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JP7731682B2 - Dicarboxylic acids and their production method - Google Patents
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JP7731682B2 - Dicarboxylic acids and their production method - Google Patents

Dicarboxylic acids and their production method

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JP7731682B2 JP2021043941A JP2021043941A JP7731682B2 JP 7731682 B2 JP7731682 B2 JP 7731682B2 JP 2021043941 A JP2021043941 A JP 2021043941A JP 2021043941 A JP2021043941 A JP 2021043941A JP 7731682 B2 JP7731682 B2 JP 7731682B2
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Description

本発明は、フルオレン骨格を有する新規なジカルボン酸またはその誘導体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a novel dicarboxylic acid or derivative thereof having a fluorene skeleton, and a method for producing the same.

ジカルボン酸またはその誘導体(ジカルボン酸類)は、高い屈折率および耐熱性を示すため、樹脂原料や、屈折率向上剤、耐熱性向上剤などの添加剤(または樹脂添加剤)などとして利用されている。特に、フルオレン骨格を有するジカルボン酸類は、高い屈折率および高い耐熱性を有するため、光学分野の材料として利用されている。 Dicarboxylic acids and their derivatives (dicarboxylic acids) exhibit high refractive indices and heat resistance, and are therefore used as resin raw materials and additives (or resin additives) such as refractive index improvers and heat resistance improvers. In particular, dicarboxylic acids with a fluorene skeleton are used as materials in the optical field due to their high refractive index and heat resistance.

特許文献1には、フルオレン骨格の1~8位にアリール基が結合した特定の化学構造を有するジカルボン酸が光学的特性や耐熱性に優れており、重合成分として用いると、9,9-位に屈折率やガラス転移温度を向上し易いアリール基を有していないにもかかわらず、意外にも前記特性が著しく優れた樹脂を形成できることが開示されている。この文献の実施例では、フルオレン骨格の1~8位に結合しているアリール基としてナフチル基が記載されている。 Patent Document 1 discloses that dicarboxylic acids with a specific chemical structure in which aryl groups are bonded to positions 1 to 8 of the fluorene skeleton have excellent optical properties and heat resistance, and that when used as a polymerization component, they can surprisingly form resins with significantly superior properties, despite not having aryl groups at the 9,9-positions that tend to improve refractive index and glass transition temperature. In the examples in this document, naphthyl groups are listed as the aryl groups bonded to positions 1 to 8 of the fluorene skeleton.

WO2020/213470号WO2020/213470

しかし、近年の光学分野では、カメラや画像表示装置などの光学機器の高性能化に伴って、耐熱性や光学特性において、高度な特性が求められており、特許文献1のジカルボン酸類でも十分でない場合もある。 However, in recent years, in the optical field, as optical devices such as cameras and image display devices have become more sophisticated, there is a demand for advanced heat resistance and optical properties, and even the dicarboxylic acids described in Patent Document 1 may not be sufficient.

従って、本発明の目的は、耐熱性および光学特性に優れた新規なジカルボン酸類およびその製造方法を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to provide novel dicarboxylic acids with excellent heat resistance and optical properties, and a method for producing the same.

本発明者等は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、フルオレン骨格の1~8位に縮合四~六環式アリール基が結合した特定の化学構造を有する新規なジカルボン酸が耐熱性および光学的特性に優れることを見出し、本発明を完成した。 As a result of extensive research to achieve the above-mentioned objectives, the inventors discovered that a novel dicarboxylic acid with a specific chemical structure in which fused tetra- to hexacyclic aryl groups are bonded to positions 1 to 8 of the fluorene skeleton has excellent heat resistance and optical properties, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明のジカルボン酸またはその誘導体は、下記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体である。 That is, the dicarboxylic acid or derivative thereof of the present invention is a dicarboxylic acid or derivative thereof represented by the following formula (I):

(式中、
環Z1aおよび環Z1bは、互いに同一でまたは異なって、縮合四~六環式アレーン環を示し、
1aおよびR1bは、互いに同一でまたは異なって、置換基を示し、
k1およびk2は、互いに同一でまたは異なって、0以上の整数を示し、
1aおよびA1bは、互いに同一でまたは異なって、直鎖状または分岐鎖状アルキレン基を示し、
2aおよびR2bは、互いに同一でまたは異なって、置換基を示し、
n1およびn2は、互いに同一でまたは異なって、0~3の整数を示す)。
(In the formula,
ring Z 1a and ring Z 1b may be the same or different and represent a fused tetra- to hexacyclic arene ring;
R 1a and R 1b are the same or different and represent a substituent;
k1 and k2 are the same or different and each represent an integer of 0 or more,
A 1a and A 1b are the same or different and each represent a linear or branched alkylene group;
R 2a and R 2b are the same or different and represent a substituent;
n1 and n2 may be the same or different and represent an integer of 0 to 3.

前記式(I)において、Z1aおよびZ1bはピレン環であり、A1aおよびA1bは直鎖状または分岐鎖状C2-6アルキレン基であってもよい。Z1aおよびZ1bの置換位置はフルオレン環の2,7-位であり、A1aおよびA1bが直鎖状または分岐鎖状C2-4アルキレン基であり、k1、k2、n1およびn2は0であってもよい。 In the formula (I), Z 1a and Z 1b may be pyrene rings, A 1a and A 1b may be linear or branched C 2-6 alkylene groups, Z 1a and Z 1b may be substituted at the 2,7-positions of the fluorene ring, A 1a and A 1b may be linear or branched C 2-4 alkylene groups, and k1, k2, n1, and n2 may be 0.

本発明には、フルオレン骨格を有する化合物と、前記式(I)において、環Z1aおよびZ1bに対応する縮合四~六環式アレーン環骨格を有する化合物とをカップリング反応させる工程を含む前記ジカルボン酸またはその誘導体の製造方法も含まれる。 The present invention also includes a method for producing the dicarboxylic acid or a derivative thereof, which comprises a step of coupling reaction of a compound having a fluorene skeleton with a compound having a fused tetra- to hexacyclic arene ring skeleton corresponding to rings Z1a and Z1b in formula (I ) .

なお、本明細書および特許請求の範囲において、ジカルボン酸の「誘導体」は、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド、ジカルボン酸無水物などのエステル(またはアミド)形成性誘導体に加えて、ジカルボン酸アミドやジカルボン酸塩などのジカルボン酸から慣用の方法で変換可能な化合物を含む意味に用いる。 In this specification and claims, the term "derivative" of a dicarboxylic acid is used to mean not only ester (or amide)-forming derivatives such as dicarboxylic acid esters, dicarboxylic acid halides, and dicarboxylic acid anhydrides, but also compounds that can be converted from dicarboxylic acids using conventional methods, such as dicarboxylic acid amides and dicarboxylic acid salts.

また、前記ジカルボン酸エステルとしては、ジカルボン酸成分アルキルエステル、なかでも低級アルキルエステル、例えば、メチルエステル、エチルエステル、t-ブチルエステルなどのC1-4アルキルエステルが挙げられる。前記ジカルボン酸ハライドとしては、例えば、ジカルボン酸クロリド、ジカルボン酸ブロミドが挙げられる。前記ジカルボン酸塩としては、例えば、金属塩、具体的には、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩など;アンモニウム塩などが挙げられる。 Examples of the dicarboxylic acid esters include alkyl esters of dicarboxylic acid components, particularly lower alkyl esters, such as C1-4 alkyl esters such as methyl ester, ethyl ester, and t-butyl ester. Examples of the dicarboxylic acid halides include dicarboxylic acid chlorides and dicarboxylic acid bromides. Examples of the dicarboxylic acid salts include metal salts, specifically alkali metal salts such as sodium salts, and ammonium salts.

