JP7568083B2 - ビピロリノン化合物 - Google Patents
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Description
(式中、Rは炭素数1~3のアルキル基、炭素数2~3のアルケニル基を表し、Xは、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン、アセチル基のいずれか一つを表す。)
[2]前記化合物がビピロリノン化合物である請求項1記載の化合物。
[3]光波長における800~1400nm透過性を有することを特徴とする1または2に記載の化合物。
[4]1~3いずれか1つに記載の化合物を含有することを特徴とする近赤外域透過性のインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
[5]1~3いずれか1つに記載の化合物を色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
[6]1~3いずれか1つに記載の化合物を近赤外域透過性の色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
を提供するものである。
本発明のビピロリノン化合物は、下記一般式(1)
(式中、Rは炭素数1~3のアルキル基、炭素数2~3のアルケニル基を表し、Xは、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン、アセチル基のいずれか一つを表す。)
で表される化合物である。
(1-1)
本発明のビピロリノン化合物は、公知の製造法により製造される。このビピロリノン化合物の製造方法としては、例えばβ-アリーロイルプロピオン酸化合物を出発原料として用いることが出来る。β-アリーロイルプロピオン酸化合物は、公知慣用な種々の方法によって得ることができるが、例えば、簡便な方法としては、無水コハク酸によるアレーンのアシル化が挙げられる。該アシル化反応は、ニトロベンゼン、ジクロロエタン、二硫化炭素などの溶剤中、塩化アルミニウム、塩化鉄、臭化鉄、塩化スズなどのルイス酸触媒によって進行する。
ノ化剤を、必要に応じて用いる有機溶媒中で混合攪拌することにより行うことが出来る。
この時に用いる有機溶媒としては、前記した常温液状の酸化剤や、常温液状の脱水剤を用
いることが出来る。
ために、この分子内脱水により生成した水を反応系外に除くことが好ましい。
本発明のビピロリノン化合物は、近赤外線の透過を必要とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体等の物品に使用することができる。
本発明のビピロリノン化合物を利用することで、インキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体等の物品のみならず、近赤外線の透過を必要とする前記物品を提供することができる。下記詳述する用途は一例であり、本発明のビピロリノン化合物をアプリケーションとして、いかなる用途へも使用することができる。
本発明のビピロリノン化合物は、印刷インキに使用することができる。印刷インキは、本発明のビピロリノン化合物に対して、公知慣用の各種バインダー樹脂、各種溶媒、各種添加剤等を、従来の調製方法に従って混合することにより調製することができる。具体的には、顔料濃度の高いリキッドインキ用ベースインキを調整し、各種バインダー、各種溶媒、各種添加剤等を前記ベースインキに添加することにより、リキッドインキを調整することができる。
本発明のビピロリノン化合物を塗料とする場合、塗料として使用される樹脂としては、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂など様々である。
本発明のビピロリノン化合物は、プラスチック着色用途にも使用できる。着色プラスチック成形品を得る場合には、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンやポリ塩化ビニル樹脂等の、射出成形やプレス成形等の熱成形用の熱可塑性樹脂(プラスチック)が用いられるが、本発明の顔料はこれらの樹脂に従来公知の方法で練り込んで使用することができる。
本発明のビピロリノン化合物は、化粧品として使用できる。使用される化粧品には特に制限はなく、本発明のビピロリノン化合物は、様々なタイプの化粧品に使用することができる。
また、本発明のビピロリノン化合物を含む化粧品は、該化粧品のタイプ等に応じて、通常の化粧品と同様に使用することができる。
3-ニトロエチルカルバゾール7.4g、無水コハク酸3.0gを窒素パージした状態でニトロベンゼン85gと混合し、さらに塩化アルミニウム8.5gを加えた。得られた混合物を室温で2時間攪拌した後、60℃で4時間反応させ、室温に戻した後、反応溶液に濃塩酸17mlと水170gを注ぎ、室温で2時間攪拌した。その後、ろ過、水洗、乾燥して、5.67g中間体1を得た。得られた中間体1の純度は94.5%であった。
次に、得られた中間体1 4.08gを酢酸アンモニウム1.85g、ニトロベンゼン50gからなる溶液に混合し、90℃で2時間攪拌し、さらに125℃で1時間攪拌した。得られた混合物を水を除去するために200℃で4時間加熱した後、冷却し、黒緑色の沈殿物を得た。得られた沈殿物をアセトン100mlで2回、さらにメタノール50mlと水で洗浄ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキをDMFに加え、2時間還流した。その後、DMF、アセトン、水で洗浄、乾燥して2.17gの黒色化合物を得た。収率は57%であった。また、電子衝撃質量スペクトル(MS-EI)測定を行ったところ、分子量が638(m/z=638)であることを確認した。
