説明

2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジアルコキシ−1,3,5−トリアジンおよび2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビスアリ−ルオキシ−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】相溶性、化学的安定性、光安定性、熱安定性(高温安定性)において変りはなく、耐蒸散性が大きく改善されたベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を提供すること。
【解決手段】2−クロロ−4,6−ジアルコキシ−1,3,5−トリアジンあるいは2,4−ビスアリ−ルオキシ−6−クロロ−1,3,5−トリアジンを、多量生産が容易な4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルと脱塩酸縮合させて、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジアルコキシ−1,3,5−トリアジンおよび2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビスアリ−ルオキシ−1,3,5−トリアジンを得る。

【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 4−(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2ケのアルコキシ基、あるいは代りに2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−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン(Ia)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジプロポキシ−1,3,5−トリアジン(1b)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジブトキシ−1,3,5−トリアジン(Ic)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビス(2−エチルヘキシル)オキシ−1,3,5−トリアジン(Id)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビスベンジルオキシ−1,3,5−トリアジン(Ie)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン(IIa)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビス(p−トリルオキシ)−1,3,5−トリアジン(IIb)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビス(4−メトキシフェノキシ)−1,3,5−トリアジン(IIc)、2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビス(4−tert−ブチルフェノキシ)−1,3,5−トリアジン(IId)、および2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビス[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(IIe)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】
4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルは2−ニトロアニリンとレゾルシノ−ルから容易に合成しうるものである。本研究はベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤の化学修飾による物性の改善ということに総括されうる研究であるが、これに相当する研究例は多数であるので、ベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルに限定して、その範囲の背景技術について述べる。すなわち、4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルの化学修飾による物性の改善のために過去にどのような研究がなされたかということである。先ずこれらの研究において提示された化合物をあげると、2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−5−(N−プロピルベンズイミドイルオキシ)フェノ−ル(III)、2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−5−(3−カルボキシプロポキシ)フェノ−ル(IV)、2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−5−(1−エチルペンチルオキシ)フェノ−ル(V)、ビス[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェニル]−1,4−フェニレンジアクリラ−ト(VI)、2,4,6−トリス[4−(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(VII)、2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−5−(ベンゾイルオキシ)フェノ−ル(VIII)等があげられる。III〜VIは非特許文献1に参考文献として引用されているので合成法については参照しうる。また、VIIおよびVIIIは特許文献1および特許文献2として報告されているので同じく合成法については参照しうる。
【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

【化8】

【0003】
【非特許文献1】谷本、染料と薬品,41,295(1996).
【特許文献1】特開2000−178276号公報
【特許文献2】特開2000−119261号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
III〜VIIIのうち、多量生産され、そして上市されているものは現在のところ認められない。理由はいろいろあると考えられるが、合成に用いる試薬が高価で経済性に乏しい、合成段階が複数であり同じく経済性に乏しい、耐熱性(高温安定性)に弱点がある、精製に熟練を必要とする、慣用の溶剤に難溶である等の理由であろう。これらの欠点を持たないと考えられるものにVおよびVIIIがある。Vについてはそれが液状紫外線吸収剤であることが知られ、VIIIについてはそれを用いての塩化アルミニウムによるフリ−ス反応が知られている。周辺技術における進歩があればこの両者には上市の可能性が十分にある。特に、VIIIをすでに上市されている2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−5−(ベンゾイルオキシ)フェノ−ル(IX)と比較した場合に、後者のεmaxは前者のそれと比較してより長波長部にあるが、代りに合成については前者の方がより容易である。すなわち、両者に優劣の差は殆んど無いと考えられるが、VIIIが上市されていないのも事実である。4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルの多量生産が容易であることから、このものの化学修飾によって実用的な、すなわち上市されうる、あるいは少なくとも上市の可能性のあるベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を合成することが本研究が解決しようとする課題である。
【化9】

