JP5939157B2 - Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element using the same - Google Patents
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Description
本発明は、液晶配向膜に使用する重合体の原料として有用である新規なジアミン化合物、それを用いて得られるポリアミド酸及びポリイミド、並びに液晶配向処理剤に関する。さらには、前記液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、少ない照射量の偏光又は非偏光の放射線によって垂直配向用の液晶配向膜を形成しうる液晶配向処理剤、かかる液晶配向膜とその形成方法、このような液晶配向膜を具備する液晶表示素子及び光学部材に関する。 The present invention relates to a novel diamine compound useful as a raw material for a polymer used in a liquid crystal alignment film, a polyamic acid and a polyimide obtained using the same, and a liquid crystal alignment treatment agent. Furthermore, it is related with the liquid crystal display element which has a liquid crystal aligning film obtained from the said liquid-crystal aligning agent. More specifically, a liquid crystal alignment treatment agent capable of forming a liquid crystal alignment film for vertical alignment by polarized or non-polarized radiation with a small dose, such a liquid crystal alignment film and a method for forming the same, and a liquid crystal comprising such a liquid crystal alignment film The present invention relates to a display element and an optical member.
液晶配向膜は、表示デバイスとして広く使用されている液晶表示素子の構成部材であり、液晶を一定の方向に配向させるという役割を担っている。現在、工業的に利用されている主な液晶配向膜は、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸(ポリアミック酸とも称される。)やポリアミック酸エステル、又はポリイミドの溶液からなる液晶配向処理剤から形成される。一般的には、基板に液晶配向処理剤を塗布して加熱・焼成した後、基板面に対し液晶を平行又は傾斜させて配向させるための配向処理が施される。この配向処理としては、有機膜表面を綿、ナイロン、レーヨン等の布によって擦る、いわゆるラビングと呼ばれる表面処理の方法、基板表面に酸化ケイ素を斜方蒸着する方法、基板表面にラングミュア・ブロシェット法(LB法)を用いて長鎖アルキル基を有する単分子膜を形成する方法などが知られている。この中でも特に、基板サイズ、液晶の配向均一性、処理時間、コストなどの観点からラビング処理による液晶配向能の付与が一般的である。
しかし、ラビング処理による液晶配向能の付与においては、ラビングにより液晶配向膜の欠損が起こり、それを起因とした表示欠陥が生じたり、埃が発生したり、静電気の発生によりTFT(Thin Film Transistor)素子の回路が破壊されるなどの問題があった。The liquid crystal alignment film is a constituent member of a liquid crystal display element that is widely used as a display device, and plays a role of aligning liquid crystals in a certain direction. Currently, the main liquid crystal alignment film that is industrially used is formed from a liquid crystal alignment treatment agent comprising a polyimide precursor, polyamic acid (also referred to as polyamic acid), a polyamic acid ester, or a polyimide solution. The In general, after applying a liquid crystal alignment treatment agent to a substrate, heating and baking, an alignment treatment for aligning the liquid crystal in parallel or with respect to the substrate surface is performed. As this alignment treatment, the surface of the organic film is rubbed with a cloth such as cotton, nylon, rayon or the like, a so-called rubbing surface treatment method, a method of obliquely depositing silicon oxide on the substrate surface, a Langmuir brochette method on the substrate surface ( A method of forming a monomolecular film having a long-chain alkyl group using the LB method is known. Among these, the provision of liquid crystal alignment ability by rubbing is generally used from the viewpoints of substrate size, liquid crystal alignment uniformity, processing time, cost, and the like.
However, in providing liquid crystal alignment ability by rubbing treatment, defects in the liquid crystal alignment film occur due to rubbing, resulting in display defects, dust generation, or generation of static electricity TFT (Thin Film Transistor). There was a problem that the circuit of the element was destroyed.
また、垂直配向方式の液晶表示素子では、液晶の倒れる方向を制御するための突起をTFT基板やカラーフィルタ基板に形成するMVA(Multi Vertical Alignment)方式、基板のITO(Indium Tin Oxide)電極にスリットを形成し、電界によって液晶の倒れる方向を制御するPVA(Patterned Vertical Alignment)方式、ITO電極にスリットを形成した基板と、光重合性化合物が添加された液晶を用いて液晶パネルを作製して電界を印加し、液晶が倒れた状態で紫外線(UV)などを照射し、液晶の配向を固定化するPSA(Polymer Sustained Alignment)方式などが知られている。
これら従来の垂直配向方式の問題点としては、複雑な基板を使用することによるパネルの高コスト化、突起やスリットなどによるパネルの透過率の低下などがある。
一方で、液晶セル中の液晶配向膜に液晶配向能を付与する別の手段として、基板表面に形成したポリビニルシンナメート、ポリイミドなどの感光性薄膜に偏光又は非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。(特許文献1〜8参照)
この光配向法は、垂直配向モードの液晶表示素子において、液晶分子の傾き方向を制御する方法としても有用であることが知られている。即ち、光配向法により配向規制力を付与した垂直配向膜を用いることにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている(特許文献9〜11参照)。
このように光配向法により配向規制力を付与した垂直配向膜を用いることにより、液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに傾けておくことが可能となる。
このように、光配向法によって製造した液晶配向膜は、液晶表示素子用として好ましい。しかしながら、これまでに知られているシンナメートやポリイミドなどを含有した液晶配向処理剤を光配向法に用いた場合には、液晶配向能を得るのに必要な放射線の照射量が多いという問題があった。照射量が多いことによる問題点として、液晶表示素子の作製のタクトタイムが増加したり、長時間の照射により液晶配向膜に欠陥が生じたり、さらにそれに伴い、液晶パネルの信頼性の低下が生じた。
また、垂直配向方式の液晶表示素子においては、液晶配向膜中に未反応の光反応性基が存在した場合は、液晶パネルのバックライト(BL)光の長時間の暴露により、未反応の光反応性基が反応し、液晶のプレチルト角が変化してしまうといった問題があった。In vertical alignment type liquid crystal display elements, MVA (Multi Vertical Alignment) method is used to form protrusions on the TFT substrate or color filter substrate to control the direction in which the liquid crystal is tilted. A PVA (Patterned Vertical Alignment) system that controls the direction in which the liquid crystal tilts by an electric field, a liquid crystal panel using a substrate with a slit formed in an ITO electrode, and a liquid crystal to which a photopolymerizable compound is added to produce an electric field A PSA (Polymer Sustained Alignment) system is known in which UV is applied and ultraviolet rays (UV) are irradiated in a state where the liquid crystal is tilted to fix the alignment of the liquid crystal.
Problems with these conventional vertical alignment methods include an increase in the cost of the panel due to the use of a complex substrate and a decrease in the transmittance of the panel due to protrusions and slits.
On the other hand, as another means for imparting liquid crystal alignment ability to the liquid crystal alignment film in the liquid crystal cell, by irradiating the photosensitive thin film such as polyvinyl cinnamate and polyimide formed on the substrate surface with polarized or non-polarized radiation, A photo-alignment method that imparts liquid crystal alignment ability is known. (See Patent Documents 1 to 8)
This photo-alignment method is known to be useful as a method of controlling the tilt direction of liquid crystal molecules in a vertical alignment mode liquid crystal display element. That is, it is known that the tilt direction of the liquid crystal molecules at the time of voltage application can be uniformly controlled by using a vertical alignment film imparted with an alignment regulating force by a photo-alignment method (see Patent Documents 9 to 11).
As described above, by using the vertical alignment film to which the alignment regulating force is applied by the photo-alignment method, the liquid crystal molecules can be slightly tilted from the normal direction of the substrate toward one direction in the substrate surface.
Thus, the liquid crystal aligning film manufactured by the photo-alignment method is preferable for liquid crystal display elements. However, when a liquid crystal aligning agent containing cinnamate or polyimide known so far is used in the photo-alignment method, there is a problem that the radiation dose required to obtain the liquid crystal alignment ability is large. It was. Problems caused by a large amount of irradiation include an increase in the tact time of the liquid crystal display device, a defect in the liquid crystal alignment film caused by prolonged irradiation, and a corresponding decrease in the reliability of the liquid crystal panel. It was.
Further, in the vertical alignment type liquid crystal display element, when an unreacted photoreactive group is present in the liquid crystal alignment film, unreacted light is generated by long-time exposure of the backlight (BL) light of the liquid crystal panel. There has been a problem that the reactive group reacts and the pretilt angle of the liquid crystal changes.
本発明の目的は、少ない照射量の偏光又は非偏光の放射線によってプレチルト角を発現することができ、かつ長時間のバックライト光による暴露においても安定したプレチルト角を維持できる垂直配向用の液晶配向膜の形成に用いられる液晶配向処理剤、形成された液晶配向膜、及び該液晶配向膜を具備する液晶表示素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment for vertical alignment that can develop a pretilt angle with a small dose of polarized or non-polarized radiation and can maintain a stable pretilt angle even when exposed to backlight for a long time. An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment treatment agent used for forming a film, a formed liquid crystal alignment film, and a liquid crystal display element including the liquid crystal alignment film.
本発明者は、上記の目的を達成するべく鋭意研究を進めたところ、特定の構造を有するジアミン化合物を用いて得られる重合体を含む液晶配向処理剤が上記の目的を達成することを見出した。本発明はかかる知見に基づくもので、以下の要旨を有する。
(1)下記式[1]で表され、かつ下記の(A)、(B)又は(C)のいずれかを満たすジアミン化合物を含有するジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物成分との反応で得られる、ポリアミック酸、及び該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドからなる群より選ばれる少なくとも1つの重合体を含有する液晶配向処理剤。
(B):式[1]中、X1は単結合を表し、X2は炭素数1〜3のアルキレン基を表し、X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表し、X4 は−O−を表す。X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環を表し、X6は炭素数1〜18の直鎖又は分岐状のアルキル基を表し、X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここでR1〜R6はそれぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1又は2の整数を表す。
(C):式[1]中、X1は単結合、−CH2O−、−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、又は−CONH−を表し、X2は−CH2−を表し、X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表し、X4は単結合、−O−、−S−、又は−NH−を表す。X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環を表し、X6は炭素数8〜12の直鎖又は分岐状のアルキル基を表し、X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここでR1〜R6はそれぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1又は2の整数を表す。
(2)前記ジアミン成分中の式[1]のジアミン化合物の含有量が、30〜100モル%である上記(1)に記載の液晶配向処理剤。
(3)前記式[1]のnが1である上記(1)又は(2)に記載の液晶配向処理剤。
As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have found that a liquid crystal aligning agent containing a polymer obtained by using a diamine compound having a specific structure achieves the above object. . The present invention is based on such knowledge and has the following gist.
(1) A reaction of a diamine component containing a diamine compound represented by the following formula [1] and satisfying any of the following (A), (B) or (C) with a tetracarboxylic dianhydride component: The liquid crystal aligning agent containing the polyamic acid obtained and the at least 1 polymer chosen from the group which consists of a polyimide obtained by imidating this polyamic acid.
(B): In the formula [1], X 1 represents a single bond, X 2 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ). - represents, X 4 represents -O-. X 5 represents a single bond or a carbocycle selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], and X 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. It represents, X 7 is a hydrogen atom, -R 2, -OR 3, -NHR 4, -N (R 5) 2, or an -SR 6. Here, R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 or 2.
(C): In Formula [1], X 1 represents a single bond, —CH 2 O—, —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, or —CONH—, and X 2 represents —CH 2. 2- represents, X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ) —, and X 4 represents a single bond, —O—, —S—, or —NH—. X 5 represents a single bond or a carbocycle selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], and X 6 represents a linear or branched alkyl group having 8 to 12 carbon atoms. It represents, X 7 is a hydrogen atom, -R 2, -OR 3, -NHR 4, -N (R 5) 2, or an -SR 6. Here, R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 or 2.
(2) The liquid-crystal aligning agent as described in said (1) whose content of the diamine compound of Formula [1] in the said diamine component is 30-100 mol%.
(3) The liquid-crystal aligning agent as described in said (1) or (2) whose n of said Formula [1] is 1.
(4)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜。
(5)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤を基板上に塗布、焼成し、次いで、偏光又は非偏光の放射線を照射して液晶配向能を付与する液晶配向膜の製造方法。
(6)上記(4)に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
(4) The liquid crystal aligning film obtained from the liquid-crystal aligning agent as described in any one of said (1)-(3).
(5) above (1) to apply the liquid crystal alignment treating agent according to any one of (3) on a substrate and baked, then imparting the liquid crystal alignment capability by irradiating radiation polarization or unpolarized A method for producing a liquid crystal alignment film.
(6) A liquid crystal display device comprising the liquid crystal alignment film according to (4).
本発明の液晶配向処理剤によれば、従来の光配向法に比べて、少ない放射線の照射量で、プレチルト角を発現するための液晶配向膜を得ることができる。また、本発明の液晶配向膜を有する液晶表示素子は、長時間のバックライト光による暴露においても安定的なプレチルト角を発現し、信頼性の高い液晶表示素子として有用である。 According to the liquid crystal aligning agent of this invention, the liquid crystal aligning film for expressing a pretilt angle can be obtained with the irradiation amount of a small radiation compared with the conventional photo-alignment method. In addition, the liquid crystal display element having the liquid crystal alignment film of the present invention exhibits a stable pretilt angle even when exposed to backlight for a long time, and is useful as a highly reliable liquid crystal display element.
<式[1]で表されるジアミン化合物>
本発明のジアミン化合物(以下、特定ジアミン化合物と称することもある。)は、下記式[1]で表される
X2は炭素数1〜3のアルキレン基を表す。
X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表す。
X4は単結合、−O−、−S−、又は−NH−を表す。
X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環を表す。
X6は炭素数1〜18の直鎖又は分岐状のアルキル基を表す。
X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここでR1〜R6は、それぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。
nは1又は2の整数を表す。
上記式[X5−1]〜[X5−5]の炭素環構造においては、任意の水素原子はCH3にて置換されていてもよい。<Diamine compound represented by Formula [1]>
The diamine compound of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a specific diamine compound) is represented by the following formula [1].
X 2 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ) —.
X 4 represents a single bond, —O—, —S—, or —NH—.
X 5 represents a single bond or a carbocyclic ring selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5].
X 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.
X 7 represents a hydrogen atom, —R 2 , —OR 3 , —NHR 4 , —N (R 5 ) 2 , or —SR 6 . Here, R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
n represents an integer of 1 or 2.
In the carbocyclic structures of the above formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], any hydrogen atom may be substituted with CH 3 .
式[1]における二つのアミノ基(−NH2)の結合位置は限定されない。具体的には、側鎖の結合基(X1)に対して、ベンゼン環上の2,3の位置、2,4の位置、2,5の位置、2,6の位置、3,4の位置、又は3,5の位置が挙げられる。これらのなかでも、ポリアミド酸を合成する際の反応性、及びジアミン化合物を合成する際の容易性の観点から、二つのアミノ基の結合位置が2,4の位置、2,5の位置、又は3,5の位置が特に好ましい。The bonding position of the two amino groups (—NH 2 ) in the formula [1] is not limited. Specifically, with respect to the linking group (X 1 ) of the side chain, 2, 3 position, 2, 4 position, 2, 5 position, 2, 6 position, 3, 4 position on the benzene ring Position, or 3, 5 positions. Among these, from the viewpoint of the reactivity when synthesizing the polyamic acid and the ease when synthesizing the diamine compound, the bonding position of the two amino groups is the position of 2, 4 or the position of 2, 5 or The positions 3, 5 are particularly preferred.
本発明のジアミン化合物は、垂直配向用の液晶配向膜として利用した場合、紫外線の照射によりプレチルト角を付与することを目的としており、式[1]に含まれている下記式[2]で表される部分がプレチルト角の発現を決定する部分である。この構造を最適化することにより、好ましいプレチルト角の大きさを得ることができる。
X2のアルキレン鎖の長さが、少ない照射量でプレチルト角を発現するためには重要であり、このアルキレン鎖が長すぎると、プレチルト角を発現するまでの照射量が多くなってしまう。これは垂直配向用の液晶配向膜を形成する重合体中に含有されるアミンの側鎖(上記式[2]のX3に結合したカルボニル基からの部位)の根元の部位で光反応が起こることで、光反応による異方性が側鎖全体に影響し、側鎖が液晶へ与える配向規制力が大きくなるためである。この結果、少ない照射量でも液晶のプレチルト角を発現させることが可能となる。The diamine compound of the present invention, when used as a liquid crystal alignment film for vertical alignment, is intended to give a pretilt angle by irradiation with ultraviolet rays, and is represented by the following formula [2] included in the formula [1]. This is the part that determines the expression of the pretilt angle. By optimizing this structure, a preferable pretilt angle can be obtained.
The length of the alkylene chain X 2 is important in order to express a pretilt angle with a small radiation dose, this alkylene chain is too long, it becomes much irradiation dose until express pretilt angle. This is because a photoreaction occurs at the base of the side chain of the amine contained in the polymer forming the liquid crystal alignment film for vertical alignment (the site from the carbonyl group bonded to X 3 in the above formula [2]). This is because the anisotropy due to the photoreaction affects the entire side chain, and the alignment regulating force exerted on the liquid crystal by the side chain is increased. As a result, the pretilt angle of the liquid crystal can be expressed even with a small irradiation amount.
式[2]中、X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表し、X4は単結合、−O−、−S−、又は−NH−を表す。
R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。
X3、及びX4は光反応性部分の結合基であり、光反応性基の光吸収波長の長さや合成の容易性から、X3、及びX4は−O−が特に好ましい。
式[2]中、X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環であり、X6は炭素数1〜18の直鎖又は分岐状のアルキル基である。
X5及びX6は、液晶を垂直に配向させるために重要であり、X5が単結合の場合、垂直配向能の点から、X6は長鎖アルキル基であることが好ましい。この場合の、X6の炭素数は、好ましくは6〜18であり、より好ましくは8〜12である。
また、X5が下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環である場合、垂直配向能が向上するため、X4はやや短いアルキル基が好ましい。この場合の、X4の炭素数は、好ましくは1〜12であり、より好ましくは3〜8である。In formula [2], X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ) —, and X 4 represents a single bond, —O—, —S—, or —NH—.
R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
X 3 and X 4 are a linking group of a photoreactive moiety, and X 3 and X 4 are particularly preferably —O— because of the length of the light absorption wavelength of the photoreactive group and the ease of synthesis.
In formula [2], X 5 is a single bond or a carbocyclic ring selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], and X 6 is a straight chain having 1 to 18 carbon atoms or It is a branched alkyl group.
X 5 and X 6 are important for vertically aligning the liquid crystal. When X 5 is a single bond, X 6 is preferably a long-chain alkyl group from the viewpoint of vertical alignment ability. In this case, the number of carbon atoms of X 6 is preferably 6 to 18, and more preferably 8 to 12.
In addition, when X 5 is a carbocycle selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], X 4 is preferably a slightly short alkyl group because the vertical alignment ability is improved. In this case, the number of carbon atoms of X 4 is preferably 1 to 12, and more preferably 3 to 8.
X7及びnは、光反応性基の感光波長を決定するために重要であり、X7に電子供与性の置換基を用いると、光反応性基の吸収波長が長波長化する。また、nが2であると、同様の効果が得られる。X7及びnは、光反応性基の感光波長を好ましい波長にすることができる。
X 7 and n are important for determining the photosensitive wavelength of the photoreactive group. When an electron donating substituent is used for X 7 , the absorption wavelength of the photoreactive group becomes longer. When n is 2, the same effect can be obtained. X 7 and n can make the photosensitive wavelength of the photoreactive group a preferable wavelength.
垂直配向用の液晶配向膜として使用した場合の感光波長及び光反応性の感度の観点から、式[1]におけるX1〜X7の好ましい具体的な組み合わせを以下に示す。
<特定ジアミン化合物の合成方法>
製法1
ジニトロ体1から得られるアクリルエステル体2と脱離性官能基であるYを持つベンゼン誘導体3との反応で、桂皮酸部位を側鎖に持つジニトロ体4を製造する。得られたジニトロ体4は、側鎖の2重結合部分に影響のない還元方法を選択し実施することで、目的のジアミン5へ変換することが可能である。
Manufacturing method 1
A dinitro body 4 having a cinnamic acid moiety in the side chain is produced by a reaction between an acrylic ester body 2 obtained from the dinitro body 1 and a benzene derivative 3 having a leaving functional group Y. The obtained dinitro compound 4 can be converted to the target diamine 5 by selecting and carrying out a reduction method that does not affect the double bond portion of the side chain.
化合物1の製法
<X1が単結合の場合(mは1〜3の整数であり、X3は−O−、−NH−、又は−NR1−を表す。)>
幾つかの原料については市販品として購入することが可能である。市販品としての入手が難しい場合は、化合物6に示したようなカルボン酸に対してボラン還元剤で還元反応を行うと、X3が−O−に対応する原料を合成することができる。また、化合物6のカルボン酸部分がシアノ基である化合物、すなわち、化合物7にボラン還元剤を作用させれば、X3が−NH−であるジアミン化合物の原料を合成できる。
X3が−NH−である化合物1a’’に対して、アルキルハライドやアルキルスルホン酸エステルを塩基の共存下で反応させて、X3が−NR1(R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)である化合物1a’’得ることができる。また、アルデヒド化合物を作用させて対応するイミン化合物とし、そのイミン部分をボラン系の還元剤などで還元する、いわゆる、還元的アミノ化反応を利用することで、X3が−NR1(R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)である化合物1a’’’を得ることができる。前者のアルキル化の場合は、アルキル基が複数個導入された副生成物が得られるが、後者の方法では副生成物がなく、アルキル基の導入に有効である。Production Method of Compound 1 <When X 1 is a single bond (m is an integer of 1 to 3, and X 3 represents —O—, —NH—, or —NR 1 —)>
Some raw materials can be purchased as commercial products. In the case where it is difficult to obtain a commercially available product, when a carboxylic acid as shown in Compound 6 is subjected to a reduction reaction with a borane reducing agent, a raw material in which X 3 corresponds to —O— can be synthesized. Further, if a borane reducing agent is allowed to act on the compound 6 in which the carboxylic acid moiety of the compound 6 is a cyano group, that is, the compound 7, a raw material of a diamine compound in which X 3 is —NH— can be synthesized.
