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JP6184824B2 - アセチルアセトン誘導体 - Google Patents
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JP6184824B2 - アセチルアセトン誘導体 - Google Patents

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Description

本発明は、顔料や油溶性染料等の様々な不溶性色材(以下、単に「色材」という)に対して高い吸着性を示す、色材用分散剤の吸着部位の形成に利用可能な化合物(モノマー)に関する。
従来より、色材は、溶媒または樹脂等の媒体(以下、単に「媒体」という)に分散され、インクや塗料として使用されている。このような用途においては、色材が媒体中に均一に分散されている必要があり、そのため、一般に高分子分散剤や界面活性剤などの分散剤が併用されてきた。
色材用の分散剤は、主に色材に対して吸着性を持つ「吸着部位」と、媒体への親和性を有する「分散部位」とで構成され、それぞれの部位は、色材あるいは媒体に合わせて設計できることから、様々な分散剤が報告されている。
例えば、特許文献1では、吸着部位として窒素含有マクロモノマーを用いた色材用分散剤が、また、特許文献2では、塩基性基を有する顔料誘導体を有する吸着モノマーと、カルボキシル基を有し媒体に親和性の高い分散ポリマーの混合物を用いた色材用分散剤が提案されている。
特開2007−246635号公報 特開2007−131832号公報
しかしながら、これら従来の分散剤の構造中に形成された吸着部位(あるいは、その形成成分である吸着モノマー)は、色材への吸着性が低く、分散剤として使用した場合に満足できる効果を示さないという問題点があった。従って、本発明の課題とするところは、色材に対して高い吸着性を示し、高分子分散剤等の分散剤における色材に対する吸着部位の形成に利用可能な新規なモノマーを提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、色材用分散剤を形成する際に特有な構造のモノマーを用いることで、色材への高い吸着性能を示す吸着部位を持つ色材用分散剤の形成が可能になることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、色材への高い吸着性能を示す吸着部位を形成可能な以下に示すアセチルアセトン誘導体が提供される。
[1]2個以上の重合性官能基を有する下記一般式(1)で示される化合物であることを特徴とするアセチルアセトン誘導体。
Figure 0006184824
(一般式(1)中、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいベンゼン環を示し、Zl、Zm及びZnは、それぞれ独立に、水素原子または重合性官能基のいずれかを示し、且つ、Zl、Zm及びZnのうちの少なくとも2個は重合性官能基である。)
[2]前記重合性官能基が、下記(I−a)〜(II−b)で示される少なくとも1種の官能基であるか、下記(I−a)〜(II−b)が連結基を介して結合したものである[1]に記載のアセチルアセトン誘導体。
Figure 0006184824
[3]前記重合性官能基の付加位置が、Ar1〜Ar3のメタ位またはパラ位である[1]又は[2]に記載のアセチルアセトン誘導体。
本発明によれば、これをモノマーとして利用することで、色材への高い吸着性能を示す吸着部位を有する色材用分散剤の形成を可能にするアセチルアセトン誘導体を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
本発明のアセチルアセトン誘導体は、2以上の重合性官能基を有する下記一般式(1)で示される化合物である。
Figure 0006184824
(一般式(1)中、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいベンゼン環を示し、Zl、Zm及びZnは、それぞれ独立に、水素原子または重合性官能基のいずれかを示し、且つ、Zl、Zm及びZnのうちの少なくとも2個は重合性官能基である。)
まず、本発明のアセチルアセトン誘導体を色材用分散剤の形成に用いた場合に、色材への高い吸着性能を示す吸着部位が形成される理由について説明する。本発明のアセチルアセトン誘導体は、分子内にC=OおよびNを含有するため、これを色材用分散剤の形成に用いるとその構造中にC=O及びNを導入できるが、これらは色材が持つ親水基と水素結合することが可能である。これに加えて、本発明のアセチルアセトン誘導体は、分子内に不飽和結合やフェニル基を複数有しており、分子の平面性が高いことから、色材とのπ−π相互作用が増大され、色材に対して強い吸着性を示すという特徴を持つ。これらの理由から、本発明のセチルアセトン誘導体を分散剤の吸着部位の形成材料に用いることで、色材の吸着性能に優れる色材用分散剤を製造が可能になったと考えられる。
