JP3473504B2 - トリフェニルアミン化合物の製造方法 - Google Patents
トリフェニルアミン化合物の製造方法Info
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Description
化合物の製造方法、さらに詳しくは電子写真感光体に含
有される電荷輸送材料(ホール輸送材料)として有用な
トリフェニルアミン化合物の製造方法に関するものであ
る。
感光体の光導電材料として、セレン(Se)、硫化カド
ミウム(CdS)、硫化亜鉛(ZnS)、アモルファス
シリコン(a−Si)などの無機物質が知られている。
これらの無機感光体は多くの長所を有するが、それと同
時に種々の欠点、例えば有害であること、廃棄が簡単に
できないこと、コスト高であることなどの欠点を有す
る。そのため、近年、これらの欠点のない有機物質を用
いた有機感光体が数多く提案され、実用化されている。
リアを発生する材料(以下、電荷発生材料と称する。)
と、発生した電荷キャリアを受け入れ、これを輸送する
材料(以下、電荷輸送材料と称する。)とを別々の層に
した機能分離型感光体や、これらを同一の層内で行う単
層型感光体などを例示することができる。これらの中で
は、前記機能分離型感光体が、材料選択の幅が広く、か
つ高感度化が可能なため多く採用されている。
送材料には、ポリビニルカルバゾールなどの高分子光導
電性化合物を用いる場合と、低分子光導電性化合物をバ
インダーポリマー中に分散溶解する場合とがある。高分
子光導電性化合物は、単独では製膜性、接着性が不充分
であり、これらの点を改善するために可塑剤、バインダ
ーポリマーなどが添加されるが、これらの添加により感
度の低減や残留電位の増加を引き起こすことがあり、実
用化は困難である。一方、低分子光導電性化合物はバイ
ンダーポリマーを適当に選択することによって、容易に
機械的特性の優れた感光体を得ることができるが、感度
の点で充分なものとは言えない。
に記載のジアリールアルカン誘導体は、バインダーポリ
マーに対する相溶性の問題は少ないが、光に対する安定
性が悪く、これを帯電、露光を繰り返す電子写真用の感
光体の感光層に使用すると、この感光体の感度が反復使
用で徐々に低下するという欠点を有する。また、特開昭
58−65440号公報に記載されているスチルベン化
合物は、電荷保持力および感度は比較的良好であるが、
反復使用時における安定性について満足できるものでは
ない。
れているモノスチリルトリフェニルアミン化合物(下記
化学式(101)として例示)、特公平05−0426
61号公報および特開昭62−120346号公報に記
載されているジスチリルトリフェニルアミン化合物(下
記化学式(102)として例示)、特公平06−093
124号公報および特開 昭63−163361号公報
に記載されているトリスチリルトリフェニルアミン化合
物(下記化学式(103)として例示)は、電荷保持
力、感度が良好で、反復使用時における安定性も良好で
ある。しかし、電荷の移動度がまだ充分ではなく、高速
電子写真感光体用の電荷輸送材料としてはまだ満足でき
るものではない。
たこれらの化合物は、下記化学式(201)で示す、電
荷のホッピングサイトとなるトリフェニルアミン構造
が、1分子内に一つしか含まれていない。よって充分な
電荷移動度を得られないため、充分な光感度を得ること
ができないという問題があった。上述の公報において
は、これらの化合物には種々の置換基を導入してもよい
ことが記載されているが、複数個のトリフェニルアミン
を導入することは示されていない。
上記問題を解決するものとしては、特願平09−002
844号等に記載されている、下記一般式(2)で表さ
れるトリフェニルアミン化合物がある。
ェニル基を示す。Ar1〜Ar6基上の置換基は、炭素数
が1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキ
シ基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数
が1から4のアルキルチオ基であり、これらの置換基が
フェニル基上に複数置換していてもよく、それら置換基
は同一でも異なっていてもよい。R1 〜R6 は水素また
はメチル基を示し、同一であっても異なってもよい。R
7〜R12,R15〜R20,R23〜R2 8は炭素数が1から4
のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキシ基、炭素
