JP4079234B2 - Method for producing metal phthalocyanines - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属フタロシアニン類の製造方法に関し、特に金属フタロシアニン類の異性体の生成を制御して、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に製造することができる金属フタロシアニン類の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金属フタロシアニン類は、塗料、印刷インキ、着色剤、電子写真感光体、光ディスク用材料として有用な化合物であり、これまで非常に多くの化合物が合成されてきている。金属フタロシアニン類の製造方法は古くから知られており、Lezonoffらによる「Phtharocyanine(vol.1から4)」(〜1996年)に詳しく記載されている。これらの方法は、大きく次の3通りの方法に分けられる。
第一の方法は、無水フタル酸類と金属あるいはハロゲン化金属と尿素の混合物を高沸点溶媒の存在下あるいは無溶媒条件で加熱する方法である。この場合、必要に応じてモリブデン酸アンモニウム等の触媒が併用される。
第二の方法は、フタロニトリル類とハロゲン化金属を高沸点溶媒の存在下あるいは無溶媒条件において加熱する方法である。この方法は、第一の方法で製造できない金属フタロシアニン類、例えばアルミニウム、インジウム、オキソバナジウム、オキソチタニウム、ジルコニウム等を中心金属に有するフタロシアニン類等の製造に用いられている。
第三の方法は無水フタル酸類あるいはフタロニトリル類とアンモニアとをまず反応させて、例えば1,3−ジイミノイソインドリン類等の中間体を製造し、次いで、それとハロゲン化金属とを高沸点溶媒中で反応させて製造する方法である。
【0003】
ところで、金属フタロシアニン類は、それを工業的に利用する場合様々な問題が生じるが、それらは金属フタロシアニン類の構造と深く関わっている。例えば、金属フタロシアニン類を光記録材料に用いる場合、熱的、光学的な特性に加えて、有機溶媒等への溶解性を持たせるために、長鎖アルキル基を有するフタロシアニン類(例えば特開平2−187468号公報)や、芳香環を増やしたナフタロシアニン類(例えば特開平2−289653号公報)等が検討されている。
また、金属フタロシアニン類を電子写真感光体に用いる場合、金属フタロシアニン類の結晶性が電子写真特性に影響を与えるが、これも金属フタロンアニン類の置換基と重要な関わりを持っている。
【0004】
金属フタロシアニン類の製造に、3位−に置換基を有するフタロニトリル類を用いる場合、下記表1に示すような(a)対称型と(b)非対称型1、(c)非対称型2、および(d)非対称型3の4種類の金属フタロシアニン類が製造される(なお、Rは置換基を示す)。
通常の製造方法ではこれら4種類の混合物として製造されるが、光記録材料としては非対称型、また電子写真感光体としては対称型と言うように、目的とする特性に応じて必要とされる金属フタロシアニン類は異なってくる。そのため反応条件によって金属フタロシアニン類の異性体の製造を制御することは収率の向上に重要になってくる。
【0005】
【表1】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、通常の製造方法においては、種々の異性体が同時に生成し、金属フタロシアニン類の混合物として得られるために、目的する化合物はカラムクロマトや溶液法によって分離、精製する必要がでてくる。そのため製造工程も長くなり、工業的な見地からはコスト高につながるという欠点を有している。
そこで本発明の課題はこのような問題点を解決し、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に製造することができる金属フタロシアニン類の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第一に、非対称のフタロニリル類と金属ハロゲン化物とを反応させる金属フタロシアニン類の製造方法において、前記非対称のフタロニトリル類と下記一般式(1)で示される化合物を含む溶液に、加熱下で塩基を滴下させ、ついで金属ハロゲン化物を加えて反応させることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0008】
【化2】
【0009】
(式中、Rは水素原子または有機基を表し、Xは酸素原子またはイオウ原子を表す。)
【0010】
第二に、上記第一に記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、金属ハロゲン化物として塩化バナジウムを用いることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0011】
第三に、上記第一または第二に記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、反応を有機溶媒中で行うことを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0012】
第四に、上記第三に記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、有機溶媒としてアルコール系溶媒を用いることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0013】
第五に、上記第四に記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、有機溶媒としてベンジルアルコールを用いることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0014】
第六に、上記第一乃至第五のいずれかに記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、金属ハロゲン化物として三塩化バナジウムTHF錯体を用いることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0015】
第七に、上記第一乃至第六のいずれかに記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、非対称のフタロニトリル類として3−位置換フタロニトリル類を用いることを特徴する金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0016】
第八に、上記第一乃至第七のいずれかに記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、一般式(1)で示される化合物として有機基Rがアミノ基、アルキル基またはアリール基である化合物を用いること特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0017】
第九に、上記第一乃至第八のいずれかに記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、一般式(1)で示される化合物として、尿素、脂肪族アミドおよび芳香族アミドからなる群から選ばれる1種類以上の化合物を用いることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0018】