得られた黒色化合物は、塩化ナトリウム10.85g、ジエチレングリコール2.5gを用いて塩磨砕を行った後、水洗、ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキを乾燥することで2.01gの実施例1の黒色化合物を得た。
測定条件:GC条件
初期温度:50℃
昇温速度 100℃/分(ターゲット温度:450℃)
MS条件
質量範囲 50~800
四重極温度 150℃
不活性イオン源温度 230℃
得られた黒色化合物の赤外吸収をフーリエ変換赤外線分光光度計(FT-IR)で測定したところ、3395cm-1にNH結合に相当する吸収ピーク、1675cm-1にカルボニル結合に相当する吸収ピーク、1321cm-1に二トロ基に相当する吸収ピークが観察された。
測定条件:試料状態 粉末
測定方式 全反射吸収測定(ATR)法
測定波長 400~4000cm-1
得られた黒色化合物の結晶状態をX線回折装置で測定したところ、8.8°、11.0°、14.5°、17.6°、21.8°、23.9°、25.3°、27.1°、29.2°にX線回折ピークが観察された
なお、X線回折測定に使用した装置、及び、条件は、以下のとおりである。
測定条件:試料状態 粉末
測定角度 2~40°、スキャン速度 2°/分
次に得られた黒色化合物の近赤外線透過性を分光光度計で測定したところ、図1に示すとおり、本発明のビピロリノン化合物は、特許文献1である特開2009-84522号公報の実施例6のビピロリノン化合物(合成例2の黒色化合物)と比較して、凡そ800nm以上の近赤外線領域で高い透過性が得られたことがわかる。
測定条件:試料 粉末(粉末セルPSH-002使用)
測定範囲 300~2500nm
また、図1において縦軸は反射率を示している。これは透過率の指標として用いられたものである。化合物のみでは透過率の測定ができないため、化合物の無い状態の前記粉末セルの反射率を100%として、化合物を入れた前記粉末セルを反射した光量から、反射率を示すパーセンテージを算出した。
カルバゾール20g、無水コハク酸6.0gを窒素パージした状態でニトロベンゼン340gと混合し、さらに塩化アルミニウム34gを加えた。得られた混合物を室温で4時間攪拌した後、一晩静置させ、反応混合物に濃塩酸68ml、及び、水680mlを注ぎ、室温で2時間攪拌した。得られた淡黄色沈殿物をろ過し、水洗後、得られたウエットケーキに水酸化カリウム20g、及び、水800gを加え、攪拌した。その後、不溶物をろ過し、得られたろ液を攪拌しながら、濃塩酸を用いてpHを約2に調整した。得られた白色沈殿物をろ過、水洗、乾燥して5.22gの中間体2を得た。前記反応は2回行った。得られた中間体2の純度は、87.7%であった。
次に得られた中間体2 6.49gを酢酸アンモニウム3.74g、ニトロベンゼン100gからなる溶液に混合し、90℃で2時間、さらに125℃で1時間攪拌した。得られた混合物を水を除去するために200℃で4時間加熱した後、冷却し、黒緑色の沈殿物を得た。得られた沈殿物をアセトン100mlで2回、さらにメタノール50mlと水で洗浄ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキをDMF30mlに加え、2時間還流した。その後、前記混合物をDMF50ml、アセトン100ml、お湯1500mlで洗浄ろ過し、得られた固形物を乾燥して2.6gの黒色化合物を得た。電子衝撃質量スペクトル(MS-EI)測定を行ったところ、分子量が492(m/z=492)であることを確認した。
得られた黒色化合物は、塩化ナトリウム10.85g、ジエチレングリコール2.5gを用いて塩磨砕を行った後、水洗、ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキを乾燥することで2.2gの比較例2の黒色化合物を得た。
得られた黒色化合物の赤外吸収をフーリエ変換赤外線分光光度計(FT-IR)で測定したところ、3419cm-1にNH結合に相当する吸収ピーク、1668cm-1にカルボニル結合に相当するピークが観察された。
3-ニトロエチルカルバゾール7.4g、無水コハク酸3.0gを窒素パージした状態でニトロベンゼン85gと混合し、さらに塩化アルミニウム8.5gを加えた。得られた混合物を室温で2時間攪拌した後、50℃で4時間反応させ、室温に戻した後、反応溶液に濃塩酸17mlと水170gを注ぎ、室温で2時間攪拌した。その後、ろ過、水洗、乾燥して、5.32g中間体3を得た。得られた中間体3の純度は95.6%であった。
次に、得られた中間体3 5.05gを酢酸アンモニウム2.39g、ニトロベンゼン50gからなる溶液に混合し、90℃で2時間攪拌し、さらに125℃で1時間攪拌した。得られた混合物を水を除去するために200℃で4時間加熱した後、冷却し、黒緑色の沈殿物を得た。得られた沈殿物をアセトン100mlで2回、さらにメタノール50mlと水で洗浄ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキをDMFに加え、2時間還流した。その後、DMF、アセトン、水で洗浄、乾燥して2.50gの黒色化合物を得た。収率は53%であった。また、電子衝撃質量スペクトル(MS-EI)測定を行ったところ、分子量が610(m/z=610)であることを確認した。
得られた黒色化合物は、塩化ナトリウム12.50g、ジエチレングリコール2.91gを用いて塩磨砕を行った後、水洗、ろ過を繰り返し、得られたウエットケーキを乾燥することで2.30gの実施例2の黒色化合物を得た。
得られた黒色化合物の赤外吸収をフーリエ変換赤外線分光光度計(FT-IR)で測定したところ、3398cm-1にNH結合に相当する吸収ピーク、1673cm-1にカルボニル結合に相当するピーク、及び、1322cm-1に二トロ基に相当するピークが観察された。
<色相評価>