数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数が1から4
のアルキルチオ基であり、それら置換基は同一でも異な
っていてもよい。R13,R14,R21,R22,R29,R30
は炭素数が1から4の直鎖アルキル基、炭素数が1から
4の直鎖アルコキシ基を示し、それぞれ同一でも異なっ
ていても良い。)
リフェニルアミン化合物は、従来、4,4’,4”−ト
リホルミルトリファニルアミンもしくは4,4’,4”
−トリアセチルトリフェニルアミン等のトリカルボニル
化合物と、アミノ化合物である亜リン酸エステルとを、
塩基の存在下においてWittig反応で縮合させるこ
とにより製造されていた。
リフェニルアミン化合物の製造方法においては、その反
応過程において、トリカルボニル化合物へのカルボニル
基の複数導入を行い、また亜リン酸エステルを中間体と
して経由する必要があった。この場合、トリカルボニル
化合物に複数のカルボニル基を導入することは困難であ
ることが多く、また、亜リン酸エステルは不安定である
ことが多く、目的のトリフェニルアミン化合物を効率よ
く得ることは困難であった。
で、上記一般式(2)で表されるトリフェニルアミン化
合物を効率よく得ることのできる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
(2)で表されるトリフェニルアミン化合物の製造方法
を前記課題の解決方法とした。第1の発明は、下記一般
式(1)
一でも異なっていてもよい。Ar7 およびAr8 は置換
基を有していてもよいフェニル基を示し、同一でも異な
っていてもよい。Ar7およびAr8基上の置換基は、炭
素数が1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアル
コキシ基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭
素数が1から4のアルキルチオ基であり、これらの置換
基がフェニル基上に複数置換してもよく、それら置換基
は同一でも異なっていてもよい。R 33〜R38は炭素数が
1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキシ
基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数が
1から4のアルキルチオ基であり、それら置換基は同一
でも異なっていてもよい。R39,R40は炭素数が1から
4の直鎖アルキル基、炭素数が1から4の直鎖アルコキ
シ基を示し、それぞれ同一でも異なっていても良い。X
はハロゲン元素を表す。)
モニアと反応させることを特徴とする上記一般式(2)
で表されるトリフェニルアミン化合物の製造方法であ
る。第2の発明は、上記一般式(1)で表される化合物
の置換基Xが塩素原子あるいは臭素原子あるいはヨウ素
原子であることを特徴とする第1の発明のトリフェニル
アミン化合物の製造方法である。第3の発明は、前記一
般式(1)で表される化合物が4−クロロ−4’−
(N,N−ジトリルアミノ)スチルベンであり、前記一
般式(2)の化合物が4,4’,4”−トリス(4−
(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルア
ミンであることを特徴とする第1の発明のトリフェニル
アミン化合物の製造方法である。
かの発明において、一般式(1)で表されるハロゲン化
合物とアンモニアを反応させる際に、反応触媒を用いる
ことを特徴とするトリフェニルアミン化合物の製造方法
である。第5の発明は、第4の発明において、前記反応
触媒として、銅化合物、またはパラジウム化合物、また
は銅化合物とパラジウム化合物とを含む混合物を用いる
ことを特徴とするトリフェニルアミン化合物の製造方法
である。
ことを特徴とする第1〜5のいずれかひとつのトリフェ
ニルアミン化合物の製造方法である。第7の発明は、反
応時の圧力が常圧よりも高いことを特徴とする第1〜5
のいずれかひとつのトリフェニルアミン化合物の製造方
法である。
される1以上のハロゲン化合物(以下、単にハロゲン化
合物(1)と略記することがある。)を、アンモニアと
反応させることを特徴とする上記一般式(2)で表され
るトリフェニルアミン化合物(以下、単にトリフェニル
アミン化合物(2)と略記することがある。)の製造方
法である。
うにして得られるものである。まず、下記一般式(3)
