為2.5(任意單位)。
實施例7
於以式(a-2)表示之間甲苯胺-4-磺酸10.0份中添加水200份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。添加亞硝酸鈉11.1份並攪拌30分鐘。少量逐步添加35%鹽酸39.0份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸10.1份溶於水101份後之水溶液加入反應溶液中並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-2)表示之1,4-雙[1-(3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮)]-丁烷9.5份中加入水85份及及N-甲基吡咯啶酮10份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有
重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時,得到黃色懸浮液。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(I-210)表示之化合物18.6份(產率92.8%)。
化合物(I-210)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=750
將得到之化合物(I-210)0.35g溶於N,N-二甲基甲醯胺使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以水稀釋,使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=435nm顯示吸光度為3.1(任意單位)。
實施例8
於配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶中,投入化合物(I-210)5.0份、乙腈50份及N,N-二甲基甲醯胺1.5份,於攪拌下維持於20℃以下之狀態,滴加亞硫醯氯3.7份。滴加結束後,升溫至40℃,於同溫度維持2小時使反應,之後冷卻至20℃。將冷卻後之反應溶液一面攪拌一面注入冰水150份中之後,攪拌30分鐘。分濾析出之黃色結晶,以自來水充分清洗,於60℃減壓乾燥2小時。另外準備配備冷卻管及攪拌裝置之燒瓶,投入1-胺基-2-丙醇2.0份及N-甲基吡咯啶酮20份,於攪拌下維持於20℃以下之狀態,將先前調整之黃色結晶花費1小時投入。投入黃色固體後,將液溫升溫至室溫後,將反應溶液攪拌30分鐘。於反應溶液添加甲醇40份並攪拌後,將該混合溶液一面攪拌一面加入乙酸29份及離子交換水300份之混合液中,使結晶析出。分濾析出之結晶,以離子交換水充分清洗,於60℃減壓乾燥,得到以式(I-198)表示之化合物3.9份(產率69%。)。
化合物(I-198)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=864
將得到之化合物(1-198)0.35g溶解於乳酸乙酯,使體積為250cm3
,將其中之2cm3
以離子交換水稀釋使體積成為100cm3(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=433nm顯示吸光度為2.6(任意單位)。
比較例1
以專利文獻1記載之方法,合成下述偶氮化合物。將偶氮化合物(d-1)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積為250cm3
,將其中的2cm3
以離子交換水稀釋使體積為100cm3(
濃度:0.028g/L),並使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=425nm顯示吸光度為2.2(任意單位)。
<對於溶劑之溶解度之評價>
以下列方式求出實施例1~8及比較例1之偶氮化合物對於溶劑之溶解度。
於50mL之樣本管中,將各偶氮化合物與二丙酮醇混合,使得各成為1%(W/V)及3%(W/V)之混合比例,於密封後於40℃以超音波振盪機振盪10分鐘。接著,於室溫放置30分鐘後,過濾並確認不溶物之有無。
於製備為1%(W/V)之混合溶液中,有不溶物者定為溶解度1%以下(×),
於製備為1%(W/V)之混合溶液中,無不溶物且於製備為3%(W/V)之混合溶液中有不溶物者之溶解度定為1~不滿3%(△),於製備為3%(W/V)之混合溶液中無不溶物者定為溶解度3%以上(○)。結果如表1所示。
從表1之結果可知,本發明之化合物兼具高溶解性及高分光濃度。
實施例9
於以式(a-3)表示之4-胺基苯甲酸5.0份中加入水25份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調節為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。加入亞硝酸鈉7.6份並攪拌30分鐘。少量逐步加入35%鹽酸22.8份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸6.9份溶解於水69份後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-3)表示之1-(2-乙基己基)-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮10.5份中加入N-甲基吡咯啶酮105份及水53份後,於冰冷下以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時,得到褐色懸浮液。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(III-1)表示之偶氮化合物10.9份(產率73%)。
偶氮化合物式(III-1)之構造以1
H-NMR、13
C-NMR及質量分析決定。NMR裝置使用ECA-500(日本分光社製),質量分析裝置使用MS-700(日本電子(股)公司製)。
1
H-NMR(500MHz、δ值(ppm、TMS基準)、DMSO);0.84-0.88(6H、m)、1.19-1.33(8H、m)、1.77(1H、m)、2.51(3H、s)、3.71-3.79(2H、m)、7.76(2H、br.d、J=8.8Hz)、7.97(2H、br.d、J=8.8Hz)、13.81(1H、br.s)、14.3(1H、br.s)
13
