説明

2−アルコキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジンおよび2−アリ−ルオキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジンの合成並びに紫外線吸収剤としての利用

【課題】高度な耐熱性(高温安定性)および耐蒸散性を有するベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤の提供。
【解決手段】2−アルコキシ−トリアジン又は2−アリ−ルオキシ−トリアジンとの脱塩酸縮合反応により得られる、2−アルコキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジン および2−アリ−ルオキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジンの合成方法。この化合物は、紫外線吸収剤として利用でき、特に高温作業工程を必要とする各種プラスチック、繊維材料等に使用すれば好結果が期待される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は1,3,5−トリアジンの2,4,6−位に2ケの4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ基および1ケのアルコキシ基、あるいは代わりに1ケのアリ−ルオキシ基を有するベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤の合成と紫外線吸収剤としての利用に関する。詳しくは2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン(IIa)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−エトキシ−1,3,5−トリアジン(IIb)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン(IIc)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−ブトキシ−1,3,5−トリアジン(IId)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−(2−エチルヘキシル)オキシ−1,3,5−トリアジン(IIe)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン(IIIa)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−(p−トリルオキシ)−1,3,5−トリアジン(IIIb)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−(4−メトキシフェノキシ)−1,3,5−トリアジン(IIIc)、2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−(4−tert−ブチルフェノキシ)−1,3,5−トリアジン(IIId)および2,4−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−6−[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノキシ]−1,3,5−トリアジン(IIIe)の合成と紫外線吸収剤としての利用に関する。
【背景技術】
【0002】
ベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を総括することは幾分困難であるが、非特許文献1を参考にしてその概略を述べる。主たるものをそのフェノ−ル構成部分の構造に基づいて分類するとIV〜VIIで示される。もちろん、本研究において用いられているIも含まれている。すなわち、IはR=Clの場合のVIに相当している。実際に使用されているものはIVについてはR′,R″の大きさや構造を変えたものが、そしてR″=HのものについてはC−位における親電子置換反応を利用して化学修飾したものが主体となっている。また、Vについては分枝中のCOOH基の反応特性が、VIについてはC−位のOH基の反応特性が、VIIについてはC−位のCHOH基の反応特性がとりあげられて化学修飾に利用され、実際に使用されうるものにまで誘導されている。
【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【0003】
【非特許文献1】 谷本、染料と薬品、41,295(1996).
【0004】
ベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を総括することは、このように困難であるので、ここでは本研究に関連すると考えられることを中心にしてその背景技術について述べる。本研究の目的がIV〜VIIで示されるものから、熱安定性(高温安定性)および耐蒸散性において著しく改善された、そして相溶性、化学的安定性、光安定性において在来通りというベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を合成することにあるので、同じような目的で過去に合成されそして実際に上市されているものをここに羅列すると、VIII,IX,Xがあげられる。他の意見もあると考えられるが本発明者はこれらを選択した。VIIIは2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−4,6−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェノ−ルであり、一般式IVに属する。IXは2,2′−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノ−ル]であり、一般式IVに属する2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノ−ル(XI)をホルムアルデヒドで連結した構造である。 また、Xは5−ベンゾイルオキシ−2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)フェノ−ルであり、R=Clの場合のVI、すなわちIのC−位のOH基のベンゾイル化により合成されている。Vから誘導されたもので特に有効なものはない。また、VIIについては、それらが最近に特許文献1として発表されたばかりであり、これらから有効な誘導体合成までにはある程度の期間を必要とするであろう。
【化7】