【課題を解決するための手段】
【0005】
課題を解決するために、2−クロロ−4,6−ジアルコキシ−1,3,5−トリアジンおよび2,4−ジアリ−ルオキシ−6−クロロ−1,3,5−トリアジンを選択した。これらの化合物の合成法については非特許文献2にまとめて述べられている。これを参照すればそれらは比較的良い経済性をもって、すなわち、安価に合成しうることが明らかである。それらと4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルとの反応が円滑に進行しさえすれば、上市されうる可能性があるベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤が得られると考えた。もちろん、得られたものの相溶性、化学的安定性、光安定性、熱安定性(高温安定性)、耐蒸散性等については実験的に確かめられねばならないが、化学構造式からも問題の有無についてある程度は推定しうるものである。すなわち、IおよびIIに関しては化学的安定性、光安定性に不安はないので残りの熱安定性(高温安定性)、耐蒸散性についての実験結果を実施例として示した。
【0006】
【非特許文献2】谷本、染料と薬品,40,325(1995).
【発明の効果】
【0007】
本研究おいて合成したIa,Id並びにIIについては、それらが精製をも含めて比較的簡単な方法でεmaxの大きいベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤を合成したということに意義がある。化学的安定性、光安定性、熱安定性(高温安定性)に問題はない、耐蒸散性についでも表1に見られるように、よく知られている2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−4−メチルフェノ−ル(X)、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)と比較して著しく改善されている。溶剤溶解性を含めての相溶性についてはX,XI等とあまり変らないことから、実用可能なベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤が比較的簡単な方法で得られたと考えている。特にIIb,IIdおよびIIeを推薦したい。これらは何れも高収率で得られ、表1から理解されるように熱安定性(高温安定性)、耐蒸散性において問題が全然認められないからである。しかし、Ib,IcおよびIeについての結果は予想外であった。それらのλmaxが短波長側に移動していることである。Ib,IcおよびIeの基底状態の分子内水素結合が不完全にしか生成しないのであろう。立体的な理由と考えられるが、現時点でははっきりしない。実施例を含めての実験結果から、IおよびIIの乾燥においては他の場合より比較的多くの時間をかけて乾燥せねばならないことが認められた。IおよびIIの分子内に溶剤分子が保持され易いのが理由であると考えられるがはっきりしない。また、欠点としてはUVスペクトルの400nmに近い長波長部に吸収帯が認められないことであるが、このことはすべての系の紫外線吸収剤共通の欠点であり、そのような長波長部に紫外吸収が及んでいるようなものは何れの系においても合成に成功していないのが現状である。Ib,IcおよびIe以外のIならびにIIが実用可能であることに変りはない。
【化10】