The compound 1a ″ in which X 3 is —NH— is reacted with an alkyl halide or an alkyl sulfonate in the presence of a base, and X 3 is —NR 1 (R 1 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms). A compound 1a ″, which represents a group). Further, by using a so-called reductive amination reaction in which an aldehyde compound is allowed to act to form a corresponding imine compound and the imine portion is reduced with a borane-based reducing agent or the like, X 3 becomes —NR 1 (R 1 Represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.) Can be obtained. In the former alkylation, a by-product in which a plurality of alkyl groups are introduced is obtained, but in the latter method, there is no by-product and it is effective for introducing an alkyl group.
<X1が−O−の場合(mは1〜3の整数であり、X3は−O−、−NH−、又は−NR1−を表す。)>
市販品として入手できるジニトロフェノール8の、保護基Pを持つ化合物9によるアルキル化で、側鎖を持つジニトロ体10を得る。ジニトロ体10に含まれる保護基Pを脱保護することにより、ジニトロ中間体1bを製造できる。
保護基であるPは、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基などのエステル系の保護基、メトキシメチル基、エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフリル基などのアセタール系の保護基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ(イソプロピル)シリル基、トリフェニルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、tert−ブチルジフェニルシリル基、クミルジフェニルシリル基などのシリル系の保護基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジロキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基などの炭酸エステル系の保護基が挙げられる。副反応を制御する観点から、アセタール系又はシリル系の保護基が好ましい。
化合物8と化合物9からジニトロ体10を得る反応の際に塩基を共存させるが、使用する塩基としては、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどの無機塩基、トリエチルアミン、ジ(イソプロピル)エチルアミンなどのアミン類などが使用できる。本反応を行う際に、反応を円滑に進行させるために、ヨウ化ナトリウム, ヨウ化カリウム、又はテトラ−n−ブチルアンモニウムヨーダイドを添加するのが好ましい。<When X 1 is —O— (m is an integer of 1 to 3, and X 3 represents —O—, —NH—, or —NR 1 —)>
Dinitrophenol 8 having a side chain is obtained by alkylation of commercially available dinitrophenol 8 with compound 9 having protecting group P. By deprotecting the protecting group P contained in the dinitro body 10, the dinitro intermediate 1b can be produced.
P, which is a protective group, is an ester-type protective group such as formyl group, acetyl group, propionyl group, or benzoyl group; an acetal-type protective group such as methoxymethyl group, ethoxyethyl group, tetrahydropyranyl group, or tetrahydrofuryl group; Silyl-based protective groups such as trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tri (isopropyl) silyl group, triphenylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, cumyldiphenylsilyl group, methoxycarbonyl group, Examples thereof include carbonate-based protecting groups such as ethoxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, and tert-butoxycarbonyl group. From the viewpoint of controlling the side reaction, an acetal type or silyl type protecting group is preferred.
In the reaction for obtaining the dinitro compound 10 from the compound 8 and the compound 9, a base is allowed to coexist. Examples of the base used include inorganic bases such as potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydride, potassium hydride, triethylamine, di ( Amines such as isopropyl) ethylamine can be used. In carrying out this reaction, it is preferable to add sodium iodide, potassium iodide, or tetra-n-butylammonium iodide to facilitate the reaction.
化合物10の脱保護の反応には、使用している保護基に適した脱保護の条件を選択して実施する。エステル系もしくは炭酸エステル系の保護基を使用している場合は、酸性、アルカリ性のどちらの液性の加水分解反応も有効である。また、低級アルコールとのエステル交換反応を利用しても脱保護できる。アセタール系の保護基を使用している場合は、鉱酸や蟻酸、酢酸、トルエンスルホン酸などの有機酸を触媒量使用した脱保護反応が好ましい。シリル系の保護基を使用している場合には、アセタール系の保護基の脱保護と同様な条件下において、テトラ−n−ブチルアンモニウムフルオリドなどのフッ化物を利用した脱保護が好ましい。
上記で得られたX3が−NH−の化合物に対して、還元的なアミノ化反応を実施することで、X3が−NR1(R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)に対応する化合物1bを合成できる。
また、上記の化合物8と化合物9のOH基とY基を入れ替えた化合物、すなわち、化合物8の水酸基の部分がフッ素や塩素であり、化合物9のYがOH基である化合物を、塩基の存在下で反応させても化合物10を得ることが可能である。The deprotection reaction of compound 10 is carried out by selecting deprotection conditions suitable for the protecting group used. When an ester-based or carbonate-based protecting group is used, both acidic and alkaline liquid hydrolysis reactions are effective. Deprotection can also be achieved by utilizing a transesterification reaction with a lower alcohol. When an acetal type protecting group is used, a deprotection reaction using a catalytic amount of an organic acid such as mineral acid, formic acid, acetic acid or toluenesulfonic acid is preferred. When a silyl protecting group is used, deprotection using a fluoride such as tetra-n-butylammonium fluoride is preferred under the same conditions as the deprotection of an acetal protecting group.
By carrying out reductive amination reaction on the compound obtained above with X 3 being —NH—, X 3 represents —NR 1 (R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). ) Can be synthesized.
In addition, a compound in which the OH group and the Y group of the compound 8 and the compound 9 are interchanged, that is, a compound in which the hydroxyl group of the compound 8 is fluorine or chlorine and the compound 9 has an OH group is represented by the presence of a base. Compound 10 can also be obtained by reaction under the following conditions.
<X1が−COO−、又は−CONH−の場合(mは1〜3の整数であり、X3は−O−、−NH−、又は−NR1−を表す。)>
カルボン酸もしくはその誘導体11と保護基Pを持つ化合物12との反応で、側鎖を持つジニトロ−エステル体13(Q=O)、もしくは、ジニトロ−アミド体13(Qは−NH−である。)を得る。ジニトロ−エステル体13(Qは−O−である。)、もしくは、ジニトロ−アミド体13(Qは−NH−である。)中に含まれる保護基を脱保護することにより、エステル結合基を持つジニトロ中間体1cを製造できる。
化合物12中の保護基Pは、好ましい保護基についても前記と同義である。
化合物12中のZは、水酸基、アミノ基、ハロゲン、又はスルホニル基を表す。<When X 1 is —COO— or —CONH— (m is an integer of 1 to 3, and X 3 represents —O—, —NH—, or —NR 1 —)>
In the reaction of the carboxylic acid or its derivative 11 and the compound 12 having a protecting group P, a dinitro-ester 13 (Q═O) or dinitro-amide 13 (Q is —NH—) having a side chain. ) By deprotecting the protecting group contained in the dinitro-ester compound 13 (Q is —O—) or the dinitro-amide compound 13 (Q is —NH—), the ester bond group is removed. The dinitro intermediate 1c can be produced.
The protecting group P in the compound 12 is as defined above for the preferred protecting groups.
Z in the compound 12 represents a hydroxyl group, an amino group, a halogen, or a sulfonyl group.
化合物13中のQは、−O−、又は−NH−を表す。使用する化合物11のHalの部分の構造を考慮して、化合物12中のZで表される官能基を選択する。例えば、HalがOH基であり、ZとしてOH基又はNH2基を選択した場合は、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、カルボニルジイミダゾールなどの縮合剤を用いて反応を行うと、エステル(Qは−O−である。)又はアミド結合(Qは−NH−である。)を持つ化合物13が得られる。HalがOH基であり、Zとしてハロゲン、又はスルホニル基を選択した場合は、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどの無機塩基、トリエチルアミン、ジ(イソプロピル)エチルアミンなどのアミン類を利用して反応させると、エステル化合物13(Qは−O−である。)が得られる。反応を円滑に進行させるために、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、又はテトラ−n−ブチルアンモニウムヨーダイドを添加することも有効である。Q in the compound 13 represents —O— or —NH—. The functional group represented by Z in compound 12 is selected in consideration of the structure of the Hal portion of compound 11 to be used. For example, when Hal is an OH group and OH group or NH 2 group is selected as Z, a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, or carbonyldiimidazole is used. The compound 13 having an ester (Q is —O—) or an amide bond (Q is —NH—) is obtained. When Hal is an OH group and a halogen or sulfonyl group is selected as Z, inorganic bases such as potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydride and potassium hydride, amines such as triethylamine and di (isopropyl) ethylamine To give ester compound 13 (Q is —O—). In order to make the reaction proceed smoothly, it is also effective to add sodium iodide, potassium iodide, or tetra-n-butylammonium iodide.
Halがクロロ基に代表されるハロゲン原子の場合、化合物12中のZが水酸基又はアミノ基であるものを使用して、エステル化合物13(Qは−O−である。)又はアミド化合物13(Qは−NH−である。)が得られる。この反応では、トリエチルアミン、ピリジンなどのアミン類を塩基として添加する。
得られた化合物13の保護基Pを脱保護することで化合物1cを得ることができるが、脱保護の条件としては、上記の化合物10の脱保護の条件と同様である。
X3が−NH−である化合物1a’’に対して、アルキルハライドやアルキルスルホン酸エステルを塩基の共存下で反応させて、X3がNR1(R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)である化合物1cを得ることができる。また、アルデヒド化合物を作用させて対応するイミン化合物とし、そのイミン部分をボラン系の還元剤などで還元する、いわゆる、還元的アミノ化反応を利用することで、X3がNR1(R1は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)である化合物1cを得ることができる。前者のアルキル化の場合は、アルキル基が複数個導入された副生成物が得られるが、後者の方法では副生成物がなく、アルキル基の導入に有効である。When Hal is a halogen atom typified by a chloro group, an ester compound 13 (Q is —O—) or an amide compound 13 (Q Is —NH—. In this reaction, amines such as triethylamine and pyridine are added as a base.
The compound 1c can be obtained by deprotecting the protecting group P of the obtained compound 13. The deprotection conditions are the same as the deprotection conditions for the compound 10.
The compound 1a ″ in which X 3 is —NH— is reacted with an alkyl halide or an alkyl sulfonate in the presence of a base, and X 3 is NR 1 (R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms). Can be obtained. Further, by utilizing a so-called reductive amination reaction in which an aldehyde compound is allowed to act to form a corresponding imine compound and the imine portion is reduced with a borane-based reducing agent or the like, X 3 becomes NR 1 (R 1 is A compound 1c which is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms can be obtained. In the former alkylation, a by-product in which a plurality of alkyl groups are introduced is obtained, but in the latter method, there is no by-product and it is effective for introducing an alkyl group.
<X1が−OCO−、又は−NHCO−の場合(mは1〜3の整数であり、X3は−O−、−NH−、又は−NR−を表す。)>
ジニトロフェノール(Qは−O−である。)又はジニトロアニリン(Qは−NH−である。)14と保護基Pを持つカルボン酸誘導体15との反応で、エステル化又はアミド化を行い、エステルもしくはアミド側鎖を持つジニトロ体16とした後、ジニトロ体16に含まれる保護基を脱保護することにより、エステル結合又はアミド結合を持つジニトロ中間体1dを製造できる。
カルボン酸誘導体15において、HalはOH基、もしくは、ハロゲン原子を示すが、安定性を考えるとOH基又はクロロ基である化合物15を使用することが好ましい。 保護基Pは、好ましい保護基についても前記と同義である。<When X 1 is —OCO— or —NHCO— (m is an integer of 1 to 3, and X 3 represents —O—, —NH—, or —NR —)>
Esterification or amidation is carried out by reacting dinitrophenol (Q is —O—) or dinitroaniline (Q is —NH—) 14 with a carboxylic acid derivative 15 having a protecting group P, Alternatively, a dinitro intermediate 1d having an ester bond or an amide bond can be produced by making the dinitro body 16 having an amide side chain and then deprotecting the protecting group contained in the dinitro body 16.
In the carboxylic acid derivative 15, Hal represents an OH group or a halogen atom, but it is preferable to use the compound 15 which is an OH group or a chloro group in view of stability. The protecting group P is as defined above for the preferred protecting groups.
HalがOH基である、すなわち、カルボン酸15とジニトロフェノール14(Qは−O−である。)又はジニトロアニリン14(Qは−NH−である。)を反応させる時は、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、カルボニルジイミダゾールなどの縮合剤を利用するのが一般的である。さらに、触媒量の酸又はN,N−ジメチルアミノピリジンを添加するのが、反応の進行に好ましい。Halがクロロ基などに代表される酸ハライド誘導体を使用して反応を実施する方法も好ましく、この時は、トリエチルアミン、ピリジンといったアミン類などの塩基を添加して反応を行う。
得られた化合物16の保護基であるPを脱保護することでジニトロ中間体1dを得ることができるが、脱保護の条件としては、上記の化合物10の脱保護条件と同様である。When Hal is an OH group, ie, when carboxylic acid 15 is reacted with dinitrophenol 14 (Q is —O—) or dinitroaniline 14 (Q is —NH—), dicyclohexylcarbodiimide, 1 Generally, a condensing agent such as ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide or carbonyldiimidazole is used. Furthermore, it is preferable for the progress of the reaction to add a catalytic amount of acid or N, N-dimethylaminopyridine. A method in which Hal is used for the reaction using an acid halide derivative typified by a chloro group or the like is also preferred. At this time, the reaction is carried out by adding a base such as an amine such as triethylamine or pyridine.
The dinitro intermediate 1d can be obtained by deprotecting P, which is a protecting group of the obtained compound 16, and the deprotection conditions are the same as the deprotection conditions for the compound 10 described above.
化合物2の製法
化合物2は、対応するジニトロベンジルアルコールなどの原料1とアクリル酸誘導体との間のエステル化で製造することが可能である。
アクリル酸誘導体としては、アクリル酸塩化物、アクリル酸臭化物などの酸ハライド類、アクリル酸無水物などの使用が好ましい。
エステル化反応においては、塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、NaH、KaHなどの無機塩基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、キノリン、コリジンなどのアミン類、tert−ナトリウムブトキシド、tert−カリウムブトキシドなどの有機塩基が使用できる。Production Method of Compound 2 Compound 2 can be produced by esterification between corresponding raw material 1 such as dinitrobenzyl alcohol and an acrylic acid derivative.
As the acrylic acid derivative, it is preferable to use acid halides such as acrylic acid chloride and acrylic acid bromide, acrylic acid anhydride and the like.
In the esterification reaction, inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, NaH, KaH are used as the base. , Trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, amines such as pyridine, quinoline, collidine, and organic bases such as tert-sodium butoxide and tert-potassium butoxide.
溶媒としては、当該反応条件下において不活性で、安定な、反応を妨げないものであれば、適宜選択することが可能である。例えば、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド, ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル, ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル, テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応条件や反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃から使用する溶媒の沸点の範囲が好ましく、−50〜150℃の範囲がより好ましい。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物2は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、活性炭などで精製してもよい。
また、化合物2は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリル酸エステルとジニトロベンジルアルコールのエステル交換反応や、アクリル酸とジニトロ塩化ベンジル、ジニトロ臭化ベンジルなどのジニトロベンジルハライドとの反応でも合成することができる。The solvent can be appropriately selected as long as it is inert and stable under the reaction conditions and does not interfere with the reaction. For example, amines, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane Etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), halogenated hydrocarbons (Chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.), nitriles Acetonitrile, propionitrile, etc. butyronitrile) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the reaction conditions and the easiness of the reaction, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is preferably in the range of −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and more preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 2 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography, activated carbon or the like.
Compound 2 can also be synthesized by transesterification of acrylic acid esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate with dinitrobenzyl alcohol, or reaction of acrylic acid with dinitrobenzyl halides such as dinitrobenzyl chloride and dinitrobromide. be able to.
化合物3の製法
X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここで、R2〜R6は、それぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。
nは1又は2の整数を表す。
Y及びLは、それぞれ独立してハロゲン又は擬ハロゲン基であり、例えば、F、Cl、Br、I、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニル基などのアルキルスルホニルオキシ基、又は芳香族スルホニルオキシ基を示す。
化合物3の製法は、例えば17で示した化合物と18で示した化合物との反応により製造することができる。また、化合物17と化合物18の幾つかは容易に市販品として入手することが可能である。Production method of compound 3
X 7 represents a hydrogen atom, —R 2 , —OR 3 , —NHR 4 , —N (R 5 ) 2 , or —SR 6 . Here, R < 2 > -R < 6 > represents a C1-C5 alkyl group each independently.
n represents an integer of 1 or 2.
Y and L are each independently a halogen or pseudohalogen group, and examples thereof include alkylsulfonyl such as F, Cl, Br, I, methanesulfonyloxy group, benzenesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, and trifluoromethanesulfonyl group. An oxy group or an aromatic sulfonyloxy group is shown.
Compound 3 can be produced, for example, by reacting the compound represented by 17 with the compound represented by 18. Some of the compounds 17 and 18 can be easily obtained as commercial products.
<X4が−O−、−S−、又は−NH−の場合>
化合物17の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環である場合は、塩基の存在下で両化合物を反応させ、化合物3が得られる。使用する塩基としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩、トリエチルアミン、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデセン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンなどの有機脂肪族、芳香族、及び複素環の有機塩基などである。これら塩基の混合物も使用することができる。特に好ましいのは、炭酸カリウムである。
溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で反応を妨げないものであれば、適宜選択することが可能である。例えば、ケトン系溶媒(アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトンなど)、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点が好ましく、より好ましくは−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物3は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製することが出来る。<When X 4 is —O—, —S—, or —NH—>
The substituent U of the compound 17 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of the compound 18 is a single bond or selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -5]. In the case of the carbocyclic ring, compound 3 is obtained by reacting both compounds in the presence of a base. Examples of the base to be used include organic aliphatics such as alkali metal hydroxides and carbonates such as lithium, sodium and potassium, triethylamine, diazabicyclooctane, diazabicycloundecene, pyridine and 4-dimethylaminopyridine. , Aromatic, and heterocyclic organic bases. Mixtures of these bases can also be used. Particularly preferred is potassium carbonate.
The solvent can be appropriately selected as long as it is stable under the reaction conditions and is inert and does not interfere with the reaction. For example, ketone solvents (acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, etc.), aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, Dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, Ethyl, butyl acetate, methyl propionate, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used alone or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is preferably from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, more preferably from −50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 3 obtained as described above can be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography or the like.
化合物17の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が単結合、又は[X5−5]である場合は、適当な塩基存在下、金属錯体と配位子を触媒として、カップリング反応を利用して化合物3を合成することができる。金属錯体としては、銅錯体、パラジウム錯体、又は、ニッケル錯体を使用するのが好ましい。特に3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とするゼロ価錯体の使用が好ましい。また、反応系中で、容易にゼロ価錯体に変換される適当な前駆体を用いることもできる。さらに、反応系中で、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない錯体と、3級ホスフィンや3級ホスファイトを混合し、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とする低原子価錯体を発生させることもできる。When the substituent U of the compound 17 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of the compound 18 is a single bond or [X 5 -5], a metal complex is present in the presence of a suitable base. Compound 3 can be synthesized by utilizing a coupling reaction using a ligand as a catalyst. As the metal complex, it is preferable to use a copper complex, a palladium complex, or a nickel complex. In particular, it is preferable to use a zero-valent complex having tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand. In addition, an appropriate precursor that can be easily converted into a zero-valent complex in the reaction system can also be used. Furthermore, in the reaction system, a complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand is mixed with a tertiary phosphine or tertiary phosphite, and the tertiary phosphine or tertiary phosphite is used as a ligand. Low valence complexes can also be generated.
配位子である3級ホスフィン又は3級ホスファイトとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト等が挙げられ、これらの配位子の2種以上を混合して含む錯体も好適に用いられる。触媒としては3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まない銅錯体又はパラジウム錯体が用いられる。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含む錯体と、前記した配位子とを組み合わせて用いることも好ましい。上記配位子との組み合わせで用いられる、三級ホスフィンや3級ホスファイトを含まない錯体としては、銅触媒では、CuCl、CuBr、CuI、Cu2O、CuCN、CuOなどであり、パラジウム触媒では、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体、パラジウム−活性炭などである。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含む錯体としては、ジメチルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(ジフェニルメチルホスフィン)パラジウム、(エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。触媒としての銅錯体、パラジウム錯体、ニッケル錯体などの使用量は、いわゆる触媒量で良く、一般的には、反応させる化合物の20モル%以下で十分であり、通常10モル%以下である。Examples of the tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, etc. Complexes containing a mixture of two or more of these ligands are also preferably used. As the catalyst, a copper complex or a palladium complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite is used. It is also preferable to use a combination of a tertiary phosphine or tertiary phosphite complex and the above-described ligand. As a complex that does not contain tertiary phosphine or tertiary phosphite used in combination with the above ligand, Cu catalyst, CuCl, CuBr, CuI, Cu 2 O, CuCN, CuO, etc., and palladium catalyst, Bis (benzylideneacetone) palladium, tris (benzylideneacetone) dipalladium, bis (acetonitrile) dichloropalladium, bis (benzonitrile) dichloropalladium, palladium acetate, palladium chloride, palladium chloride-acetonitrile complex, palladium-activated carbon and the like. Examples of the complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include dimethylbis (triphenylphosphine) palladium, dimethylbis (diphenylmethylphosphine) palladium, (ethylene) bis (triphenylphosphine) palladium, tetrakis. Examples thereof include (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium, but are not limited thereto. The amount of the copper complex, palladium complex, nickel complex or the like used as the catalyst may be a so-called catalytic amount. Generally, 20 mol% or less of the compound to be reacted is sufficient, and usually 10 mol% or less.
塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジンなどのアミン類等の他、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムなども使用できる。 Bases include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, methylamine, dimethylamine, trimethylamine Amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, quinoline, collidine In addition, sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate and the like can also be used.
溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で反応を妨げないものあれば、適宜選択することが可能である。例えば、水、アルコール類、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が挙げられる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、−50〜150℃の範囲が好ましい。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物3は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製してもよい。The solvent can be appropriately selected as long as it is stable under the reaction conditions and is inert and does not interfere with the reaction. For example, water, alcohols, amines, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl) Ethers, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.) , Halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate) Etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, etc. butyronitrile) can be mentioned. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is from -100 ° C to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of -50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 3 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography or the like.