また、本発明のアセチルアセトン誘導体は、その構造中に複数の重合性官能基を有し、当該重合性官能基の存在によって、色材を分散する際に用いられる種々の媒体に合わせて様々な分散部位を適宜に付加させることができる。
本発明のアセチルアセトン誘導体を構成する重合性官能基としては、アクリル基やメタクリル基等の重合性を有するものが好ましく、例えば、下記(I−a)〜(II−b)で示される官能基が挙げられる。さらには、これらの重合性官能基は、連結基を介して結合していてもよい。この際の連結基としては、例えば、アミド基、エステル基、ウレタン基、ウレア基、アルキレン基、フェニレン基、−O−、−NR1−及び−NHCH(CH2OH)−からなる群より選ばれる2価の連結基が挙げられる。ただし、R1は水素原子、アルキル基、フェニル基又はアラルキル基を表す。
Figure 0006184824
本発明者らの検討によれば、上記に挙げた重合性官能基のうち、少なくとも1種をその構造中に2個以上備えることで、本発明のアセチルアセトン誘導体は、前述した吸着機能(水素結合、もしくはπ−π相互作用による色材への吸着機能)を阻害されることなく、これを用いて形成した色材用分散剤に良好な分散部位を付加することができる。従って、本発明のアセチルアセトン誘導体を色材用分散剤の形成材料に用いることで、吸着部位として優れた性能を有する分散剤を製造することが可能となる。
本発明者らの検討によれば、本発明のアセチルアセトン誘導体を構成する重合性官能基は、前記一般式(1)中のAr1〜Ar3のメタ位またはパラ位に付設するのが好ましい。その理由は、重合性官能基をオルト位に配置した場合、分子内で生じる立体障害によって、該重合性官能基に分散部位を付加する際の反応性が低下したり、付加した分散部位がアセチルアセトン誘導体の持つ前記した色材への高い吸着機能を阻害するおそれがあるので好ましくない。よって、重合性官能基の付加位置は、分散部位を付加する際の反応性を確保するとともに、色材への吸着性能が損なわれることがないように、メタ位又はパラ位に付設することが好ましい。特に、分子の中心から最も離れたパラ位に配置するのがより好ましい。
本発明のアセチルアセトン誘導体は、従来より公知の方法で合成可能であり、例えば、下記の(1)〜(3)段階からなる次のようなスキームで、合成できる。
(1)段階
Figure 0006184824
(2)段階
Figure 0006184824
(3)段階
Figure 0006184824
例えば上記のようにして合成したアセチルアセトン誘導体の分子構造は、NMR(核磁気共鳴装置)やIR(赤外分光光度計)、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィ)等を用いて同定することができる。
以下に、本発明のアセチルアセトン誘導体(化合物1〜23)の分子構造を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0006184824
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Figure 0006184824
本発明のアセチルアセトン誘導体には、下記スキームに示されるような互変異性体が存在するが、本発明のアセチルアセトン誘導体はこれらの互変異性体を包含する。
Figure 0006184824
〔アセチルアセトン誘導体の色材への吸着率の測定〕
本発明で目的としている色材用分散剤の構造中の吸着部位における高い性能は、その形成成分である吸着モノマーの吸着性能に依存する。このことは、本発明のアセチルアセトン誘導体の性能として、高い色材への吸着性が求められることを意味しており、その効果を認定するためには色材への吸着性能を確認する必要がある。そこで、本発明では、アセチルアセトン誘導体の色材への吸着率の測定を、分光光度計(日立社製)を用いて行った。測定の際における吸着率の測定方法、使用する色材・溶媒、アセチルアセトン誘導体の混合比率の条件は以下の通りである。
(測定条件)
溶媒にアセチルアセトン誘導体を溶解し、溶液(S)を調製した。この溶液(S)の一部に色材を加え、30分間超音波分散を行った後、室温で1時間静置した後、遠心分離によって上澄み液を回収した。次に、溶液(S)および上澄み液を、それぞれ同一溶媒を加え同じ希釈倍率で、測定可能な濃度に調整した後、420nmにおける吸光度を測定して、下記式(1)より吸着率を算出した。
吸着率(%)=(1−j/k)*100 式(1)
(式中、jは上澄み希釈液の吸光度、kは溶液(S)希釈液の吸光度を示す。)
(色材)
本発明者らの検討によれば、本発明のアセチルアセトン誘導体は、従来より公知の、例えば、下記に列挙するような不溶性色材に対して優れた吸着性能を示し、その程度の違いは、上記の方法によって測定され、確認できる。色材としては、例えば、カーボンブラック等の顔料、イエロー/マゼンタ/シアン系の顔料や油溶性染料が挙げられ、本発明のアセチルアセトン誘導体は、これらのいずれに対しても優れた吸着性能を示すことを見出した。より具体的には、下記の色材が挙げられる。したがって、本発明のアセチルアセトン誘導体を用いて分散剤を作製する際には、対象とする色材を用いて、本発明のアセチルアセトン誘導体に該当する具体的な化合物に対する吸着性を上記したようにして測定して、より好ましい構造の本発明のアセチルアセトン誘導体を選択することが、最適な色材用分散剤を設計する上で有効である。