【化11】

【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下の実施例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】
【0009】
4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)にアセトン70mlを加えて溶解させ、これに炭酸カリウム1.38g(0.01mol)を水20ml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、これに2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン1.84g(0.0105mol)の飽和アセトン溶液を室温で3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た。反応後、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。これを酢酸エチル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無色のIa 2.75gを得た。収率75%、融点206.0〜206.3℃、元素分析実験値(%)C55.52,H3.83,N22.77;C1714に対する計算値(%)C55.73,H3.85,N22.94。
【実施例2】
【0010】
実施例1における2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン1.84g(0.0105mol)の代りに2−クロロ−4,6−ジプロポキシ−1,3,5−トリアジン2.43g(0.0105mol)を用い、これを実施例1と同様にして、4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン−2−プロパノ−ルを用いて最沈殿精製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Ib 3.14gを得た。収率74%、融点169〜172℃、元素分析実験値(%)C59.70,H5.19,N19.72;C2122に対する計算値(%)C59.70,H5.25,N19.89。
【実施例3】
【0011】
実施例1における2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン1.84g(0.0105mol)の代りに2−クロロ−4,6−ジブトキシ−1,3,5−トリアジン2.73g(0.0105mol)を用い、これを実施例1と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン−2−プロパノ−ルを用いて最沈殿精製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Ic 3.37gを得た。収率75%、融点138〜141℃、元素分析実験値(%)C61.11,H5.64,N18.45;C2326に対する計算値(%)C61.32,H5.82,N18.66。
【実施例4】
【0012】
実施例1における2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン1.84g(0.0105mol)の代りに2,4−ビス(2−エチルへキシル)オキシ−6−クロロ−1,3,5−トリアジン3.91g(0.0105mol)を用い、これを実施例1と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン−2−プロパノ−ルを用いて再沈殿精製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殆んど無色のId3.58gを得た。収率64%、融点173〜176℃、元素分析実験値(%)C65.96,H7.35,N14.74;C3142に対する計算値(%)C66.17,H5.72,N14.94。
【実施例5】
【0013】
実施例1における2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン1.84g(0.0105mol)の代りに2,4−ビスベンジルオキシ−6−クロロ−1,3,5−トリアジン3.44g(0.0105mo1)を用い、これを実施例1と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン−2−プロパノ−ルを用いて最沈殿精製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淡黄色のIe4.24gを得た。収率82%、融点151〜154℃、元素分析実験値(%)C67.05,H4.16,N16.14;C2922に対する計算値(%)C67.17,H4.28,N16.21。
【実施例6】
【0014】
4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)2.27g(0.01mol)にアセトン70mlを加えて溶解させ、これに炭酸カリウム1.38g(0.01mol)を水20mlに溶かした水溶液を加えてかきまでた。反応混合物が示す淡黄色の呈色状態が変らなくなってから、これに2−クロロ−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.0102mol)の飽和アセトン溶液を室温で3〜4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た。反応後,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。これをトルエン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無色のIIa3.41gを得た。収率70%、融点206〜208.5℃、元素分析実験値(%)C65.89,H3.57,N17.04;C2718に対する計算値(%)C66.12,H3.70,N17.14。
【実施例7】
【0015】
実施例6における2−クロロ−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.0102mol)の代りに2,4−ビス(p−トリルオキシ)−6−クロロ−1,3,5−トリアジン3.34g(0.0102mol)を用い、これを実施例6と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン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無色のIIb4.32gを得た。収率83%、融点175〜177℃、元素分析実験値(%)C67.04,H4.12,N15.99;C2922に対する計算値(%)C67.17,H4.28,N16.21。
【実施例8】
【0016】
実施例6における2−クロロ−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.0102mol)の代りに2,4−ビス(4−メトキシフェノキシ)−6−クロロ−1,3,5−トリアジン3.67g(0.0102mol)を用い、これを実施例6と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン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無色のIIc3.58gを得た。収率65%,融点167〜170℃、元素分析実験値(%)C63.14,H3.80,N15.05;C2922に対する計算値(%)C63.27,H4.03,N15.27。
【実施例9】
【0017】
実施例6における2−クロロ−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.0102mol)の代りに2,4−ビス(4−tert−ブチルフェノキシ)−6−クロロ−1,3,5−トリアジン4.20g(0.0102mol)を用い、これを実施例6と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン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IId4.51gを得た。収率75%,融点176〜179℃、元素分析実験値(%)C69.56,H5.45,N13.73;C3534に対する計算値(%)C69.75,H5.69,N13.95。
【実施例10】
【0018】
実施例6における2−クロロ−4,6−ジフェノキシ−1,3,5−トリアジン3.06g(0.0102mol)の代りに2,4−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノキシ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン5.35g(0.0102mol)を用い、これを実施例6と同様にして4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ル2.27g(0.01mol)と脱塩酸縮合させ、同様にして析出した沈殿を濾過しとった。これをトルエン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無色のIIe5.29gを得た。収率74%、融点217〜219℃、元素分析実験値(%)C71.97,H6.92,N11.67;C4350に対する計算値(%)C72.24,H7.05,N11.76。この実施例においてはかきまぜを容易にするために反応途中においで若干量のアセトンを追加した。
【実施例11】
【0019】
IおよびIIの100.0mgを上部開口試験管中において加熱ブロックで200℃に5.5時間加熱し、それぞれの加熱することによる重量および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、XおよびXIについての同様な試験結果をあわせ示す。
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0020】
本研究により示されたIおよびIIにより光安定化される有機材料としては、他の場合と同じく、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、アクリルポリマ−およびそれらの共重合体からなる各種のプラスチック、繊維材料等があげられる。すなわち、2−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)フェノ−ルの機能構造が失なわれない限りにおいて有効性が失なわれることはないからである。その機能構造以外の部分を化学修飾することにより有効な特長を出させることを考えているのである。本研究で得られたものはすぐれた熱安定性(高温安定性)および耐蒸散性を有することから高温下での成型時においても従来品に比べてその使用量を減量できるので、成型工程の低コスト化が可能である。例外として、IのうちのIb,IcおよびIeについてはλmaxがより短波長部にあるのでそれらの使用はすすめられない。また、特許文献3には2,4−ジメトキシ−6−(p−トリルオキシ)−1,3,5−トリアジンの光フリ−ス反応による2,4−ジメトキシ−6−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの生成が報告されている。このことは類似した化学構造のIおよびIIにも同様な光フリ−ス反応が期待できることを示している。すなわち、IあるいはIIは、光フリ−ス反応によりεmaxのより大きい、あるいは吸収波長範囲のより広い紫外線吸収剤として元の構造から予想されるよりも大きい紫外吸収能力を示すことが期待される。もちろん、これに関しては今後の研究が必要である。
【化12】

【0021】
【特許文献3】特開平3−190864号公報
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明のIIbのUVスペクトル
【図2】本発明のIIdのUVスペクトル
【図3】本発明のIIeのUVスペクトル

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

【請求項2】
Iで示される2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ジアルコキシ−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−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)レゾルシノ−ルと 2,4−ビスアリ−ルオキシ−6−クロロ−1,3,5−トリアジンの脱塩酸縮合による2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビスアリ−ルオキシ−1,3,5−トリアジン(II)の合成
【化2】

【請求項4】
IIで示される2−[4−(2H−ベンゾトリアゾ−ル−2−イル)−3−ヒドロキシフェノキシ]−4,6−ビスアリ−ルオキシ−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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【公開番号】特開2007−126427(P2007−126427A)
【公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−347018(P2005−347018)
【出願日】平成17年11月1日(2005.11.1)
【出願人】(301000675)シプロ化成株式会社 (33)
【Fターム(参考)】