【化8】

【化9】

【化10】

【0005】
【特許文献1】 特開2003−3410782号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
熱安定性(高温安定性)および耐蒸散性において著しく改善された、そして相溶性、化学的安定性、光安定性においては在来通りということであれば幾らか困難な問題である。研究の障害となることとしては、合成反応に高価な原料を必要とすること、合成に熟練を必要とし多量生産には適していないこと、生成物の精製が難しいこと、そして生成物が慣用の溶剤に難溶であること等があげられる。これらの隘路を克服してVIII,IX,Xが完成されているのである。しかし、これら3種類だけでは十分とはいえない。例えば、ポリマ−の高温加工という分野においてさえ、添加対象物における多様化、そして加工条件におけるより過酷さが必要とされてきている。対応させるためにはVIII,IX,X以外にも、種々の意味においてより高性能な、そして高温加工に適したベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここでは2−アルコキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジンおよび2−アリ−ルオキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジンをとりあげた。そして反応相手として背景技術においてIV〜VIIとして示した基本構造のものからR=Clの場合のVI、すなわちIを選択した。 もちろん、他の選択もあるが、Iを選択した理由はR=Hの場合のVIについては、この種の反応においてすでに成功しており、別に特許申請中であるので、ここでも意図する連結反応についての見込みはあるからである。背景技術において述べた考察から、VIII,IX,Xが熱安定性(高温安定性)および耐蒸散性において著しく改善されたものであることが理解された。VIIIのように不安定な構造を加えないで分子量を大きくすること、IXのように簡単な構造で連結してビス型にすること、Xのように光フリ−ス反応が可能な芳香族カルボン酸エステル構造に誘導すること等が有効な手段と考えられる。このような前例のひとつに沿った手段をここでは選択したものである。
【発明の効果】
【0008】
本研究において合成したIIおよびIIIはIXと同様に高度な熱安定性(高温安定性)および耐蒸散性を有するベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤であることが表1から見て明らかである。そして分子中の2ケの塩素原子の存在はそのことをさらに強調していると考えられる。しかし、再結晶にエチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トのような比較的高沸点の溶剤を用いねばならないことはひとつのマイナス面である。このことを幾分でも改善できるなら、IIおよびIIIのεmaxが極めて大きいという特長を生かした方向で実際に使用しうるであろう
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
下記は本発明をさらに詳細に説明するために例として示したものであり、本発明を制限しようとするものではない。示されている融点は末端開口毛細管内で測定したものであり、補正されていない。得られたものはすべて新規化合物であるので元素分析値を付してある。また、H−NMRスペクトルについてはここに記載されていないが、すべてが所期の構造であることを示している。
【実施例1】
【0010】
I5.23g(0.02mol)にアセトン230mlを加えて溶解させ、これに炭酸カリウム3.46g(0.025mol)を水50〜60mlに溶かした水溶液を加えてかきまぜた。引続きかきまぜながら0.5〜1時間還流煮沸した。室温に戻してから2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン1.98g(0.011mol)の飽和アセトン溶液を4〜5時間かけて滴下した。滴下後、3時間かきまぜながら還流煮沸して反応させた。放冷後、15〜20%の塩酸で反応混合物を弱酸性にしてから減圧でアセトンの大部分を留去した。残留を多量の水に加えて析出した沈殿を濾過しとった。これを2−プロパノ−ル中に加えて2〜3時間かきまぜてから濾過した。すなわち、2−プロパノ−ルで洗浄した。洗浄後、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄土色のIIa3.85gを得た。収率61%、融点231〜233℃、元素分析実験値(%)C53.28,H2.58,N19.85;C2817Clに対する計算値(%)C53.34,H2.72,N20.00。
【実施例2】
【0011】
実施例Iにおける2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン1.98g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−エトキシ−1,3,5−トリアジン2.14g(0.011mol)を用い、これを実施例1と同様にしてI5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを2−プロパノ−ル中に加えて2〜3時間かきまぜてから濾過した。すなわち、2−プロパノ−ルで洗浄した。洗浄後、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄色のIIb3.42gを得た。収率53%、融点221〜223℃、元素分析実験値(%)C53.84,H2.76,N19.35;C2919Clに対する計算値(%)C54.05,H2.97,N19.56。
【実施例3】
【0012】