ブラック系の顔料または油溶性染料としては、以下のものが挙げられる。具体的には、Raven760Ultra、Raven1060Ultra、Raven1080、Raven1100Ultra、Raven1170、Raven1200、Raven1250、Raven1255、Raven1500、Raven2000、Raven2500Ultra、Raven3500、Raven5250、Raven5750、Raven7000、Raven5000ULTRAII、Raven1190ULTRAII(以上、コロンビアン・カーボン社製);
BlackPearlsL、MOGUL−L、Regal400R、Regal660R、Regal330R、Monarch800、Monarch880、Monarch900、Monarch1000、Monarch1300、Monarch1400(以上、キャボット社製);
ColorBlackFW1、ColorBlackFW2、ColorBlackFW200、ColorBlack18、ColorBlackS160、ColorBlackS170、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、SpecialBlack6、SpecialBlack550、Printex35、Printex45、Printex55、Printex85、Printex95、PrintexU、Printex140U、PrintexV、Printex140V(以上、デグッサ社製);
No.25、No.33、No.40、No.45、No.47、No.52、No.900、No.970、No.2200B、No.2300、No.2400B、MCF−88、MA600、MA77、MA8、MA100、MA230、MA220(以上、三菱化学社製);
C.I.ソルベントブラック3、5、7、8、14、17、19、20、22、24、26、27、28、29、43、45等の市販のものが挙げられる。
イエロー系の顔料または油溶性染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168、180、C.I.ソルベントイエロー1、2、3、13、14、19、21、22、29、36、37、38、39、40、42、43、44、45、47、62、63、71、76、79、81、82、83:1、85、86、88、151等の市販のものが挙げられる。
マゼンタ系の顔料または油溶性染料としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254、C.I.ソルベントレッド8、27、35、36、37、38、39、40、49、58、60、65、69、81、83:1、86、89、91、92、97、99、100、109、118、119、122、127、218等の市販のものが挙げられる。
シアン系の顔料または油溶性染料としては、銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66、C.I.ソルベントブルー14、24、25、26、34、37、38、39、42、43、44、45、48、52、53、55、59、67、70等の市販のものが挙げられる。
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材に対する吸着性能は、上記に挙げた顔料または油溶性染料を単独または適宜に混合して用いることができる。
(アセチルアセトン誘導体の色材との混合比率)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際の色材に対するアセチルアセトン誘導体の混合比率は、任意に定めることができる。
(溶媒)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際に使用する溶媒としては、本発明のアセチルアセトン誘導体が溶解し、かつ、吸光度測定において420nmに吸収が無い溶媒が好ましい。本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着に関与する水素結合力を阻害しない無極性溶媒が好ましい。溶媒としては、例えば、有機溶媒、水溶性有機溶媒、重合性単量体、水が使用でき、これらは単独あるいは混合して用いることもできる。
有機溶媒の具体例としては、トルエン、メチルエチルケトン、クロロホルム、酢酸エチル、ヘキサン、ヘプタンなどが挙げられる。