で表される4−ハロゲノベンジルハライドまたは下記一
般式(4)で表される1−ハロゲノ−4−(1−ハロゲ
ノエチル)ベンゼンを亜リン酸トリエチルと反応させ
て、下記一般式(5)または一般式(6)で表される亜
リン酸エステルを得る。(反応1とする。)
テルと、下記一般式(7)で表される4−ジアリールア
ミノベンズアルデヒド、または下記一般式(8)で表さ
れる4−ジアリールアミノアセトフェノンとを反応させ
る。(反応2とする。)
−ハロゲノベンジルハライドまたは上記一般式(4)で
表される1−ハロゲノ−4−(1−ハロゲノエチル)ベ
ンゼンにおける置換基Xはハロゲン元素を示し、特に塩
素、臭素、ヨウ素が望ましい。また、置換基Yはハロゲ
ン元素を示す。置換基XとYは同一でも異なっていても
良い。
て、適当な溶媒中で、室温もしくは加熱して行う。前記
塩基触媒としては、ナトリウムメチラート、ナトリウム
エチラート、カリウムt−ブチラートなどのアルコラー
ト、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムア
ミド、水素化ナトリウムなどが挙げられる。
どの芳香族炭化水素、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコールなどのアルコール類、ジオキサン、テ
トラヒドロフランなどのエーテル類、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどが使用でき
る。特に、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミドが
好適である。また、溶媒量は特に制限はなく、1〜10
倍重量量があれば充分である。反応2における反応温度
は、室温ないし100℃で進行させるが、好ましくは2
0〜70℃の間である。反応2終了後は、その反応溶液
を洗浄、抽出、乾燥等の処理をしてから、触媒を濾別等
により除去し、必要に応じて再結晶もしくはカラムクロ
マトグラフィー、蒸留などの公知の方法で、得られたハ
ロゲン化合物(1)の精製を行う。
(1)を、アンモニアと反応させる(反応3とする。)
ことにより、目的とするトリフェニルアミン化合物
(2)を得ることができる。一般的に、アンモニアから
のトリフェニルアミン化合物のような3級アミンの合成
は困難であるが、触媒、反応温度、反応圧力を検討した
結果、合成を効率よく進めることのできる本発明が得ら
れた。以下に、その反応条件について説明する。
ンゼン、トルエンなどの芳香族系溶媒、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒など各種
の溶媒を使用することができる。上記反応3の反応触媒
としては、銅触媒もしくはパラジウム触媒もしくは銅触
媒及びパラジウム触媒の混合物が好ましく、銅触媒とし
ては、銅粉末、第一塩化銅、酸化銅等を用いることがで
きる。パラジウム触媒としては、塩化パラジウム、臭化
パラジウム、酢酸パラジウム等を用いることができる。
また、必要に応じて、炭酸カリウム、ナトリウム−t−
ブトキシド等の塩基触媒、トリ−t−ブチルホスフィ
ン、トリ−n−ブチルホスフィン等のアルキルホスフィ
ン触媒を前期触媒に加えても良い。
沸点までの幅広い温度で反応が可能であるが、70℃以
上の温度で行うことが望ましい。さらに反応溶媒の沸点
もしくは沸点付近の温度で行うことがより好ましい。ま
た、反応3は通常、1気圧で行うが、アンモニアとして
アンモニアガスを用いる場合は、オートクレーブ等を用
いて加圧条件下で反応を行っても良い。
抽出、乾燥、濾過等の処理により、溶媒や過剰量のアン
モニアを除去した後、必要に応じてカラムクロマトグラ
フィー、晶析等により、上記反応3により得られたトリ
フェニルアミン化合物(2)を取り出すことができる。
方法において、困難であったトリフェニルアミンへのカ
ルボニル基の複数導入を行う必要はない。また、亜リン
酸エステルを中間体として経由する必要がない。よっ
て、従来の製造方法よりも効率よく、トリフェニルアミ
ン化合物(2)を得ることができる。
るが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。 (実施例1) 〈1〉亜リン酸エステルの調製(下記反応式(9)に示
す。) まず、還流冷却器を付けた200mlのナス型フラスコ
をマグネティックスターラーにセットせた。次に、この
フラスコに、4−クロロベンジルクロリド20g(12