第十に、上記第一乃至第九のいずれかに記載の金属フタロシアニン類の製造方法において、反応温度が60〜150℃であることを特徴とする金属フタロシアニン類の製造方法が提供される。
【0019】
以下に本発明を更に詳しく説明する。
金属フタロシアニン類を製造する場合、無置換あるいは対称的なフタロニトリル類を用いる場合は、生成する金属フタロシアニン類は一種類であるため、異性体の問題は生じないが、非対称のフタロニトリル類を用いた場合には、前記のごとく数種類の異性体の混合物になる。そこで本発明者らは、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に製造する方法を確立すべく、鋭意検討を行なった結果、フタロニトリル類と前記一般式(1)の化合物あるいはアンモニアとを反応させて、1,3−ジイミノイソインドリン類を経由する金属フタロシアニン類の製造方法において、加熱下に塩基を滴下してイソインドリン化反応を行ない、ついで金属ハロゲン化物を加えて反応させることによって、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に収量良く製造ができること、また特定の金属ハロゲン化物、溶媒を用いることによって、非対称型の金属フタロシアニン類をさらに収量良く製造できることを見い出した。
【0020】
本発明において使用されるフタロニトリル類としては、一般的には3−位に置換基を有するフタロニトリル類であるが、非対称のフタロニトリル類であれば基本的にはどのようなものでもかまわない。
このようなフタロニトリル類を例示すると下記表2に示されるものが挙げられるがこれらに限られるものではない。
【0021】
【表2】
【0022】
本発明で使用される金属ハロゲン化物としては、三塩化バナジウムが一般的であるが、取り扱いの容易な三塩化バナジウムのTHF錯体を用いることによって、さらに非対称型の異性体の製造が促進される。
【0023】
また、前記一般式(1)で示される化合物としては、例えば、ホルムアミド、アセトアミド、プロピオンアミド、ブチルアミド等の脂肪族アミド、ベンズアミド等の芳香族アミド、尿素、チオ尿素、チオアセトアミド、チオベンズアミドなどが挙げられる。
【0024】
本発明において使用される塩基としては、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート等のナトリウムアルコラートなどが挙げられる。
【0025】
また、有機溶媒としては、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、1−ペンタノール、1−へキサノール、シクロヘキサノール、1−へプタノール、1−オクタノール、ベンジルアルコール等のアルコール系有機溶媒が挙げられるが、ベンジルアルコールを溶媒に用いた場合に特に対称型の異性体の製造を抑えることができる。
【0026】
さらに、本発明の金属フタロシアニン類の製造方法は、従来の方法に比べて低い温度で金属フタロシアニン類が得られるという利点がある。フタロニトリル類と前記一般式(1)で示される化合物またはアンモニアとを含む溶液に、加熱下で塩基を滴下させ、ついで金属ハロゲン化物を加えて反応させる際の反応温度としては、60℃から150℃の範囲が選択できる。反応温度が高すぎると、フタロニトリル類の分解生成物が多くなるため、80℃から130℃の範囲が特に推奨される。反応時間は、反応温度とフタロニトリル類に依存するため一概に言えないが、1時間から24時間の範囲である。
【0027】
【作用】
本発明の金属フタロシアニン類の製造方法において、特定の異性体が選択的に得られる反応のメカニズムに関しては必ずしも明らかではないが、次のように推測される。すなわち、フタロニトリル類と前記一般式(1)で表される化合物あるいはアンモニアとを反応させて、1,3−ジイミノイソインドリン類を経由する反応では、インドリンとフタロニトリルとの反応による二量化生成物が、さらに二量化してフタロシアニン環の鋳型が形成されると考えられており、最初の反応を熱時に行うことで優先的に対称性のよい二量化物が生成されることから、さらに次の二量化反応では必然的に非対称型の異性体の鋳型が選択的に形成されるため、製造される金属フタロシアニン類も非対称型の異性体が主生成物になるものと推測される。
【0028】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。
【0029】
実施例1
例示化合物(4)のフタロニトリル2.37g(0.015mol)、ホルムアミド0.34g(0.0075mol)およびn−ペンタノール50mlを70℃に加熱して、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)を滴下した。この温度でさらに30分攪拌した後、90℃に加熱して三塩化バナジウム0.67g(0.0042mol)を投入した。さらに100℃に加熱して、この温度で6時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して2.46gのバナジルフタロシアニンを得た(収率83.0%)。高速液体クロマログラフにより、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されたことが確認できた。
【0030】
実施例2
例示化合物(5)のフタロニトリル3.00g(0.015mol)、ホルムアミド0.68g(0.015mol)およびn−ペンタノール50mlを70℃に加熱して、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)を滴下した。この温度でさらに30分攪拌した後、90℃に加熱して三塩化バナジウム0.67g(0.0042mol)を投入した。さらに100℃に加熱して、この温度で4時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して3.10gのバナジルフタロシアニンを得た(収率85.7%)。高速液体クロマログラフにより、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されたことが確認できた。
【0031】
実施例3
例示化合物(15)のフタロニトリル5.55g(0.015mol)、ホルムアミド0.34g(0.0075mol)およびn−ペンタノール50mlを70℃に加熱して、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)を滴下した。この温度でさらに30分攪拌した後、90℃に加熱して三塩化バナジウム0.67g(0.0042mol)を投入した。さらに100℃に加熱して、この温度で6時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して4.64gのバナジルフタロシアニンを得た(収率80.0%)。高速液体クロマログラフにより、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されたことが確認できた。
【0032】
実施例4