水溶性有機溶媒の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどの低級アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、チオジグリコール、1,4−シクロヘキサンジオールなどのジオール類;1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオールなどのトリオール類;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトールなどのヒンダードアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコーリモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;グリセリン、ジメチルスルホキシキド、グリセリンモノアリルエーテル、ポリエチレングリコール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルフォラン、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトン、ジアセトンアルコール、ピリジン、アセトニトリル、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
重合性単量体としては、以下のものが挙げられる。スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、m−(p−)エチルスチレンの如きスチレン系単量体;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ベヘニル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きアクリル酸エステル系単量体或いはメタクリル酸エステル系単量体などのアクリル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセンなどのエン系単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル系単量体、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミドなどのアミド系単量体などが挙げられる。
(溶媒量)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際の溶媒の量は、アセチルアセトン誘導体を溶解させる量であれば任意に定めることができる。
(撹拌条件)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際の色材とアセチルアセトン誘導体の撹拌条件は、特に限定はなく、一般に使用される機器、例えばボールミル、超音波、ペイントシェーカー、レッドデビル、サンドミル、ホモジナイザー、振動ボールミル、サンドミル、ロールミル、アトライター、ホモミキサー、マイクロフルイダイザー(以上、マイクロフルイデックス社製)、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、ペイントシェーカー等を用いることができる。
(温度条件)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際の温度は、用いるアセチルアセトン誘導体の重合性置換基の安定性を考えると0℃以下が好ましいが、実用的には30℃以下程度に抑えることが好ましい。
(分散性)
本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際のアセチルアセトン誘導体を吸着させた色材の分散性は、アセチルアセトン誘導体を吸着させる前の色材の分散性と同等である。先の式(1)に示すように、上澄み中のアセチルアセトン誘導体の存在量から色材への吸着率を算出するため、色材の溶媒への溶解や分散は、吸着率の測定を阻害するものとして注意しなければならず、色材、溶媒の選定に留意する必要がある。
(添加剤)
なお、本発明のアセチルアセトン誘導体の色材への吸着率を測定する際には、その媒体中に界面活性剤、pH調整剤、酸化防止剤、防黴剤などの各種添加剤を添加してもよい。このようにすれば、本発明のアセチルアセトン誘導体を用いて作製した色材用分散剤で色材を分散してなるインクなどとした場合に、これらの添加剤がその吸着性能におよぼす影響を事前に検討できる。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、文中の「部」および「%」は、特に断りのない限り質量基準である。下記のようにして合成して本発明で規定した構造の化合物を得たが、得られた中間体、アセチルアセトン誘導体の分子構造は、NMR(核磁気共鳴装置、ECA400、日本電子社製)を使用して確認した。また、表1−2に、得られた中間体、アセチルアセトン誘導体の収率および総収率をまとめて示した。
<実施例1>
〔中間体1の合成(アセチルアセトンとジアゾニウム塩との反応)〕
4−アミノフェノール11.0部(0.100モル)に希塩酸140部加えて、5℃以下に冷却した。この溶液に、19.0%−亜硝酸ナトリウム水溶液37.0部(0.100モル)を氷冷しながら滴下し、ジアゾニウム塩溶液を調製した。次に、アセチルアセトン10.0部(0.100モル)に、エタノール237部、および36.5%−酢酸ナトリウム水溶液126部(0.560モル)を加えて撹拌し、5℃以下に冷却した。この溶液に、先に調製したジアゾニウム塩溶液をゆっくり滴下し、氷冷下で30分、さらに室温で1時間撹拌した。その後、生成した析出物をろ取し、水洗、乾燥して中間体1を得た(収率98%)。