さらに、本明細書および特許請求の範囲において、置換基の炭素原子の数をC、C、C10などで示すことがある。例えば「Cアルキル基」は炭素数が1のアルキル基を意味し、「C6-10アリール基」は炭素数が6~10のアリール基を意味する。 Furthermore, in this specification and claims, the number of carbon atoms in a substituent may be indicated as C 1 , C 6 , C 10 , etc. For example, a "C 1 alkyl group" means an alkyl group having one carbon atom, and a "C 6-10 aryl group" means an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.

本発明では、フルオレン骨格の1~8位に縮合四~六環式アリール基が結合した特定の化学構造を有する新規なジカルボン酸またはその誘導体が、耐熱性および光学特性に優れている。 In this invention, a novel dicarboxylic acid or its derivative having a specific chemical structure in which fused tetra- to hexacyclic aryl groups are bonded to positions 1 to 8 of the fluorene skeleton has excellent heat resistance and optical properties.

[ジカルボン酸またはその誘導体]
本開示の新規なジカルボン酸またはその誘導体(ジカルボン酸類)は前記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体である。
[Dicarboxylic acid or its derivative]
The novel dicarboxylic acid or derivative thereof (dicarboxylic acids) of the present disclosure is a dicarboxylic acid or derivative thereof represented by the above formula (I).

前記式(I)において、Z1aおよびZ1bで表される縮合四~六環式アレーン環としては、フルオランテン環、アセフェナントリレン環、アセアントリレン環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、テトラフェン環、テトラセン環(ナフタセン環)などの縮合四環式C16-18アレーン環;ピセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ペンタセン環などの縮合五環式C20-22アレーン環;ヘキサヘリセン環、ヘキサフェン環、ヘキサセン環などの縮合六環式C24-28アレーン環などが挙げられる。これらのうち、耐熱性および光学特性に優れる点から、縮合四環式アレーン環が好ましく、縮合四環式C16-18アレーン環がさらに好ましく、ピレン環が最も好ましい。環Z1aの種類と環Z1bの種類とは、互いに異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。 In the formula (I), examples of the fused tetracyclic to hexacyclic arene rings represented by Z 1a and Z 1b include fused tetracyclic C 16-18 arene rings such as a fluoranthene ring, an acephenanthrylene ring, an aceanthrylene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, a tetraphene ring, and a tetracene ring (naphthacene ring); fused pentacyclic C 20-22 arene rings such as a picene ring, a perylene ring, a pentaphene ring, and a pentacene ring; and fused hexacyclic C 24-28 arene rings such as a hexahelicene ring, a hexaphene ring, and a hexacene ring. Of these, from the viewpoint of excellent heat resistance and optical properties, fused tetracyclic arene rings are preferred, fused tetracyclic C 16-18 arene rings are more preferred, and a pyrene ring is most preferred. The type of ring Z 1a and the type of ring Z 1b may be different from each other, but are preferably the same.

環Z1aおよびZ1bは、それぞれフルオレン骨格の1~4位、5~8位のいずれの位置に置換していてもよいが、1,8位、2,7位、3,6位、4,5位などの前記式(I)において紙面上で左右対称な位置が好ましく、2,7位が特に好ましい。Z1aおよびZ1bがピレン環である場合、ピレン環の1位または2位がフルオレン環と結合するのが好ましく、ピレン環の1位がフルオレン環と結合するのが特に好ましい。 The rings Z 1a and Z 1b may be substituted at any of the 1- to 4-positions and the 5- to 8-positions of the fluorene skeleton, but are preferably symmetrically positioned on the paper in formula (I), such as the 1,8-positions, the 2,7-positions, the 3,6-positions, or the 4,5-positions, and are particularly preferably the 2,7-positions. When Z 1a and Z 1b are pyrene rings, the 1- or 2-position of the pyrene ring is preferably bonded to the fluorene ring, and it is particularly preferred that the 1-position of the pyrene ring is bonded to the fluorene ring.

1aおよびR1bで表される置換基(非反応性置換基または非重合性置換基)としては、例えば、ハロゲン原子、炭化水素基(または基[-R])、基[-OR](式中、Rは前記炭化水素基を示す)、基[-SR](式中、Rは前記炭化水素基を示す)、アシル基、ニトロ基、シアノ基、モノまたはジ置換アミノ基が挙げられる。 Examples of the substituents (non-reactive substituents or non-polymerizable substituents) represented by R 1a and R 1b include a halogen atom, a hydrocarbon group (or group [-R A ]), a group [-OR A ] (wherein R A represents the hydrocarbon group), a group [-SR A ] (wherein R A represents the hydrocarbon group), an acyl group, a nitro group, a cyano group, and a mono- or di-substituted amino group.

ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of halogen atoms include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms.

前記Rで表される炭化水素基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group represented by R 1 A include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-10アルキル基が挙げられ、好ましくは直鎖状または分岐鎖状C1-6アルキル基、さらに好ましくは直鎖状または分岐鎖状C1-4アルキル基である。 Examples of the alkyl group include a linear or branched C 1-10 alkyl group such as a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, and t-butyl group, and are preferably a linear or branched C 1-6 alkyl group, and more preferably a linear or branched C 1-4 alkyl group.

シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのC5-10シクロアルキル基が挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group include a C 5-10 cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.

アリール基としては、例えば、フェニル基、アルキルフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基などのC6-12アリール基が挙げられる。アルキルフェニル基としては、例えば、メチルフェニル基(またはトリル基)、ジメチルフェニル基(またはキシリル基)などのモノないしトリC1-4アルキル-フェニル基が挙げられる。 Examples of the aryl group include C 6-12 aryl groups such as phenyl group, alkylphenyl group, biphenylyl group, naphthyl group, etc. Examples of the alkylphenyl group include mono- to tri-C 1-4 alkyl-phenyl groups such as methylphenyl group (or tolyl group) and dimethylphenyl group (or xylyl group).

アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基などのC6-10アリール-C1-4アルキル基が挙げられる。 Examples of the aralkyl group include a C 6-10 aryl-C 1-4 alkyl group such as a benzyl group or a phenethyl group.

前記基[-OR]としては、例えば、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基が挙げられ、具体的には、前記炭化水素基Rの例示に対応する基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基などの直鎖状または分岐鎖状C1-10アルコキシ基が挙げられる。シクロアルキルオキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基などのC5-10シクロアルキルオキシ基が挙げられる。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基などのC6-10アリールオキシ基が挙げられる。アラルキルオキシ基としては、例えば、ベンジルオキシ基などのC6-10アリール-C1-4アルキルオキシ基が挙げられる。 Examples of the group [-OR A ] include an alkoxy group, a cycloalkyloxy group, an aryloxy group, and an aralkyloxy group, and specific examples include groups corresponding to the examples of the hydrocarbon group R A. Examples of the alkoxy group include linear or branched C 1-10 alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, n-butoxy, isobutoxy, and t-butoxy. Examples of the cycloalkyloxy group include C 5-10 cycloalkyloxy groups such as cyclohexyloxy. Examples of the aryloxy group include C 6-10 aryloxy groups such as phenoxy. Examples of the aralkyloxy group include C 6-10 aryl -C 1-4 alkyloxy groups such as benzyloxy.