4mmol)を入れ、ついで亜リン酸トリエチル25g
(150mmol)を加えた。次に、このフラスコ内の
反応液を、オイルバスで加熱し、マグネティックスター
ラーで撹拌しながら、8時間還流して反応させた。次
に、反応終了後、フラスコ内の反応液から、未反応亜リ
ン酸トリエチルを、ポンプで減圧しながら留去させた。
そして、フラスコ内の反応液の残留分として、亜リン酸
エステル30.9gを収率95%で得た。
0)に示す。) まず、乾燥管、滴下ロートを取り付けた200ml三口
フラスコに水素化ナトリウム0.5g(20mml)
と、N,N−ジメチルホルムアミド50mlを加え懸濁
液とし、マグネティックスターラーで撹拌した。次に、
このフラスコに上記〈1〉により得られた亜リン酸エス
テル5.0g(19mmol)を加え、室温で1時間撹
拌した。次に、滴下ロートに4−(4’,4”−ジメチ
ルジフェニルアミノ)ベンズアルデヒド5.7g(19
mmol)のN,N−ジメチルホルムアミド15ml溶
液を加えて40℃で10時間反応させた。反応終了後、
上記反応溶液に水を加え、トルエンで3回抽出した。次
に、この抽出した有機溶液を、飽和食塩水で水層が中性
になるまで洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
次に、この溶液から、濾過により硫酸マグネシウムを取
り除いた後、トルエン溶媒を減圧下留去した。そして、
残留分においてトルエン−リグロインの7:3混合溶媒
で再結晶を行い、4−クロロ−4’−(N,N−ジトリ
ルアミノ)スチルベン6.6gを収率85%で得た。
応式(11)に示す。) アンモニアトラップのついたジムロート冷却管、ガス導
入管を付けた100mlの3口フラスコに、〈2〉によ
り得た、4−クロロ−4‘−(N,N−ジトリルアミ
ノ)スチルベン2.0g(4.9mmol)とナトリウ
ム−t−ブトキシド0.44g(5.5mmol)、酢
酸パラジウム0.11g(0.5mmol)、トリ−t
−ブチルホスフィン0.5mlを加え、さらにo−キシ
レンを30ml加えた。そして、前記ガス導入管から、
アンモニアガスを3口フラスコ内に導入しながら、反応
液をマグネティックスターラーで激しく攪拌させ、さら
にオイルバスを用いて反応液を加熱し、120℃で5時
間反応させた。
温度を室温まで戻し、反応溶液を10%の塩酸50ml
で1回、さらに水50mlで3回洗浄した。次に、この
反応溶液を硫酸マグネシウムで乾燥したあと、この溶液
から濾過により硫酸マグネシウムを取り除き、溶媒を減
圧下留去した。そして、このろ液において、トルエン溶
媒でシリカゲルクロマトグラフィー単離を行い、さらに
トルエン−リグロイン7:3混合溶媒で再結晶を行い、
4,4’,4”−トリス(4−(N,N−ジトリルアミ
ノ)スチリル)トリフェニルアミンの黄色粉末0.1g
を収率5.3%で得た。
感光体に適用した例 アルミニウム基板上に、メトキシメチル化ナイロン(ユ
ニチカ(株)製、T−8)よりなるアンダーコート層
(0.1μm厚)を形成し、該アンダーコート層上に、
n型チタニルフタロシアニンとポリビニルブチラール
(積水化学(株)製、BX−1)を含む電荷発生層
(0.1μm厚)を形成した。さらに、その上に上記
〈3〉で得られた4,4’,4”−トリス(4−(N,
N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルアミンと
ポリカーボネート(三菱瓦斯化学(株)製、ユーピロン
Z−200)(0.8:1重量比)のジクロロエタン溶
液を塗布し、90℃で60分間乾燥させて20μm厚の
電荷輸送層を形成させた。
な膜が得られた。また、電子写真特性の評価は、川口電
機社製の静電記録試験装置(EPA 8100)を用い
て−6kVのコロナ放電で帯電させた後、3秒間暗減衰
させ、5ルックスの白色光を5秒間照射し、その表面電
位が1/2になるまでの時間(秒)を求め、半減露光量
を得た。また、白色光5秒照射後の残留表面電位を測定
した。その結果、初期の半減露光量は0.238(ルッ
クス・秒)で、残留表面電位は−3(ボルト)であり、
優れた光感度を示した。また、1000回後の測定値は
半減露光量0.241(ルックス・秒)、残留表面電位
−5(ボルト)と初期測定値とほぼ同様で、優れた繰り
返し安定性を示した。
ジムロート冷却管、ガス導入管を付けた100mlの3
口フラスコに、〈2〉より得た4−クロロ−4‘−
(N,N−ジトリルアミノ)スチルベン2.0g(4.