〔中間体2の合成(上記中間体1と4−ヒドロキシベンズアルデヒドとの反応)〕
上記で得た中間体1の15.6部(0.070モル)をメタノール160部に溶解し、2N−水酸化ナトリウム水溶液86.0部を加えて5℃以下に冷却した。この溶液に、4−ヒドロキシベンズアルデヒド35.1部(0.290モル)とエタノール20.5部を混合したものを滴下し、氷冷下で3時間反応させた後、冷蔵庫で一晩静置した。静置後、反応液を冷水500部に投入して、酢酸で中和し、生成した析出物を分取して、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、中間体2を得た(収率87%)。
〔アセチルアセトン誘導体1の合成(上記中間体2への重合性官能基の導入)〕
上記で得た中間体2の15.6部(40.0ミリモル)をピリジン170部に溶解し、5℃以下に冷却した。この溶液に、メタクリロイルクロリド12.6部(0.120モル)をピリジン90.0部に溶解したものを滴下して、1時間撹拌した。その後、水200部を添加して反応を停止させ、クロロホルムによる抽出、水洗および濃縮を行なって、先に構造式を示した化合物(1)であるアセチルアセトン誘導体1を得た(収率73%)。
<実施例2〜16>
(実施例2:アセチルアセトン誘導体2の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを4−アミノ−m−クレゾールに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(2)であるアセチルアセトン誘導体2を合成した。
(実施例3:アセチルアセトン誘導体3の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを4−アミノ−3−ニトロフェノールに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(3)であるアセチルアセトン誘導体3を合成した。
(実施例4:アセチルアセトン誘導体4の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを2−メトキシ−4−ヒドロキシアニリンに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(4)であるアセチルアセトン誘導体4を合成した。
(実施例5:アセチルアセトン誘導体5の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを2,4−ジヒドロキシアニリンに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(5)であるアセチルアセトン誘導体5を合成した。
(実施例6:アセチルアセトン誘導体6の合成)
実施例1で中間体2への重合性官能基の導入で用いたメタクリロイルクロリドをアクリロイルクロリドに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(6)であるアセチルアセトン誘導体6を合成した。
(実施例7:アセチルアセトン誘導体7の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを1,4−フェニレンジアミンに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(7)であるアセチルアセトン誘導体7を合成した。
(実施例8:アセチルアセトン誘導体8の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを1,4−フェニレンジアミンとし、実施例1で中間体2への重合性官能基の導入で用いたメタクリロイルクロリドをアクリロイルクロリドに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(8)であるアセチルアセトン誘導体8を合成した。
(実施例9:アセチルアセトン誘導体9の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを3−アミノフェノールとし、実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを3−ヒドロキシベンズアルデヒドに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(9)であるアセチルアセトン誘導体9を合成した。
(実施例10:アセチルアセトン誘導体10の合成)
実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを3−ヒドロキシベンズアルデヒドに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(10)であるアセチルアセトン誘導体10を合成した。
