【実施例】
【0096】
実施例1
(N,N’E,N,N’E)−N,N’−((5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(1−フェニルメタンアミン) (化合物(Ia))の合成
【0097】
【化12】
【0098】
(工程1)
1,4−ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−2−イル)ベンゼン(2a)の合成
200mlナスフラスコにジエチル 5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−2−カルボキシレート)(1a)(2.7g,5.81mmol)、水酸化ナトリウム(1.4g,35mmol)及びエチレングリコール(82mL)を加え、アルゴン置換した。該混合物を、撹拌しながら2時間30分間、加熱還流した。その後、反応混合物を室温まで放冷すると針状結晶が析出した。氷冷後、反応混合物に冷水を加えてグラスフィルターで吸引ろ過し、水で洗浄することにより標題化合物(2a)(1.6g,収率:86%)を黄色結晶として得た。
【0099】
(工程2)
5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−2−カルボアルデヒド)(3a)の合成
50mL二口ナスフラスコをアルゴン置換し、0℃でN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(2.7mL,34.9mmol)及び塩化ホスホリル(3.2mL,34.2mmol)を加え、室温で30分間撹拌し、Vilsmeier試薬を調製した。別の50mL二口フラスコに、1,4−ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−2−イル)ベンゼン(2a)(1.1g,3.43mmol)を加え、アルゴン置換後、20mLの1,2−ジクロロエタンを加えて、0℃に冷却した。調製したVilsmeier試薬を10mLの1,2−ジクロロエタンに溶かし、化合物(2a)の溶液にゆっくりとシリンジで滴下した。その後、反応液を室温で終夜撹拌した。反応液を0℃に冷却し、炭酸カリウム水溶液(12g/20mL)を加えた後、80℃に加熱して2時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去し、ジクロロメタンとメタノールを添加することにより再沈殿させることで、標題化合物(3a)(1.2g,収率:93%)を茶色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃):δ 9.65 (s, 2H, CHO), 9.53 (br., 2H, NH), 7.58 (s, 4H, phenylene-H), 2.81 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.64 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.29 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.20 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3);
13C NMR (100 MHz, CDCl
3, 20℃):δ 177.23, 138.90, 136.02, 131.56, 128.74, 127.79, 124.90, 17.75, 17.32, 17.13, 15.92;
IR (ATR): 3300, 3264, 3054, 2965, 2924, 2872, 2809, 2361, 1629, 1442, 1384, 1337, 1287, 1265, 1237, 1197, 1090, 892, 735, 704, 629, 588 cm
-1; Anal. Calcd for C
24H
28N
2O
2: C, 76.56; H, 7.50; N, 7.29 Found: C, 75.89; H, 7.14; N, 7.29.
【0100】
(工程3)
(N,N’E,N,N’E)−N,N’−((5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(1−フェニルメタンアミン)(Ia)の合成
試験管に化合物(3a)(50mg,0.13mmol)、ベンジルアミン(0.3mL,2.75mmol)、メタノール(5mL)、ジクロロメタン(0.1mL)及びトリフルオロ酢酸(2滴)を加えて、室温で終夜撹拌した。反応溶液に炭酸カリウムを加え、ジクロロメタンで抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧留去し、残渣にジクロロメタンとメタノールを加えることにより再沈殿させることで、標題化合物(Ia)(39mg,収率:53%)を黄色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 8.29 (s, 2H, CH=N), 7.51 (s, 4H, phenylene-H), 7.38-7.26 (m, 10H, phenyl-H), 4.76 (s, 4H, benzyl-H), 2.69 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.66 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.26 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.23 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3);
13C NMR (100 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 150.55, 139.92, 131.63, 131.59, 131.404, 128.45, 127.85, 127.10, 126.88, 125.86, 123.43, 64.76, 17.60, 17.53, 17.11, 16.15;
IR (ATR): 2978, 2921, 2791, 2362, 1624, 1470, 1434, 1383, 1291, 1236, 735, 630, 558 cm
-1;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+(C
38H
42N
4) 555.3487, found 555.3497.