前記基[-SR]としては、例えば、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基が挙げられ、具体的には、前記炭化水素基Rの例示に対応する基が挙げられる。アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、n-ブチルチオ基、t-ブチルチオ基などのC1-10アルキルチオ基が挙げられる。シクロアルキルチオ基としては、例えば、シクロヘキシルチオ基などのC5-10シクロアルキルチオ基が挙げられる。アリールチオ基としては、例えば、チオフェノキシ基などのC6-10アリールチオ基が挙げられる。アラルキルチオ基としては、例えば、ベンジルチオ基などのC6-10アリール-C1-4アルキルチオ基が挙げられる。 Examples of the group [—SR A ] include alkylthio groups, cycloalkylthio groups, arylthio groups, and aralkylthio groups, and specific examples include groups corresponding to the examples of the hydrocarbon group R A. Examples of alkylthio groups include C 1-10 alkylthio groups such as methylthio groups, ethylthio groups, propylthio groups, n-butylthio groups, and t-butylthio groups. Examples of cycloalkylthio groups include C 5-10 cycloalkylthio groups such as cyclohexylthio groups. Examples of arylthio groups include C 6-10 arylthio groups such as thiophenoxy groups. Examples of aralkylthio groups include C 6-10 aryl-C 1-4 alkylthio groups such as benzylthio groups.

アシル基としては、アセチル基などのC1-6アルキル-カルボニル基などが挙げられる。 Examples of the acyl group include a C 1-6 alkyl-carbonyl group such as an acetyl group.

モノまたはジ置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ビス(アルキルカルボニル)アミノ基が挙げられる。ジアルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基などのジC1-4アルキルアミノ基が挙げられる。ビス(アルキルカルボニル)アミノ基としては、例えば、ジアセチルアミノ基などのビス(C1-4アルキル-カルボニル)アミノ基が挙げられる。 Examples of mono- or di-substituted amino groups include dialkylamino groups and bis(alkylcarbonyl)amino groups. Examples of dialkylamino groups include di-C 1-4 alkylamino groups such as dimethylamino groups. Examples of bis(alkylcarbonyl)amino groups include bis(C 1-4 alkyl-carbonyl)amino groups such as diacetylamino groups.

これらの基R1aおよびR1bのうち、代表的には、炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、置換アミノ基などが挙げられる。k1またはk2が1以上である場合、好ましい基R1aおよびR1bとしては、アルキル基、アルコキシ基であり、具体的には、メチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-6アルキル基、メトキシ基などの直鎖状または分岐鎖状C1-4アルコキシ基が挙げられ、なかでも、アルキル基、特に、メチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-4アルキル基が好ましい。なお、基R1aまたはR1bがアリール基であるとき、基R1aまたはR1bは、それぞれ環Z1aまたはZ1bとともに前記環集合アレーン環を形成してもよい。 Representative examples of these groups R 1a and R 1b include hydrocarbon groups, alkoxy groups, acyl groups, nitro groups, cyano groups, and substituted amino groups. When k1 or k2 is 1 or greater, preferred groups R 1a and R 1b are alkyl groups and alkoxy groups, specifically linear or branched C 1-6 alkyl groups such as methyl groups, and linear or branched C 1-4 alkoxy groups such as methoxy groups. Of these, alkyl groups, particularly linear or branched C 1-4 alkyl groups such as methyl groups, are preferred. When group R 1a or R 1b is an aryl group, group R 1a or R 1b may form the ring-assembly arene ring together with ring Z 1a or Z 1b , respectively.

置換数k1およびk2は、環Z1aおよびZ1bの種類に応じて選択してもよく、例えば0~12程度の整数から選択でき、好ましい範囲としては、以下段階的に、0~6の整数、0~5の整数、0~4の整数、0~3の整数、0~2の整数であり、さらに好ましくは0または1であり、特に0である。 The substitution numbers k1 and k2 may be selected depending on the types of rings Z1a and Z1b , and can be selected, for example, from integers of about 0 to 12. Preferred ranges are, in the following stepwise order, integers of 0 to 6, integers of 0 to 5, integers of 0 to 4, integers of 0 to 3, and integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

基R1aおよびR1bの置換数k1およびk2は、互いに異なっていてもよいが、通常、同一であることが多い。なお、置換数k1またはk2が2以上である場合、同一の環Z1aまたはZ1bに置換する2以上の基R1aまたはR1bの種類は、互いに同一または異なっていてもよい。また、異なる環Z1aおよびZ1bに置換する基R1aおよびR1bの種類は、互いに異なっていてもよいが、通常、同一であることが多い。基R1aおよびR1bの置換位置は特に制限されず、環Z1aおよびZ1bの種類に応じて選択してもよい。 The substitution numbers k1 and k2 of the groups R 1a and R 1b may be different from each other, but are usually the same in many cases. When the substitution number k1 or k2 is 2 or more, the types of the two or more groups R 1a or R 1b substituting on the same ring Z 1a or Z 1b may be the same or different from each other. Furthermore, the types of the groups R 1a and R 1b substituting on different rings Z 1a and Z 1b may be different from each other, but are usually the same in many cases. The substitution positions of the groups R 1a and R 1b are not particularly limited and may be selected depending on the types of rings Z 1a and Z 1b .

2aおよびR2bで表される置換基(非反応性置換基または非重合性置換基)は、基[-Z1a-(R1ak1]および基[-Z1b-(R1bk2](以下、これらをZ含有基ともいう)以外の置換基であればよく、代表的には、アルキル基などの炭化水素基(ただし、アリール基は除く)、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、シアノ基などが挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、t-ブチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-6アルキル基などが挙げられる。置換数n1またはn2が1以上である場合、好ましいR2aおよびR2bとしては、メチル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-4アルキル基である。 The substituents (non-reactive substituents or non-polymerizable substituents) represented by R 2a and R 2b may be any substituent other than the group [-Z 1a -(R 1a ) k1 ] and the group [-Z 1b -(R 1b ) k2 ] (hereinafter, these may also be referred to as Z1- containing groups), and representative examples include hydrocarbon groups such as alkyl groups (excluding aryl groups), halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, and bromine atoms, and cyano groups. Examples of alkyl groups include linear or branched C 1-6 alkyl groups such as methyl groups, ethyl groups, and t-butyl groups. When the number of substitutions n1 or n2 is 1 or more, preferred R 2a and R 2b are linear or branched C 1-4 alkyl groups such as methyl groups.

2aおよびR2bの置換数n1およびn2としては、例えば、それぞれ0~3程度の整数であり、好ましくは0~2の整数、さらに好ましくは0または1であり、特に0である。n1およびn2は互いに異なっていてもよいが、通常、同一であることが多い。なお、n1またはn2が2以上である場合、フルオレン骨格を形成する2つのベンゼン環のうち、同一のベンゼン環に置換する複数のR2aまたはR2bの種類は、互いに同一または異なっていてもよい。また、フルオレン骨格を形成する2つのベンゼン環のうち、異なるベンゼン環に置換するR2aおよびR2bの種類は、互いに同一または異なっていてもよく、通常、同一であることが多い。また、R2aおよびR2bの置換位置は特に制限されず、Z含有基の置換位置以外の位置に置換していればよい。 The substitution numbers n1 and n2 of R 2a and R 2b are, for example, integers of about 0 to 3, preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly 0. n1 and n2 may be different from each other, but are usually the same in many cases. When n1 or n2 is 2 or more, the types of R 2a or R 2b substituted on the same benzene ring among the two benzene rings forming the fluorene skeleton may be the same or different from each other. Furthermore, the types of R 2a and R 2b substituted on different benzene rings among the two benzene rings forming the fluorene skeleton may be the same or different from each other, but are usually the same in many cases. Furthermore, the substitution positions of R 2a and R 2b are not particularly limited, as long as they are substituted at positions other than the substitution position of the Z1- containing group.