(実施例11:アセチルアセトン誘導体11の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを3−アミノフェノールに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(11)であるアセチルアセトン誘導体11を合成した。
(実施例12:アセチルアセトン誘導体12の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールをアニリンに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(12)であるアセチルアセトン誘導体12を合成した。
(実施例13:アセチルアセトン誘導体13の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールをアニリンとし、実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを3−ヒドロキシベンズアルデヒドに変更したこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法で、先に構造式を示した化合物(13)であるアセチルアセトン誘導体13を合成した。
(実施例14:アセチルアセトン誘導体14の合成)
実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒド35.1部(0.290モル)を、3−ヒドロキシベンズアルデヒド17.5部(0.140モル)とベンズアルデヒド15.2部(0.140モル)に変更したことと、クロロホルムによる抽出、水洗および濃縮を行なった後にシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行ったこと以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(14)であるアセチルアセトン誘導体14を合成した。
(実施例15:アセチルアセトン誘導体15の合成)
中間体2を市販のクルクミン(メルク社製)とアニリンから合成した以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(15)であるアセチルアセトン誘導体15を合成した。
(実施例16:アセチルアセトン誘導体16の合成)
中間体2を市販のクルクミン(メルク社製)と4−アミノフェノールから合成した以外は、実施例1のアセチルアセトン誘導体1の合成と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(16)であるアセチルアセトン誘導体16を合成した。
<実施例17>
(中間体の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを4−アミノ安息香酸に変更したこと以外は、中間体1の合成と同様にして中間体を得た。そして、得られた中間体を用いて、実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを4−ホルミル安息香酸に変更したこと以外は、中間体2の場合と同様の方法により、中間体を得た。
(アセチルアセトン誘導体17の合成)
窒素置換されたナス型フラスコに、上記で得た中間体2を5.6部(0.050モル)、塩化チオニル35.7部(0.300モル)、ピリジン0.100部(0.001モル)を投入し、100℃で1時間還流した。その後、HClの発生が停止していることを確認して、残留する塩化チオニルを減圧留去した。この残渣17.7部(0.0400モル)をピリジン30.0部に溶解した液を、アリルアルコール10.4部(0.180モル)をピリジン20.0部に溶解させた液にゆっくり滴下し、室温で3時間撹拌した。反応後、水100部を添加して反応を止め、クロロホルムで抽出、アルカリ洗浄、水洗、濃縮により、先に構造式を示した化合物(17)であるアセチルアセトン誘導体17を得た。
<実施例18>
(中間体の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを1,4−フェニレンジアミンに変更したこと以外は、中間体1の合成と同様にして中間体を得た。そして、得られた中間体を用いて、実施例1の中間体2の合成に用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを4−アミノベンズアルデヒドに変更したこと以外は、中間体2の場合と同様の方法により、中間体を得た。
(アセチルアセトン誘導体18の合成)
窒素置換されたナス型フラスコに、トリホスゲン22.3部(0.0750モル)、ジエチルエーテル60.0部を投入し、−78℃に冷却した。ここに、トリエチルアミン22.8部(0.225モル)、上記で得た中間体2を1.1部(0.050モル)、ジクロロメタン120部の混合液を滴下し、0℃までゆっくり昇温した。溶媒の減圧留去後、残渣をエーテル50.0部に溶解し、アリルアルコール13.1部(0.225モル)とピリジン0.100部(1.00ミリモル)の混合液をゆっくり投入し、氷冷下で30分撹拌した。さらに室温で1時間撹拌後、残留するアリルアルコールおよびエーテルを減圧留去し、先に構造式を示した化合物(19)であるアセチルアセトン誘導体18を得た。