<X4が単結合の場合>
化合物17の置換基Uが、F、Cl、Br、又はIであり、化合物3のX4が、単結合の場合は、適当な塩基存在下、金属錯体と配位子を触媒としたカップリング反応を利用して、化合物3は合成することができる。金属錯体としては、鉄錯体、パラジウム錯体、又は、ニッケル錯体が好ましい。特に3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とするゼロ価錯体の使用が好ましい。また、反応系中で、容易にゼロ価錯体に変換される適当な前駆体を用いることもできる。さらに、反応系中で、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない錯体と、3級ホスフィンや3級ホスファイトを混合し、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とする低原子価錯体を発生させることもできる。
配位子である3級ホスフィン又は3級ホスファイトとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1‘−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト等が挙げられ、これらの配位子の2種以上を混合して含む錯体も好適に用いられる。触媒としては、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まない鉄錯体又はパラジウム錯体が用いられる。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含む錯体と、前記した配位子とを組み合わせて用いることも好ましい。上記配位子と組み合わせて用いられる、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まない錯体としては、鉄触媒では、FeBr3、FeBr2,FeCl3、FeCl2、FeF3、FeF2、Fe(アセチルアセトナート)3、Fe(アセチルアセトナート)2などであり、パラジウム触媒では、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体、パラジウム−活性炭などである。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含む錯体としては、ジメチルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(ジフェニルメチルホスフィン)パラジウム、(エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。触媒としての鉄錯体、パラジウム錯体、ニッケル錯体などの使用量は、いわゆる触媒量で良く、一般的には、反応させる化合物の20モル%以下で十分であり、通常10モル%以下である。<When X 4 is a single bond>
When the substituent U of the compound 17 is F, Cl, Br, or I and X 4 of the compound 3 is a single bond, the coupling is carried out using a metal complex and a ligand as a catalyst in the presence of an appropriate base. Compound 3 can be synthesized using the reaction. As a metal complex, an iron complex, a palladium complex, or a nickel complex is preferable. In particular, it is preferable to use a zero-valent complex having tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand. In addition, an appropriate precursor that can be easily converted into a zero-valent complex in the reaction system can also be used. Furthermore, in the reaction system, a complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand is mixed with a tertiary phosphine or tertiary phosphite, and the tertiary phosphine or tertiary phosphite is used as a ligand. Low valence complexes can also be generated.
Examples of the tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, etc. Complexes containing a mixture of two or more of these ligands are also preferably used. As the catalyst, an iron complex or a palladium complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite is used. It is also preferable to use a combination of a tertiary phosphine or tertiary phosphite complex and the above-described ligand. As a complex that does not contain tertiary phosphine or tertiary phosphite used in combination with the above ligands, FeBr 3 , FeBr 2, FeCl 3 , FeCl 2 , FeF 3 , FeF 2 , Fe (acetyl) Acetonato) 3 , Fe (acetylacetonate) 2 and the like, and palladium catalysts include bis (benzylideneacetone) palladium, tris (benzylideneacetone) dipalladium, bis (acetonitrile) dichloropalladium, bis (benzonitrile) dichloropalladium, Palladium acetate, palladium chloride, palladium chloride-acetonitrile complex, palladium-activated carbon and the like. Examples of the complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include dimethylbis (triphenylphosphine) palladium, dimethylbis (diphenylmethylphosphine) palladium, (ethylene) bis (triphenylphosphine) palladium, tetrakis. Examples thereof include (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium, but are not limited thereto. The amount of the iron complex, palladium complex, nickel complex, etc. used as the catalyst may be a so-called catalytic amount, and generally 20 mol% or less of the compound to be reacted is sufficient, and usually 10 mol% or less.
塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウムなどの無機塩基やN,N−ジメチルエチレンジアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジンなどのアミン類の他、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムなども使用できる。
溶媒としては、当該反応条件下において安定であり、不活性で反応を妨げないものであれば、適宜選択することが可能である。例えば、水、アルコール類、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、−50〜150℃の範囲が好ましい。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物3は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどで精製しても良い。Examples of the base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, and other inorganic bases, N, N-dimethylethylenediamine, Methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, In addition to amines such as quinoline and collidine, sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate and the like can also be used.
The solvent can be appropriately selected as long as it is stable under the reaction conditions and is inert and does not interfere with the reaction. For example, water, alcohols, amines, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl) Ethers, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.) , Halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate) Etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is from -100 ° C to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of -50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 3 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography or the like.
化合物4の製法
化合物4は、化合物2と化合物3を金属錯体触媒、配位子、及び塩基の共存下で、ヘック反応などのカップリング反応により合成することができる。
化合物3中のYとしては、脱離能力のある置換基であれば良く、例えば、F、Cl、Br、Iなどのハロゲン原子、メタンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニル基などのアルキルスルホニルオキシ基、芳香族スルホニルオキシ基などが用いられ、反応性を考えると、Br、I、又はトリフルオロメタンスルホニル基が好ましい。
カップリング反応は、金属錯体と配位子とを触媒として使用するのが好ましい。通常、金属錯体としては、パラジウム錯体、ニッケル錯体などが使用される。
触媒としては、種々の構造のものを用いることができるが、いわゆる低原子価のパラジウム錯体又はニッケル錯体を用いることが好ましく、特に3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とするゼロ価錯体が好ましい。また、反応系中で容易にゼロ価錯体に変換される適当な前駆体を用いることもできる。さらに、反応系中で、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含まない錯体と、3級ホスフィンや3級ホスファイトとを混合し、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子とする低原子価錯体を発生させることもできる。Production Method of Compound 4 Compound 4 can be synthesized by coupling reaction such as Heck reaction between Compound 2 and Compound 3 in the presence of a metal complex catalyst, a ligand, and a base.
Y in compound 3 may be any substituent having a leaving ability, such as halogen atoms such as F, Cl, Br, and I, methanesulfonyloxy group, benzenesulfonyloxy group, toluenesulfonyloxy group, trifluoro An alkylsulfonyloxy group such as a lomethanesulfonyl group, an aromatic sulfonyloxy group, or the like is used, and considering reactivity, a Br, I, or trifluoromethanesulfonyl group is preferable.
The coupling reaction preferably uses a metal complex and a ligand as a catalyst. Usually, a palladium complex, a nickel complex, etc. are used as a metal complex.
As the catalyst, those having various structures can be used, but it is preferable to use a so-called low-valent palladium complex or nickel complex, particularly a zero-valent complex having a tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand. Is preferred. In addition, an appropriate precursor that can be easily converted into a zero-valent complex in the reaction system can also be used. Furthermore, in the reaction system, a complex containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand is mixed with a tertiary phosphine or tertiary phosphite, and the tertiary phosphine or tertiary phosphite is converted into a ligand. It is also possible to generate a low valence complex.
配位子である3級ホスフィン又は3級ホスファイトとしては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、フェニルジメチルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1‘−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト等が挙げられ、これらの配位子の2種以上を混合して含む錯体も好適に用いられる。触媒として、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まないパラジウム錯体及び/又は3級ホスフィンや3級ホスファイトを含む錯体と、前記した配位子と、を組み合わせて用いることも好ましい態様である。上記配位子に組み合わせて用いられる、3級ホスフィンや3級ホスファイトを含まない錯体としては、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、パラジウム−活性炭等が挙げられる。また、3級ホスフィンや3級ホスファイトを配位子として含む錯体としては、ジメチルビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジメチルビス(ジフェニルメチルホスフィン)パラジウム、(エチレン)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらパラジウム錯体の使用量は、いわゆる触媒量で良く、一般的には、反応させる化合物の20モル%以下で十分であり、通常10モル%以下である。 Examples of the tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include triphenylphosphine, tri-o-tolylphosphine, diphenylmethylphosphine, phenyldimethylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, 1,4-bis (diphenylphosphino) butane, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, etc. Complexes containing a mixture of two or more of these ligands are also preferably used. It is also a preferred embodiment to use a combination of a palladium complex not containing tertiary phosphine or tertiary phosphite and / or a complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite and the above-mentioned ligand as a catalyst. Complexes containing no tertiary phosphine or tertiary phosphite used in combination with the above ligands include bis (benzylideneacetone) palladium, tris (benzylideneacetone) dipalladium, bis (acetonitrile) dichloropalladium, bis (benzo Nitrile) dichloropalladium, palladium acetate, palladium chloride, palladium-activated carbon and the like. Examples of the complex containing tertiary phosphine or tertiary phosphite as a ligand include dimethylbis (triphenylphosphine) palladium, dimethylbis (diphenylmethylphosphine) palladium, (ethylene) bis (triphenylphosphine) palladium, tetrakis. Examples thereof include (triphenylphosphine) palladium and bis (triphenylphosphine) dichloropalladium, but are not limited thereto. The amount of these palladium complexes used may be a so-called catalytic amount, generally 20 mol% or less of the compound to be reacted is sufficient, and usually 10 mol% or less.
塩基としては、無機塩基やメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、キノリン、コリジンなどのアミン類の他、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウムなども使用できる。
溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で反応を妨げないものであれば、適宜選択することが可能である。例えば、水、アルコール類、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応条件や反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、この場合、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物4は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、活性炭などで精製しても良い。Bases include inorganic bases, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, In addition to amines such as diisopropylethylamine, pyridine, imidazole, quinoline and collidine, sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate and the like can also be used.
The solvent can be appropriately selected as long as it is stable under the reaction conditions and is inert and does not interfere with the reaction. For example, water, alcohols, amines, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl) Ethers, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.) , Halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate) Etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the reaction conditions and the easiness of the reaction. In this case, one kind can be used alone, or two or more kinds can be used in combination. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 4 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography, activated carbon or the like.
化合物5の製法
上記で得られたジニトロ体4は、側鎖の2重結合を損なわないような還元反応条件を選択し、ニトロ基の還元を行い、目的物であるジアミン化合物5に変換することができる。
側鎖の二重結合をそのままにしたニトロ基の還元には、Fe、Sn、Znなどの金属、もしくはこれらの金属塩をプロトン源と共に使用することが好ましい。金属と金属塩は単体もしくは共同で使用しても良い。
プロトン源としては、塩酸などの酸、塩化アンモニウムなどのアンモニウム塩、メタノール、エタノールなどのプロトン性溶媒が使用できる。
溶媒は、還元的雰囲気下の環境に耐えられるものであれば良く、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応条件や反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり。好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物5は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、活性炭などで精製しても良い。Production method of compound 5 The dinitro compound 4 obtained above is converted to the target diamine compound 5 by selecting reduction reaction conditions that do not impair the double bond of the side chain, reducing the nitro group. Can do.
For reduction of the nitro group while leaving the double bond of the side chain as it is, it is preferable to use a metal such as Fe, Sn, Zn, or a metal salt thereof together with a proton source. Metals and metal salts may be used alone or jointly.
As the proton source, acids such as hydrochloric acid, ammonium salts such as ammonium chloride, and protic solvents such as methanol and ethanol can be used.
The solvent is not particularly limited as long as it can withstand an environment under a reducing atmosphere, such as an aprotic polar organic solvent (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, Dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyroni) Lil, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the reaction conditions and the easiness of the reaction, and can be used alone or in combination of two or more. In some cases, an appropriate dehydrating agent or desiccant can be used as a non-aqueous solvent.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used. Preferably, it is the range of -50-150 degreeC.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 5 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography, activated carbon or the like.
製法2
ジニトロ体1と、アクリル酸誘導体19、又は酸ハロゲン化物である化合物20との反応で、桂皮酸部位を側鎖に持つジニトロ体4を製造することができる。得られたジニトロ体4は、側鎖の2重結合部分に影響のない還元方法を選択し、実施することで、目的物であるジアミン化合物5へ変換することが可能である。
A dinitro body 4 having a cinnamic acid moiety in the side chain can be produced by reacting the dinitro body 1 with the acrylic acid derivative 19 or the compound 20 which is an acid halide. The obtained dinitro compound 4 can be converted to the target diamine compound 5 by selecting and carrying out a reduction method that does not affect the double bond portion of the side chain.
化合物20の製法
X5、X6、X7、及びnは前記と同義である。
化合物20の製法は、化合物19と酸ハロゲン化剤とを反応する方法である。Xは試薬の入手性、反応性の観点から、Cl、又はBrが好ましい。使用される酸ハロゲン化剤としては、例えば、塩化チオニル、オギザリルクロライド、ホスゲン、塩素、オキシ塩化リン、三塩化リン、五塩化リン、N−クロロコハク酸イミド、三塩化ホウ素、臭化チオニル、オギザリルブロミド、臭素、オキシ臭化リン、三臭化リン、五臭化リン、N−ブロモコハク酸イミドなどが挙げられる。好ましくは、塩化チオニル、又は臭化チオニルが用いられる。酸ハロゲン化剤としては、化合物19に対して、通常2〜100倍モル、好ましくは2〜30倍モル、より好ましくは2〜3倍モル使用される。
上記の反応は、塩化チオニルなどの酸ハロゲン化剤中でも行うことができるが、必要に応じて溶媒を使用することができる。Production method of compound 20
X 5 , X 6 , X 7 and n are as defined above.
The production method of compound 20 is a method of reacting compound 19 with an acid halogenating agent. X is preferably Cl or Br from the viewpoint of reagent availability and reactivity. Examples of the acid halogenating agent used include thionyl chloride, oxalyl chloride, phosgene, chlorine, phosphorus oxychloride, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, N-chlorosuccinimide, boron trichloride, thionyl bromide, ogi. Examples include zalyl bromide, bromine, phosphorus oxybromide, phosphorus tribromide, phosphorus pentabromide, and N-bromosuccinimide. Preferably, thionyl chloride or thionyl bromide is used. The acid halogenating agent is generally used in an amount of 2 to 100 times mol, preferably 2 to 30 times mol, more preferably 2 to 3 times mol, of Compound 19.
The above reaction can be carried out in an acid halogenating agent such as thionyl chloride, but a solvent can be used if necessary.
溶媒は反応に不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド, ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル, ジイソプロピルエーテル、テトラブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル, テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。 The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction. For example, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether) , Tetrabutyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, Dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), halogenated hydrocarbons (chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, Propionic acid methyl etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. In some cases, an appropriate dehydrating agent or desiccant can be used as a non-aqueous solvent.
また、上記の反応は、触媒なしでも進行するが、触媒を添加することで塩素化剤の使用量を減らすことができ、かつ反応の進行を早くすることができる。触媒としては特に限定されるものではないが、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、キノリン、N、N−ジメチルアニリン、ジメチルホルムアミドなどの有機塩基類、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド又はカリウムt−ブトキシドなどの金属アルコキシド類が挙げられる。好ましくは、トリエチルアミンピリジン、ジメチルホルムアミドが挙げられる。また、より好ましくは、ピリジンが挙げられる。これら触媒は、酸ハロゲン化物に対して通常0〜100倍モル、好ましくは0.01〜10倍モル使用される。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は通常0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物20は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作にて精製しても良い。In addition, the above reaction proceeds even without a catalyst, but by adding a catalyst, the amount of chlorinating agent used can be reduced and the reaction can be accelerated. The catalyst is not particularly limited. For example, organic bases such as triethylamine, pyridine, quinoline, N, N-dimethylaniline, dimethylformamide, metals such as sodium methoxide, potassium methoxide, or potassium t-butoxide Examples include alkoxides. Preferable examples include triethylamine pyridine and dimethylformamide. More preferably, pyridine is used. These catalysts are generally used in an amount of 0 to 100 times mol, preferably 0.01 to 10 times mol for the acid halide.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is usually 0.1 to 1,000 hours.
The compound 20 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like.
化合物19の製法−1
上記反応は、化合物3と21を金属錯体触媒、配位子及び塩基の共存下、ヘック反応などのカップリング反応により、化合物19を合成できる。反応条件は、製法1の化合物4の合成法で示した方法と同様である。
Aがアルキル基、又はシリル基の場合は、反応後、酸、又は塩基存在下、エステル基−COOAを水により加水分解することで、対応する化合物19へと誘導することができる。用いる酸としては、希硫酸などの鉱酸や、p-トルエンスルホン酸、蟻酸、酢酸などの有機酸が挙げられる。また、塩基としては、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の炭酸塩類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、リン酸二水素ナトリウムやリン酸二水素カリウム等のリン酸塩類、酢酸ナトリウムや酢酸カリウム等のカルボン酸塩類、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等の金属アルコキシド類、水素化ナトリウム等の金属水素化物類等が挙げられる。Production Method 1 of Compound 19
In the above reaction, compound 19 can be synthesized from compound 3 and 21 by a coupling reaction such as Heck reaction in the presence of a metal complex catalyst, a ligand and a base. The reaction conditions are the same as those shown in the synthesis method of compound 4 in production method 1.
When A is an alkyl group or a silyl group, the ester group —COOA can be hydrolyzed with water in the presence of an acid or a base after the reaction to derive the corresponding compound 19. Examples of the acid used include mineral acids such as dilute sulfuric acid and organic acids such as p-toluenesulfonic acid, formic acid and acetic acid. Examples of the base include carbonates such as potassium bicarbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and sodium carbonate, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkalis such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide. Earth metal hydroxides, phosphates such as sodium dihydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate, carboxylates such as sodium acetate and potassium acetate, organic bases such as triethylamine and pyridine, sodium methoxide, sodium Examples thereof include metal alkoxides such as ethoxide and metal hydrides such as sodium hydride.
加水分解は反応を円滑に進めるために、水と混ざる溶媒中で行ってもよく、用いられる溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性有機溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類、ピリジンなどの有機弱塩基性溶媒、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノールなどのアルコール類が挙げられる。また加熱することにより、反応をより速やかに行うことができる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は通常0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物19は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作にて精製しても良い。Hydrolysis may be carried out in a solvent mixed with water in order to facilitate the reaction. Examples of the solvent used include aprotic polar organic solvents such as dimethylformamide, dimethylsulfoxide, and dimethylacetamide, acetonitrile, propionitrile, Nitriles such as butyronitrile, weak organic solvents such as pyridine, and alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and tert-butanol. Moreover, reaction can be performed more rapidly by heating.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is usually 0.1 to 1,000 hours.
Further, the compound 19 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like.
化合物19の製法−2
化合物19の製法は、例えば、Aがアルキル基、又はシリル基の場合は、化合物22と化合物23とを塩基の存在下、脱水縮合させた後、ジエステル部分を加水分解し、脱炭酸させる方法である。また、Aが水素の場合は、化合物22と化合物23とを塩基の存在下、脱水縮合させた後、脱炭酸させる方法である。
Aが水素の場合、特に限定されないが、例えばピリジン溶媒中、ピペリジン存在下、60〜100℃にて反応させることにより、アルデヒド基とマロン酸を脱水縮合させ、その後、100〜150℃に加熱することで、脱炭酸反応を進行させて、化合物19を得ることができる。Production method 2 of compound 19
For example, when A is an alkyl group or a silyl group, the compound 19 is prepared by dehydrating and condensing the compound 22 and the compound 23 in the presence of a base, followed by hydrolysis of the diester moiety and decarboxylation. is there. When A is hydrogen, the compound 22 and the compound 23 are dehydrated and condensed in the presence of a base and then decarboxylated.
When A is hydrogen, it is not particularly limited. For example, aldehyde group and malonic acid are subjected to dehydration condensation by reacting at 60 to 100 ° C. in the presence of piperidine in a pyridine solvent, and then heated to 100 to 150 ° C. Thus, the compound 19 can be obtained by advancing the decarboxylation reaction.
脱水縮合反応に使用する塩基は、反応を円滑に進行させる塩基の強さ(塩基度)を有する塩基を用いればよく、特に限定されない。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミドのようなアルカリ金属アミド、リチウムヒドリド、ナトリウムヒドリド、カリウムヒドリドのようなアルカリ金属水素化物、アルカリ土類金属、ナトリウムやカリウムの、メチラート、エチラート、n−プロピラート、イソプロピラート、n−ブチラート、sec−ブチラート、tert−ブチラート、2−メチル−2−ブチラート、2−メチル−2−ペンチラート、3−メチル−3−ペンチラート、3−エチル−3−ペンチラートのような一級、二級もしくは三級の炭素数1〜10の脂肪族アルコールから誘導されるアルカリ金属アルコラート、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデセン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロリジン、ピペリジンなどの、有機脂肪族、芳香族、複素環の窒素塩基である。これらの塩基は、混合物としても使用することができる。塩基としては、ナトリウムエトキシド、水素化ナトリウムが好ましい。塩基の使用量は、通常、化合物22に対して0.1〜10倍モル、好ましくは0.1〜5倍モルである。 The base used for the dehydration condensation reaction is not particularly limited as long as it has a base strength (basicity) that allows the reaction to proceed smoothly. For example, alkali metal hydroxides and carbonates such as lithium, sodium and potassium, alkali metal amides such as lithium amide, sodium amide and potassium amide, alkali metal hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride Alkaline earth metal, sodium or potassium, methylate, ethylate, n-propylate, isopropylate, n-butyrate, sec-butyrate, tert-butyrate, 2-methyl-2-butyrate, 2-methyl-2-pentylate, Alkali metal alcoholates derived from primary, secondary or tertiary aliphatic alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as 3-methyl-3-pentylate, 3-ethyl-3-pentylate, diazabicyclooctane, diaza Bicycloundecene 4-dimethylaminopyridine, pyrrolidine, a piperidine, organic aliphatic, aromatic, nitrogenous base heterocycles. These bases can also be used as a mixture. As the base, sodium ethoxide and sodium hydride are preferable. The amount of the base used is usually 0.1 to 10 times mol, preferably 0.1 to 5 times mol for the compound 22.
溶媒は、化合物22よび化合物23と反応しない溶媒であれば使用することができる。例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性極性有機溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなどの芳香族炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類、ピリジン、キノリンなどの有機弱塩基性溶媒などが使用できる。また、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノールなどのアルコール類も使用することが可能である。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
水による加水分解の条件は、化合物19の製法−1で示した方法と同様である。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は通常、0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物19は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作にて精製しても良い。As the solvent, any solvent that does not react with the compound 22 and the compound 23 can be used. For example, aprotic polar organic solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrabutyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, pentane, Aliphatic hydrocarbons such as xane, heptane, petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, An organic weak basic solvent such as pyridine and quinoline can be used. In addition, alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and tert-butanol can also be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. In some cases, an appropriate dehydrating agent or desiccant can be used as a non-aqueous solvent.
The conditions for hydrolysis with water are the same as the method shown in Production Method-1 for Compound 19.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is usually 0.1 to 1,000 hours.
Further, the compound 19 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like.