基A1aおよびA1bで表される直鎖状または分岐鎖状アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、1,2-ブタンジイル基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-8アルキレン基が挙げられる。好ましいアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル基などの直鎖状または分岐鎖状C1-6アルキレン基が挙げられ、より好ましくは直鎖状または分岐鎖状C1-4アルキレン基であり、さらに好ましくは直鎖状または分岐鎖状C2-4アルキレン基であり、なかでも、エチレン基、プロピレン基などの直鎖状または分岐鎖状C2-3アルキレン基が好ましく、特にエチレン基が好ましい。 Examples of the linear or branched alkylene group represented by groups A 1a and A 1b include linear or branched C 1-8 alkylene groups such as methylene, ethylene, trimethylene, propylene, 1,2-butanediyl, and 2-methylpropane-1,3-diyl. Preferred alkylene groups include linear or branched C 1-6 alkylene groups such as methylene, ethylene, trimethylene, propylene, and 2-methylpropane-1,3-diyl, more preferably linear or branched C 1-4 alkylene groups, and even more preferably linear or branched C 2-4 alkylene groups. Of these, linear or branched C 2-3 alkylene groups such as ethylene and propylene are preferred, with ethylene being particularly preferred.

前記式(I)で表されるジカルボン酸としては、例えば、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-1,8-ジ(1-ピレニル)フルオレン、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-2,7-ジ(1-ピレニル)フルオレン、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-3,6-ジ(1-ピレニル)フルオレン、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-4,5-ジ(1-ピレニル)フルオレン、9,9-ビス(2-カルボキシプロピル)-2,7-ジ(1-ピレニル)フルオレン、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-2,7-ジ(2-ピレニル)フルオレンなどの9,9-ビス(カルボキシC2-6アルキル)-ジピレニルフルオレンが挙げられる。これらのうち、9,9-ビス(2-カルボキシエチル)-2,7-ジ(1-ピレニル)フルオレンが好ましい。 Examples of dicarboxylic acids represented by formula (I) include 9,9-bis(carboxy C 2-6 alkyl)-dipyrenylfluorenes such as 9,9-bis(2-carboxyethyl)-1,8-di(1-pyrenyl)fluorene, 9,9-bis(2-carboxyethyl)-2,7-di(1-pyrenyl)fluorene, 9,9-bis(2-carboxyethyl)-3,6-di(1-pyrenyl)fluorene, 9,9-bis(2-carboxyethyl)-4,5-di(1-pyrenyl)fluorene, 9,9-bis(2-carboxypropyl)-2,7-di(1-pyrenyl)fluorene, and 9,9-bis(2-carboxyethyl) -2,7 -di(2-pyrenyl)fluorene. Of these, 9,9-bis(2-carboxyethyl)-2,7-di(1-pyrenyl)fluorene is preferred.

前記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体は、高い屈折率および高い耐熱性を有している。 The dicarboxylic acid represented by formula (I) or its derivative has a high refractive index and high heat resistance.

前記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体の5%質量減少温度は、例えば350~500℃程度であってもよく、好ましい範囲としては、以下段階的に、370~480℃、390~470℃、400~460℃、410~450℃、420~440℃、430~435℃である。 The 5% mass loss temperature of the dicarboxylic acid represented by formula (I) or its derivative may be, for example, approximately 350 to 500°C, with preferred ranges being 370 to 480°C, 390 to 470°C, 400 to 460°C, 410 to 450°C, 420 to 440°C, and 430 to 435°C, in the following stepwise order.

なお、本明細書および特許請求の範囲において、前記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体の5%質量減少温度は、後述する実施例に記載の方法により測定できる。 In this specification and claims, the 5% mass loss temperature of the dicarboxylic acid represented by formula (I) or its derivative can be measured by the method described in the examples below.

[ジカルボン酸またはその誘導体の製造方法]
本開示のジカルボン酸またはその誘導体(ジカルボン酸類)の製造方法は、特に制限されず、慣用の方法、例えば、フルオレン骨格を有する化合物と、前記式(I)において、環Z1aおよびZ1bに対応する縮合四~六環式アレーン環骨格を有する化合物とをカップリング反応させて、前記フルオレン骨格の2~8位から選択される少なくとも1つの置換位置に、前記縮合四~六環式アレーン環骨格を有する化合物に対応する縮合四~六環式アリール基を導入する工程を少なくとも含む方法などで製造してもよい。より具体的には、下記反応式に従って、下記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体と、下記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物とをカップリング反応(またはクロスカップリング反応)させることで製造してもよい(以下、第1の製造方法ともいう)。
[Method of producing dicarboxylic acid or its derivative]
The method for producing the dicarboxylic acid or derivative thereof (dicarboxylic acids) of the present disclosure is not particularly limited, and the dicarboxylic acid or derivative thereof (dicarboxylic acids ) may be produced by a conventional method, for example, a method comprising at least a step of coupling a compound having a fluorene skeleton with a compound having a fused tetra- to hexacyclic arene ring skeleton corresponding to rings Z1a and Z1b in formula (I) to introduce a fused tetra- to hexacyclic aryl group corresponding to the compound having the fused tetra- to hexacyclic arene ring skeleton into at least one substitution position selected from positions 2 to 8 of the fluorene skeleton. More specifically, the dicarboxylic acid or derivative thereof may be produced by coupling a dicarboxylic acid represented by formula (II) below with compounds represented by formulas (IIIa) and (IIIb) below (hereinafter also referred to as a first production method) according to the following reaction scheme:

(式中、X1aおよびX1bはそれぞれ独立してカップリング反応により炭素-炭素結合(または直接結合)を形成可能な反応性基を示し;X2aは前記反応性基X1aと、X2bは前記反応性基X1bとともに、それぞれカップリング反応により炭素-炭素結合を形成可能な反応性基を示し;Z1a、Z1b、R1a、R1b、k1、k2、R2a、R2b、n1、n2、A1a、A1bは、それぞれ前記式(I)と好ましい態様を含めて同じである)。 (In the formula, X 1a and X 1b each independently represent a reactive group capable of forming a carbon-carbon bond (or a direct bond) by a coupling reaction; X 2a and X 2b each represent a reactive group capable of forming a carbon-carbon bond together with the reactive group X 1a and the reactive group X 1b by a coupling reaction; Z 1a , Z 1b , R 1a , R 1b , k1, k2, R 2a , R 2b , n1, n2, A 1a and A 1b each represent the same as those in formula (I) above, including preferred embodiments.)

カップリング反応としては、特に制限されず、慣用のカップリング反応、例えば、鈴木-宮浦カップリング反応、右田-小杉-スティレ(Stille)カップリング反応、根岸カップリング反応、檜山カップリング反応などのパラジウム触媒(またはパラジウム(0)触媒)によるカップリング反応、熊田-玉尾-コリュー(Corriu)カップリング反応などのニッケル触媒(またはニッケル(0)触媒)によるカップリング反応などが挙げられる。これらのカップリング反応のうち、鈴木-宮浦カップリング反応がよく利用される。 The coupling reaction is not particularly limited and includes conventional coupling reactions, such as palladium-catalyzed (or palladium(0)) coupling reactions such as the Suzuki-Miyaura coupling reaction, Migita-Kosugi-Stille coupling reaction, Negishi coupling reaction, and Hiyama coupling reaction, and nickel-catalyzed (or nickel(0)) coupling reactions such as the Kumada-Tamao-Corriu coupling reaction. Of these coupling reactions, the Suzuki-Miyaura coupling reaction is frequently used.