合成例1で得られた化合物1.6g、ウレタンアクリル樹脂(固形分濃度:40%、溶剤:キシレン/イソブチルアルコール=50/50)6.4g、キシレン3.2g、イソブチルアルコール0.8gをガラス瓶に入れ、さらに直径3mmのガラスビーズを加えてペイントコンディショナーで1時間前記化合物を分散した。その後、前記ウレタンアクリル樹脂20.0gを加えてペイントコンディショナーで10分間前記化合物を分散し、さらに得られた分散物7.5g、前記ウレタンアクリル樹脂10.6g、キシレン0.8g、イソブチルアルコール0.2g、前記ガラスビーズをガラス瓶に入れ、10分間分散して実施例1の塗料を得た。
反射率評価
得られた塗料を白色アート紙にアプリケーターで塗布し、膜厚20μmの塗膜を得、得られた塗膜の赤外領域の反射率を分光光度計(機器名:「V-770」日本分光株式会社)で測定した。
反射率80%以上:◎
反射率60~80%:〇
反射率40~60%:△
反射率40%以下:×
とした。
得られた塗膜の905nmにおける反射率は、◎、また、780~2500nmにおける平均反射率は、91.9%であった。
合成例1で得られた化合物の代わりに合成例3で得られた黒色化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の塗料を得た。
得られた塗料を白色アート紙にアプリケーターで塗布し、膜厚25μmの塗膜を得た。得られた塗膜は目視で灰色であったが、色相を分光光度計(機器名:「DC650」datacolor社)で測定した。
結果、L*=26.0、a*=0.01、b*=0.48であった。
反射率評価
実施例1と同様にして得られた膜厚20μmの塗膜の赤外領域の反射率を分光光度計で測定した。得られた塗膜の905nmにおける反射率は、〇、また、780~2500nmにおける平均反射率は、89.6%であった。
合成例1で得られた化合物の代わりにカーボンブラック(銘柄「#2600」三菱ケミカル株式会社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の塗料を得た。
得られた塗料を白色アート紙にアプリケーターで塗布し、膜厚25μmの塗膜を得た。得られた塗膜は目視で灰色であったが、色相を分光光度計(機器名:「DC650」datacolor社)で測定した結果、L*=25.9、a*=-0.01、b*=-0.79であった。
反射率評価
実施例1と同様にして得られた膜厚20μmの塗膜の赤外領域の反射率を分光光度計で測定した。得られた塗膜の905nmにおける反射率は、×、また、780~2500nmにおける平均反射率は、10.7%であった。
合成例1で得られた化合物の代わり合成例2で得られた黒色化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の塗料を得た。
得られた塗料を白色アート紙にアプリケーターで塗布し、膜厚25μmの塗膜を得た。得られた塗膜は目視で灰色であったが、色相を分光光度計(機器名:「DC650」datacolor社)で測定した。
結果、L*=25.7、a*=-0.03、b*=-1.38であった。
反射率評価
実施例1と同様にして得られた膜厚20μmの塗膜の赤外領域の反射率を分光光度計で測定した。得られた塗膜の905nmにおける反射率は、△、また、780~2500nmにおける平均反射率は、82.9%であった。
合成例1で得られた化合物の代わりペリレンブラック顔料(商品名:「Paliogen Black S0084」サンケミカルカラー&エフェクト社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例3の塗料を得た。
得られた塗料を白色アート紙にアプリケーターで塗布し、膜厚25μmの塗膜を得た。得られた塗膜は目視で灰色であったが、色相を分光光度計(機器名:「DC650」datacolor社)で測定した結果、L*=26.4、a*=-0.06、b*=1.06であった。
反射率評価
実施例1と同様にして得られた膜厚20μmの塗膜の赤外領域の反射率を分光光度計で測定した。得られた塗膜の905nmにおける反射率は、◎、また、780~2500nmにおける平均反射率は、92.4%であった。
本発明のビピロリノン化合物は、赤外領域に吸収が少なく、黒色の色材として使用した場合、黒色性が高いことがわかった。
Claims (9)
- 前記化合物がビピロリノン化合物である請求項1記載の化合物。
- 光波長における800~1400nmに透過性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の化合物。
- 請求項1または2記載の化合物を含有することを特徴とする近赤外域透過性のインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
- 請求項3記載の化合物を含有することを特徴とする近赤外域透過性のインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
- 請求項1または2記載の化合物を色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
- 請求項3記載の化合物を色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
- 請求項1または2記載の化合物を近赤外域透過性の色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
- 請求項3記載の化合物を近赤外域透過性の色材、着色材、または顔料として含有することを特徴とするインキ、印刷物、塗料、塗装物、プラスチック、繊維、フィルム、化粧品、および成形体。
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