化合物22の製法
化合物22の製法は、例えば、化合物24と化合物18とを反応する方法である。また、化合物24と化合物18の幾つかは、容易に市販品として入手することが可能である。
化合物24の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される炭素環である場合は、塩基の存在下で、化合物24と化合物18を反応させることで化合物22が得られる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される構造である場合の方法を適用することができる。
化合物24の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−5]の炭素環である場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としたカップリング反応により合成することができる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−5]である場合の方法を適用することができる。
化合物24の置換基Uが、ハロゲンF、Cl、Br、又はIであり、化合物22のX4が、単結合の場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としたカップリング反応により合成することができる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X4が単結合の場合の方法を適用することができる。Production method of compound 22
The method for producing compound 22 is, for example, a method in which compound 24 and compound 18 are reacted. Some of the compound 24 and the compound 18 can be easily obtained as commercial products.
The substituent U of the compound 24 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of the compound 18 is a single bond or selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4]. In the case of a carbocyclic ring, compound 22 is obtained by reacting compound 24 and compound 18 in the presence of a base. As the reaction conditions, the method in the case where X 5 in the synthesis method of Compound 3 in Production Method 1 is a structure selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4] can be applied.
Substituents U of compounds 24, -OH, -SH, or a -NH 2, if the X 5 compound 18 is a carbocyclic ring of a single bond, or a [X 5 -5], the presence of a base It can be synthesized by a coupling reaction using a metal complex and a ligand as a catalyst. As the reaction conditions, the method in which X 5 in the method for synthesizing compound 3 in production method 1 is the above [X 5 -5] can be applied.
When the substituent U of the compound 24 is halogen F, Cl, Br, or I and X 4 of the compound 22 is a single bond, the coupling is carried out using a metal complex and a ligand as a catalyst in the presence of a base. It can be synthesized by reaction. As the reaction conditions, the method in the case where X 4 is a single bond in the synthesis method of Compound 3 in Production Method 1 can be applied.
化合物19の製法−3
化合物19の製法は、例えば、化合物22と化合物25とを塩基の存在下、脱水縮合反応させた後、エステル基−COOAを水によって加水分解する方法である。
上記反応に使用する塩基は、反応を円滑に進行させる塩基の強さ(塩基度)を有する塩基を用いればよく、特に限定されない。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属の水酸化物、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミドのようなアルカリ金属アミド、リチウムヒドリド、ナトリウムヒドリド、カリウムヒドリドのようなアルカリ金属水素化物、アルカリ土類金属、ナトリウムやカリウムの、メチラート、エチラート、n−プロピラート、イソプロピラート、n−ブチラート、sec−ブチラート、tert−ブチラート、2−メチル−2−ブチラート、2−メチル−2−ペンチラート、3−メチル−3−ペンチラート、3−エチル−3−ペンチラートのような一級、二級もしくは三級の炭素数1〜10の脂肪族アルコールから誘導されるアルカリ金属アルコラート等である。これらの塩基は、混合物としても使用することができる。塩基としては、ナトリウムエトキシド、ナトリウムヒドリドが好ましい。これらの塩基は、通常、化合物22に対して0.1〜10倍モル、好ましくは0.1〜5倍モル使用される。Production Method 3 for Compound 19
The compound 19 is produced, for example, by subjecting the compound 22 and the compound 25 to a dehydration condensation reaction in the presence of a base, and then hydrolyzing the ester group —COOA with water.
The base used for the reaction is not particularly limited as long as it has a base strength (basicity) that allows the reaction to proceed smoothly. For example, alkali metal hydroxides such as lithium, sodium and potassium, alkali metal amides such as lithium amide, sodium amide and potassium amide, alkali metal hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride, alkaline earth Metals such as sodium and potassium, methylate, ethylate, n-propylate, isopropylate, n-butyrate, sec-butyrate, tert-butyrate, 2-methyl-2-butyrate, 2-methyl-2-pentylate, 3-methyl And alkali metal alcoholates derived from primary, secondary or tertiary aliphatic alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as -3-pentylate and 3-ethyl-3-pentylate. These bases can also be used as a mixture. As the base, sodium ethoxide and sodium hydride are preferable. These bases are generally used in an amount of 0.1 to 10 mol, preferably 0.1 to 5 mol per mol of Compound 22.
溶媒は、化合物22及び化合物25と反応しない溶媒であれば、使用することができる。例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性極性有機溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなどの芳香族炭化水素類、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類、ピリジン、キノリンなどの有機弱塩基性溶媒などが使用できる。また、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノールなどのアルコール類も使用することができる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また、場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
水による加水分解の条件は、化合物19の製法−1で示した方法と同様である。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は通常、0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物19は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作により精製しても良い。The solvent can be used as long as it does not react with compound 22 and compound 25. For example, aprotic polar organic solvents such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrabutyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, pentane, Aliphatic hydrocarbons such as xane, heptane, petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, An organic weak basic solvent such as pyridine and quinoline can be used. In addition, alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and tert-butanol can also be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also be used as a nonaqueous solvent using a suitable dehydrating agent or a desiccant.
The conditions for hydrolysis with water are the same as the method shown in Production Method-1 for Compound 19.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is usually 0.1 to 1,000 hours.
The compound 19 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography.
化合物19の製法−4
化合物19の製法は、例えば、化合物22と化合物26とをウィティッヒ反応、又はHorner−Wadsworth−Emmons反応させた後、エステル基−COOAを加水分解する方法である。反応は、溶媒中で、塩基を使用して行なうことが好ましい。
反応に使用する塩基は、ホスホニウムイリドを円滑に発生させる強さの塩基を用いるのが好ましい。塩基として、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩、ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムのようなアルキルリチウム、リチウムアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミドのようなアルカリ金属アミド、リチウムヒドリド、ナトリウムヒドリド、カリウムヒドリドのようなアルカリ金属水素化物、リチウムヘキサメチルジシラジド、ナトリウムヘキサメチルジシラジド、カリウムヘキサメチルジシラジドのようなアルカリ金属ジシラジド類、アルカリ土類金属、ナトリウムやカリウムの、メチラート、エチラート、n−プロピラート、イソプロピラート、n−ブチラート、sec−ブチラート、tert−ブチラート、2−メチル−2−ブチラート、2−メチル−2−ペンチラート、3−メチル−3−ペンチラート、3−エチル−3−ペンチラートのような一級、二級もしくは三級の炭素数1〜10の脂肪族アルコールから誘導されるアルカリ金属アルコラート、ジアザビシクロオクタン、ジアザビシクロウンデセン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロリジン、ピペリジンなどの、有機脂肪族、芳香族、複素環の窒素塩基などが使用できる。特には、ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムが好ましい。Production Method 4 of Compound 19
The compound 19 is produced by, for example, a method in which the compound 22 and the compound 26 are subjected to a Wittig reaction or Horner-Wadsworth-Emmons reaction, and then the ester group —COOA is hydrolyzed. The reaction is preferably performed using a base in a solvent.
The base used for the reaction is preferably a strong base that smoothly generates phosphonium ylide. Examples of bases include alkali metal hydroxides and carbonates such as lithium, sodium, and potassium, alkyl lithiums such as butyl lithium, sec-butyl lithium, and tert-butyl lithium, lithium amides, sodium amides, and potassium amides. Alkali metal amides, lithium hydride, sodium hydride, alkali metal hydrides such as potassium hydride, lithium hexamethyldisilazide, sodium hexamethyldisilazide, alkali metal disilazides such as potassium hexamethyldisilazide, Alkaline earth metal, sodium and potassium, methylate, ethylate, n-propylate, isopropylate, n-butyrate, sec-butyrate, tert-butyrate, 2-methyl-2-butyrate, 2-methylate Alkali metal alcoholates derived from primary, secondary or tertiary aliphatic alcohols having 1 to 10 carbon atoms such as 2-pentylate, 3-methyl-3-pentylate, 3-ethyl-3-pentylate, diaza Organic aliphatic, aromatic and heterocyclic nitrogen bases such as bicyclooctane, diazabicycloundecene, 4-dimethylaminopyridine, pyrrolidine and piperidine can be used. In particular, butyl lithium and tert-butyl lithium are preferable.
溶媒としては、化合物22及び化合物26と反応しない溶媒であれば使用することができる。例えば、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラブチルメチルエーテル, シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド, N−メチルピロリドンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
水による加水分解の条件は、化合物19の製法−1で示した方法と同様である。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物19は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作にて精製しても良い。As the solvent, any solvent that does not react with the compound 22 and the compound 26 can be used. For example, ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tetrabutyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), fat Aromatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), nitriles (acetonitrile, propionitrile, etc.) , Butyronitrile, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The conditions for hydrolysis with water are the same as the method shown in Production Method-1 for Compound 19.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is 0.1 to 1,000 hours.
Further, the compound 19 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like.
化合物19の製法−5
MはLi、MgCl、MgBr、又はMgIの有機金属反応剤である。
Aは前記と同義であり、例示の基についても、前記と同様である。
化合物19の製法は、例えば、溶媒中、化合物27と、銅塩、亜鉛塩、又はジアルキル亜鉛を混合させ、銅キュプラート、もしくはジアリール亜鉛化合物を調製し、化合物28で示した化合物との1,4−付加反応を行った後、エステル基−COOAを水によって加水分解する方法である。
この反応に使用する銅塩、亜鉛塩、又はジアルキル亜鉛は、単独で使用しても良く、また、これらの銅塩、亜鉛塩、ジアルキル亜鉛を組み合わせて使用しても良い。Production Method of Compound 19-5
M is an organometallic reactant of Li, MgCl, MgBr, or MgI.
A has the same meaning as described above, and the same applies to the exemplified groups.
The compound 19 is prepared by, for example, mixing a compound 27 with a copper salt, a zinc salt, or a dialkylzinc in a solvent to prepare a copper cuprate or a diarylzinc compound, and 1,4 of the compound represented by the compound 28. -After the addition reaction, the ester group -COOA is hydrolyzed with water.
The copper salt, zinc salt, or dialkylzinc used in this reaction may be used alone, or these copper salts, zinc salts, dialkylzinc may be used in combination.
反応に使用する銅塩の例としては、CuCl、CuBr、CuI、CuCN、又はCuCl2とLiClの混合塩などであり、特にCuIが好ましい。
また、反応に使用する亜鉛塩の例としては、ZnCl2、ZnBr2、又はZnI2であり、特にZnCl2が好ましい。
反応に使用するジアルキル亜鉛の例としては、ジブチル亜鉛、ジエチル亜鉛、又はジブテニル亜鉛であり、特にジエチル亜鉛が好ましい。Examples of the copper salt used in the reaction include CuCl, CuBr, CuI, CuCN, or a mixed salt of CuCl 2 and LiCl, and CuI is particularly preferable.
Examples of the zinc salt used in the reaction are ZnCl 2 , ZnBr 2 , or ZnI 2 , and ZnCl 2 is particularly preferable.
Examples of the dialkyl zinc used in the reaction are dibutyl zinc, diethyl zinc, or dibutenyl zinc, with diethyl zinc being particularly preferred.
溶媒ついては、有機金属反応剤と反応しない溶媒であれば使用することができる。
例えば、エーテル類(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、適当な脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
水による加水分解の条件は、化合物19の製法−1で示した方法と同様である。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間である。
また、上記のようにして得られた化合物10は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィーなどの操作にて精製しても良い。As the solvent, any solvent that does not react with the organometallic reactant can be used.
For example, ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tetrabutyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc.), aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), fat Aromatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.) and aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the ease of reaction and the like, and can be used singly or in combination of two or more. In some cases, an appropriate dehydrating agent or desiccant can be used as a non-aqueous solvent.
The conditions for hydrolysis with water are the same as the method shown in Production Method-1 for Compound 19.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is 0.1 to 1,000 hours.
The compound 10 obtained as described above may be purified by operations such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like.
化合物27の製法
化合物27の製法は、例えば、化合物29と化合物18との反応により化合物30を合成し、その後、化合物30と金属マグネシウム、又はリチオ化剤とを反応させる方法である。化合物29と化合物18の幾つかは、容易に市販品として入手することが可能である。
化合物29の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される炭素環である場合は、塩基の存在下で、化合物29と化合物18とを反応させることで化合物30が得られる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される炭素環である場合の方法を適用することができる。
化合物29の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−5]の炭素環である場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としたカップリング反応により合成することができる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−5]である場合の方法を適用することができる。
化合物29の置換基Uが、ハロゲンF、Cl、Br、又はIであり、化合物27のX4が単結合の場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としたカップリング反応により合成することができる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X4が単結合の場合の方法を適用することができる。
得られた化合物30に、エーテル溶媒中、金属Mgを加えて反応させ、グリニャール反応に用いることのできる化合物27(M=MgF、MgCl、MgBr、MgI)を得る。また、溶媒中、金属リチウムを反応させて、MがLiの化合物27を得ることができる。Production method of compound 27
The production method of compound 27 is, for example, a method in which compound 30 is synthesized by reaction of compound 29 and compound 18, and then compound 30 is reacted with magnesium metal or a lithiating agent. Some of Compound 29 and Compound 18 can be easily obtained as commercial products.
The substituent U of Compound 29 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of Compound 18 is a single bond or selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4]. In the case of a carbocyclic ring, compound 30 is obtained by reacting compound 29 with compound 18 in the presence of a base. As the reaction conditions, the method in the case where X 5 is a carbocyclic ring selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4] in the synthesis method of compound 3 of production method 1 can be applied. .
Substituents U of compounds 29, -OH, -SH, or a -NH 2, if the X 5 compound 18 is a carbocyclic ring of a single bond, or a [X 5 -5], the presence of a base It can be synthesized by a coupling reaction using a metal complex and a ligand as a catalyst. As the reaction conditions, the method in which X 5 in the method for synthesizing compound 3 in production method 1 is the above [X 5 -5] can be applied.
Substituents U compound 29 is a halogen F, Cl, Br, or I, if X 4 of compound 27 is a single bond, the presence of a base, coupling reaction using metal complex and a ligand as a catalyst Can be synthesized. As the reaction conditions, the method in the case where X 4 is a single bond in the synthesis method of Compound 3 in Production Method 1 can be applied.
Compound 30 (M = MgF, MgCl, MgBr, MgI) that can be used for the Grignard reaction is obtained by reacting the obtained compound 30 with metal Mg in an ether solvent. Alternatively, compound 27 in which M is Li can be obtained by reacting metallic lithium in a solvent.
化合物19の製法−6
化合物19の製法は、例えば、化合物31と化合物18とを反応させ、反応後、エステル基−COOAを水によって加水分解する方法である。また、化合物31と化合物18の幾つかは容易に市販品として入手することが可能である。
化合物31の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される炭素環である場合は、塩基の存在下で、化合物31と化合物18とを反応させ、反応後、化合物19の製法−1で示した水による加水分解を行い、化合物19が得られる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−1]〜[X5−4]の群から選択される炭素環である場合の方法を適用することができる。
化合物31の置換基Uが、−OH、−SH、又は−NH2であり、化合物18のX5が、単結合、又は前記[X5−5]である場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としてカップリング反応させ、反応後、化合物19の製法−1で示した水による加水分解を実施することにより、化合物19が得られる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X5が前記[X5−5]である場合の方法を適用することができる。
化合物31の置換基Uが、ハロゲンF、Cl、Br、又はIであり、化合物19のX4が単結合の場合は、塩基の存在下、金属錯体と配位子を触媒としてカップリング反応させ、反応後、化合物19の製法−1で示した水による加水分解を実施することにより、化合物19が得られる。反応条件は、製法1の化合物3の合成法における、X4が単結合の場合の方法を適用することができる。Production Method of Compound 19-6
The compound 19 is produced, for example, by reacting the compound 31 and the compound 18 and hydrolyzing the ester group —COOA with water after the reaction. Some of the compound 31 and the compound 18 can be easily obtained as commercial products.
The substituent U of the compound 31 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of the compound 18 is a single bond or selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4]. In the case of a carbocyclic ring, compound 31 and compound 18 are reacted in the presence of a base, and after the reaction, hydrolysis with water shown in production method-1 of compound 19 is performed to obtain compound 19. As the reaction conditions, the method in the case where X 5 is a carbocyclic ring selected from the group of [X 5 -1] to [X 5 -4] in the synthesis method of compound 3 of production method 1 can be applied. .
When the substituent U of the compound 31 is —OH, —SH, or —NH 2 , and X 5 of the compound 18 is a single bond or the above [X 5 -5], a metal is present in the presence of a base. A compound 19 is obtained by performing a coupling reaction using a complex and a ligand as a catalyst, and carrying out hydrolysis with water shown in Production Method-1 of Compound 19 after the reaction. As the reaction conditions, the method in which X 5 in the method for synthesizing compound 3 in production method 1 is the above [X 5 -5] can be applied.
Substituents U of Compound 31 is a halogen F, Cl, Br, or I, if X 4 of compound 19 is a single bond, the presence of a base, by a coupling reaction with a metal complex and a ligand as a catalyst After the reaction, compound 19 is obtained by carrying out hydrolysis with water as shown in Production method 1 of compound 19. As the reaction conditions, the method in the case where X 4 is a single bond in the synthesis method of Compound 3 in Production Method 1 can be applied.
化合物4の製法
化合物4は、溶媒中、化合物1とアクリル酸誘導体の化合物19、又は化合物20とのエステル化反応により製造することが可能である。
特に、化合物20のような、酸ハロゲン化物と化合物1との反応においては、酸ハロゲン化物が酸塩化物、酸臭化物などの酸ハライド類であることが好ましく、さらには、塩基の存在下で反応を行うことが、円滑に反応が進行するので好ましい。塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、燐酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどの無機塩基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、キノリン、コリジンなどのアミン類、ナトリウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ブトキシドなどの有機塩基が使用できる。Production Method of Compound 4 Compound 4 can be produced by an esterification reaction between Compound 1 and compound 19 or 20 of an acrylic acid derivative in a solvent.
In particular, in the reaction of an acid halide with Compound 1, such as Compound 20, the acid halide is preferably an acid halide such as an acid chloride or an acid bromide, and further in the presence of a base. It is preferable to carry out the reaction because the reaction proceeds smoothly. Examples of the base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium phosphate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, cesium carbonate, sodium hydride, potassium hydride and the like. An inorganic base, amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, pyridine, quinoline, collidine, and organic bases such as sodium tert-butoxide and potassium tert-butoxide can be used.
溶媒としては、当該反応条件下において安定であって、不活性で反応を妨げないものであれば、適宜選択することが可能である。例えば、アミン類、非プロトン性極性有機溶媒(ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド, ジメチルアセトアミド, N−メチルピロリドンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル, ジイソプロピルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ペンタン、へキサン、ヘプタン、石油エーテルなど)、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、テトラリンなど)、ハロゲン系炭化水素類(クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタンなど)、低級脂肪酸エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチルなど)、ニトリル類(アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルなど)が使用できる。これらの溶媒は、反応条件や反応の起こり易さなどを考慮して適宜選択することができ、1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。また場合によっては、脱水剤や乾燥剤を用いて非水溶媒として用いることもできる。
反応温度は−100℃〜使用する溶媒の沸点であり、好ましくは、−50〜150℃の範囲である。
反応時間は0.1〜1,000時間が好ましい。
上記のようにして得られた化合物4は、再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、活性炭などで精製しても良い。
また、化合物19と化合物1との反応においては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、カルボニルジイミダゾールなどの縮合剤を使用するのが一般的である。この時、触媒量の酸やN,N−ジメチルアミノピリジンの添加が、反応の進行に効果があり、好ましい。The solvent can be appropriately selected as long as it is stable under the reaction conditions and is inert and does not interfere with the reaction. For example, amines, aprotic polar organic solvents (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, tetrahydrofuran, dioxane ), Aliphatic hydrocarbons (pentane, hexane, heptane, petroleum ether, etc.), aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, mesitylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrobenzene, tetralin, etc.), halogenated hydrocarbons (Chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, etc.), lower fatty acid esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, etc.), nitriles Acetonitrile, propionitrile, etc. butyronitrile) can be used. These solvents can be appropriately selected in consideration of the reaction conditions and the easiness of the reaction, and can be used singly or in combination of two or more. Moreover, depending on the case, it can also use as a non-aqueous solvent using a dehydrating agent or a desiccant.
The reaction temperature is from −100 ° C. to the boiling point of the solvent used, and is preferably in the range of −50 to 150 ° C.
The reaction time is preferably 0.1 to 1,000 hours.
Compound 4 obtained as described above may be purified by recrystallization, distillation, silica gel column chromatography, activated carbon or the like.
In the reaction of Compound 19 and Compound 1, a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, carbonyldiimidazole and the like is generally used. At this time, addition of a catalytic amount of acid or N, N-dimethylaminopyridine is preferable because it has an effect on the progress of the reaction.
化合物5の製法
化合物4を用いた化合物5の製造は、製法1で述べた方法により行うことができる。
<ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド>
本発明のジアミン化合物は、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸二無水物など、テトラカルボン酸又はその誘導体と反応させることで、側鎖に特定の構造を有するポリアミック酸を得ることができる。また、テトラカルボン酸やその誘導体のほかに、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミン化合物との反応や、テトラカルボン酸ジエステルとジアミン化合物を、縮合剤、塩基などの存在下、反応させることによりポリイミドの前駆体であるポリアミック酸エステルを得ることができる。更に、このポリアミック酸を脱水閉環させる、又はポリアミック酸エステルを高温で加熱し、脱アルコールを促し閉環させることにより、側鎖に特定の構造を有するポリイミドを得ることができる。Production Method of Compound 5 Production of Compound 5 using Compound 4 can be carried out by the method described in Production Method 1.
<Polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide>
The diamine compound of the present invention can obtain a polyamic acid having a specific structure in the side chain by reacting with a tetracarboxylic acid or a derivative thereof such as tetracarboxylic acid, tetracarboxylic acid dihalide, or tetracarboxylic dianhydride. it can. In addition to tetracarboxylic acid and its derivatives, a precursor of polyimide by reacting tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine compound, or reacting tetracarboxylic acid diester and diamine compound in the presence of a condensing agent, base, etc. The polyamic acid ester which is a body can be obtained. Furthermore, a polyimide having a specific structure in the side chain can be obtained by dehydrating and cyclizing the polyamic acid or heating the polyamic acid ester at a high temperature to promote dealcoholization and cyclization.