例示化合物(15)のフタロニトリル5.55g(0.015mol)、ホルムアミド0.68g(0.015mol)およびベンジルアルコール50mlを70℃に加熱して、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)を滴下した。この温度でさらに30分攪拌した後、90℃に加熱して三塩化バナジウム0.67g(0.0042mol)を投入した。さらに100℃に加熱して、この温度で6時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
【0033】
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して4.80gのバナジルフタロシアニンを得た(収率82.8%)。得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフを図1に示す。図1には、前記表1の(b)非対称型1のバナジルフタロシアニンを示すピーク1および(c)非対称型2のバナジルフタロシアニンを示すピーク2が見られ、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されたことが確認できた。
【0034】
実施例5
例示化合物(15)のフタロニトリル5.55g(0.015mol)、ホルムアミド0.68g(0.015mol)およびベンジルアルコール50mlを70℃に加熱して、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)を滴下した。この温度でさらに30分攪拌した後、90℃に加熱して三塩化バナジウムTHF錯体1.60g(0.0042mol)を投入した。さらに100℃に加熱して、この温度で6時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
【0035】
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して5.04gのバナジルフタロシアニンを得た(収率86.7%)。得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフを図2に示す。図2には、前記表1の(b)非対称型1のバナジルフタロシアニンを示すピーク1および(c)非対称型2のバナジルフタロシアニンを示すピーク2が見られ、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されたことが確認できた。
【0036】
比較例1
例示化合物(15)のフタロニトリル5.55g(0.015mol)、ホルムアミド0.34g(0.0075mol)、20%ナトリウムメチラートのメタノール溶液2.90g(0.015mol)およびn−ペンタノール50mlを50℃に加熱して、この温度で1時間攪拌した。次いで90℃に加熱して三塩化バナジウム0.67g(0.0042mol)を投入し、さらに100℃に加熱して、この温度で6時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
【0037】
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して3.68gのバナジルフタロシアニンを得た(収率63.4%)。得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフを図3に示す。図3には、前記表1の(a)対称型のバナジルフタロシアニンを示すピーク3、(b)非対称型1および(c)非対称型2のバナジルフタロシアニンを示すピーク1および2が見られ、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されていないことが確認できた。
【0038】
比較例2
例示化合物(15)のフタロニトリル5.55g(0.015mol)、三塩化バナジウム0.59g(0.0038mol)およびn−ペンタノ−ル50mlを攪拌しながら、105℃まで昇温した。反応温度が100℃を越えたところで1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7−エン(DBU)4.00g(0.02625mol)を約10分間かけて滴下し、その後104〜106℃の間に温度を保って4時間攪拌した。室温まで冷却してから反応混合物にメタノールを150ml加え、これに水80mlを滴下して結晶を析出させ、2時間攪拌した後、結晶を濾別した。
【0039】
濾別した結晶を少量のメタノール/水(3/1)、THFで洗浄し、ついで減圧下、80℃で乾燥して3.48gのバナジルフタロシアニンを得た(収率60%)。
得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフを図4に示す。図4には、前記表1の(a)対称型のバナジルフタロシアニンを示すピーク3が見られ、非対称型のバナジルフタロシアニンが選択的に製造されていないことが確認できた。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に製造することができる。
また、本発明によれば、非対称型の金属フタロシアニン類を選択的に高収率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例4で得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフである。
【図2】実施例5で得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマログラフである。
【図3】比較例1で得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマトグラフである。
【図4】比較例2で得られたバナジルフタロシアニンの高速液体クロマトグラフである。
【符号の説明】
1 前記表1の(b)非対称型1のバナジルフタロシアニンを示すピーク
2 前記表1の(c)非対称型2のバナジルフタロシアニンを示すピーク
3 前記表1の(a)対称型のバナジルフタロシアニンを示すピーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing metal phthalocyanines, and more particularly to a method for producing metal phthalocyanines capable of selectively producing asymmetric metal phthalocyanines by controlling the formation of isomers of metal phthalocyanines. is there.
[0002]
[Prior art]