C-NMR(125MHz、δ值(ppm、TMS基準)、DMSO):10.30、13.93、16.43、21.03、22.47、23.26、28.01、29.91、36.83、43.12、101.54、114.88、117.12、123.97、128.22、130.87,144.64、159.16、160.23、160.56、166.54、171.98
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=410
將得到之偶氮化合物(III-1)0.35g溶於乳酸乙酯使體積為250cm3,將
其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=431nm吸光度顯示2.4(任意單位)。
實施例10
於以式(a-3)表示之4-胺基苯甲酸5.0份中加入水25份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。加入亞硝酸鈉7.6份並攪拌30分鐘。少量逐步加入35%鹽酸22.8份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸6.9份溶於水69份後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-4)表示之1-[3’-丙基(2”-乙基己氧基)]-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮12.9份中加入N-甲基吡咯啶酮129份及水64份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時得到褐色懸浮液。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(III-6)表示之偶氮化合物12.5份(產率73%)。
偶氮化合物(III-6)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=468
將得到之偶氮化合物(III-6)0.35g溶於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物,於λmax=431nm顯示吸光度為2.2(任意單位)。
實施例11
於以式(a-4)表示之3-胺基苯甲酸5.0份中添加水25份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。加入亞硝酸鈉7.6份並攪拌30分鐘。少量逐步添加35%鹽酸22.8份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸6.9份溶解於水69份溶解後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-3)表示之1-(2-乙基己基)-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮10.5份中加入N-甲基吡咯啶酮105份及水53份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%。氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時得到褐色懸浮液。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到式(III-11)表示之偶氮化合物12.3份(產率82%)。
偶氮化合物(III-11)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=410
將得到之偶氮化合物(III-11)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=427nm顯示吸光度為2.0(任意單位)。
比較例2
於以式(a-3)表示之4-胺基苯甲酸45.1份中加入水225份後,於冰冷下,以30%之氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。添加亞硝酸鈉68.0份並攪拌30分鐘。少量逐步添加35%鹽酸205.4份,使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸61.8份溶解於水618.4份後之水
溶液加入反應溶液中並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-1)表示之1-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮63.0份中加入水629.7份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時得到暗色溶液。將精製鹽140份加入反應溶液中,攪拌5小時。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(d-2)表示之偶氮化合物98.4份(產率79%。)。
偶氮化合物(d-2)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=354
將得到之偶氮化合物(d-2)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=431nm顯示吸光度為2.5(任意單位)。
比較例3
於以式(a-4)表示之4-胺基苯甲酸異丁酯10.0份中加入水50份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。
加入亞硝酸鈉10.7份,攪拌30分鐘。少量逐步添加35%鹽酸32.3份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸9.7份溶於水97.4份後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-1)表示之1-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮9.9份加入水99.2份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時得到暗色溶液。將精製鹽140份加入反應溶液,攪拌5小時。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(d-3)表示之偶氮化合物15.9份(產率75%)。
偶氮化合物(d-3)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=410