<ポリアミック酸>
本発明のポリアミック酸は、式[1]で表されるジアミン化合物を含有するジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物との反応によって得られるポリアミック酸である。
本発明のポリアミック酸エステルは、式[1]で表されるジアミン化合物を含有するジアミン成分とテトラカルボン酸ジエステルジクロリドを塩基の存在下で反応させる、又はテトラカルボン酸ジエステルとジアミン化合物を、縮合剤、塩基などの存在下、反応させる、ことによって得られるポリアミック酸エステルである。
本発明のポリイミドは、このポリアミック酸を脱水閉環させる、あるいはポリアミック酸エステルを加熱閉環させることにより得られるポリイミドである。
ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドのいずれも液晶配向膜を得るための重合体として有用である。<Polyamic acid>
The polyamic acid of the present invention is a polyamic acid obtained by a reaction between a diamine component containing a diamine compound represented by the formula [1] and tetracarboxylic dianhydride.
The polyamic acid ester of the present invention reacts a diamine component containing a diamine compound represented by the formula [1] with a tetracarboxylic acid diester dichloride in the presence of a base, or a tetracarboxylic acid diester and a diamine compound as a condensing agent. , A polyamic acid ester obtained by reacting in the presence of a base or the like.
The polyimide of the present invention is a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing this polyamic acid or by heating and ring-closing the polyamic acid ester.
Any of polyamic acid, polyamic acid ester, and polyimide is useful as a polymer for obtaining a liquid crystal alignment film.
テトラカルボン酸二無水物との反応によりポリアミック酸を得るためのジアミン成分(以下、ジアミン成分ともいう)において、式[1]で表されるジアミン化合物の含有割合に制限はない。式[1]で表されるジアミン化合物の含有割合は、例えば、ジアミン成分の10モル%以上であり、好ましくは20モル%以上であり、より好ましくは30モル%以上である。ジアミン成分の100モル%が式[1]で表されるジアミン化合物であってもよい。式[1]で表されるジアミン化合物の含有割合が大きいほど、液晶配向膜とした場合に、液晶を垂直に立たせる能力は高くなり、かつ、光配向処理の効率が高くなる。式[1]で表されるジアミン化合物の側鎖の構造や、使用する液晶の垂直配向能によって光配向処理時のプレチルト角は変化するため、所望のプレチルト角を得るために、式[1]で表されるジアミン化合物の含有割合は、好ましい範囲内で選択することができる。 In the diamine component (hereinafter also referred to as a diamine component) for obtaining a polyamic acid by reaction with tetracarboxylic dianhydride, the content ratio of the diamine compound represented by the formula [1] is not limited. The content rate of the diamine compound represented by Formula [1] is 10 mol% or more of a diamine component, for example, Preferably it is 20 mol% or more, More preferably, it is 30 mol% or more. The diamine compound represented by Formula [1] may be sufficient as 100 mol% of a diamine component. The larger the content ratio of the diamine compound represented by the formula [1], the higher the ability to stand the liquid crystal vertically when the liquid crystal alignment film is used, and the higher the efficiency of the photo-alignment treatment. In order to obtain a desired pretilt angle, the pretilt angle during the photo-alignment treatment varies depending on the structure of the side chain of the diamine compound represented by the formula [1] and the vertical alignment ability of the liquid crystal used. The content ratio of the diamine compound represented by can be selected within a preferred range.
ジアミン成分において、式[1]で表されるジアミン化合物が100モル%未満の場合に使用される、式[1]で表されるジアミン化合物以外のジアミン化合物(その他のジアミン化合物と称することがある。)は特に限定されないが、その具体例を挙げると、以下の通りである。
脂環式ジアミン類の例としては、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
芳香族ジアミン類の例としては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、3,5−ジアミノトルエン、1,4−ジアミノ−2−メトキシベンゼン、2,5−ジアミノ−p−キシレン、1,3−ジアミノ−4−クロロベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸、1,4−ジアミノ−2,5−ジクロロベンゼン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ジメチルビベンジル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’―ジメチルジフェニルメタン、2,2’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノスチルベン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,5−ビス(4−アミノフェノキシ)安息香酸、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビベンジル、2,2−ビス[(4−アミノフェノキシ)メチル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、α、α’−ビス(4−アミノフェニル)−1,4−ジイソプロピルベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフロロプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,4−ジアミノジフェニルアミン、1,8−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノアントラキノン、1,3−ジアミノピレン、1,6−ジアミノピレン、1,8―ジアミノピレン、2,7−ジアミノフルオレン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシロキサン、ベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェニル)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェニル)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェニル)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェニル)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェニル)デカン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ブタン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン、1,6−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘキサン、1,7−ビス(4−アミノフェノキシ)ヘプタン、1,8−ビス(4−アミノフェノキシ)オクタン、1,9−ビス(4−アミノフェノキシ)ノナン、1,10−ビス(4−アミノフェノキシ)デカン、ジ(4−アミノフェニル)プロパン−1,3−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ブタン−1,4−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ペンタン−1,5−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘキサン−1,6−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ヘプタン−1,7−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)オクタン−1,8−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)ノナン−1,9−ジオエート、ジ(4−アミノフェニル)デカン−1,10−ジオエート、1,3−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕プロパン、1,4−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ブタン、1,5−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ペンタン、1,6−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘキサン、1,7−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ヘプタン、1,8−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕オクタン、1,9−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕ノナン、1,10−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕デカンなどが挙げられる。In the diamine component, a diamine compound other than the diamine compound represented by the formula [1] used when the diamine compound represented by the formula [1] is less than 100 mol% (sometimes referred to as other diamine compounds). .) Is not particularly limited, but specific examples thereof are as follows.
Examples of alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylamine, isophorone Examples include diamines.
Examples of aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 3,5-diaminotoluene, 1,4-diamino. 2-methoxybenzene, 2,5-diamino-p-xylene, 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene, 4,4 '-Diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbibenzyl, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 2,2′-diaminostilbene, 4,4′-diaminostilbene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 3,5-bis (4-aminophenoxy) ) Benzoic acid, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) bibenzyl, 2,2-bis [(4-aminophenoxy) methyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (3-aminophenyl) Enoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, α, α′-bis (4-aminophenyl) -1,4- Diisopropylbenzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4 ′ -Diaminodiphenylamine, 2,4-diaminodiphenylamine, 1,8-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,5-diaminoanthraquinone, 1,3-diaminopyrene, 1,6-diaminopyrene, 1,8- Diaminopyrene, 2,7-diaminofluorene, 1,3-bis (4-aminophenyl) tetramethyldisi Xanthine, benzidine, 2,2′-dimethylbenzidine, 1,2-bis (4-aminophenyl) ethane, 1,3-bis (4-aminophenyl) propane, 1,4-bis (4-aminophenyl) butane 1,5-bis (4-aminophenyl) pentane, 1,6-bis (4-aminophenyl) hexane, 1,7-bis (4-aminophenyl) heptane, 1,8-bis (4-aminophenyl) ) Octane, 1,9-bis (4-aminophenyl) nonane, 1,10-bis (4-aminophenyl) decane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) propane, 1,4-bis (4- Aminophenoxy) butane, 1,5-bis (4-aminophenoxy) pentane, 1,6-bis (4-aminophenoxy) hexane, 1,7-bis (4-aminophenoxy) heptane 1,8-bis (4-aminophenoxy) octane, 1,9-bis (4-aminophenoxy) nonane, 1,10-bis (4-aminophenoxy) decane, di (4-aminophenyl) propane-1, 3-dioate, di (4-aminophenyl) butane-1,4-dioate, di (4-aminophenyl) pentane-1,5-dioate, di (4-aminophenyl) hexane-1,6-dioate, di (4-aminophenyl) heptane-1,7-dioate, di (4-aminophenyl) octane-1,8-dioate, di (4-aminophenyl) nonane-1,9-dioate, di (4-aminophenyl) ) Decane-1,10-dioate, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] propane, 1,4-bis [4- (4-aminopheno) Phenoxy] butane, 1,5-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] pentane, 1,6-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] hexane, 1,7-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] heptane, 1,8-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] octane, 1,9-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] nonane, 1,10- And bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] decane.
芳香族−脂肪族ジアミンの例としては、3−アミノベンジルアミン、4−アミノベンジルアミン、3−アミノ−N−メチルベンジルアミン、4−アミノ−N−メチルベンジルアミン、3−アミノフェネチルアミン、4−アミノフェネチルアミン、3−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、4−アミノ−N−メチルフェネチルアミン、3−(3−アミノプロピル)アニリン、4−(3−アミノプロピル)アニリン、3−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、4−(3−メチルアミノプロピル)アニリン、3−(4−アミノブチル)アニリン、4−(4−アミノブチル)アニリン、3−(4−メチルアミノブチル)アニリン、4−(4−メチルアミノブチル)アニリン、3−(5−アミノペンチル)アニリン、4−(5−アミノペンチル)アニリン、3−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、4−(5−メチルアミノペンチル)アニリン、2−(6−アミノナフチル)メチルアミン、3−(6−アミノナフチル)メチルアミン、2−(6−アミノナフチル)エチルアミン、3−(6−アミノナフチル)エチルアミンなどが挙げられる。 Examples of aromatic-aliphatic diamines include 3-aminobenzylamine, 4-aminobenzylamine, 3-amino-N-methylbenzylamine, 4-amino-N-methylbenzylamine, 3-aminophenethylamine, 4- Aminophenethylamine, 3-amino-N-methylphenethylamine, 4-amino-N-methylphenethylamine, 3- (3-aminopropyl) aniline, 4- (3-aminopropyl) aniline, 3- (3-methylaminopropyl) Aniline, 4- (3-methylaminopropyl) aniline, 3- (4-aminobutyl) aniline, 4- (4-aminobutyl) aniline, 3- (4-methylaminobutyl) aniline, 4- (4-methyl) Aminobutyl) aniline, 3- (5-aminopentyl) aniline, 4- (5-aminopentyl) Niline, 3- (5-methylaminopentyl) aniline, 4- (5-methylaminopentyl) aniline, 2- (6-aminonaphthyl) methylamine, 3- (6-aminonaphthyl) methylamine, 2- (6 -Aminonaphthyl) ethylamine, 3- (6-aminonaphthyl) ethylamine and the like.
複素環式ジアミン類の例としては、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、2,7−ジアミノジベンゾフラン、3,6−ジアミノカルバゾール、2,4−ジアミノ−6−イソプロピル−1,3,5−トリアジン、2,5−ビス(4−アミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾールなどが挙げられる。
脂肪族ジアミン類の例としては、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1,6−ジアミノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,7−ジアミノ−2,5−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−4,4−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−3−メチルヘプタン、1,9−ジアミノ−5−メチルヘプタン、1,12−ジアミノドデカン、1,18−ジアミノオクタデカン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタンなどが挙げられる。Examples of heterocyclic diamines include 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 2,7-diaminodibenzofuran, 3,6-diamino. Examples thereof include carbazole, 2,4-diamino-6-isopropyl-1,3,5-triazine, 2,5-bis (4-aminophenyl) -1,3,4-oxadiazole.
Examples of aliphatic diamines include 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane. 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,6-diamino-2,5-dimethylhexane, 1,7 -Diamino-2,5-dimethylheptane, 1,7-diamino-4,4-dimethylheptane, 1,7-diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylheptane, 1,12-diamino Examples include dodecane, 1,18-diaminooctadecane, and 1,2-bis (3-aminopropoxy) ethane.
側鎖にアルキル基、フッ素含有アルキル基、芳香環、脂肪族環、複素環、並びにそれらからなる大環状置換体を有するジアミン化合物を併用してもよい。具体的には、下記の式[DA−1]〜式[DA−26]で示されるジアミンを例示することができる。
一般式[1]で表されるジアミン化合物と同時に垂直配向能を補う目的で、上記[DA−1]〜[DA−26]のジアミン化合物を併用させることもできる。併用できるより好ましいジアミンとしては、電圧保持率や残留蓄積電圧などの点から、式[DA−10]〜[DA−26]が好ましく、より好ましくは[DA−10]〜[DA−16]のジアミン化合物である。これらのジアミン化合物の好ましい含有量は、特に限定はされないが、ジアミン成分中、5〜50モル%が好ましく、より好ましくは5〜30モル%である。 For the purpose of supplementing the vertical alignment ability simultaneously with the diamine compound represented by the general formula [1], the diamine compounds of [DA-1] to [DA-26] can be used in combination. As a more preferred diamine that can be used in combination, formulas [DA-10] to [DA-26] are preferable from the viewpoint of voltage holding ratio, residual accumulated voltage, and the like, and more preferably, [DA-10] to [DA-16] It is a diamine compound. The preferable content of these diamine compounds is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 30 mol% in the diamine component.
また、以下のジアミン化合物を併用させても良い。
[DA−27]や[DA−28]を含有させることにより、電圧保持率(VHR)を向上させることができ、[DA−29]〜[DA−34]は、蓄積電荷の低減に効果があるので好ましい。Further, the following diamine compounds may be used in combination.
By containing [DA-27] and [DA-28], the voltage holding ratio (VHR) can be improved, and [DA-29] to [DA-34] are effective in reducing the accumulated charge. This is preferable.
加えて、下記の式[DA−27]で示されるようなジアミノシロキサンなども、その他のジアミン化合物として挙げることができる。
その他のジアミン化合物は、液晶配向膜とした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類又は2種類以上を混合して使用することもできる。In addition, diaminosiloxanes represented by the following formula [DA-27] can also be cited as other diamine compounds.
Other diamine compounds may be used alone or in combination of two or more depending on the liquid crystal alignment properties, voltage holding characteristics, accumulated charge, and the like when the liquid crystal alignment film is formed.
本発明のポリアミド酸(ポリアミック酸)を得るためにジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸二無水物は特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−二無水物、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−二無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンー1,2−ジカルボン酸無水物などが挙げられる。The tetracarboxylic dianhydride that is reacted with the diamine component to obtain the polyamic acid (polyamic acid) of the present invention is not particularly limited. Specific examples are given below.
Examples of the tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic structure or an aliphatic structure include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutane. Tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetra Carboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic Acid dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexyl succinic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, 1, , 3,4-Butanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetra Carboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride , Tricyclo [4.2.1.0 2,5 ] nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid-3,4: 7,8-dianhydride, hexacyclo [6.6.0.1 2 , 7 . 0 3,6 . 1 9,14 . 0 10,13] hexadecane -4,5,11,12- tetracarboxylic acid-4,5: 11,12-dianhydride, 4- (2,5-di-oxo-tetrahydrofuran-3-yl) -1,2 3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride and the like.
上記脂環式構造又は脂肪族構造を有するテトラカルボン酸二無水物に加えて、芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用すると、液晶配向性が向上し、かつ液晶セルの蓄積電荷を低減させることができるので好ましい。芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。 In addition to the tetracarboxylic dianhydride having the alicyclic structure or aliphatic structure, the use of aromatic tetracarboxylic dianhydride improves the liquid crystal alignment and reduces the accumulated charge of the liquid crystal cell. Is preferable. As aromatic tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4-benzophenonetetra Carboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride Products, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like.
本発明のポリアミド酸エステルを得るためにジアミン成分と反応させるテトラカルボン酸ジアルキルエステルは特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
脂肪族テトラカルボン酸ジエステルとしては1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸ジアルキルエステル、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸ジアルキルエステル、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸ジアルキルエステル、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、ビシクロ[3,3,0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸ジアルキルエステル、シス−3,7−ジブチルシクロオクタ−1,5−ジエン−1,2,5,6−テトラカルボン酸ジアルキルエステル、トリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン−3,4,7,8−テトラカルボン酸−3,4:7,8−ジアルキルエステル、ヘキサシクロ[6.6.0.12,7.03,6.19,14.010,13]ヘキサデカン−4,5,11,12−テトラカルボン酸−4,5:11,12−ジアルキルエステル、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンー1,2−ジカルボンジアルキルエステルなどが挙げられる。The tetracarboxylic acid dialkyl ester reacted with the diamine component to obtain the polyamic acid ester of the present invention is not particularly limited. Specific examples are given below.
Examples of the aliphatic tetracarboxylic acid diester include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, and 1,3-dimethyl- 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2,3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2,3,4-cyclo Pentanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid dialkyl ester, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexyl succinic acid dialkyl Ester, 3,4-dicarboxy-1,2,3 -Tetrahydro-1-naphthalene succinic acid dialkyl ester, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dialkyl ester, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dialkyl ester, cis-3,7-dibutylcycloocta-1,5-diene-1,2, 5,6-tetracarboxylic acid dialkyl ester, tricyclo [4.2.1.0 2,5 ] nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid-3,4: 7,8-dialkyl ester, hexacyclo [ 6.6.0.1 2,7 . 0 3,6 . 1 9,14 . 0 10,13] hexadecane -4,5,11,12- tetracarboxylic acid-4,5: 11,12-dialkyl ester, 4- (2,5-di-oxo-tetrahydrofuran-3-yl) -1,2, Examples include 3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic dialkyl ester.
芳香族テトラカルボン酸ジアルキルエステルとしては、ピロメリット酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸ジアルキルエステル、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,3’,4−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテルジアルキルエステル、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンジアルキルエステル、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸ジアルキルエステル、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸ジアルキルエステルなどが挙げられる。 As the aromatic tetracarboxylic acid dialkyl ester, pyromellitic acid dialkyl ester, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic acid dialkyl ester, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,3 ′, 4-benzophenone tetracarboxylic acid dialkyl ester, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dialkyl ester, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dialkyl ester, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic acid dialkyl ester, 2,3,6,7- Naphthalene tetracarboxylic acid dialkyl ester And the like.
本発明のジアミン化合物を原料としてポリアミドを得るためにジアミン成分と反応させるジカルボン酸は特に限定されない。ジカルボン酸又はその誘導体の脂肪族ジカルボン酸の具体例として、マロン酸、蓚酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、ムコン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライイン酸、セバシン酸、スベリン酸等のジカルボン酸を挙げることができる。 The dicarboxylic acid to be reacted with the diamine component in order to obtain a polyamide from the diamine compound of the present invention is not particularly limited. Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid of dicarboxylic acid or its derivative include malonic acid, succinic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid, muconic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelin Examples thereof include dicarboxylic acids such as acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-diethylsuccinic acid, azelaic acid, sebacic acid and suberic acid.
脂環式構造のジカルボン酸としては、1,1−シクロプロパンジカルボン酸、1,2−シクロプロパンジカルボン酸、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,2−シクロブタンジカルボン酸、1,3−シクロブタンジカルボン酸、3,4−ジフェニル−1,2−シクロブタンジカルボン酸、2,4−ジフェニル−1,3−シクロブタンジカルボン酸、1−シクロブテン−1,2−ジカルボン酸、1−シクロブテン−3,4−ジカルボン酸、1,1−シクロペンタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,1−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−(2−ノルボルネン)ジカルボン酸、ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3−ジカルボン酸、2,5−ジオキソ−1,4−ビシクロ[2.2.2]オクタンジカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、4,8−ジオキソ−1,3−アダマンタンジカルボン酸、2,6−スピロ[3.3]ヘプタンジカルボン酸、1,3−アダマンタン二酢酸、カンファ−酸等を挙げることができる。 Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,1-cyclopropanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopropanedicarboxylic acid, 1,1-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, and 1,3-cyclobutanedicarboxylic acid. Acid, 3,4-diphenyl-1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 2,4-diphenyl-1,3-cyclobutanedicarboxylic acid, 1-cyclobutene-1,2-dicarboxylic acid, 1-cyclobutene-3,4-dicarboxylic acid Acid, 1,1-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexane Dicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4- (2-nor Lunene) dicarboxylic acid, norbornene-2,3-dicarboxylic acid, bicyclo [2.2.2] octane-1,4-dicarboxylic acid, bicyclo [2.2.2] octane-2,3-dicarboxylic acid, 2, 5-dioxo-1,4-bicyclo [2.2.2] octanedicarboxylic acid, 1,3-adamantane dicarboxylic acid, 4,8-dioxo-1,3-adamantane dicarboxylic acid, 2,6-spiro [3. 3] Heptanedicarboxylic acid, 1,3-adamantanediacetic acid, camphoric acid and the like.
芳香族ジカルボン酸としては、o−フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−tert−ブチルイソフタル酸、5−アミノイソフタル酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、2,5−ジメチルテレフタル酸、テトラメチルテレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−アントラセンジカルボン酸、1,4−アントラキノンジカルボン酸、2,5−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ビフェニルジカルボン酸、1,5−ビフェニレンジカルボン酸、4,4"−タ−フェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルプロパンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルヘキサフルオロプロパンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4'−ビベンジルジカルボン酸、4,4'−スチルベンジカルボン酸、4,4'−トランジカルボン酸、4,4'−カルボニル二安息香酸、4,4'−スルホニル二安息香酸、4,4'−ジチオ二安息香酸、p−フェニレン二酢酸、3,3'−p−フェニレンジプロピオン酸、4−カルボキシ桂皮酸、p−フェニレンジアクリル酸、3,3'−[4,4'−(メチレンジ−p−フェニレン)]ジプロピオン酸、4,4'−[4,4'−(オキシジ−p−フェニレン)]ジプロピオン酸、4,4'−[4,4'−(オキシジ−p−フェニレン)]二酪酸、(イソプロピリデンジ−p−フェニレンジオキシ)二酪酸、ビス(p−カルボキシフェニル)ジメチルシラン等を挙げることができる。
複素環を含むジカルボン酸としては、1,5−(9−オキソフルオレン)ジカルボン酸、3,4−フランジカルボン酸、4,5−チアゾールジカルボン酸、2−フェニル−4,5−チアゾールジカルボン酸、1,2,5−チアジアゾール−3,4−ジカルボン酸、1,2,5−オキサジアゾール−3,4−ジカルボン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸、2,4−ピリジンジカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、3,4−ピリジンジカルボン酸、3,5−ピリジンジカルボン酸等を挙げることができる。As aromatic dicarboxylic acids, o-phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 5-methylisophthalic acid, 5-tert-butylisophthalic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-hydroxyisophthalic acid, 2,5-dimethylterephthalic acid Acid, tetramethylterephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-anthracenedicarboxylic acid, 1,4 Anthraquinone dicarboxylic acid, 2,5-biphenyl dicarboxylic acid, 4,4'-biphenyl dicarboxylic acid, 1,5-biphenylene dicarboxylic acid, 4,4 "-terphenyl dicarboxylic acid, 4,4'-diphenylmethane dicarboxylic acid, 4,4′-diphenylethanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylpropyl Pandicarboxylic acid, 4,4'-diphenylhexafluoropropanedicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4'-bibenzyldicarboxylic acid, 4,4'-stilbene dicarboxylic acid, 4,4'-tolane Dicarboxylic acid, 4,4′-carbonyldibenzoic acid, 4,4′-sulfonyldibenzoic acid, 4,4′-dithiodibenzoic acid, p-phenylenediacetic acid, 3,3′-p-phenylenedipropionic acid 4-carboxycinnamic acid, p-phenylenediacrylic acid, 3,3 ′-[4,4 ′-(methylenedi-p-phenylene)] dipropionic acid, 4,4 ′-[4,4 ′-(oxydi) -P-phenylene)] dipropionic acid, 4,4 '-[4,4'-(oxydi-p-phenylene)] butyric acid, (isopropylidenedi-p-phenylenedioxy) dibutyric acid, bis (p- Carbo And xylphenyl) dimethylsilane.