Metal phthalocyanines are useful compounds as materials for paints, printing inks, colorants, electrophotographic photoreceptors, and optical disks, and so far many compounds have been synthesized. Methods for producing metal phthalocyanines have been known for a long time and are described in detail in “Phtharocyanine (vol. 1 to 4)” (˜1996) by Lezonoff et al. These methods are roughly divided into the following three methods.
The first method is a method in which a mixture of phthalic anhydrides and a metal or a metal halide and urea is heated in the presence of a high boiling point solvent or in the absence of a solvent. In this case, a catalyst such as ammonium molybdate is used in combination as necessary.
The second method is a method in which phthalonitriles and metal halides are heated in the presence of a high-boiling solvent or in a solvent-free condition. This method is used for the production of metal phthalocyanines that cannot be produced by the first method, such as phthalocyanines having a central metal such as aluminum, indium, oxovanadium, oxotitanium, and zirconium.
In the third method, phthalic anhydrides or phthalonitriles are first reacted with ammonia to produce an intermediate such as 1,3-diiminoisoindoline, and then it is combined with a metal halide in a high-boiling solvent. It is the method of making it react in it.
[0003]
By the way, various problems arise when metal phthalocyanines are used industrially, but they are deeply related to the structure of metal phthalocyanines. For example, when metal phthalocyanines are used for optical recording materials, phthalocyanines having a long-chain alkyl group (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2) in order to have solubility in an organic solvent in addition to thermal and optical characteristics. No. -187468) and naphthalocyanines having an increased aromatic ring (for example, JP-A-2-289653) have been studied.
In addition, when metal phthalocyanines are used in an electrophotographic photoreceptor, the crystallinity of the metal phthalocyanines affects the electrophotographic characteristics, and this also has an important relationship with the substituent of the metal phthalone anines.
[0004]
When phthalonitrile having a substituent at the 3-position is used for the production of metal phthalocyanines, (a) symmetric type, (b) asymmetric type 1, (c) asymmetric type 2, and (D) Four types of metal phthalocyanines of asymmetric type 3 are produced (where R represents a substituent).
In the normal manufacturing method, these four kinds of mixtures are manufactured. However, the metal required depending on the intended characteristics, such as an asymmetric type as an optical recording material and a symmetric type as an electrophotographic photosensitive member. Phthalocyanines are different. Therefore, controlling the production of metal phthalocyanine isomers according to the reaction conditions becomes important for improving the yield.
[0005]
[Table 1]
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a normal production method, various isomers are produced simultaneously and obtained as a mixture of metal phthalocyanines. Therefore, the target compound must be separated and purified by column chromatography or a solution method. come. For this reason, the manufacturing process is lengthened, which has the disadvantage that it leads to high costs from an industrial point of view.