將得到之偶氮化合物(d-3)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋使體積成為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=430nm顯示吸光度為2.5(任意單位)
比較例4
於以式(a-5)表示之2-胺基-3-甲基苯甲酸15.9份中加入水79.3份
後,於冰冷下以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH7~8。以下操作於冰冷下進行。加入亞硝酸鈉21.7份並攪拌30分鐘。少量逐步添加35%鹽酸65.5份使成褐色溶液後,攪拌2小時。將醯胺基硫酸19.7份溶於水197.3份後之水溶液加入反應溶液並攪拌,得到含有重氮鹽之懸浮液。
於以式(c-1)表示之1-丁基-3-氰基-4-甲基-6-羥基吡啶-2-酮20.1份中添加水200.9份後,於冰冷下,以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9。
以下操作於冰冷下進行。攪拌前述吡啶酮水溶液使成無色溶液後,一面以30%氫氧化鈉水溶液調整為pH8~9,一面花費2小時以泵浦滴加含有重氮鹽之懸浮液。滴加結束後,再攪拌2小時得到暗色溶液。將精製鹽140份加入反應溶液,攪拌5小時。過濾,將得到之黃色固體於減壓下於60℃乾燥,得到以式(d-4)表示之偶氮化合物28.5份(產率74%。)。
偶氮化合物(d-4)之構造以質量分析決定。質量分析裝置使用JMS-700(日本電子(股)公司製)。
質量分析:離子化模式=FD+:m/z=368
將得到之偶氮化合物(d-4)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以乳酸乙酯稀釋成體積為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,比色皿之長度為1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=425nm顯示吸光度為2.0(任意單位)。
比較例5
以專利文獻1(日本特表2003-510398號公報)之實施例17記載之方
法,合成下述偶氮化合物。將偶氮化合物(d-5)0.35g溶解於乳酸乙酯使體積成為250cm3
,將其中之2cm3
以離子交換水稀釋成體積為100cm3
(濃度:0.028g/L),使用分光光度計(石英比色皿,光路長;1cm)測定吸收光譜。該化合物於λmax=422nm顯示吸光度為2.1(任意單位)。
<對於溶劑之溶解度之評價>
以下列方式求出實施例9~11、及比較例2~5之偶氮化合物對於溶劑之溶解度:於50mL樣本管中,將各偶氮化合物與表2所示溶劑混合,使得各成為1%(W/V)及3%(W/V)之混合比例,密封後於40℃以超音波振盪機振盪10分鐘。接著,於室溫放置30分鐘後,過濾並確認不溶物之有無。
於製備為1%(W/V)之混合溶液中,有不溶物者定為溶解度1%以下(×),於製備為1%(W/V)之混合溶液中,無不溶物且於製備為3%(W/V)之混合溶液中有不溶物者之溶解度定為1~不滿3%(△),於製備為3%(W/V)之混合溶液中無不溶物者定為溶解度3%以上(○)。結果如表2所示。
表2
從表2之結果可得知,藉由於特定部位導入羧基及長鏈烷基,能提高偶氮化合物之溶解性。以下實施例使用之成分如下,以下有時省略表示。
(III-1)著色劑:於實施例1所合成之偶氮化合物
(A-1)著色劑:Solvent Yellow162(BASF社製)
(d-1)著色劑:於比較例1合成之偶氮化合物
(d-4)著色劑:於比較例4合成之偶氮化合物
(F-1)樹脂:HN-122(田岡化學工業社製)
(G-1)溶劑:N,N-二甲基甲醯胺
實施例12(著色組成物1之製備)
混合(II-1)0.51質量份、(F-1)1.19質量份、(G-1)8.30質量份得到著色組成物1。
[塗佈膜之形成]
其次,於玻璃(#1737;Corning)上,以旋塗法塗佈上述得到之著色組成物1後,於100℃以3分鐘時間使揮發成分揮發,形成著色組成物1之塗佈膜。
[評價1]耐熱性評價方法
將上述實施例12得到之著色組成物1之塗佈膜於230℃加熱120鐘,使用測色機(OSP-SP-200;OLYMPUS社製)測定加熱前後之色差
(△Eab*)。
[評價2]耐光性評價方法
在上述實施例12得到之著色組成物1之塗佈膜上,配置紫外線遮斷濾片[「COLORED OPTICAL GLASS L38」(HOYA(股)製),遮斷380nm以下之光。],以耐光性試驗機(SUNTEST CPS+:東洋精機社製)照射氙燈光線48小時。
其次,使用測色機(OSP-SP-200;OLYMPUS社製)測定耐光性試驗前後之色差(△Eab*)。
[塗佈膜之評價]
對於得到之塗佈膜,以上列評價1~2之方法實施耐熱性及耐光性之評價,結果,耐熱性評價之色差(△Eab*)為4.4、耐光性評價之色差(△Eab*)為0.2。
比較例6
[著色組成物2之製備]
將實施例12之著色劑(III-1)變更為著色劑(A-1),除此以外與實施例12同樣混合,得到著色組成物2。
[塗佈膜之形成及評價]
與實施例12同樣進行,製作塗佈膜並實施評價,結果於耐熱性評價之色差(△Eab*)為4.8,於耐光性評價之色差(△Eab*)為0.6。
比較例7
[著色組成物3之製備]
將實施例12之著色劑(III-1)變更為著色劑(d-1),除此以外,與實施例12同樣混合,得到著色組成物3。
[塗佈膜之形成及評價]
與實施例5同樣進行,製作塗佈膜並實施評價,結果於耐熱性評價之色差(△Eab*)為38.3,於耐光性評價之色差(△Eab*)為1.6。
比較例8
[著色組成物4之製備]
將實施例12之著色劑(III-1)變更為著色劑(d-4),除此以外,與實施例12同樣混合,得到著色組成物4。
[塗佈膜之形成及評價]
與實施例12同樣進行,製作塗佈膜並實施評價,結果於耐熱性評價之色差(△Eab*)為33.9,於耐光性評價之色差(△Eab*)為35.4。
從上述結果可知:本發明之偶氮化合物相較於習知之偶氮化合物,溶解性、耐熱性及耐光性提升。
[產業利用性]
本發明之偶氮化合物或其鹽類由於呈高溶解性,可理想地應用於液晶顯示面板、電致發光、電漿顯示面板等顯示裝置使用之彩色濾光片之著色劑。
Claims (2)
- 一種偶氮化合物或其鹽類,該偶氮化合物係以式(II)表示:
- 如申請專利範圍第1項之偶氮化合物或其鹽類,其中,以式(II)表示之偶氮化合物或其鹽類,為以式(III)表示之偶氮化合物或其鹽類:
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