9mmol)と、炭酸カリウム0.76g(5.5mm
ol)、第一塩化銅0.49g(0.5mmol)を加
え、さらにo−キシレンを30ml加えた。次に、前記
ガス導入管から、アンモニアガスを3口フラスコ内に導
入しながら、反応液をマグネティックスターラーで激し
く攪拌させ、さらにオイルバスを用いて反応液を加熱
し、120℃で5時間反応させた。そして、反応終了
後、実施例1と同様の処理を行い、4,4’,4”−ト
リス(4−(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)トリ
フェニルアミンを収率4.8%で得た。
−ジトリルアミノ)スチルベンの代わりに、4−ブロモ
−4’−(N,N−ジトリルアミノ)スチルベン2.2
g(4.9mmol)を用い、実施例1と同様の反応を
行うことにより、4,4’,4”−トリス(4−(N,
N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルアミンを
収率10.3%で得た。
スコ内ではなく、オートクレーブ中で行い、反応圧力3
0気圧の反応条件で、4,4’,4”−トリス(4−
(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルア
ミンを収率11.2%で得た。
トリス(4−(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)ト
リフェニルアミンを用いて、実施例1と同様に、電子写
真感光体を作成し、その半減露光量、残留表面電位を測
定したところ同様の結果が得られた。
により、高速電子写真感光体用の電荷輸送材料として有
用なトリフェニルアミン化合物を効率よく製造すること
ができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 (式中R31 およびR32 は水素またはメチル基を示し同
一でも異なっていてもよい。Ar7 およびAr8 は置換
基を有していてもよいフェニル基を示し、同一でも異な
っていてもよい。Ar7およびAr8基上の置換基は、炭
素数が1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアル
コキシ基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭
素数が1から4のアルキルチオ基であり、これらの置換
基がフェニル基上に複数置換してもよく、それら置換基
は同一でも異なっていてもよい。R 33〜R38は炭素数が
1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキシ
基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数が
1から4のアルキルチオ基であり、それら置換基は同一
でも異なっていてもよい。R39,R40は炭素数が1から
4の直鎖アルキル基、炭素数が1から4の直鎖アルコキ
シ基を示し、それぞれ同一でも異なっていても良い。X
はハロゲン元素を表す。)で表される1以上のハロゲン
化合物をアンモニアと反応させることを特徴とする下記
一般式(2) 【化2】 (式中、Ar1 〜Ar6 は置換基を有していてもよいフ
ェニル基を示す。Ar1〜Ar6基上の置換基は、炭素数
が1から4のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキ
シ基、炭素数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数
が1から4のアルキルチオ基であり、これらの置換基が
フェニル基上に複数置換していてもよく、それら置換基
は同一でも異なっていてもよい。R1 〜R6 は水素また
はメチル基を示し、同一であっても異なってもよい。R
7〜R12,R15〜R20,R23〜R2 8は炭素数が1から4
のアルキル基、炭素数が1から4のアルコキシ基、炭素
数が1から4のジアルキルアミノ基、炭素数が1から4
のアルキルチオ基であり、それら置換基は同一でも異な
っていてもよい。R13,R14,R21,R22,R29,R30
は炭素数が1から4の直鎖アルキル基、炭素数が1から
4の直鎖アルコキシ基を示し、それぞれ同一でも異なっ
ていても良い。)で表されるトリフェニルアミン化合物
の製造方法。 - 【請求項2】 前記一般式(1)で表されるハロゲン化
合物の置換基Xが塩素原子あるいは臭素原子あるいはヨ
ウ素原子であることを特徴とする請求項1に記載のトリ
フェニルアミン化合物の製造方法。 - 【請求項3】 前記一般式(1)で表されるハロゲン化
合物が4−クロロ−4’−(N,N−ジトリルアミノ)
スチルベンであり、前記一般式(2)で表されるトリフ
ェニルアミン化合物が4,4’,4”−トリス(4−
(N,N−ジトリルアミノ)スチリル)トリフェニルア
ミンであることを特徴とする請求項1に記載のトリフェ
ニルアミン化合物の製造方法。 - 【請求項4】 前記一般式(1)で表されるハロゲン化
合物とアンモニアを反応させる際に、反応触媒を用いる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
トリフェニルアミン化合物の製造方法。 - 【請求項5】 前記反応触媒として、銅化合物、または
パラジウム化合物、または銅化合物とパラジウム化合物
とを含む混合物を用いることを特徴とする請求項4に記
載のトリフェニルアミン化合物の製造方法。 - 【請求項6】 反応時の圧力が常圧であることを特徴と
する請求項1〜5のいずれか一項に記載のトリフェニル
アミン化合物の製造方法。 - 【請求項7】 反応時の圧力が常圧よりも高いことを特
徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のトリフェ
ニルアミン化合物の製造方法。
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