<実施例19:アセチルアセトン誘導体19の合成>
窒素置換されたナス型フラスコに、実施例1での中間体2を19.8部(50.0ミリモル)、エピクロロヒドリン13.9部(0.150モル)、炭酸カリウム10.4部(75.0ミリモル)、アセトン40.0部を投入し、4時間還流撹拌した。反応後、水20.0部を加え、ジエチルエーテル50.0部で有機物を抽出、濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、先に構造式を示した化合物(18)であるアセチルアセトン誘導体19を得た。
<実施例20>
(中間体の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを4−アミノスチレンに変更したこと以外は、中間体1の合成と同様にして、中間体を得た。そして、得られた中間体を用いて、実施例1の中間体2の合成に用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドを4−ビニルベンズアルデヒドに変更したこと以外は、中間体2の場合と同様の方法により、中間体を得た。
(アセチルアセトン誘導体20の合成)
窒素置換されたナス型フラスコに、上記で得た中間体を22.9部(0.0500モル)、トリメトキシシラン27.5部(0.225モル)、ヘキサクロロ白金酸0.0100部(0.0200ミリモル)、ジエチルエーテル30.0部を投入し、室温で2時間撹拌した。反応後、水洗、アルカリ洗浄、濃縮により、先に構造式を示した化合物(20)であるアセチルアセトン誘導体20を得た。
<実施例21>
(中間体の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールをp−アミノ−フェニルアラニン塩酸塩に変更したこと以外は、中間体1及び中間体2の合成の場合と同様の方法により、中間体を得た。
(アセチルアセトン誘導体21の合成)
上記で得た中間体を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、先に構造式を示した化合物(21)であるアセチルアセトン誘導体21を得た。
<実施例22>
(中間体の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを4−アミノベンジルコハク酸に変更したこと以外は、中間体1及び中間体2の合成の場合と同様の方法により、中間体を得た。
(アセチルアセトン誘導体22の合成)
上記で得た中間体を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、先に構造式を示した化合物(22)であるアセチルアセトン誘導体22を得た。
(実施例23:アセチルアセトン誘導体23の合成)
実施例1の中間体1の合成で用いた4−アミノフェノールを2−アミノフェノールに変更し、実施例1の中間体2の合成で用いた4−ヒドロキシベンズアルデヒドをサリチルアルデヒドに変更したこと以外は、実施例1の合成と同様の方法より、先に構造式を示した化合物(23)であるアセチルアセトン誘導体23を得た。
<比較例1>
(化合物Xの合成)
比較のため、特開2007−131832号公報に記載の製造例4に記載された方法を参考にして、下記化合物Xを合成した。
Figure 0006184824
表1に、実施例1〜23のアセチルアセトン誘導体の構造の特徴と、合成段階におけるそれぞれの中間体の収率と、最終的な総収率をまとめて示した。表1−2に記載した収率の(1)〜(3)は、先に記載したスキームにおける(1)〜(3)の各段階における収率を意味している。
Figure 0006184824
なお、表1−1中における、(III−a)〜(III−f)の重合性官能基の構造は下記の通りである。
Figure 0006184824
Figure 0006184824
<実施例の各アセチルアセトン誘導体及び比較例の化合物の評価>
上記で得た本発明の実施例1〜23の各アセチルアセトン誘導体及び比較例1の化合物Xの色材への吸着性、重合性官能基の反応性を、下記のようにして評価した。
〔実施例及び比較例の各アセチルアセトン誘導体の色材への吸着率の評価〕
本発明の実施例1〜23の各アセチルアセトン誘導体および比較例1の化合物Xの色材への吸着性を次の方法および基準で評価した。
<アセチルアセトン誘導体の色材への吸着率の測定>
(測定用の試料調製)
それぞれの溶媒20.0部に、実施例で合成したそれぞれのアセチルアセトン誘導体0.0100部を溶解し、それぞれの溶液(S)を調製した。そして、この溶液(S)10.0部に色材1.00部を加え、30分間超音波分散を行った後、室温で1時間静置して、遠心分離によって上澄み液を回収した。
(吸着率の測定と吸着率の算出)
次に、上記で調製した溶液(S)および上澄み液に、それぞれ検討する溶媒を加えて20倍に希釈し、これを測定用溶液とし、420nmにおける吸光度を測定して、下記式(1)より、それぞれのアセチルアセトン誘導体の吸着率を算出した。また、比較例の化合物Xについても同様にして色材の吸着率を算出した。