Accordingly, an object of the present invention is to solve such problems and provide a method for producing metal phthalocyanines capable of selectively producing asymmetric metal phthalocyanines.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a solution containing the first, in the method for producing a metal phthalocyanines reacting a Futaroniriru such asymmetric metal halide, a compound represented by the phthalonitrile asymmetric and the following general formula (1) Further, there is provided a method for producing metal phthalocyanines, characterized in that a base is added dropwise under heating and then a metal halide is added and reacted.
[0008]
[Chemical 2]
[0009]
(In the formula, R represents a hydrogen atom or an organic group, and X represents an oxygen atom or a sulfur atom.)
[0010]
Secondly, in the method for producing a metal phthalocyanine described in the first aspect, there is provided a method for producing a metal phthalocyanine characterized in that vanadium chloride is used as a metal halide.
[0011]
Thirdly, the method for producing metal phthalocyanines according to the first or second method described above, wherein the reaction is carried out in an organic solvent.
[0012]
Fourthly, in the method for producing metal phthalocyanines according to the third aspect, there is provided a method for producing metal phthalocyanines, wherein an alcohol solvent is used as the organic solvent.
[0013]
Fifth, the method for producing metal phthalocyanines according to the fourth aspect, wherein benzyl alcohol is used as the organic solvent.
[0014]
Sixth, in the method for producing a metal phthalocyanine according to any one of the first to fifth, a method for producing a metal phthalocyanine characterized by using a vanadium trichloride THF complex as a metal halide is provided. .
[0015]
Seventh, in the method for producing a metal phthalocyanine according to any one of the first to sixth, there is provided a method for producing a metal phthalocyanine characterized by using a 3-position substituted phthalonitrile as an asymmetric phthalonitrile. Provided.
[0016]
Eighth, in the method for producing a metal phthalocyanine according to any one of the first to seventh, a compound in which the organic group R is an amino group, an alkyl group, or an aryl group as the compound represented by the general formula (1). There is provided a method for producing metal phthalocyanines characterized by being used.
[0017]
Ninth, in the method for producing a metal phthalocyanine according to any one of the first to eighth aspects, the compound represented by the general formula (1) is selected from the group consisting of urea, aliphatic amide, and aromatic amide. There is provided a method for producing metal phthalocyanines characterized by using one or more compounds.
[0018]
Tenth, in the method for producing a metal phthalocyanine according to any one of the first to ninth, a method for producing a metal phthalocyanine characterized in that the reaction temperature is 60 to 150 ° C.
[0019]
The present invention is described in more detail below.
When producing metal phthalocyanines, when using unsubstituted or symmetric phthalonitriles, there is only one kind of metal phthalocyanine, so there is no problem with isomers, but asymmetric phthalonitriles are used. In such a case, it becomes a mixture of several isomers as described above. Accordingly, the present inventors have conducted extensive studies to establish a method for selectively producing asymmetric metal phthalocyanines, and as a result, reacted phthalonitriles with the compound of the general formula (1) or ammonia. Then, in the method for producing metal phthalocyanines via 1,3-diiminoisoindolines, a base is dropped under heating to carry out an isoindolineation reaction, and then a metal halide is added to cause the reaction. The present inventors have found that it is possible to selectively produce high-yield metal phthalocyanines and to produce asymmetric metal phthalocyanines with higher yields by using specific metal halides and solvents.
[0020]
The phthalonitriles used in the present invention are generally phthalonitriles having a substituent at the 3-position, but basically any phthalonitriles may be used as long as they are asymmetric phthalonitriles. .
Examples of such phthalonitriles include, but are not limited to, those shown in Table 2 below.
[0021]
[Table 2]
[0022]
As the metal halide used in the present invention, vanadium trichloride is generally used. However, the use of a THF complex of vanadium trichloride which is easy to handle further promotes the production of an asymmetric isomer.
[0023]
Examples of the compound represented by the general formula (1) include aliphatic amides such as formamide, acetamide, propionamide, and butyramide, aromatic amides such as benzamide, urea, thiourea, thioacetamide, and thiobenzamide. Can be mentioned.
[0024]
Examples of the base used in the present invention include sodium alcoholates such as sodium methylate and sodium ethylate.