反応性基X1aおよびX1bならびにX2aおよびX2bは、前記カップリング反応の種類に応じて適宜選択できる。鈴木-宮浦カップリング反応により合成する場合、一方の反応性基、例えば、基X1aおよびX1bとしては、ハロゲン原子またはフッ化アルカンスルホニルオキシ基などが挙げられる。ハロゲン原子としては、例えば、ヨウ素原子、臭素原子、塩素原子などが挙げられる。フッ化アルカンスルホニルオキシ基としては、例えば、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基(または基[-OTf])などのフッ化C1-4アルカンスルホニルオキシ基が挙げられる。 The reactive groups X 1a and X 1b , as well as X 2a and X 2b , can be appropriately selected depending on the type of coupling reaction. When synthesis is performed by the Suzuki-Miyaura coupling reaction, one of the reactive groups, for example, groups X 1a and X 1b , can be a halogen atom or a fluorinated alkane sulfonyloxy group. Examples of halogen atoms include an iodine atom, a bromine atom, and a chlorine atom. Examples of fluorinated alkane sulfonyloxy groups include fluorinated C 1-4 alkanesulfonyloxy groups such as a trifluoromethanesulfonyloxy group (or group [-OTf]).

これらの一方の反応性基は、単独でまたは2種以上組み合わせてもよい。これらの一方の反応性基のうち、ハロゲン原子が好ましく、ヨウ素原子、臭素原子がさらに好ましく、通常、臭素原子がよく利用される。 These one-reactive groups may be used alone or in combination of two or more. Of these one-reactive groups, halogen atoms are preferred, with iodine and bromine atoms being more preferred, and bromine atoms are typically used most frequently.

鈴木-宮浦カップリング反応において、前記一方の反応性基とカップリング可能な他方の反応性基、例えば、基X2aおよびX2bとしては、例えば、ボロン酸基(ジヒドロキシボリル基または基[-B(OH)])、ボロン酸エステル基が挙げられる。ボロン酸エステル基としては、例えば、ジメトキシボリル基、ジイソプロポキシボリル基、ジブトキシボリル基などのジアルコキシボリル基;ピナコラートボリル基(または基[-Bpin])、1,3,2-ジオキサボリナン-2-イル基、5,5-ジメチル-1,3,2-ジオキサボリナン-2-イル基などの環状ボロン酸エステル基が挙げられる。 In the Suzuki-Miyaura coupling reaction, examples of the other reactive group capable of coupling with one of the reactive groups, such as groups X2a and X2b , include boronic acid groups (dihydroxyboryl groups or groups [—B(OH) 2 ]) and boronate ester groups. Examples of the boronate ester groups include dialkoxyboryl groups such as dimethoxyboryl groups, diisopropoxyboryl groups, and dibutoxyboryl groups; and cyclic boronate ester groups such as pinacolatoboryl groups (or groups [-Bpin]), 1,3,2-dioxaborinan-2-yl groups, and 5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinan-2-yl groups.

これらの他方の反応性基は、単独でまたは2種以上組み合わせてもよい。他方の反応性基のうち、通常、基[-B(OH)]などがよく利用される。 These other reactive groups may be used alone or in combination of two or more.Of the other reactive groups, the group [-B(OH) 2 ] is usually used frequently.

なお、基X1aおよびX1bと、基X2aおよびX2bとは、それぞれ互いにカップリング反応可能な一対の反応性基であればいずれの反応性基であってもよく、基X1aおよびX1bがボロン酸基などの前記他方の反応性基であり、基X2aおよびX2bがハロゲン原子などの前記一方の反応性基であってもよいが、通常、基X1aおよびX1bがハロゲン原子などの前記一方の反応性基であり、基Xがボロン酸基などの前記他方の反応性基であることが多い。 The groups X1a and X1b and the groups X2a and X2b may be any pair of reactive groups capable of undergoing a coupling reaction with each other, and the groups X1a and X1b may be the other reactive group such as a boronic acid group, and the groups X2a and X2b may be one reactive group such as a halogen atom. However, it is usually the case that the groups X1a and X1b are one reactive group such as a halogen atom, and the group X2 is the other reactive group such as a boronic acid group.

前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体としては、通常、前記エステル形成性誘導体として例示したジカルボン酸エステルなどであることが多い。前記式(II)で表される具体的なジカルボン酸またはその誘導体としては、前記式(I)で表されるジカルボン酸の好ましい態様に対応する化合物、例えば、9,9-ビス(2-メトキシカルボニルエチル)-2,7-ジブロモフルオレン、9,9-ビス(2-エトキシカルボニルエチル)-2,7-ジブロモフルオレン、9,9-ビス(2-メトキシカルボニルプロピル)-2,7-ジブロモフルオレンなどの9,9-ビス(C1-4アルコキシ-カルボニル-C2-6アルキル)-ジハロフルオレンが挙げられる。 The dicarboxylic acid represented by formula (II) or a derivative thereof is usually often the dicarboxylic acid ester exemplified above as the ester-forming derivative, etc. Specific examples of the dicarboxylic acid represented by formula (II) or a derivative thereof include compounds corresponding to preferred embodiments of the dicarboxylic acid represented by formula (I), such as 9,9-bis(C 1-4 alkoxy-carbonyl-C 2-6 alkyl)-dihalofluorenes such as 9,9-bis(2-methoxycarbonylethyl)-2,7-dibromofluorene, 9,9-bis(2-ethoxycarbonylethyl)-2,7-dibromofluorene, and 9,9-bis(2-methoxycarbonylpropyl)-2,7-dibromofluorene.

前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体は、例えば、特開2005-89422号公報に記載の方法に準じて調製してもよく、具体的には、2,7-ジブロモフルオレンなどの9位が無置換の9H-フルオレン類と、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステルまたはブロモ酢酸メチルなどのハロ酢酸エステルとを、水酸化トリメチルベンジルアンモニウムなどの塩基触媒の存在下で反応させる方法などにより調製してもよい。 The dicarboxylic acid represented by formula (II) or its derivative may be prepared, for example, according to the method described in JP-A-2005-89422. Specifically, it may be prepared by reacting a 9H-fluorene unsubstituted at the 9-position, such as 2,7-dibromofluorene, with an acrylic acid ester, such as methyl acrylate, or a haloacetic acid ester, such as methyl bromoacetate, in the presence of a base catalyst, such as trimethylbenzylammonium hydroxide.

前記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物としては、前記式(I)で表されるジカルボン酸の好ましい態様に対応する化合物、例えば、1-ピレニルボロン酸、2-ピレニルボロン酸などが挙げられ、1-ピレニルボロン酸が好ましい。前記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物は、同一の化合物であることが好ましい。前記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物は、市販品などを利用できる。 The compounds represented by formulas (IIIa) and (IIIb) include compounds corresponding to preferred embodiments of the dicarboxylic acid represented by formula (I), such as 1-pyrenylboronic acid and 2-pyrenylboronic acid, with 1-pyrenylboronic acid being preferred. It is preferable that the compounds represented by formulas (IIIa) and (IIIb) are the same compound. The compounds represented by formulas (IIIa) and (IIIb) can be commercially available products.