Examples of the dicarboxylic acid containing a heterocyclic ring include 1,5- (9-oxofluorene) dicarboxylic acid, 3,4-furandicarboxylic acid, 4,5-thiazole dicarboxylic acid, 2-phenyl-4,5-thiazole dicarboxylic acid, 1,2,5-thiadiazole-3,4-dicarboxylic acid, 1,2,5-oxadiazole-3,4-dicarboxylic acid, 2,3-pyridinedicarboxylic acid, 2,4-pyridinedicarboxylic acid, 2, Examples thereof include 5-pyridinedicarboxylic acid, 2,6-pyridinedicarboxylic acid, 3,4-pyridinedicarboxylic acid, and 3,5-pyridinedicarboxylic acid.
上記の各種ジカルボン酸は、酸ジハライドあるいは無水物であってもよい。これらのジカルボン酸の中でも、特に直線的な構造のポリアミドを与えることが可能なジカルボン酸が、液晶分子の配向性を保つ上から好ましい。中でも、テレフタル酸、イソテレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4'−ビフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルエタンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルプロパンジカルボン酸、4,4'−ジフェニルヘキサフルオロプロパンジカルボン酸、2,2−ビス(フェニル)プロパンジカルボン酸、4、4鋳タ−フェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸又はこれらの酸ジハライド等が好ましく用いられる。これらの化合物には異性体が存在するものもあるが、それらを含む混合物であってもよい。また、2種以上の化合物を併用してもよい。
なお、本発明に使用するジカルボン酸類は、上記の例示化合物に限定されるものではない。The various dicarboxylic acids may be acid dihalides or anhydrides. Among these dicarboxylic acids, a dicarboxylic acid capable of giving a polyamide having a linear structure is particularly preferable in terms of maintaining the orientation of liquid crystal molecules. Among them, terephthalic acid, isoterephthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 4,4′-diphenylmethanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylethanedicarboxylic acid, 4,4′- Diphenylpropanedicarboxylic acid, 4,4′-diphenylhexafluoropropanedicarboxylic acid, 2,2-bis (phenyl) propanedicarboxylic acid, 4,4 cast terphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,5 -Pyridine dicarboxylic acid or these acid dihalides are preferably used. Some of these compounds have isomers, but may be a mixture containing them. Two or more compounds may be used in combination.
The dicarboxylic acids used in the present invention are not limited to the above exemplary compounds.
テトラカルボン酸二無水物は、液晶配向膜にした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、1種類又は2種類以上併用することができる。
テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分との反応により、本発明のポリアミド酸を得るにあたっては、公知の合成手法を用いることができる。一般的にはテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる方法である。テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との反応は、有機溶媒中で比較的容易に進行し、かつ副生成物が発生しない点で有利である。The tetracarboxylic dianhydride can be used alone or in combination of two or more depending on the liquid crystal alignment properties, voltage holding characteristics, accumulated charge, and the like when the liquid crystal alignment film is formed.
In obtaining the polyamic acid of the present invention by reaction of tetracarboxylic dianhydride and a diamine component, a known synthesis method can be used. In general, tetracarboxylic dianhydride and a diamine component are reacted in an organic solvent. The reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is advantageous in that it proceeds relatively easily in an organic solvent and no by-product is generated.
テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との反応に用いる有機溶媒としては、生成したポリアミド酸が溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、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ブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテート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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミド酸を溶解させない溶媒であっても、生成したポリアミド酸が析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。
また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、さらには生成したポリアミド酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。The organic solvent used for the reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is not particularly limited as long as the produced polyamic acid dissolves. Specific examples are given below.
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethyl sulfoxide, tetramethyl urea, pyridine, dimethyl sulfone, hexamethyl sulfoxide , Γ-butyrolactone, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, dipentene, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl Carbitol, ethyl carbitol, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethyl Glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, tripropylene Glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl ether, dioxane, n- Hexane, n-pentane, n-octane, diethyl ether, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, methyl pyruvate, Ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion , 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, diglyme, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy -N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination. Further, even a solvent that does not dissolve the polyamic acid may be used by mixing with the above solvent as long as the produced polyamic acid does not precipitate.
In addition, since water in the organic solvent inhibits the polymerization reaction and further causes hydrolysis of the produced polyamic acid, it is preferable to use a dehydrated and dried organic solvent as much as possible.
テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを有機溶媒中で反応させる際には、ジアミン成分を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸二無水物をそのまま、又は有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸二無水物を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミン成分を添加する方法、テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを交互に添加する方法などが挙げられ、これらのいずれの方法を用いても良い。また、テトラカルボン酸二無水物又はジアミン成分が複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させても良く、個別に順次反応させても良く、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としても良い。 When the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component are reacted in an organic solvent, the solution in which the diamine component is dispersed or dissolved in the organic solvent is stirred, and the tetracarboxylic dianhydride is used as it is or in an organic solvent. A method of adding by dispersing or dissolving, a method of adding a diamine component to a solution in which tetracarboxylic dianhydride is dispersed or dissolved in an organic solvent, and alternately adding a tetracarboxylic dianhydride and a diamine component. Any of these methods may be used. Further, when the tetracarboxylic dianhydride or diamine component is composed of a plurality of types of compounds, they may be reacted in a premixed state, may be individually reacted sequentially, or may be further reacted individually. May be mixed and reacted to form a high molecular weight product.
その際の重合温度は−20〜150℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは−5〜100℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分の反応溶液中での合計濃度が、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。
上記の反応においては、テトラカルボン酸二無水物の合計モル数と、ジアミン成分の合計モル数の比は0.8〜1.2であることが好ましく、0.9〜1.1がより好ましい。通常の重縮合反応と同様に、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミド酸の分子量は大きくなる。Although the polymerization temperature in that case can select arbitrary temperature of -20-150 degreeC, Preferably it is the range of -5-100 degreeC. The reaction can be carried out at any concentration, but if the concentration is too low, it is difficult to obtain a high molecular weight polymer, and if the concentration is too high, the viscosity of the reaction solution becomes too high and uniform stirring is difficult. Therefore, the total concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component in the reaction solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass. The initial stage of the reaction is performed at a high concentration, and then an organic solvent can be added.
In the above reaction, the ratio of the total number of moles of tetracarboxylic dianhydride and the total number of moles of the diamine component is preferably 0.8 to 1.2, more preferably 0.9 to 1.1. . Similar to the normal polycondensation reaction, the closer the molar ratio is to 1.0, the higher the molecular weight of the polyamic acid produced.
本発明のポリイミドは、前記のポリアミド酸を脱水閉環させて得られるポリイミドであり、液晶配向膜を得るための重合体として有用である。
本発明のポリイミドにおいて、アミド酸基の脱水閉環率(イミド化率)は、必ずしも100%である必要はなく、用途や目的に応じて任意に調整することができる。The polyimide of the present invention is a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the above polyamic acid, and is useful as a polymer for obtaining a liquid crystal alignment film.
In the polyimide of the present invention, the dehydration cyclization rate (imidation rate) of the amic acid group is not necessarily 100%, and can be arbitrarily adjusted according to the application and purpose.
<ポリイミド>
ポリアミド酸をイミド化させる方法としては、ポリアミド酸の溶液をそのまま加熱する熱イミド化、ポリアミド酸の溶液に触媒を添加する触媒イミド化が挙げられる。
ポリアミド酸を溶液中で熱イミド化させる場合の温度は、100〜400℃、好ましくは120〜250℃であり、イミド化反応により生成する水を系外に除きながら行う方法が好ましい。
ポリアミド酸の触媒イミド化は、ポリアミド酸の溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、−20〜250℃、好ましくは0〜180℃で攪拌することにより行うことができる。塩基性触媒の量は、アミド酸基の0.5〜30モル倍、好ましくは2〜20モル倍であり、酸無水物の量は、アミド酸基の1〜50モル倍、好ましくは3〜30モル倍である。
塩基性触媒としては、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどを挙げることができ、中でもピリジンは、反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。
酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると、反応終了後の精製が容易となるので好ましい。触媒イミド化によるイミド化率は、触媒量、反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。<Polyimide>
Examples of the method for imidizing the polyamic acid include thermal imidization in which the polyamic acid solution is heated as it is, and catalytic imidization in which a catalyst is added to the polyamic acid solution.
The temperature at which the polyamic acid is thermally imidized in the solution is 100 to 400 ° C., preferably 120 to 250 ° C., and a method in which water generated by the imidation reaction is removed from the system is preferable.
The catalytic imidation of the polyamic acid can be carried out by adding a basic catalyst and an acid anhydride to the polyamic acid solution and stirring at -20 to 250 ° C, preferably 0 to 180 ° C. The amount of the basic catalyst is 0.5 to 30 mol times, preferably 2 to 20 mol times of the amic acid group, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 mol times of the amido group, preferably 3 to 3 times. 30 mole times.
Examples of the basic catalyst include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, trioctylamine, and the like. Among them, pyridine is preferable because it has an appropriate basicity for proceeding with the reaction.
Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Among them, use of acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction is easy. The imidization rate by catalytic imidation can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time.
<ポリアミック酸エステル>
ポリアミック酸エステルを合成する方法としては、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミン化合物との反応や、テトラカルボン酸ジエステルとジアミン化合物を縮合剤、塩基などの存在下、反応させることによりポリイミドの前駆体の一種であるポリアミック酸エステルを得ることができる。又は、予めポリアミック酸を重合し、高分子反応を利用してアミック酸中のカルボン酸をエステル化することでも、ポリアミック酸エステルを得ることができる。
具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミン化合物とを塩基と有機溶剤の存在下で、−20〜150℃、好ましくは0〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって合成することができる。
塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジンなどが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の添加量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドに対して、2〜4モル倍であることが好ましい。<Polyamic acid ester>
As a method for synthesizing a polyamic acid ester, a kind of a precursor of a polyimide is obtained by reacting a tetracarboxylic acid diester dichloride with a diamine compound, or by reacting the tetracarboxylic acid diester with a diamine compound in the presence of a condensing agent or a base. The polyamic acid ester which is can be obtained. Alternatively, the polyamic acid ester can be obtained by polymerizing the polyamic acid in advance and esterifying the carboxylic acid in the amic acid using a polymer reaction.
Specifically, tetracarboxylic acid diester dichloride and a diamine compound in the presence of a base and an organic solvent are -20 to 150 ° C, preferably 0 to 50 ° C, 30 minutes to 24 hours, preferably 1 to 4 hours. It can be synthesized by reacting.
As the base, pyridine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine and the like can be used, but pyridine is preferable because the reaction proceeds gently. The addition amount of the base is preferably 2 to 4 moles with respect to the tetracarboxylic acid diester dichloride, from the viewpoint of easy removal and easy obtaining of a high molecular weight product.
縮合剤の存在下で縮重合反応を行なう場合、縮合剤としては、トリフェニルホスファイト、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、N,N’−カルボニルジイミダゾール、ジメトキシ−1,3,5−トリアジニルメチルモルホリニウム、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウム テトラフルオロボラート、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、(2,3−ジヒドロ−2−チオキソ−3−ベンゾオキサゾリル)ホスホン酸ジフェニル、4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジンー2−イル)4−メトキシモルホリウムクロリド n−水和物などが使用できる。
また、縮合剤を用いる方法において、ルイス酸を添加剤として加えると、反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量は、テトラカルボン酸ジエステルに対して0.1〜1.0モル倍であることが好ましい。When the condensation polymerization reaction is performed in the presence of a condensing agent, examples of the condensing agent include triphenyl phosphite, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, and N, N′-carbonyldioxide. Imidazole, dimethoxy-1,3,5-triazinylmethylmorpholinium, O- (benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′-tetramethyluronium tetrafluoroborate, O— (Benzotriazol-1-yl) -N, N, N ′, N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate, (2,3-dihydro-2-thioxo-3-benzoxazolyl) phosphonate diphenyl, 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) 4-methoxymorpholium chloride n-hydrate Can be used.
In addition, in the method using a condensing agent, when a Lewis acid is added as an additive, the reaction proceeds efficiently. As the Lewis acid, lithium halides such as lithium chloride and lithium bromide are preferable. The addition amount of the Lewis acid is preferably 0.1 to 1.0 mol times with respect to the tetracarboxylic acid diester.
溶媒としては、上記した、重合してポリアミック酸を得る際に用いられる溶媒が使用できるが、モノマー及び重合体の溶解性から、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンなどが好ましい。これらの溶媒は、1種又は2種以上を混合して用いてもよい。また、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドの加水分解を防ぐため、ポリアミック酸エステルの合成に用いる溶媒は、できるだけ脱水されていることが好ましい。
テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミン成分の反応溶液中での合計濃度は、重合体の析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
さらに、反応は窒素雰囲気中で行ない、外気の混入を防ぐのが好ましい。As the solvent, the above-described solvents used for polymerization to obtain a polyamic acid can be used, but N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, and the like are preferable in view of the solubility of the monomer and polymer. These solvents may be used alone or in combination of two or more. In order to prevent hydrolysis of the tetracarboxylic acid diester dichloride, the solvent used for the synthesis of the polyamic acid ester is preferably dehydrated as much as possible.
The total concentration of the tetracarboxylic acid diester dichloride and the diamine component in the reaction solution is preferably 1 to 30% by mass, and preferably 5 to 20% by mass from the viewpoint that the polymer is hardly precipitated and a high molecular weight product is easily obtained. Is more preferable.
Furthermore, the reaction is preferably performed in a nitrogen atmosphere to prevent outside air from being mixed.
<ポリアミド>
ポリアミドもポリアミック酸エステルと同様にして合成することができる。<Polyamide>
Polyamide can also be synthesized in the same manner as the polyamic acid ester.
<重合体の回収>
ポリアミド酸(ポリアミック酸)、ポリアミック酸エステル、ポリイミドなどの反応溶液から、生成したポリアミド酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミドなどを回収する場合には、反応溶液を貧溶媒に投入して、重合体を沈殿させれば良い。沈殿に用いる貧溶媒としては、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させた重合体は、濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を2〜10回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素などが挙げられ、これらの中から選ばれる3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
本発明の液晶配向処理剤に含有されるポリアミド酸及びポリイミドの分子量は、得られる塗膜の強度、塗膜形成時の作業性、及び塗膜の均一性を考慮した場合、GPC(Gel Permeation Chromatography)法で測定した重量平均分子量が、2,000〜1,000,000が好ましく、より好ましくは、5,000〜100,000である。<Recovery of polymer>
When recovering the generated polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, etc. from the reaction solution such as polyamic acid (polyamic acid), polyamic acid ester, polyimide, etc., the reaction solution is put into a poor solvent to precipitate the polymer. You can do it. Examples of the poor solvent used for precipitation include methanol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethanol, toluene, benzene, and water. The polymer deposited in a poor solvent and precipitated can be recovered by filtration and then dried at normal temperature or under reduced pressure at room temperature or by heating. Moreover, when the polymer which carried out precipitation collection | recovery is re-dissolved in an organic solvent and the operation which carries out reprecipitation collection | recovery is repeated 2 to 10 times, the impurity in a polymer can be decreased. Examples of the poor solvent at this time include alcohols, ketones, hydrocarbons and the like, and it is preferable to use three or more kinds of poor solvents selected from these because purification efficiency is further improved.
The molecular weight of the polyamic acid and polyimide contained in the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention is determined by considering the strength of the obtained coating film, the workability at the time of coating film formation, and the uniformity of the coating film. ) The weight average molecular weight measured by the method is preferably 2,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 100,000.
<液晶配向処理剤>
本発明の液晶配向処理剤は、液晶配向膜を形成するための塗布液であり、樹脂被膜を形成するための樹脂成分が有機溶媒に溶解した溶液である。ここで、前記の樹脂成分は、上記した本発明の重合体から選ばれる少なくとも一種の重合体を含む樹脂成分である。その際、樹脂成分の含有量は、1〜20質量%が好ましく、より好ましくは3〜15質量%、特に好ましくは3〜10質量%である。
本発明において、前記の樹脂成分は、全てが本発明の重合体であってもよく、本発明の重合体にそれ以外の他の重合体が混合されていてもよい。その際、樹脂成分中における本発明の重合体以外の他の重合体の含有量は、0.5〜15質量%、好ましくは1〜10質量%である。
かかる他の重合体は、例えば、テトラカルボン酸ニ無水物成分と反応させるジアミン成分として、特定ジアミン化合物以外のジアミン化合物を使用して得られるポリアミド酸又はポリイミドなどが挙げられる。<Liquid crystal alignment agent>
The liquid crystal aligning agent of this invention is a coating liquid for forming a liquid crystal aligning film, and is a solution which the resin component for forming a resin film melt | dissolved in the organic solvent. Here, the said resin component is a resin component containing at least 1 type of polymer chosen from the polymer of this invention mentioned above. In that case, as for content of a resin component, 1-20 mass% is preferable, More preferably, it is 3-15 mass%, Most preferably, it is 3-10 mass%.
In the present invention, all of the resin components may be the polymer of the present invention, and other polymers may be mixed with the polymer of the present invention. In that case, content of polymers other than the polymer of this invention in a resin component is 0.5-15 mass%, Preferably it is 1-10 mass%.
Examples of such other polymers include polyamic acid or polyimide obtained by using a diamine compound other than the specific diamine compound as a diamine component to be reacted with the tetracarboxylic dianhydride component.
本発明の液晶配向処理剤に用いる有機溶媒は、樹脂成分を溶解させる有機溶媒であれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、2−ピロリドン、N−エチルピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−エトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。The organic solvent used for the liquid-crystal aligning agent of this invention will not be specifically limited if it is an organic solvent in which a resin component is dissolved. Specific examples are given below.
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 2-pyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, Dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, γ-butyrolactone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-ethoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, 1,3 -Dimethyl-imidazolidinone, ethyl amyl ketone, methyl nonyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl isopropyl ketone, cyclohexanone, ethylene carbonate, propylene carbonate, diglyme, 4-hydroxy-4 Such as methyl-2-pentanone and the like. These may be used alone or in combination.
本発明の液晶配向処理剤は、上記以外の成分を含有してもよい。その例としては、液晶配向処理剤を塗布した際の、膜厚均一性や表面平滑性を向上させる溶媒や化合物、液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物などである。 The liquid crystal aligning agent of this invention may contain components other than the above. Examples thereof include solvents and compounds that improve the film thickness uniformity and surface smoothness when a liquid crystal alignment treatment agent is applied, and compounds that improve the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate.
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒)の具体例としては、次のものが挙げられる。
例えば、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、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ブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−tert−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテート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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、1−ヘキサノール、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、ジエチルエーテル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステルなどの低表面張力を有する溶媒などが挙げられる。
これらの貧溶媒は、1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。上記のような溶媒を用いる場合は、液晶配向処理剤に含まれる溶媒全体の5〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜60質量%である。The following are mentioned as a specific example of the solvent (poor solvent) which improves the uniformity of film thickness and surface smoothness.
For example, isopropyl alcohol, methoxymethylpentanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl carbitol, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol monoacetate Isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol-tert-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipro Lenglycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, 3-methyl-3 -Methoxybutyl acetate, tripropylene glycol methyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, diisopropyl ether, ethyl isobutyl ether, diisobutylene, amyl acetate, butyl butyrate, butyl ether, diisobutyl ketone, methylcyclohexene, propyl ether, dihexyl Ether, 1-hexanol, n-hexane, n-pentane, n-octane Diethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, propylene glycol monoethyl ether, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, Ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionic acid, 3-methoxypropionic acid, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1 -Butoxy-2-propanol, 1-phenoxy-2-propanol, propylene glycol monoacetate, propylene glycol diacetate, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, propylene glycol- Low 1-monoethyl ether-2-acetate, dipropylene glycol, 2- (2-ethoxypropoxy) propanol, lactate methyl ester, lactate ethyl ester, lactate n-propyl ester, lactate n-butyl ester, lactate isoamyl ester Examples include solvents having surface tension.
These poor solvents may be used alone or in combination. When using the above solvent, it is preferable that it is 5-80 mass% of the whole solvent contained in a liquid-crystal aligning agent, More preferably, it is 20-60 mass%.
膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。
より具体的には、例えば、エフトップEF301、EF303、EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、F173、R−30(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子社製)などが挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、液晶配向処理剤に含有される樹脂成分の100質量部に対して、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。Examples of compounds that improve film thickness uniformity and surface smoothness include fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and nonionic surfactants.
More specifically, for example, F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173, R-30 (manufactured by Dainippon Ink), Florard FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). The use ratio of these surfactants is preferably 0.01 to 2 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component contained in the liquid crystal alignment treatment agent. .
液晶配向膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示す官能性シラン含有化合物やエポキシ基含有化合物などが挙げられる。
例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’,−テトラグリシジル−4、4’−ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。Specific examples of the compound that improves the adhesion between the liquid crystal alignment film and the substrate include the following functional silane-containing compounds and epoxy group-containing compounds.
For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxy Carbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-to Ethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltri Methoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-amino Propyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether , Polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetra Glycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N ′,-tetraglycidyl-m-xylenediamine, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, N Examples include ', N',-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane.