実施例Iにおける2,4−ジクロロ−6−メトキシ−I,3,5−トリアジン1.98g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン2.29g(0.011mol)を用い、これを実施例1と同様にしてI 5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを2−プロパノ−ル中に加えて2〜3時間かきまぜてから濾過した。すなわち、2−プロパノ−ルで洗浄した。洗浄後、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して淡黄士色のIIc3.42gを得た。収率52%、融点202〜203.5℃、元素分析実験値(%)C54.61,H3.00,N18.93;C3021ClPOに対する計算値(%)C54.72,H3.21,N19.15。
【実施例4】
【0013】
実施例Iにおける2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン1.98g(0.011mol)の代わりに2−ブトキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン2.45g(0.011mol)を用い、これを実施例1と同様にしてI5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを2−プロパノ−ル中に加えて2〜3時間かき混ぜてから濾過した。すなわち、2−プロパノ−ルで洗浄した。洗浄後、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄色のIId3.72gを得た。収率55%、融点189〜191.5℃、元素分析実験値(%)C55.25,H3.41,N18.60;C3123Clに対する計算値(%)C55.36,H3.45,N18.75。
【実施例5】
【0014】
実施例1における2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン1.98g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−(2−エチルヘキシル)オキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.011mol)を用い、これを実施例1と同様にしてI5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。れを2−プロパノ−ル中に加えて2〜3時間かきまぜてから濾過した。すなわち、2−プロパノ−ルで洗浄した。洗浄後、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄土色のIIe4.74gを得た。収率65%、融点183〜185℃、元素分析実験値(%)C57.44,H4.08,N17.15;C3531Clに対する計算値(%)C57.69,H4.29,N17.30。
【実施例6】
【0015】
I 5.23g(0.02mol)にアセトン230mlを加えて溶解させ、これに炭酸カリウム4.15g(0.03mol)を水60〜70mlに溶かした水溶液を加えてかきまぜた。引続きかきまぜながら0.5〜1時間還流煮沸した。 室温に戻してから2,4−ジクロロ−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン2.67g(0.011mol)をできるだけ少量のアセトンに溶かして、このアセトン溶液を5〜6時間かけて滴下した。滴下後、3時間かきまぜながら還流煮沸して反応させた。放冷後、15〜20%の塩酸で反応混合物を弱酸性にしてから減圧でアセトンの大部分を留去した。残留を多量の水に加えて析出した沈殿を濾過しとった。これを多量の2−プロパノ−ルに加えて室温で十分に接触させて2−プロパノ−ル可溶部を除去した。つぎに、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄土色のIIIa4.40gを得た。収率64%、融点230〜232.5℃、元素分析実験値(%)C57.07,H2.68,N18.03;C3319Clに対する計算値(%)C57.24,H2.77,N18.21。
【実施例7】
【0016】
実施例6における2,4−ジクロロ−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン2.67g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−(p−トリルオキシ)−1,3,5−トリアジン2.82g(0.011mol)を用い、これを実施例6と同様にしてI5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを比較的多量の2−プロパノ−ルに加えて室温で十分に接触させて2−プロパノ−ル可溶部を除去した。つぎに、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して灰白色のIIIb4.10gを得た。収率58%、融点216〜219℃、元素分析実験値(%)C57.57,H2.87,N17.86;C3421Clに対する計算値(%)C57.80,H3.00,N17.84。
【実施例8】
【0017】
実施例6における2,4−ジクロロ−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン2.67g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−(4−メトキシフェノキシ)−1,3,5−トリアジン2.99g(0.011mol)を用い、これを実施例6と同様にしてI 5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを比較的多量の2−プロパノ−ルに加えて室温で十分に接触させて2−プロパノ−ル可溶部を除去した。つぎに、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して灰白色のIIIc3.83gを得た。収率53%、融点209〜211.5℃、元素分析実験値(%)C56.48,H2.79,N17.40;C3421Clに対する計算値(%)C56.52,H2.93,N17.45。