前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体と、前記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物の合計量との割合は、例えば、前者/後者(モル比)=1/2~1/10程度であってもよく、好ましい範囲としては、以下段階的に、1/2.2~1/8、1/2.5~1/5、1/2.7~1/3.3である。 The ratio of the dicarboxylic acid or derivative thereof represented by formula (II) to the total amount of the compounds represented by formulas (IIIa) and (IIIb) may be, for example, a former/latter (molar ratio) of about 1/2 to 1/10, with preferred ranges being 1/2.2 to 1/8, 1/2.5 to 1/5, and 1/2.7 to 1/3.3, in the following stepwise order.

鈴木-宮浦カップリング反応により合成する場合、通常、パラジウム触媒の存在下で反応させる。パラジウム触媒としては、慣用のカップリング触媒、例えば、パラジウム(0)触媒、パラジウム(II)触媒などが挙げられる。 When synthesizing by the Suzuki-Miyaura coupling reaction, the reaction is usually carried out in the presence of a palladium catalyst. Examples of palladium catalysts include conventional coupling catalysts such as palladium(0) catalysts and palladium(II) catalysts.

パラジウム(0)触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[またはPd(PPh]、ビス(トリ-t-ブチルホスフィン)パラジウム(0)[またはPd(P(t-Bu)]などのパラジウム(0)-ホスフィン錯体などが挙げられる。 Examples of palladium(0) catalysts include palladium(0)-phosphine complexes such as tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) [or Pd(PPh 3 ) 4 ] and bis(tri-t-butylphosphine)palladium(0) [or Pd(P(t-Bu) 3 ) 2 ].

パラジウム(II)触媒としては、例えば、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム(II)ジクロリド[またはPdCl(dppe)]、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]パラジウム(II)ジクロリド[またはPdCl(dppp)]、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド[またはPdCl(dppf)]、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド[またはPdCl(PPh]、ビス(トリ-o-トリルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド[またはPdCl(P(o-tolyl)]などのパラジウム(II)-ホスフィン錯体などが挙げられる。なお、パラジウム(II)触媒を用いる場合、例えば、ホスフィン、アミン、有機金属試薬などの反応系内の還元性化合物により、0価の錯体に還元されて反応が開始する。 Examples of the palladium(II) catalyst include palladium(II)-phosphine complexes such as [1,2-bis(diphenylphosphino)ethane]palladium(II) dichloride [or PdCl 2 (dppe)], [1,3-bis(diphenylphosphino)propane]palladium(II) dichloride [or PdCl 2 (dppp)], [1,1′-bis(diphenylphosphino)ferrocene]palladium(II) dichloride [or PdCl 2 (dppf)], bis(triphenylphosphine)palladium(II) dichloride [or PdCl 2 (PPh 3 ) 2 ], and bis(tri-o-tolylphosphine)palladium(II) dichloride [or PdCl 2 (P(o-tolyl) 3 ) 2 ]. When a palladium (II) catalyst is used, the reaction starts when the palladium (II) catalyst is reduced to a zero-valent complex by a reducing compound in the reaction system, such as a phosphine, an amine, or an organometallic reagent.

なお、前記パラジウム触媒は、例えば、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)クロロホルム錯体[またはPd(dba)・CHCl]などの触媒前駆体と、ホスフィン類、カルベン類などの配位子とを添加して反応系内で調製してもよい。 The palladium catalyst may be prepared in situ by adding a catalyst precursor such as tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0) chloroform complex [or Pd 2 (dba) 3.CHCl 3 ] and a ligand such as a phosphine or a carbene.

これらの触媒は、単独でまたは2種以上組み合わせて使用することもできる。これらの触媒のうち、通常、Pd(PPhなどのパラジウム(0)-ホスフィン錯体がよく利用される。触媒の割合は、前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体1モルに対して、金属換算で、例えば、0.01~0.1モル程度であってもよく、好ましくは0.03~0.07モルである。 These catalysts can be used alone or in combination of two or more. Among these catalysts, palladium(0)-phosphine complexes such as Pd(PPh 3 ) 4 are commonly used. The proportion of the catalyst, in terms of metal, may be, for example, about 0.01 to 0.1 moles, and preferably 0.03 to 0.07 moles, per mole of the dicarboxylic acid represented by formula (II) or its derivative.

鈴木-宮浦カップリング反応は、塩基の存在下で行ってもよい。塩基としては、例えば、金属炭酸塩または炭酸水素塩、金属水酸化物、金属フッ化物、金属リン酸塩、金属有機酸塩、金属アルコキシドなどが挙げられる。 The Suzuki-Miyaura coupling reaction may be carried out in the presence of a base. Examples of bases include metal carbonates or hydrogen carbonates, metal hydroxides, metal fluorides, metal phosphates, metal organic acid salts, and metal alkoxides.

金属炭酸塩または炭酸水素塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩または炭酸水素塩、炭酸タリウム(I)などが挙げられる。 Examples of metal carbonates or bicarbonates include alkali metal carbonates or bicarbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, and sodium bicarbonate, as well as thallium(I) carbonate.

金属水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、水酸化タリウム(I)が挙げられる。 Examples of metal hydroxides include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides such as barium hydroxide, and thallium(I) hydroxide.

金属フッ化物としては、例えば、フッ化カリウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属フッ化物が挙げられる。 Examples of metal fluorides include alkali metal fluorides such as potassium fluoride and cesium fluoride.

金属リン酸塩としては、例えば、リン酸三カリウムなどのアルカリ金属リン酸塩が挙げられる。 Examples of metal phosphates include alkali metal phosphates such as tripotassium phosphate.

金属有機酸塩としては、例えば、酢酸カリウムなどのアルカリ金属酢酸塩が挙げられる。 Examples of metal organic acid salts include alkali metal acetates such as potassium acetate.

金属アルコキシドとしては、例えば、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt-ブトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。 Examples of metal alkoxides include alkali metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, and potassium t-butoxide.

これらの塩基は、単独でまたは2種以上組み合わせて使用することもできる。通常、炭酸カリウムなどの金属炭酸塩などがよく利用される。塩基の割合は、前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体1モルに対して、例えば、0.1~50モル程度であってもよく、好ましくは1~25モルである。 These bases can be used alone or in combination of two or more. Metal carbonates such as potassium carbonate are commonly used. The ratio of the base may be, for example, about 0.1 to 50 moles, and preferably 1 to 25 moles, per mole of the dicarboxylic acid represented by formula (II) or its derivative.

カップリング反応は、相間移動触媒の存在下または非存在下で行ってもよい。相間移動触媒としては、例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリドなどのテトラアルキルアンモニウムハライドなどが挙げられる。これらの相間移動触媒は、単独でまたは2種以上組み合わせて使用することもできる。これらの相間移動触媒のうち、通常、TBABなどがよく利用される。 The coupling reaction may be carried out in the presence or absence of a phase transfer catalyst. Examples of phase transfer catalysts include tetraalkylammonium halides such as tetrabutylammonium bromide (TBAB) and trioctylmethylammonium chloride. These phase transfer catalysts can be used alone or in combination. Of these phase transfer catalysts, TBAB is commonly used.