更に、基板と膜の密着性の向上に加え、バックライトによる電気特性の低下などを防ぐ目的で、以下のようなフェノプラスト系の添加剤を、液晶配向処理剤中に含有させても良い。具体的なフェノプラスト系添加剤を以下に示すが、この構造に限定されない。
本発明の液晶配向処理剤には、上記の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、液晶配向膜の誘電率や導電性などの電気特性を変化させる目的で、誘電体や導電物質、さらには、液晶配向膜にした際の膜の硬度や緻密度を高める目的で、架橋性化合物を添加してもよい。Furthermore, in addition to improving the adhesion between the substrate and the film, the following phenoplast-based additive may be included in the liquid crystal alignment treatment agent for the purpose of preventing deterioration of electrical characteristics due to the backlight. Specific phenoplast additives are shown below, but are not limited to this structure.
In addition to the above, the liquid crystal alignment treatment agent of the present invention is a dielectric or conductive material for the purpose of changing the electrical properties such as the dielectric constant and conductivity of the liquid crystal alignment film as long as the effects of the present invention are not impaired. A crosslinkable compound may be added for the purpose of increasing the hardness and density of the substance and, further, the liquid crystal alignment film.
<液晶配向膜及び液晶表示素子>
本発明の液晶配向処理剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、又は垂直配向用途などでは、配向処理無しで液晶配向膜として、用いることができる。この際、用いる基板としては、透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、若しくはアクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板などを用いることができる。また、液晶駆動のためのITO電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならば、シリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。<Liquid crystal alignment film and liquid crystal display element>
The liquid crystal alignment treatment agent of the present invention can be used as a liquid crystal alignment film without alignment treatment after being applied and baked on a substrate and then subjected to alignment treatment by rubbing treatment, light irradiation or the like, or in vertical alignment applications. it can. In this case, the substrate to be used is not particularly limited as long as it is a highly transparent substrate, and a glass substrate or a plastic substrate such as an acrylic substrate or a polycarbonate substrate can be used. In addition, it is preferable to use a substrate on which an ITO electrode or the like for driving liquid crystal is formed from the viewpoint of simplifying the process. In the reflective liquid crystal display element, an opaque object such as a silicon wafer can be used as long as it is only on one side of the substrate. In this case, a material that reflects light such as aluminum can be used as the electrode.
液晶配向処理剤の塗布方法は特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェットなどが一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ、ロールコーター、スリットコーター、スピンナーなどがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
液晶配向処理剤を基板上に塗布した後の焼成は、ホットプレートなどの加熱手段により50〜300℃、好ましくは80〜250℃で行い、溶媒を蒸発させて、塗膜を形成させることができる。焼成後に形成される塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは5〜300nm、より好ましくは10〜100nmである。液晶を水平配向や傾斜配向させる場合は、焼成後の塗膜をラビング又は偏光紫外線照射などで処理する。The application method of the liquid crystal alignment treatment agent is not particularly limited, but industrially, screen printing, offset printing, flexographic printing, ink jet, and the like are common. Other coating methods include dip, roll coater, slit coater, spinner and the like, and these may be used depending on the purpose.
Firing after applying the liquid crystal aligning agent on the substrate can be performed at 50 to 300 ° C., preferably 80 to 250 ° C. by a heating means such as a hot plate, and the solvent can be evaporated to form a coating film. . If the thickness of the coating film formed after baking is too thick, it is disadvantageous in terms of power consumption of the liquid crystal display element, and if it is too thin, the reliability of the liquid crystal display element may be lowered. Preferably it is 10-100 nm. When the liquid crystal is horizontally or tilted, the fired coating film is treated by rubbing or irradiation with polarized ultraviolet rays.
本発明の液晶表示素子は、上記した手法により本発明の液晶配向処理剤から液晶配向膜付き基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、液晶表示素子としたものである。
液晶セル作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された1対の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にスペーサーを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、又は、スペーサーを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に、基板を貼り合わせて封止を行う方法、などが例示できる。このときのスペーサーの厚みは、好ましくは1〜30μm、より好ましくは2〜10μmである。
以上のようにして、本発明の液晶配向処理剤を用いて作製された液晶表示素子は、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。The liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal display element obtained by obtaining a substrate with a liquid crystal alignment film from the liquid crystal aligning agent of the present invention by the method described above, and then preparing a liquid crystal cell by a known method.
To give an example of liquid crystal cell production, prepare a pair of substrates on which a liquid crystal alignment film is formed, spray spacers on the liquid crystal alignment film of one substrate, and make the liquid crystal alignment film surface inside. A method of bonding the other substrate and injecting liquid crystal under reduced pressure, or a method in which a liquid crystal is dropped on the liquid crystal alignment film surface on which spacers are dispersed, and then the substrate is bonded and sealed. It can be illustrated. The thickness of the spacer at this time is preferably 1 to 30 μm, more preferably 2 to 10 μm.
As described above, the liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal aligning agent of the present invention has excellent reliability and can be suitably used for a large-screen, high-definition liquid crystal television.
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
4−ヨードフェノール1(22.0g、0.100mol)と炭酸カリウム(20.7g、0.150mol)とジメチルホルムアミド130ml(ミリリットル)を四つ口フラスコへ加え、窒素雰囲気下で攪拌した後、80℃に昇温した。80℃に到達後、1−ブロモデカン(17.9g、0.0809mol)を30分かけて滴下し、滴下終了後、さらに1時間攪拌した。GC(ガスクロマトグラフィー)により1−ブロモデカンの消失を確認した後、溶媒を留去し、トルエン120mlと純水150gを加えて、抽出を行い、水層を除去した。その後、有機層へ1N NaOH 100mlを入れて、抽出を行い、水層を除去した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥し、その後、硫酸マグネシウムをろ取して、得られた有機層を減圧下、溶媒を留去し、化合物2を得た(得量26.9g、0.0747mol、得率92.3%)。化合物2の構造は、1H-NMR(核磁気共鳴)分析にて確認した。
1H-NMR (CDCl3):δ7.55-7.52(m, 2H, Ar-H), 6.69-6.65(m, 2H, Ar-H), 3.90(t, 2H, J=6.8Hz, Ar-O-CH2), 1.79-1.72(m, 2H, Ar-O-CH2-CH2-), 1.47-1.27(m, 14H, Ar-O-CH2-CH2-C7H14-), 0.87(t, 3H, J=6.8Hz, -CH2-CH3)
4-Iodophenol 1 (22.0 g, 0.100 mol), potassium carbonate (20.7 g, 0.150 mol) and 130 ml (ml) of dimethylformamide were added to a four-necked flask and stirred in a nitrogen atmosphere, then heated to 80 ° C. did. After reaching 80 ° C., 1-bromodecane (17.9 g, 0.0809 mol) was added dropwise over 30 minutes. After completion of the addition, the mixture was further stirred for 1 hour. After confirming disappearance of 1-bromodecane by GC (gas chromatography), the solvent was distilled off, 120 ml of toluene and 150 g of pure water were added for extraction, and the aqueous layer was removed. Thereafter, 100 ml of 1N NaOH was added to the organic layer, extraction was performed, and the aqueous layer was removed. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then magnesium sulfate was collected by filtration. The obtained organic layer was evaporated under reduced pressure to obtain a compound 2 (yield 26.9 g, 0.0747 mol, yield 92.3%). The structure of Compound 2 was confirmed by 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) analysis.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ7.55-7.52 (m, 2H, Ar—H), 6.69-6.65 (m, 2H, Ar—H), 3.90 (t, 2H, J = 6.8 Hz, Ar— O-CH 2), 1.79-1.72 ( m, 2H, Ar-O-CH 2 -CH 2 -), 1.47-1.27 (m, 14H, Ar-O-CH 2 -CH 2 -C 7 H 14 -) , 0.87 (t, 3H, J = 6.8Hz, -CH 2 -CH 3 )
<実施例2>
3,5−ジニトロベンジルアルコール3(39.6g、0.200mol)と、トリエチルアミン(26.3g、0.260mol)と、テトラヒドロフラン200mlを混合させた溶液を、窒素雰囲気下、0℃で攪拌し、その溶液へアクリル酸クロリド(21.7g、0.240mol)とテトラヒドロフラン40mlを混合した溶液を30分かけて滴下した。さらに、滴下後、4時間攪拌を行い、反応終了後、溶媒を留去して、得られた粗物に水を300g入れ、スラリー状態で、25℃で30分攪拌した。その後、反応液をろ過し、固形分を減圧下、70℃で3時間乾燥させ、化合物4を得た(得量48.7g0.193mol, 得率96.5%)。化合物4の構造は、1H-NMR分析にて確認した。
1H-NMR (CDCl3):δ9.02 (t, 1H, J=2.4Hz, Ar-H), 8.58(m, 2H, Ar-H), 6.54(dd, 1H, J=17.6, 1.2Hz, -CH=CH2), 6.27-6.20(m, 1H, -CH=CH2), 5.99(dd, 1H, J=10.8Hz, 1.2Hz, -CH=CH2 ), 5.40(s, 2H, Ar-CH2-O)
A solution prepared by mixing 3,5-dinitrobenzyl alcohol 3 (39.6 g, 0.200 mol), triethylamine (26.3 g, 0.260 mol) and 200 ml of tetrahydrofuran was stirred at 0 ° C. in a nitrogen atmosphere, and acrylic acid was added to the solution. A solution prepared by mixing acid chloride (21.7 g, 0.240 mol) and 40 ml of tetrahydrofuran was added dropwise over 30 minutes. Furthermore, after dropping, the mixture was stirred for 4 hours. After the reaction was completed, the solvent was distilled off, 300 g of water was added to the obtained crude product, and the mixture was stirred at 25 ° C. for 30 minutes in a slurry state. Thereafter, the reaction solution was filtered, and the solid content was dried at 70 ° C. under reduced pressure for 3 hours to obtain Compound 4 (amount 48.7 g 0.193 mol, yield 96.5%). The structure of Compound 4 was confirmed by 1 H-NMR analysis.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ9.02 (t, 1H, J = 2.4Hz, Ar-H), 8.58 (m, 2H, Ar-H), 6.54 (dd, 1H, J = 17.6, 1.2Hz , -CH = CH 2 ), 6.27-6.20 (m, 1H, -CH = CH 2 ), 5.99 (dd, 1H, J = 10.8Hz, 1.2Hz, -CH = CH 2 ), 5.40 (s, 2H, Ar-CH 2 -O)
<実施例3>
化合物2(25.3g、0.0702mol)と、化合物4(21.1g、0.0837mol)と、塩化パラジウム-アセトニトリル錯体(0.572g、2.21mmol)と、トリス(oートリル)ホスフィン(1.28g、4.21mmol)と、リン酸三カリウム(22.7g、0.107mol)と、ジメチルアセトアミド170gの懸濁液を、室温条件下、ダイヤフラムポンプで50Torrまで減圧させた後に、窒素により復圧させる動作を10回繰り返し、反応器内とジメチルアセトアミドに含まれる酸素を除去した。その後昇温し、窒素雰囲気下、110℃で3時間攪拌した。反応終了後、溶媒を留去し、水200g、及びクロロホルム250gで抽出した。分液した水層を、さらにクロロホルム250gで2回抽出し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。硫酸マグネシウムを、ろ取して得られた有機層を減圧下、溶媒を留去し、得られた粗物をアセトニトリル170gで洗浄した。その後、結晶をろ過し、得られた固形分を減圧下、乾燥させることで化合物5を得た(得量32.5g、0.0671mol、得率95.6%)。化合物5の構造は、1H−NMR分析にて確認した。
1H−NMR (CDCl3):δ9.01(t, 1H, Ar-H), 8.61(d, 2H, J=1.6Hz, Ar-H), 7.74(d, 1H, J=16.0Hz, -CH=CH-Ar), 7.49(d, 2H, J=7.6Hz, Ar-H), 6.91(d, 2H, J=7.6Hz, Ar-H), 6.39(d, 1H, J=16.0Hz, -CH=CH-Ar), 5.42(s, 2H, Ar-CH2-O), 3.99(t, 2H, J=6.4Hz, Ar-O-CH2), 1.83-1.76(m, 2H, Ar-O-CH2-CH2-), 1.49-1.28(m, 14H, Ar-O-CH2-CH2-C7H14-), 0.89(t, 3H, J=6.4Hz, -CH2-CH3)
Compound 2 (25.3 g, 0.0702 mol), Compound 4 (21.1 g, 0.0837 mol), palladium chloride-acetonitrile complex (0.572 g, 2.21 mmol), tris (o-tolyl) phosphine (1 .28 g, 4.21 mmol), tripotassium phosphate (22.7 g, 0.107 mol), and 170 g of dimethylacetamide were decompressed to 50 Torr with a diaphragm pump at room temperature, and then reconstituted with nitrogen. The operation of pressurizing was repeated 10 times to remove oxygen contained in the reactor and dimethylacetamide. The temperature was then raised, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the solvent was distilled off and extracted with 200 g of water and 250 g of chloroform. The separated aqueous layer was further extracted twice with 250 g of chloroform, and the obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. The organic layer obtained by filtering magnesium sulfate was distilled off the solvent under reduced pressure, and the resulting crude product was washed with 170 g of acetonitrile. Thereafter, the crystals were filtered, and the obtained solid content was dried under reduced pressure to obtain Compound 5 (amount 32.5 g, 0.0671 mol, yield 95.6%). The structure of Compound 5 was confirmed by 1 H-NMR analysis.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 9.01 (t, 1H, Ar—H), 8.61 (d, 2H, J = 1.6 Hz, Ar—H), 7.74 (d, 1H, J = 16.0 Hz, − CH = CH-Ar), 7.49 (d, 2H, J = 7.6Hz, Ar-H), 6.91 (d, 2H, J = 7.6Hz, Ar-H), 6.39 (d, 1H, J = 16.0Hz, -CH = CH-Ar), 5.42 (s, 2H, Ar-CH 2 -O), 3.99 (t, 2H, J = 6.4Hz, Ar-O-CH 2 ), 1.83-1.76 (m, 2H, Ar -O-CH 2 -CH 2 -) , 1.49-1.28 (m, 14H, Ar-O-CH 2 -CH 2 -C 7 H 14 -), 0.89 (t, 3H, J = 6.4Hz, -CH 2 -CH 3 )
<実施例4>
塩化アンモニウム(9.9g、0.185mol) を純水90.0gで溶解させた溶液を55℃に加温し攪拌した。55℃に到達後、鉄粉(51.1g、0.915mol)を入れ、さらに80℃に昇温させた。80℃に到達後、80℃に加温した145gのトルエンで溶解させた化合物5(29.0g、0.0599mol)を滴下した。滴下終了後、さらに2時間攪拌し、反応終了後、80℃の加温条件下で熱時ろ過を行い、得られた反応液を分液して、水層を除去した。得られた有機層に活性炭1.2gを入れ、80℃で加温条件下30分攪拌した。その後、80℃の加温条件下で熱時ろ過し、得られた有機層をあらかじめ80℃に温めておいた純水で2回洗浄した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムにて乾燥した後、硫酸マグネシウムをろ取し、得られた有機層を減圧下、溶媒を留去し、化合物6を得た(得量18.7g、0.0440mol)得率73.5%)。化合物6の構造は、1H-NMR分析にて確認した。
1H-NMR (CDCl3):δ7.67(d, 1H, J=16.0 Hz, -CH=CH-Ar), 7.45(d, 2H, J=8.4Hz, Ar-H), 6.88(d, 2H, J=8.4Hz, Ar-H), 6.34(d, 1H, J=16.0Hz, -CH=CH-Ar), 6.15(d, 2H, J=1.6Hz, Ar-H), 5.98(t, 1H, J=1.6Hz, Ar-H), 5.05(s, 2H, Ar-CH2-O), 3.97(t, 2H, J=6.4Hz, Ar-O-CH2), 3.62(b, 4H, NH2), 1.82-1.76(m, 2H, Ar-O-CH2-CH2-), 1.46-1.27(m, 14H, Ar-O-CH2-CH2-C7H14-), 0.88(t, 3H, J=7.2Hz, -CH2-CH3)
1H-NMR (CDCl3): δ 8.79 (d, 1H, J=2.4 Hz, Ar-H), 8.40 (dd, 1H, J=8.4, 2.4Hz, Ar-H), 7.70 (d, 1H, J=8.4Hz, Ar-H), 4.01 (dt, 2H, J=5.2, 6.0 Hz, CH2-OH), 3.29 (t, 2H, J=6.0 Hz, Ar-CH2), 1.63 (t, 1H, J=5.2Hz, -OH).
A solution of ammonium chloride (9.9 g, 0.185 mol) dissolved in 90.0 g of pure water was heated to 55 ° C. and stirred. After reaching 55 ° C., iron powder (51.1 g, 0.915 mol) was added, and the temperature was further raised to 80 ° C. After reaching 80 ° C., Compound 5 (29.0 g, 0.0599 mol) dissolved in 145 g of toluene heated to 80 ° C. was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 2 hours. After completion of the reaction, hot filtration was performed under a heating condition of 80 ° C., and the obtained reaction solution was separated to remove the aqueous layer. Activated carbon 1.2g was put into the obtained organic layer, and it stirred at 80 degreeC on heating conditions for 30 minutes. Thereafter, the mixture was filtered while heated at 80 ° C. under heating, and the obtained organic layer was washed twice with pure water previously heated to 80 ° C. The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then magnesium sulfate was collected by filtration. The solvent was distilled off from the obtained organic layer under reduced pressure to obtain Compound 6 (yield 18.7 g, 0.0440 mol). ) Yield 73.5%). The structure of Compound 6 was confirmed by 1 H-NMR analysis.
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.67 (d, 1H, J = 16.0 Hz, -CH = CH-Ar), 7.45 (d, 2H, J = 8.4Hz, Ar-H), 6.88 (d, 2H, J = 8.4Hz, Ar-H), 6.34 (d, 1H, J = 16.0Hz, -CH = CH-Ar), 6.15 (d, 2H, J = 1.6Hz, Ar-H), 5.98 (t , 1H, J = 1.6Hz, Ar -H), 5.05 (s, 2H, Ar-CH 2 -O), 3.97 (t, 2H, J = 6.4Hz, Ar-O-CH 2), 3.62 (b, 4H, NH 2), 1.82-1.76 ( m, 2H, Ar-O-CH 2 -CH 2 -), 1.46-1.27 (m, 14H, Ar-O-CH 2 -CH 2 -C 7 H 14 -) , 0.88 (t, 3H, J = 7.2Hz, -CH 2 -CH 3 )
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 8.79 (d, 1H, J = 2.4 Hz, Ar-H), 8.40 (dd, 1H, J = 8.4, 2.4 Hz, Ar-H), 7.70 (d, 1H, J = 8.4Hz, Ar-H), 4.01 (dt, 2H, J = 5.2, 6.0 Hz, CH 2 -OH), 3.29 (t, 2H, J = 6.0 Hz, Ar-CH 2 ), 1.63 (t, 1H, J = 5.2Hz, -OH).
ヨードブタン(30.0g、163mmol)、4−ヨードフェノール(39.4g、179mmol)、及び炭酸カリウム(27.0g、196mmol)にジメチルホルムアミド(90.1g)を加え、85℃で2時間攪拌し、その後、ろ過により炭酸カリウムを除去した。次いで、トルエンと1規定の水酸化ナトリウム水溶液により抽出を行った。水層を分離し、得られた有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過により硫酸マグネシウムを除去した後、有機層を濃縮して、エーテル化合物2を得た(36.2g、81%収率)。
1H-NMR (CDCl3): δ 7.53 (d, 2H, J=8.8 Hz, Ar-H), 6.66 (d, 2H, J=8.8 Hz, Ar-H), 3.90 (t, 2H, J=6.6 Hz, O-CH2), 1.76 (m, 2H, O-CH2-CH2,), 1.47 (m, 2H, CH2-CH3), 0.96 (t, 3H, J =7.6 Hz, -CH3).
1H-NMR (DMSO): δ 12.2 (s, 1H, CO2H), 7.62 (d, 2H, J=8.8 Hz, Ar-H), 7.54 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH), 6.95 (d, 2H, J=8.8 Hz, Ar-H), 6.36 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH), 4.01 (t, 2H,J=6.6 Hz, O-CH2), 1.69 (m, 2H, O-CH2-CH2), 1.44 (m, 2H, CH2-CH3), 0.93 ( t, 3H, J=7.4 Hz, -CH3).
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.53 (d, 2H, J = 8.8 Hz, Ar-H), 6.66 (d, 2H, J = 8.8 Hz, Ar-H), 3.90 (t, 2H, J = 6.6 Hz, O-CH 2 ), 1.76 (m, 2H, O-CH 2 -CH 2 ), 1.47 (m, 2H, CH 2 -CH 3 ), 0.96 (t, 3H, J = 7.6 Hz,- CH 3 ).
1 H-NMR (DMSO): δ 12.2 (s, 1H, CO 2 H), 7.62 (d, 2H, J = 8.8 Hz, Ar-H), 7.54 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH), 6.95 (d, 2H, J = 8.8 Hz, Ar-H), 6.36 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH), 4.01 (t, 2H, J = 6.6 Hz, O -CH 2 ), 1.69 (m, 2H, O-CH 2 -CH 2 ), 1.44 (m, 2H, CH 2 -CH 3 ), 0.93 (t, 3H, J = 7.4 Hz, -CH 3 ).
桂皮酸化合物3(16.2g、73.5mmol)、2,4―ジニトロフェニルエチルアルコール1(15.6g、73.5mmol)、及びジメチルアミノピリジン(0.895g、7.32mmol)をテトラヒドロフラン(232g)に溶解し、1−エチル―3―(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(16.2g、84.5mmol)を0℃で加え、室温で15時間攪拌した。その後、酢酸エチルと水により抽出し、水層を分離して有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。ろ過により硫酸マグネシウムを除去して、得られた有機層を濃縮し、得られた粗物をカラムクロマトグラフィーにより精製し、ジニトロ化合物4を得た(19.9g、65%収率)。
1H-NMR (CDCl3): δ 8.83 (d, 1H, J=2.4 Hz, Ar-H), 8.40 (dd, 1H, J=8.8, 2.4 Hz, Ar-H), 7.66 (d, 1H, J=8.8 Hz, Ar-H), 7.60 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH), 7.46 (d, 2H,J=8.4 Hz, Ar-H), 6.89 (d, 2H, J=8.4 Hz, Ar-H), 6.21 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH) 4.53 (t, 2H, J=6.4 Hz, CH2-OCO), 4.00 (t, 2H, J=6.6 Hz, C6H4-O-CH2),3.45 (m, 2H, J=6.4 Hz, Ar-CH2), 1.78 (m, 2H, O-CH2-CH2), 1.52 (m, 2H, CH2-CH3), 0.98 ( t, 3H, J=7.4 Hz, -CH3).