【0101】
実施例2
(N,N’E,N,N’E)−N,N’−((5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(1−ヘキサンアミン) (化合物(Ib))の合成
【0102】
【化13】
【0103】
試験管に化合物(3a)(100mg,0.27mmol)、n−ヘキシルアミン(0.3mL,2.27mmol)及び水(5mL)を加え、室温で終夜撹拌した。沈殿物をろ別し、乾燥させた後、n−ヘキサンで洗浄して、標題化合物(Ib)(100mg,収率:69%)を肌色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 8.15 (s, 2H, imine-H), 7.51 (s, 4H, phenylene-H), 6.70 (br., 2H, NH), 3.51 (t, J = 7.2 Hz, 4H, hexyl-CH
2), 2.68 (q, J = 7.2 Hz, 4H, CH
2), 2.66 (q, J = 7.2 Hz, 4H, CH
2), 1.67-1.60 (m, 4H, hexyl), 1.41-1.29 (m, 12H, hexyl), 1.25 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 1.23 (t, J = 7.2 Hz, 6H, CH
3), 0.91 (t, J = 7.2 Hz, 6H, hexyl-CH
3);
13C NMR (100 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 149.55, 131.55, 131.22, 130.96, 127.16, 126.06, 123.41, 61.56, 31.87, 31.53, 27.16, 22.82, 17.75, 17.62, 17.19, 16.31, 14.26;
IR (ATR): 2979, 2920, 2791, 2020, 1623, 1470, 1433, 1383, 1273, 1236, 1090, 888, 735, 703, 631, 572, 562 cm
-1;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+ (C
36H
54N
4) 543.4426, found 543.4423.
【0104】
以下の比較例1〜4の化合物(化合物(IIa)、化合物(IIb)、化合物(IIc)及び化合物(IId))は、実施例1及び2に記載の方法若しくはそれに準ずる方法、及び自体公知の方法(例えば、Setsune, J. et al., Tetrahedron Lett., 2006, 47, 7541-7544.参照)に従って、対応する原料化合物からそれぞれ製造した。
【0105】
比較例1
((5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(フェニルアミン)(化合物(IIa))
【0106】
【化14】
【0107】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 8.35 (s, 2H, imine-H), 7.63 (s, 4H, phenylene-H), 7.43-7.39 (m, 4H, phenyl-H), 7.22-7.20 (m, 6H, phenyl-H), 2.75 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.71 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.29 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.27 (t, J = 7.6 Hz, 6H CH
3);
13C NMR (100 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 152.62, 147.68, 134.09, 131.68, 132.80, 129.35, 127.41, 127.06, 125.26, 124.38, 121.04, 17.77, 17.67, 17.39, 16.24;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+ (C
36H
38N
4) 527.3174, found for 527.3170;
IR (ATR): 2962, 2922, 2853, 2366, 2337, 1740, 1469, 1435, 1383, 1236, 1090, 889, 744, 698, 628, 596, 580, 569, 5559 cm
-1.
【0108】
比較例2
5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(N−ベンジル−3,4−ジエチル−1H−ピロール−2−カルボキサミド)(化合物(IIb))
【0109】
【化15】
【0110】
1H NMR (400 MHz, DMSO-d
6, 75℃): δ 10.76 (br, 2H, pyrrolic-NH), 7.96 (t, J = 5.6 Hz, 2H, amide-H), 7.57 (s, 4H, phenylene-H), 7.37-7.22 (m, 10H, phenyl-H), 4.47 (d, J = 5.6 Hz, 4H, benzyl-H), 2.79 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.56 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.17 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.12 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3);
13C NMR (100 MHz; DMSO; 348K): δ 160.47, 139.49, 130.89, 130.88, 128.96, 127.86, 127.12, 126.79, 126.35, 122.23, 121.02, 41.87, 17.14, 16.59, 15.65, 15.55;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+ (C
38H
42N
4O
2) 587.3386, found for 587.3395;
IR (ATR): 3056, 2981, 2920, 1712, 1470, 1432, 1383, 1265, 1236, 1090, 892, 735, 704, 666, 630 cm
-1.
【0111】
比較例3
(N,N’E,N,N’E)−N,N’−((5,5’−(1,3−フェニレン)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(1−フェニルメタンアミン)(化合物(IIc))
【0112】
【化16】
【0113】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 8.21 (s, 2H, imine-H), 7.58 (s, 1H, phenylene-H), 7.46-7.21 (m, 13H, phenylene-H and phenyl-H), 4.64 (s, 4H, benzyl-H), 2.64 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.62 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.23 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.17 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3);
13C NMR (100M Hz, CDCl
3): δ 150.65, 139.93, 133.50, 132.20, 131.82, 129.10, 128.73, 128.52, 127.92, 126.94, 125.88, 125.85, 123.42, 64.51, 17.64, 17.63, 17.25, 16.33;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+(C
38H
42N
4) 555.3487, found for 555.3492;
IR (ATR): 3055, 2977, 2920, 1636, 1468, 1435, 1383, 1265, 1236, 1090, 891, 734, 703, 630, 572, 563 cm
-1.