カップリング反応は、反応に不活性な溶媒の非存在下または存在下で行ってもよい。溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノールなどのアルコール類;環状エーテル、鎖状エーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類;N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドンなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;脂肪族炭化水素類、脂環族炭化水素類、芳香族炭化水素類など炭化水素類などが挙げられる。 The coupling reaction may be carried out in the absence or presence of a reaction-inert solvent. Examples of solvents include water; alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as cyclic ethers and chain ethers; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; amides such as N,N-dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; and hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.

環状エーテルとしては、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのジアルキルエーテル、グリコールエーテル類が挙げられる。前記グリコールエーテル類としては、例えば、メチルセロソルブ、メチルカルビトールなどの(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジメトキシエタンなどの(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。 Examples of cyclic ethers include dioxane and tetrahydrofuran. Examples of chain ethers include dialkyl ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, and glycol ethers. Examples of glycol ethers include (poly)alkylene glycol monoalkyl ethers such as methyl cellosolve and methyl carbitol, and (poly)alkylene glycol dialkyl ethers such as dimethoxyethane.

脂肪族炭化水素類としては、例えば、ヘキサン、ドデカンなどが挙げられる。脂環族炭化水素類としては、シクロヘキサンが挙げられる。芳香族炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレンが挙げられる。 Aliphatic hydrocarbons include, for example, hexane and dodecane. Alicyclic hydrocarbons include, for example, cyclohexane. Aromatic hydrocarbons include, for example, toluene and xylene.

これらの溶媒は単独でまたは2種以上組み合わせて使用することもできる。これらの溶媒のうち、通常、水およびジメトキシエタンなどの鎖状エーテル類の混合溶媒などがよく利用される。 These solvents can be used alone or in combination. Among these solvents, a mixed solvent of water and a chain ether such as dimethoxyethane is commonly used.

カップリング反応は、不活性ガス雰囲気下、例えば、窒素;ヘリウム、アルゴンなどの希ガスなどの雰囲気下で行ってもよい。反応温度は、例えば、50~200℃、好ましくは60~100℃である。反応時間は特に制限されず、例えば、1~10時間程度であってもよい。 The coupling reaction may be carried out under an inert gas atmosphere, such as nitrogen or a rare gas such as helium or argon. The reaction temperature is, for example, 50 to 200°C, preferably 60 to 100°C. The reaction time is not particularly limited and may be, for example, about 1 to 10 hours.

反応終了後、必要により、反応混合物を、慣用の分離精製方法、例えば、洗浄、抽出、ろ過、脱水、濃縮、デカンテーション、再結晶、再沈殿、クロマトグラフィー、これらを組み合わせた方法などにより分離精製してもよい。 After the reaction is complete, the reaction mixture may be separated and purified, if necessary, by conventional separation and purification methods, such as washing, extraction, filtration, dehydration, concentration, decantation, recrystallization, reprecipitation, chromatography, or a combination of these.

また、前記式(I)で表されるジカルボン酸またはその誘導体は、下記反応式で示す第2の製造方法により前記式(I)で表される化合物を製造してもよい。 Furthermore, the dicarboxylic acid represented by formula (I) or its derivative may be produced into a compound represented by formula (I) by a second production method shown in the following reaction scheme.

(式中、X1a、X1b、X2aおよびX2bは、前記式(II)、(IIIa)および(IIIb)と好ましい態様を含めて同じであり、Z1a、Z1b、R1a、R1b、k1、k2、R2a、R2b、n1、n2、A1a、A1bは、それぞれ前記式(I)と好ましい態様を含めて同じである)。 (In the formula, X 1a , X 1b , X 2a and X 2b are the same as those in the formulae (II), (IIIa) and (IIIb) above, including preferred embodiments, and Z 1a , Z 1b , R 1a , R 1b , k1, k2, R 2a , R 2b , n1, n2, A 1a and A 1b are each the same as those in the formula (I) above, including preferred embodiments.)

第2の製造方法では、前記第1の製造方法において、前記式(II)で表されるジカルボン酸またはその誘導体に代えて、前記式(IV)で表される9H-フルオレン類を用いて、前記式(IIIa)および(IIIb)で表される化合物とをカップリング反応させ、得られた式(V)で表される化合物を、前述の特開2005-89422号公報に記載の方法における9位が無置換の9Hフルオレン類として用いて、前記式(I)で表される化合物を製造する。すなわち、第2の製造方法では、フルオレン骨格の9位に置換するA1aまたはA1b含有基と、前記Z含有基との導入順序が第1の製造方法と異なる。 In the second production method, instead of the dicarboxylic acid represented by formula (II) or its derivative in the first production method, a 9H-fluorene represented by formula (IV) is used to couple the compound represented by formula (IIIa) and the compound represented by formula (IIIb), and the resulting compound represented by formula (V) is used as a 9H-fluorene unsubstituted at the 9-position in the method described in the aforementioned JP-A No. 2005-89422 to produce the compound represented by formula (I). That is, in the second production method, the order of introduction of the A 1a or A 1b- containing group substituting the 9-position of the fluorene skeleton and the Z 1- containing group is different from that in the first production method.

前記式(IV)で表される9H-フルオレン類としては、カップリング可能な反応性基を有し、かつ9位が無置換の9H-フルオレン類、例えば、2,7-ジブロモフルオレンなどのジハロフルオレンなどが挙げられる。前記式(IV)で表される化合物は、市販品を利用してもよい。 The 9H-fluorenes represented by formula (IV) include 9H-fluorenes that have a coupling-capable reactive group and are unsubstituted at the 9-position, such as dihalofluorenes such as 2,7-dibromofluorene. The compound represented by formula (IV) may be a commercially available product.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

比較例1
特開2005-89422号公報記載の実施例1において、アクリル酸t-ブチルに代えて、アクリル酸メチル[37.9g(0.44mol)]を用い、フルオレンに代えて2,7-ジブロモ-9H-フルオレン[54.7g(0.17mol)]を用いること以外は同様にして、9,9-ビス(2-メトキシカルボニルエチル)-2,7-ジブロモフルオレン(DBrFDP-m)を合成した。
Comparative Example 1
9,9-bis(2-methoxycarbonylethyl)-2,7-dibromofluorene (DBrFDP-m) was synthesized in the same manner as in Example 1 of JP 2005-89422 A, except that methyl acrylate [37.9 g (0.44 mol)] was used instead of t-butyl acrylate and 2,7-dibromo-9H-fluorene [54.7 g (0.17 mol)] was used instead of fluorene.