[0025]
Examples of the organic solvent include alcohols such as 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, 1-pentanol, 1-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 1-octanol, and benzyl alcohol. An organic solvent is mentioned, but when benzyl alcohol is used as a solvent, production of a symmetrical isomer can be suppressed.
[0026]
Furthermore, the method for producing metal phthalocyanines of the present invention has the advantage that metal phthalocyanines can be obtained at a lower temperature than conventional methods. The reaction temperature when a base is added dropwise to a solution containing phthalonitriles and the compound represented by the above general formula (1) or ammonia under heating and then a metal halide is added and reacted is 60 ° C. to 150 ° C. A range of ° C can be selected. If the reaction temperature is too high, the decomposition product of phthalonitriles increases, so the range of 80 ° C to 130 ° C is particularly recommended. Although the reaction time depends on the reaction temperature and phthalonitriles, it cannot be generally stated, but it is in the range of 1 to 24 hours.
[0027]
[Action]
In the method for producing metal phthalocyanines of the present invention, the reaction mechanism for selectively obtaining a specific isomer is not necessarily clear, but is presumed as follows. That is, dimerization by reaction of indoline and phthalonitrile is performed in a reaction via reaction of 1,3-diiminoisoindolines with a compound represented by the above general formula (1) or ammonia by reacting phthalonitriles. It is believed that the product is further dimerized to form a template for the phthalocyanine ring, and by performing the initial reaction while hot, a preferentially symmetric dimer is generated. In the next dimerization reaction, an asymmetric isomer template is inevitably selectively formed, and thus the metal phthalocyanines produced are presumed to be asymmetric isomers.
[0028]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but is not limited thereto.
[0029]
Example 1
1.37 g (0.015 mol) of phthalonitrile of Example Compound (4), 0.34 g (0.0075 mol) of formamide and 50 ml of n-pentanol were heated to 70 ° C. to obtain a methanol solution of 20% sodium methylate. 90 g (0.015 mol) was added dropwise. The mixture was further stirred at this temperature for 30 minutes, and then heated to 90 ° C., and 0.67 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride was added. The mixture was further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 2.46 g of vanadyl phthalocyanine (yield 83.0%). A high-speed liquid chromatograph confirmed that asymmetric vanadyl phthalocyanine was selectively produced.
[0030]
Example 2
1. A phthalonitrile (3.00 g, 0.015 mol), formamide (0.68 g, 0.015 mol) and n-pentanol (50 ml) of the exemplified compound (5) are heated to 70 ° C. to give a methanol solution of 20% sodium methylate. 90 g (0.015 mol) was added dropwise. The mixture was further stirred at this temperature for 30 minutes, and then heated to 90 ° C., and 0.67 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride was added. The mixture was further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 4 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 3.10 g of vanadyl phthalocyanine (yield 85.7%). A high-speed liquid chromatograph confirmed that asymmetric vanadyl phthalocyanine was selectively produced.
[0031]
Example 3
1. 55% (0.015 mol) of phthalonitrile of Exemplified Compound (15), 0.34 g (0.0075 mol) of formamide and 50 ml of n-pentanol were heated to 70 ° C. to give a methanol solution of 20% sodium methylate. 90 g (0.015 mol) was added dropwise. The mixture was further stirred at this temperature for 30 minutes, and then heated to 90 ° C., and 0.67 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride was added. The mixture was further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 4.64 g of vanadyl phthalocyanine (yield 80.0%). A high-speed liquid chromatograph confirmed that asymmetric vanadyl phthalocyanine was selectively produced.
[0032]
Example 4
5.55 g (0.015 mol) of phthalonitrile of Example Compound (15), 0.68 g (0.015 mol) of formamide and 50 ml of benzyl alcohol were heated to 70 ° C. to obtain 2.90 g of a methanol solution of 20% sodium methylate ( 0.015 mol) was added dropwise. The mixture was further stirred at this temperature for 30 minutes, and then heated to 90 ° C., and 0.67 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride was added. The mixture was further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
[0033]
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 4.80 g of vanadyl phthalocyanine (yield 82.8%). The high-speed liquid chromatograph of the obtained vanadyl phthalocyanine is shown in FIG. In FIG. 1, (b) Peak 1 indicating vanadium phthalocyanine of asymmetric type 1 and (c) Peak 2 indicating vanadyl phthalocyanine of asymmetric type 2 are observed, and the asymmetric type vanadyl phthalocyanine is selectively produced. It was confirmed that it was done.