1H-NMR (CDCl3): δ 7.65 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH), 7.41 (d, 2H, J=8.4 Hz, Ar-H,), 6.89 (d, 2H,J=8.4 Hz, Ar-H), 6.85 (d, 1H, J=8.0 Hz, Ar-H), 6.30 (d, 1H, J=16.0 Hz, CO-CH=CH), 6.10 (dd, 1H, J=8.0, 2.4 Hz, Ar-H), 6.07 (d, 1H, J=2.4 Hz Ar-H), 4.30 (t, 2H, J=7.6 Hz, CH2-OCO), 4.00 (t, 2H, J=6.4 Hz, C6H4-O-CH2), 3.88 (br-s, 2H, NH2), 3.56 (br-s, 2H, NH2), 2.81 (m, 2H, J=7.6 Hz, Ar-CH2), 1.78 (m, 2H, O-CH2-CH2), 1.49(m, 2H, CH2-CH3), 0.98 ( t, 3H, J=7.2 Hz, -CH3).Cinnamic acid compound 3 (16.2 g, 73.5 mmol), 2,4-dinitrophenylethyl alcohol 1 (15.6 g, 73.5 mmol), and dimethylaminopyridine (0.895 g, 7.32 mmol) were added to tetrahydrofuran (232 g). 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (16.2 g, 84.5 mmol) was added at 0 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. Thereafter, the mixture was extracted with ethyl acetate and water, the aqueous layer was separated, and the organic layer was dried over magnesium sulfate. Magnesium sulfate was removed by filtration, the obtained organic layer was concentrated, and the resulting crude product was purified by column chromatography to obtain dinitro compound 4 (19.9 g, 65% yield).
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 8.83 (d, 1H, J = 2.4 Hz, Ar-H), 8.40 (dd, 1H, J = 8.8, 2.4 Hz, Ar-H), 7.66 (d, 1H, J = 8.8 Hz, Ar-H), 7.60 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH), 7.46 (d, 2H, J = 8.4 Hz, Ar-H), 6.89 (d, 2H, J = 8.4 Hz, Ar-H), 6.21 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH) 4.53 (t, 2H, J = 6.4 Hz, CH 2 -OCO), 4.00 (t, 2H, J = 6.6 Hz, C 6 H 4 -O-CH 2 ), 3.45 (m, 2H, J = 6.4 Hz, Ar-CH 2 ), 1.78 (m, 2H, O-CH 2 -CH 2 ), 1.52 ( m, 2H, CH 2 -CH 3 ), 0.98 (t, 3H, J = 7.4 Hz, -CH 3 ).
1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 7.65 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH), 7.41 (d, 2H, J = 8.4 Hz, Ar-H,), 6.89 (d, 2H , J = 8.4 Hz, Ar-H), 6.85 (d, 1H, J = 8.0 Hz, Ar-H), 6.30 (d, 1H, J = 16.0 Hz, CO-CH = CH), 6.10 (dd, 1H , J = 8.0, 2.4 Hz, Ar-H), 6.07 (d, 1H, J = 2.4 Hz Ar-H), 4.30 (t, 2H, J = 7.6 Hz, CH 2 -OCO), 4.00 (t, 2H , J = 6.4 Hz, C 6 H 4 -O-CH 2 ), 3.88 (br-s, 2H, NH 2 ), 3.56 (br-s, 2H, NH 2 ), 2.81 (m, 2H, J = 7.6 Hz, Ar-CH 2 ), 1.78 (m, 2H, O-CH 2 -CH 2 ), 1.49 (m, 2H, CH 2 -CH 3 ), 0.98 (t, 3H, J = 7.2 Hz, -CH 3 ).
[ポリアミック酸の合成]
以下に、ポリアミック酸の合成に使用したテトラカルボン酸二無水物及びジアミン化合物などの略号を示した。
(テトラカルボン酸二無水物)
PMDA:ピロメリット酸二無水物
CBDA:1, 2, 3, 4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
(ジアミン化合物)
p−PDA:p−フェニレンジアミン
DA1:3, 5−ジアミノベンジル 3−(4−(4−デシロキシ)フェニル)アクリレート
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BC:ブチルセロソルブ[Synthesis of polyamic acid]
The abbreviations such as tetracarboxylic dianhydride and diamine compound used for the synthesis of polyamic acid are shown below.
(Tetracarboxylic dianhydride)
PMDA: pyromellitic dianhydride CBDA: 1, 2, 3, 4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (diamine compound)
p-PDA: p-phenylenediamine DA1: 3,5-diaminobenzyl 3- (4- (4-decyloxy) phenyl) acrylate
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone BC: Butyl cellosolve
<ポリイミドの分子量測定>
ポリイミドの分子量は、センシュー科学社製の常温ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(SSC−7200)、及びShodex社製カラム(KD−803、KD−805)を用い、以下のようにして測定した。
カラム温度:50℃
溶離液:N,N’−ジメチルホルムアミド(添加剤として、臭化リチウム−水和物(LiBr・H2O)が30mmol/L、リン酸・無水結晶(o−リン酸)が30mmol/L、テトラヒドロフラン(THF)が10ml/L)。
流速:1.0ml/分
検量線作成用の標準サンプル:東ソー社製 TSK 標準ポリエチレンオキサイド(分子量約900,000、150,000、100,000、30,000)、及び重合体ラボラトリー社製 ポリエチレングリコール(分子量 約12,000、4,000、1,000)。<Measurement of molecular weight of polyimide>
The molecular weight of polyimide was measured as follows using a normal temperature gel permeation chromatography (GPC) apparatus (SSC-7200) manufactured by Senshu Kagaku Co., Ltd. and a column (KD-803, KD-805) manufactured by Shodex.
Column temperature: 50 ° C
Eluent: N, N′-dimethylformamide (as additives, lithium bromide-hydrate (LiBr · H 2 O) is 30 mmol / L, phosphoric acid / anhydrous crystal (o-phosphoric acid) is 30 mmol / L, Tetrahydrofuran (THF) 10 ml / L).
Flow rate: 1.0 ml / min Standard sample for preparation of calibration curve: TSK standard polyethylene oxide (molecular weight: about 900,000, 150,000, 100,000, 30,000) manufactured by Tosoh Corporation, and polyethylene glycol manufactured by Polymer Laboratories (Molecular weight about 12,000, 4,000, 1,000).
<実施例5>
DA1(0.637g、1.50mmol)、及びp−PDA(0.162g、1.50mmol)をNMP(8.13g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、PMDA(0.635g、2.91mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(9.56g)にNMP(9.56g)、及びBC(4.78g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(A)を得た。
このポリアミック酸の数平均分子量は7,000、重量平均分子量は17,000であった。<Example 5>
DA1 (0.637 g, 1.50 mmol) and p-PDA (0.162 g, 1.50 mmol) were mixed in NMP (8.13 g) and stirred for 1 hour at room temperature to dissolve, then PMDA ( 0.635 g, 2.91 mmol) was added and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. NMP (9.56 g) and BC (4.78 g) were added to this polyamic acid solution (9.56 g), and the mixture was stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (A).
The number average molecular weight of this polyamic acid was 7,000, and the weight average molecular weight was 17,000.
<実施例6>
DA1(0.743g、1.75mmol)、及びp−PDA(0.081g、0.75mmol)をNMP(7.67g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、PMDA(0.529g、2.43mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(9.02g)にNMP(9.02g)、及びBC(4.51g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(B)を得た。
このポリアミック酸の数平均分子量は6,500、重量平均分子量は16,000であった。<Example 6>
DA1 (0.743 g, 1.75 mmol) and p-PDA (0.081 g, 0.75 mmol) were mixed in NMP (7.67 g) and stirred at room temperature for 1 hour to dissolve, then PMDA ( 0.529 g, 2.43 mmol) was added and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. NMP (9.02 g) and BC (4.51 g) were added to this polyamic acid solution (9.02 g) and stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (B).
The number average molecular weight of this polyamic acid was 6,500, and the weight average molecular weight was 16,000.
<実施例7>
DA1(0.849g、2.0mmol)をNMP(7.21g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、PMDA(0.424g、1.94mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(8.48g)にNMP(8.48g)、及びBC(4.24g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(C)を得た。
このポリアミック酸の数平均分子量は6,000、重量平均分子量は16,000であった。<Example 7>
DA1 (0.849 g, 2.0 mmol) was mixed in NMP (7.21 g) and dissolved by stirring for 1 hour at room temperature, then PMDA (0.424 g, 1.94 mmol) was added, and 12 at room temperature. It was made to react for time and the polyamic acid solution was obtained. NMP (8.48 g) and BC (4.24 g) were added to this polyamic acid solution (8.48 g), and the mixture was stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (C).
The number average molecular weight of this polyamic acid was 6,000, and the weight average molecular weight was 16,000.
<実施例8>
DA1(0.509g、1.20mmol)、及びp−PDA(0.194g、1.80mmol)をNMP(7.22g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、CBDA(0.571g、2.91mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(9.02g)にNMP(9.02g)、及びBC(4.51g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(D)を得た。
このポリアミック酸の数平均分子量は8000、重量平均分子量は21000であった。<Example 8>
DA1 (0.509 g, 1.20 mmol) and p-PDA (0.194 g, 1.80 mmol) were mixed in NMP (7.22 g) and stirred for 1 hour at room temperature to dissolve, then CBDA ( 0.571 g, 2.91 mmol) was added and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. NMP (9.02 g) and BC (4.51 g) were added to this polyamic acid solution (9.02 g) and stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (D).
The number average molecular weight of this polyamic acid was 8000, and the weight average molecular weight was 21,000.
<実施例9>
DA1(0.637g、1.50mmol)、及びp−PDA(0.163g、1.50mmol)をNMP(7.76g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、CBDA(0.571g、2.91mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(9.13g)にNMP(9.13g)、及びBC(4.57g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(E)を得た。
このポリアミック酸の数平均分子量は7000、重量平均分子量は19000であった。<Example 9>
DA1 (0.637 g, 1.50 mmol) and p-PDA (0.163 g, 1.50 mmol) were mixed in NMP (7.76 g) and stirred for 1 hour at room temperature to dissolve, then CBDA ( 0.571 g, 2.91 mmol) was added and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. NMP (9.13 g) and BC (4.57 g) were added to this polyamic acid solution (9.13 g) and stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (E).
The number average molecular weight of this polyamic acid was 7000, and the weight average molecular weight was 19000.
<実施例10>
実施例5で得られた液晶配向処理剤(A)を用いて、下記に示すような手順で液晶セルの作製を行った。<Example 10>
Using the liquid crystal aligning agent (A) obtained in Example 5, a liquid crystal cell was produced according to the procedure shown below.
[液晶セルの作製]
実施例5で得られた液晶配向処理剤(A)を、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板のITO面にスピンコートし、80℃のホットプレートで90秒間乾燥した後、200℃の熱風循環式オーブンで30分間焼成を行い、膜厚100nmの液晶配向膜を形成した。
この基板に対して、照射強度8.0mW/cm2の313nmの直線偏光UVを100mJ照射した。入射光線の方向は、基板法線方向に対して40°傾斜していた。直線偏光UVは高圧水銀ランプの紫外光に313nmのバンドパスフィルターを通した後、313nmの偏光板を通すことで調整した。
上記の基板を2枚用意し、一方の基板の液晶配向膜上に6μmのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷した。次いで、2枚の基板の液晶配向面を対向させ、各基板への直線偏光UVの光軸の投影方向が逆平行となるように圧着し、150℃で105分かけてシール剤を熱硬化させた。この空セルにネガ形液晶(メルク社製、MLC−6608)を減圧注入法によって注入し、液晶セルを作製した。
上記の方法で、照射する偏光UVの露光量を、0mJ〜1000mJまで変え、同様の液晶セルを作製した。[Production of liquid crystal cell]
The liquid crystal aligning agent (A) obtained in Example 5 was spin-coated on the ITO surface of a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film, dried for 90 seconds on an 80 ° C. hot plate, and then heated at 200 ° C. for circulating hot air. Baking was performed for 30 minutes in a type oven to form a liquid crystal alignment film having a thickness of 100 nm.
This substrate was irradiated with 100 mJ of 313 nm linearly polarized light UV having an irradiation intensity of 8.0 mW / cm 2 . The direction of the incident light was inclined by 40 ° with respect to the normal direction of the substrate. The linearly polarized light UV was adjusted by passing a 313 nm band pass filter through the ultraviolet light of a high pressure mercury lamp and then passing it through a 313 nm polarizing plate.
Two substrates were prepared, and a 6 μm bead spacer was sprayed on the liquid crystal alignment film of one substrate, and then a sealant was printed thereon. Next, the liquid crystal alignment surfaces of the two substrates are made to face each other, pressure-bonded so that the projection direction of the optical axis of the linearly polarized light UV on each substrate is antiparallel, and the sealant is thermally cured at 150 ° C. for 105 minutes. It was. A negative liquid crystal (MLC-6608, manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected into this empty cell by a reduced pressure injection method to produce a liquid crystal cell.
A similar liquid crystal cell was produced by changing the exposure amount of the polarized UV light to be irradiated from 0 mJ to 1000 mJ by the above method.
[液晶セルの評価]
液晶セルに対して、25℃において8Vの電圧を印加・解除したときの、異常ドメインの有無を偏光顕微鏡により観察し、異常ドメインのない場合を「液晶配向性良好」として評価した。上記で製造した液晶セルは、電圧無印加の状態で良好な垂直配向性を示し、電圧印加時における液晶配向性も良好であった。[Liquid crystal cell evaluation]
When a voltage of 8 V was applied to and released from the liquid crystal cell at 25 ° C., the presence or absence of an abnormal domain was observed with a polarizing microscope, and the case where there was no abnormal domain was evaluated as “good liquid crystal alignment”. The liquid crystal cell produced above showed good vertical alignment when no voltage was applied, and the liquid crystal alignment was good when a voltage was applied.
[プレチルト角の評価]
液晶セルのプレチルト角の測定は、Axo Metrix社製の「Axo Scan」を用いて、ミューラーマトリックス法により測定した。[Evaluation of pretilt angle]
The pretilt angle of the liquid crystal cell was measured by the Mueller matrix method using “Axo Scan” manufactured by AxoMetrix.
<実施例11>
液晶配向処理剤(A)を液晶配向処理剤(B)に変更した以外は、実施例10と同様に液晶セルを作製し、液晶の配向性、及びプレチルト角の測定を行った。<Example 11>
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 10 except that the liquid crystal aligning agent (A) was changed to the liquid crystal aligning agent (B), and the orientation of the liquid crystal and the pretilt angle were measured.
<実施例12>
液晶配向処理剤(A)を液晶配向処理剤(C)に変更した以外は、実施例10と同様に液晶セルを作製し、液晶の配向性、及びプレチルト角の測定を行った。<Example 12>
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 10 except that the liquid crystal aligning agent (A) was changed to the liquid crystal aligning agent (C), and the orientation of the liquid crystal and the pretilt angle were measured.
<実施例13>
液晶配向処理剤(A)を液晶配向処理剤(D)に変更した以外は、実施例10と同様に液晶セルを作製し、液晶の配向性、及びプレチルト角の測定を行った。<Example 13>
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 10 except that the liquid crystal aligning agent (A) was changed to the liquid crystal aligning agent (D), and the orientation of the liquid crystal and the pretilt angle were measured.
<実施例14>
液晶配向処理剤(A)を液晶配向処理剤(E)に変更した以外は、実施例10と同様に液晶セルを作製し、液晶の配向性、及びプレチルト角の測定を行った。
上記液晶配向処理剤(A)〜(E)の製造で使用した酸二無水物及びジアミン化合物の各組成比率を表1に示す。表1中、( )内の%は、全酸二無水物成分中又は全ジアミン成分中の該当する酸二無水物又はジアミン化合物の含有割合(モル%)を示す。
また、各実施例で製造した液晶セルのプレチルト角を表2に示す。<Example 14>
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 10 except that the liquid crystal aligning agent (A) was changed to the liquid crystal aligning agent (E), and the orientation of the liquid crystal and the pretilt angle were measured.
Table 1 shows the composition ratios of the acid dianhydride and the diamine compound used in the production of the liquid crystal aligning agents (A) to (E). In Table 1,% in parentheses indicates the content ratio (mol%) of the corresponding acid dianhydride or diamine compound in the total acid dianhydride component or in the total diamine component.
Table 2 shows the pretilt angles of the liquid crystal cells manufactured in each example.
表2の結果より、本発明の新規ジアミン化合物を用いて得られる液晶表示素子は、良好な垂直配向性を示し、また偏光の紫外線を照射することで100mJという少ない照射量でも、液晶を配向させ、大きなプレチルト角を発現させることが確認された。さらに、本発明の新規ジアミン化合物を使用した液晶配向膜は、紫外線の照射量によらずプレチルト角が一定に保たれることが確認された。このことは、バックライトなどの光に長時間暴露された後でも、プレチルト角を安定的に保つことができることを示している。
これらのことから、本発明の新規ジアミン化合物は、垂直配向方式の液晶表示素子用の液晶配向膜に使用することができ、紫外線照射によって液晶配向能を付与する光配向法においても好ましく用いることができる。From the results of Table 2, the liquid crystal display device obtained by using the novel diamine compound of the present invention exhibits a good vertical alignment property, and aligns the liquid crystal even with a dose as small as 100 mJ by irradiating polarized ultraviolet rays. It was confirmed that a large pretilt angle was developed. Furthermore, it was confirmed that the liquid crystal alignment film using the novel diamine compound of the present invention can keep the pretilt angle constant regardless of the amount of ultraviolet irradiation. This indicates that the pretilt angle can be stably maintained even after being exposed to light such as a backlight for a long time.
From these facts, the novel diamine compound of the present invention can be used in a liquid crystal alignment film for a liquid crystal display element of a vertical alignment method, and is preferably used also in a photo alignment method that imparts liquid crystal alignment ability by ultraviolet irradiation. it can.
<比較例1>
DA2を1.11g(2.70mmol)、及びDA3を0.11g(0.30mmol)をNMP(10.22g)中で混合し、室温で1時間攪拌して溶解させた後、CBDA0.58g(2.94mmol)を加え、室温で12時間反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(12.0g)にNMP(9.0g)及びBC(9.0g)を加え5時間攪拌することにより、6質量%の液晶配向処理剤(F)を得た。このポリアミック酸の数平均分子量は12000、重量平均分子量は29000であった。
上記実施例10において、液晶配向処理剤(A)を液晶配向処理剤(F)に変更した以外は、実施例10と同様に液晶セルを作製し、液晶の配向性、及びプレチルト角の測定を行った。
上記液晶配向処理剤(F)の合成で使用した酸二無水物及びジアミン化合物の各組成比率を表3に示す。また、比較例1で製造した液晶セルのプレチルト角を表4に示す。1.11 g (2.70 mmol) of DA2 and 0.11 g (0.30 mmol) of DA3 were mixed in NMP (10.22 g) and stirred at room temperature for 1 hour to dissolve, then 0.58 g of CBDA ( 2.94 mmol) was added and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a polyamic acid solution. NMP (9.0 g) and BC (9.0 g) were added to this polyamic acid solution (12.0 g), and the mixture was stirred for 5 hours to obtain 6% by mass of a liquid crystal aligning agent (F). The number average molecular weight of this polyamic acid was 12,000, and the weight average molecular weight was 29000.
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 10 except that the liquid crystal aligning agent (A) was changed to the liquid crystal aligning agent (F) in Example 10 above, and the liquid crystal orientation and pretilt angle were measured. went.
Table 3 shows the composition ratios of the acid dianhydride and the diamine compound used in the synthesis of the liquid crystal aligning agent (F). Table 4 shows the pretilt angle of the liquid crystal cell manufactured in Comparative Example 1.
本発明の新規ジアミン化合物から得られる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、バックライトなどの光に長時間暴露されてもプレチルト角が安定的に保たれ、信頼性に優れたものとなり、大画面で高精細の液晶テレビなどに好適に利用できる。
なお、2010年7月5日に出願された日本特許出願2010−153075号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。The liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film obtained from the novel diamine compound of the present invention has a stable pretilt angle even when exposed to light such as a backlight for a long time, has excellent reliability, and has a large screen. And can be suitably used for high-definition liquid crystal televisions.
The entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2010-153075 filed on July 5, 2010 are incorporated herein as the disclosure of the specification of the present invention. Is.
Claims (6)
(B):式[1]中、X1は単結合を表し、X2は炭素数1〜3のアルキレン基を表し、X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表し、X4 は−O−を表す。X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環を表し、X6は炭素数1〜18の直鎖又は分岐状のアルキル基を表し、X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここでR1〜R6はそれぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1又は2の整数を表す。
(C):式[1]中、X1は単結合、−CH2O−、−O−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、又は−CONH−を表し、X2は−CH2−を表し、X3は−O−、−NH−、又は−N(R1)−を表し、X4は単結合、−O−、−S−、又は−NH−を表す。X5は単結合又は下記式[X5−1]〜[X5−5]の群から選択される炭素環を表し、X6は炭素数8〜12の直鎖又は分岐状のアルキル基を表し、X7は水素原子、−R2、−OR3、−NHR4、−N(R5)2、又は−SR6を表す。ここでR1〜R6はそれぞれ独立して炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1又は2の整数を表す。
(B): In the formula [1], X 1 represents a single bond, X 2 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ). - represents, X 4 represents -O-. X 5 represents a single bond or a carbocycle selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], and X 6 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. It represents, X 7 is a hydrogen atom, -R 2, -OR 3, -NHR 4, -N (R 5) 2, or an -SR 6. Here, R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 or 2.
(C): In Formula [1], X 1 represents a single bond, —CH 2 O—, —O—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, or —CONH—, and X 2 represents —CH 2. 2- represents, X 3 represents —O—, —NH—, or —N (R 1 ) —, and X 4 represents a single bond, —O—, —S—, or —NH—. X 5 represents a single bond or a carbocycle selected from the group of the following formulas [X 5 -1] to [X 5 -5], and X 6 represents a linear or branched alkyl group having 8 to 12 carbon atoms. It represents, X 7 is a hydrogen atom, -R 2, -OR 3, -NHR 4, -N (R 5) 2, or an -SR 6. Here, R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n represents an integer of 1 or 2.
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