反応器内にDBrFDP-m 192.3g(0.39mol)、2-ナフチルボロン酸200g(1.2mol)、ジメトキシエタン4.3L、および2M炭酸ナトリウム水溶液1Lを仕込み、窒素気流下、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)[またはPd(PPh]22.4g(19.4mmol)添加し、内温71~78℃にて5時間加熱還流して反応させた。室温まで冷却後、トルエン2.0Lおよびイオン交換水500mLを加え、5回分液抽出して洗浄した。有機層は濃橙色から褐色に変化した。不溶物をろ過、濃縮し、褐色の粗結晶305gを得た。得られた粗結晶を酢酸エチル1.5kgとイソプロピルアルコール(IPA)300gとの混合液にて加熱溶解させた後、氷水で10℃以下まで冷却し、1時間撹拌して、結晶を析出させた。析出した結晶をろ過後、減圧乾燥させ、灰褐色結晶130gを得た。得られた灰褐色結晶をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル担体、展開溶剤 クロロホルム:酢酸エチル(体積比)=4:1)で精製した後、メタノールで再結晶し、減圧乾燥させることにより、下記式で表される9,9-ビス(2-メトキシカルボニルエチル)-2,7-ジ(2-ナフチル)フルオレン(2,7-DNFDP-m)116g(白色結晶、収率54.9%)を得た。 A reactor was charged with 192.3 g (0.39 mol) of DBrFDP-m, 200 g (1.2 mol) of 2-naphthylboronic acid, 4.3 L of dimethoxyethane, and 1 L of 2 M aqueous sodium carbonate solution. Under a nitrogen stream, 22.4 g (19.4 mmol) of tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0) [or Pd(PPh 3 ) 4 ] was added, and the mixture was heated to reflux at an internal temperature of 71-78°C for 5 hours to allow the reaction to proceed. After cooling to room temperature, 2.0 L of toluene and 500 mL of ion-exchanged water were added, and the mixture was washed by extraction five times. The organic layer changed from deep orange to brown. Insoluble matter was filtered off and concentrated, yielding 305 g of crude brown crystals. The obtained crude crystals were heated and dissolved in a mixture of 1.5 kg of ethyl acetate and 300 g of isopropyl alcohol (IPA), then cooled to 10 ° C or below with ice water and stirred for 1 hour to precipitate crystals. The precipitated crystals were filtered and dried under reduced pressure to obtain 130 g of gray-brown crystals. The obtained gray-brown crystals were purified by column chromatography (silica gel carrier, developing solvent chloroform: ethyl acetate (volume ratio) = 4:1), then recrystallized with methanol and dried under reduced pressure to obtain 116 g of 9,9-bis(2-methoxycarbonylethyl)-2,7-di(2-naphthyl)fluorene (2,7-DNFDP-m) represented by the following formula (white crystals, yield 54.9%).

実施例1
2-ナフチルボロン酸の代わりに1-ピレニルボロン酸を使用する以外は比較例1と同様の方法によって、下記式で表される9,9-ビス(2-メトキシカルボニルエチル)-2,7-ジ(1-ピレニル)フルオレン(2,7-DPyFDP-m)5.5g(白色結晶、収率36.8%)を得た。
Example 1
By the same method as in Comparative Example 1 except for using 1-pyrenylboronic acid instead of 2-naphthylboronic acid, 5.5 g of 9,9-bis(2-methoxycarbonylethyl)-2,7-di(1-pyrenyl)fluorene (2,7-DPyFDP-m) represented by the following formula (white crystals, yield 36.8%) was obtained.

比較例2
2-ナフチルボロン酸の代わりにフェニルボロン酸を使用する以外は比較例1と同様の方法によって、下記式で表される9,9-ビス(2-メトキシカルボニルエチル)-2,7-ジフェニル)フルオレン(2,7-DPFDP-m)119.7g(白色結晶、収率80.1%)を得た。
Comparative Example 2
By the same method as in Comparative Example 1 except for using phenylboronic acid instead of 2-naphthylboronic acid, 119.7 g of 9,9-bis(2-methoxycarbonylethyl)-2,7-diphenylfluorene (2,7-DPFDP-m) represented by the following formula (white crystals, yield 80.1%) was obtained.

比較例1~2および実施例1で得られたジカルボン酸類の5%質量減少温度を下記の方法で測定した結果を表1に示す。 The 5% mass loss temperatures of the dicarboxylic acids obtained in Comparative Examples 1 and 2 and Example 1 were measured using the method described below, and the results are shown in Table 1.

(5%質量減少温度)
熱重量測定-示差熱分析装置(TG-DTA)(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製「TG/DTA6200」)を使用して、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件下で、試料の質量が5質量%減少した温度を測定した。
(5% mass loss temperature)
Using a thermogravimetry-differential thermal analyzer (TG-DTA) ("TG/DTA6200" manufactured by SII NanoTechnology Inc.), the temperature at which the mass of the sample decreased by 5% by mass was measured under conditions of a nitrogen atmosphere and a heating rate of 10°C/min.

表1の結果から明らかなように、実施例のジカルボン酸は、比較例のジカルボン酸よりも耐熱性に優れていた。 As is clear from the results in Table 1, the dicarboxylic acids of the examples had better heat resistance than the dicarboxylic acids of the comparative examples.

本発明のジカルボン酸類は、高い屈折率および耐熱性を示すため、樹脂原料や、屈折率向上剤、耐熱性向上剤などの添加剤(または樹脂添加剤)などとして有効に利用できる。 The dicarboxylic acids of the present invention exhibit high refractive indexes and heat resistance, and can therefore be effectively used as resin raw materials or as additives (or resin additives) such as refractive index improvers and heat resistance improvers.

Claims (4)

下記式(I)
(式中、
環Z1aおよび環Z1bは、互いに同一でまたは異なって、縮合四~六環式アレーン環を示し、
1aおよびR1bは、互いに同一でまたは異なって、置換基を示し、
k1およびk2は、0を示し、
1aおよびA1bは、互いに同一でまたは異なって、直鎖状または分岐鎖状アルキレン基を示し、
2aおよびR2bは、互いに同一でまたは異なって、置換基を示し、
n1およびn2は、互いに同一でまたは異なって、0~3の整数を示す)
で表されるジカルボン酸またはその誘導体であり、
前記誘導体が、ジカルボン酸エステル、ジカルボン酸ハライド、ジカルボン酸無水物、ジカルボン酸アミドまたはジカルボン酸塩であるジカルボン酸またはその誘導体
The following formula (I)
(In the formula,
ring Z 1a and ring Z 1b may be the same or different and represent a fused tetra- to hexacyclic arene ring;
R 1a and R 1b are the same or different and represent a substituent;
k1 and k2 represent 0,
A 1a and A 1b are the same or different and each represent a linear or branched alkylene group;
R 2a and R 2b are the same or different and represent a substituent;
n1 and n2 are the same or different and represent an integer of 0 to 3.
or a derivative thereof ,
A dicarboxylic acid or a derivative thereof, wherein the derivative is a dicarboxylic acid ester, a dicarboxylic acid halide, a dicarboxylic acid anhydride, a dicarboxylic acid amide or a dicarboxylic acid salt .
前記式(I)において、Z1aおよびZ1bがピレン環であり、A1aおよびA1bが直鎖状または分岐鎖状C2-6アルキレン基である請求項1記載のジカルボン酸またはその誘導体。 2. The dicarboxylic acid or derivative thereof according to claim 1, wherein in said formula (I), Z 1a and Z 1b are pyrene rings, and A 1a and A 1b are linear or branched C 2-6 alkylene groups. 1aおよびZ1bの置換位置がフルオレン環の2,7-位であり、A1aおよびA1bが直鎖状または分岐鎖状C2-4アルキレン基であり、n1およびn2が0である請求項1または2記載のジカルボン酸またはその誘導体。 3. The dicarboxylic acid or derivative thereof according to claim 1, wherein Z 1a and Z 1b are substituted at the 2- and 7-positions of the fluorene ring, A 1a and A 1b are linear or branched C 2-4 alkylene groups, and n1 and n2 are 0. フルオレン骨格を有する化合物と、前記式(I)において、環Z1aおよびZ1bに対応する縮合四~六環式アレーン環骨格を有する化合物とをカップリング反応させる工程を含む請求項1~3のいずれか一項に記載のジカルボン酸またはその誘導体の製造方法。 4. A method for producing the dicarboxylic acid or a derivative thereof according to claim 1, comprising a step of coupling a compound having a fluorene skeleton with a compound having a fused tetra- to hexacyclic arene ring skeleton corresponding to rings Z 1a and Z 1b in formula (I).
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