[0034]
Example 5
5.55 g (0.015 mol) of phthalonitrile of Example Compound (15), 0.68 g (0.015 mol) of formamide and 50 ml of benzyl alcohol were heated to 70 ° C. to obtain 2.90 g of a methanol solution of 20% sodium methylate ( 0.015 mol) was added dropwise. After stirring at this temperature for another 30 minutes, the mixture was heated to 90 ° C. and 1.60 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride THF complex was added. The mixture was further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
[0035]
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 5.04 g of vanadyl phthalocyanine (yield 86.7%). The high-speed liquid chromatograph of the obtained vanadyl phthalocyanine is shown in FIG. FIG. 2 shows (b) peak 1 indicating vanadyl phthalocyanine of asymmetric type 1 and (c) peak 2 indicating vanadyl phthalocyanine of asymmetric type 2 in Table 1, and selectively producing asymmetric type vanadyl phthalocyanine. It was confirmed that it was done.
[0036]
Comparative Example 1
5.55 g (0.015 mol) of phthalonitrile of Example Compound (15), 0.34 g (0.0075 mol) of formamide, 2.90 g (0.015 mol) of a 20% sodium methylate in methanol, and 50 ml of n-pentanol The mixture was heated to 50 ° C. and stirred at this temperature for 1 hour. Next, the mixture was heated to 90 ° C. and 0.67 g (0.0042 mol) of vanadium trichloride was added, and further heated to 100 ° C. and stirred at this temperature for 6 hours. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
[0037]
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 3.68 g of vanadyl phthalocyanine (yield 63.4%). The obtained high-speed liquid chromatograph of vanadyl phthalocyanine is shown in FIG. In FIG. 3, (a) Peak 3 indicating symmetric vanadyl phthalocyanine in Table 1, (b) Peaks 1 and 2 indicating asymmetric type 1 and (c) asymmetric type 2 vanadyl phthalocyanine are observed. It was confirmed that no vanadyl phthalocyanine was selectively produced.
[0038]
Comparative Example 2
5.55 g (0.015 mol) of phthalonitrile of exemplary compound (15), 0.59 g (0.0038 mol) of vanadium trichloride and 50 ml of n-pentanol were heated to 105 ° C. while stirring. When the reaction temperature exceeded 100 ° C., 4.00 g (0.02625 mol) of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) was added dropwise over about 10 minutes, and then 104 to 106 The mixture was stirred for 4 hours while maintaining the temperature between ° C. After cooling to room temperature, 150 ml of methanol was added to the reaction mixture, and 80 ml of water was added dropwise thereto to precipitate crystals. After stirring for 2 hours, the crystals were separated by filtration.
[0039]
The crystals separated by filtration were washed with a small amount of methanol / water (3/1) and THF, and then dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain 3.48 g of vanadyl phthalocyanine (yield 60%).
A high-speed liquid chromatograph of the obtained vanadyl phthalocyanine is shown in FIG. In FIG. 4, peak 3 showing (a) symmetric vanadyl phthalocyanine in Table 1 was observed, and it was confirmed that asymmetric vanadyl phthalocyanine was not selectively produced.
[0040]
【The invention's effect】
According to the present invention, asymmetric metal phthalocyanines can be selectively produced.
In addition, according to the present invention, asymmetric metal phthalocyanines can be selectively produced in high yield.
[Brief description of the drawings]
1 is a high-performance liquid chromatograph of vanadyl phthalocyanine obtained in Example 4. FIG.
2 is a high-performance liquid chromatograph of vanadyl phthalocyanine obtained in Example 5. FIG.
3 is a high performance liquid chromatograph of vanadyl phthalocyanine obtained in Comparative Example 1. FIG.
4 is a high performance liquid chromatograph of vanadyl phthalocyanine obtained in Comparative Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 (b) Peak 2 showing asymmetric type 1 vanadyl phthalocyanine in Table 1 Peak 3 showing (c) asymmetric type 2 vanadyl phthalocyanine in Table 1 Peak showing (a) symmetrical type vanadyl phthalocyanine in Table 1
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