【実施例9】
【0018】
実施例6における2,4−ジクロロ−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン2.67g(0.011mol)の代わりに2−(4−tert−ブチルフェノキシ)−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジン3.28g(0.011mol)を用い、これを実施例6と同様にしてI 5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを比較的多量の2−プロパノ−ルに加えて室温で十分に接触させて2−プロパノ−ル可溶部を除去した。つぎに、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して灰白色のIIId3.79gを得た。収率51%、融点230.5〜232℃、元素分析実験値(%)C59.09,H3.57,N16.61;C3727Clに対する計算値(%)C59.36.H3.64,N16.84。
【実施例10】
【0019】
実施例6における2,4−ジクロロ−6−フェノキシ−1,3,5−トリアジン2.67g(0.011mol)の代わりに2,4−ジクロロ−6−[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノキシ]−1,3,5−トリアジン3.90g(0.011mol)を用い、これを実施例6と同様にしてI 5.23g(0.02mol)と脱塩酸縮合させ、同様に処理して析出した沈殿を濾過しとった。これを比較的多量の2−プロパノ−ルに加えて室温で十分に接触させて2−プロパノ−ル可溶部を除去した。つぎに、エチレングリコ−ルジアセタ−トあるいは2−エトキシエチルアセタ−トで再結晶してから減圧下で減量が認められなくなるまで加熱乾燥して微黄色のIIIe4.88gを得た。収率61%、融点210〜212℃、元素分析実験値(%)C60.96,H4.34,N15.78;C4135Clに対する計算値(%)C61.19,H4.38,N15.67。
【実施例11】
【0020】
IIおよびIIIの100.0mgを、試験管中において加熱ブロックで200℃に5.5時間加熱し、加熱することによるそれぞれの重量およびUVスペクトルにおける変化を表1に示す。なお比較のために、IXおよびXIについての同様な試験結果をあわせ示す。IIおよびIIIのすべてがIXと同様に高度な耐熱性(高温安定性)および耐蒸散性を有する紫外線吸収剤であることが理解される。また、分子中の塩素原子の存在がλmaxの長波長部への移動に寄与していることが見られる。
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0021】
本特許により示された化合物により光安定化される有機材料は特に限定されるものではないが、これを例示すると、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンポリマ−、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレンおよびそれらの共重合物からなる各種プラスチック、繊維材料等である。現在においてIXが用いられていると同じような添加対象物であると考えてよい。高度な耐熱性(高温安定性)および耐蒸散性から考えて高温作業工程を必要とする各種のプラスチック、繊維材料等に対してはIXと同様な好結果が期待される。 IIおよびIIIを再結晶することなく、 2−プロパノ−ルで洗浄しただけで使用したさいに、効果についてあまり見劣りのない結果が得られれば2−プロパノ−ルで洗浄しただけのものであってもそれを有効に使用しうるであろう。また別に、N,N−ジメチルホルムアミド等を用いてポリマ−と同様に再沈殿精製することについても可能性があり、経済性ということを視野に入れた製法改善に向けての今後の努力が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の化合物IIaのUVスペクトル
【図2】本発明の化合物IIdのUVスペクトル
【図3】本発明の化合物IIIaのUVスペクトル
【図4】本発明の化合物IIIeのUVスペクトル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル(I)と2−アルコキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジンの脱塩酸縮合による2−アルコキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジン(II)の合成
【化1】

【請求項2】
IIで示される2−アルコキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジンの紫外線吸収剤としての利用
【請求項3】
4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル(I)と2−アリ−ルオキシ−4,6−ジクロロ−1,3,5−トリアジンの脱塩酸縮合による2−アリ−ルオキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジン(III)の合成
【化2】

【請求項4】
IIIで示される2−アリ−ルオキシ−4,6−ビス[4−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−1,3,5−トリアジンの紫外線吸収剤としての利用

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−19229(P2008−19229A)
【公開日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−216224(P2006−216224)
【出願日】平成18年7月10日(2006.7.10)
【出願人】(301000675)シプロ化成株式会社 (33)
【Fターム(参考)】