吸着率(%)=(1−j/k)*100 式(1)
(式中、jは上澄み希釈液の吸光度、kは溶液(S)希釈液の吸光度を示す。)
(評価基準)
上記のようにして求めた、実施例の各セチルアセトン誘導体及び比較例の化合物の吸着率に基づいて、下記の基準でそれぞれ評価した。得られた結果を表2に示した。
◎:吸着率95%以上
○:吸着率90%以上95%未満
△:吸着率80%以上90%未満
×:吸着率80%未満
Figure 0006184824
〔重合性官能基の反応性の確認〕
本発明の実施例1〜23の各アセチルアセトン誘導体および比較例1の化合物Xについて、下記の方法でそれぞれ、その構造中にある重合性官能基の反応性の確認を行った。
(アセチルアセトン誘導体1〜18、23による検討)
アセチルアセトン誘導体5.00部をN,N−ジメチルホルムアミド30.0部に溶解し、その溶液に触媒としてアゾビスイソブチロニトリル0.050部、共重合物としてメタクリル酸メチル10.0部を加えて80℃に加熱し、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基の共重合物との反応性の有無を確認した。得られた結果を表3に示した。
(アセチルアセトン誘導体19)
アセチルアセトン誘導体5.00部をN,N−ジメチルホルムアミド30.0部に溶解し、その溶液に開始剤としてWPI−113(和光純薬)を0.100部、共重合物としてプロピレンオキシドを10.0部加えて室温にてUV照射し、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基の共重合物との反応性の有無を確認した。得られた結果を表3に示した。
(アセチルアセトン誘導体20)
アセチルアセトン誘導体5.00部をエタノール30.0部に溶解し、その溶液に触媒として水を0.500部、共重合物としてメチルトリメトキシシランを10.0部加えて100℃に加熱し、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基の共重合物との反応性の有無を確認した。得られた結果を表3に示した。
(アセチルアセトン誘導体21)
アセチルアセトン誘導体5.00部をN,N−ジメチルホルムアミド30.0部に溶解し、縮合剤としてN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドを5.00部、触媒としてN,N−ジメチル−4−アミノピリジンを0.300部、共重合物として3−アミノプロピオン酸を10.0部加えて、60℃に加熱し、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基の共重合物との反応性の有無を確認した。得られた結果を表3に示した。
(アセチルアセトン誘導体22)
アセチルアセトン誘導体5.00部をN,N−ジメチルホルムアミド30.0部に溶解し、縮合剤としてN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドを5.00部、触媒としてN,N−ジメチル−4−アミノピリジンを0.300部、共重合物としてエチレングリコールを10.0部加えて、減圧下で200℃に加熱し、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基の共重合物との反応性の有無を確認した。得られた結果を表3に示した。
Figure 0006184824
表2、表3から明らかなように、本発明の実施例のアセチルアセトン誘導体は、色材に十分な吸着性を発揮するものであった。また、アセチルアセトン誘導体の構造中にある重合性官能基も反応性を有し、色材用分散剤の形成において分散部位を付加する際の反応性を確保し得るものであることが確認された。
本発明のアセチルアセトン誘導体は、色材に対する吸着性に優れ、色材用分散剤の吸着部位の形成に利用可能な化合物である。

Claims (3)

  1. 2個以上の重合性官能基を有する下記一般式(1)で示される化合物であることを特徴とするアセチルアセトン誘導体。
    Figure 0006184824
    (一般式(1)中、Ar1、Ar2及びAr3は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいベンゼン環を示し、Zl、Zm及びZnは、それぞれ独立に、水素原子または重合性官能基のいずれかを示し、且つ、Zl、Zm及びZnのうちの少なくとも2個は重合性官能基である。)
  2. 前記重合性官能基が、下記(I−a)〜(II−b)で示される群から選ばれる少なくとも1種の官能基であるか、下記(I−a)〜(II−b)が連結基を介して結合したものである請求項1に記載のアセチルアセトン誘導体。
    Figure 0006184824
  3. 前記重合性官能基の付加位置が、Ar1〜Ar3のメタ位またはパラ位である請求項1又は2に記載のアセチルアセトン誘導体。
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