【0114】
比較例4
(N,N’E,N,N’E)−N,N’−((5,5’−(チオフェン−2,5−ジイル)ビス(3,4−ジエチル−1H−ピロール−5,2−ジイル))ビス(メタニリリデン))ビス(1−フェニルメタンアミン)(化合物(IId))
【0115】
【化17】
【0116】
1H NMR (400 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 8.22 (s, 2H, imine-H), 7.36-7.23 (m, 10H, phenyl-H), 7.07 (s, 2H, thiophene-H), 4.72 (s, 4H, benzyl-H), 2.67 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 2.62 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH
2), 1.23 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3), 1.20 (t, J = 7.6 Hz, 6H, CH
3);
13C NMR (100 MHz, CDCl
3, 20℃): δ 150.41, 139.89, 133.35, 131.92, 128.65, 128.01, 127.12, 126.27, 125.88, 124.31, 123.86, 64.91, 17.93, 17.58, 17.13, 15.91;
HRMS: m/z calculated for [M+H]
+(C
36H
40N
4S) 561.3051, found for 561.3060;
IR (ATR): 3056, 2981, 2920, 1712, 1469, 1433, 1383, 1265, 1236, 1090, 892, 735, 704, 631, 590, 579, 566 cm
-1.
【0117】
実験例1
化合物(Ia)、化合物(Ib)、化合物(IIa)、化合物(IIb)、化合物(IIc)及び化合物(IId)への酸の添加(酸の種類、及び添加する酸の当量比の変化に伴う)による各化合物の蛍光発光特性についての検討
【0118】
(試験方法1)
被験化合物を、1.8×10
−5M〜2.0×10
−5Mの濃度となるようにジクロロメタンに溶解させ、試験溶液を作製する。該試験溶液(3mL)を石英セルにとり、所定の当量(0当量、0.5当量、0.7当量、1.0当量、1.5当量、2.0当量、2.5当量及び3.0当量)の酸(トリフルオロ酢酸、塩酸又は硝酸)を添加し、混合後に、紫外-可視吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定する。
【0119】
(試験方法2)
被験化合物を、2.8×10
−5Mの濃度となるようにジクロロメタンに溶解させ、試験溶液を作製する。該試験溶液(3mL)を石英セルにとり、所定の当量(0当量、250当量、500当量、750当量、1000当量、1250当量、1500当量、1750当量及び2000当量)の酸(塩化テトラ−n−ブチルアンモニウム)を添加し、混合後に、紫外-可視吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定する。
【0120】
(試験結果)
化合物(Ia)、化合物(Ib)、化合物(IIa)、化合物(IIb)、化合物(IIc)及び化合物(IId)のそれぞれについて、試験方法1を実施した。それらの結果とそれらから算出した色度座標を
図1〜3、5〜9に示す。また、化合物(Ia)について、試験方法2を実施した。その結果とそれから算出した色度座標を
図4に示す。
【0121】
図1〜5に示すように、本発明の化合物(I)(すなわち、化合物(Ia)及び化合物(Ib))は、ジクロロメタン中で添加する酸の当量を変化させることにより発光色が変化することが確認された。特に、化合物(Ia)又は化合物(Ib)と酸(トリフルオロ酢酸、塩酸又は硝酸)を当量比1:0.7〜1:1で混合した場合、或いは化合物(Ia)と塩化テトラ−n−ブチルアンモニウムを当量比1:500で混合した場合に、該組成物は、国際照明委員会(CIE:Commission Internationale de l'Eclairage)(1931)色度図における色度座標(x,y)、(0.32〜0.34,0.32〜0.34)を示し、紫外線(波長10〜400nm)を吸収して白色蛍光を発することが分かった。
これに対して、
図6〜9に示すように、本発明の化合物(I)と化学構造が類似する化合物(IIa)、化合物(IIb)、化合物(IIc)及び化合物(IId)を用いた場合には、いずれの当量比で酸を添加しても白色蛍光を発しないことが分かった。
以上の結果から、白色蛍光を発現させるためには、化学構造の厳密な調整(すなわち、2個のイミン構造及び該イミンに隣接するメチレン基が必須であり、更に架橋芳香環は、1,4−フェニレンであることが必須である)が必要であることが分かった。